电路与磁路 电路的基本概念和基本定律 第1章 电路的基本概念和基本定律.pptx

第1章 电路的基本概念和基本定律 ;本章的学习目的和要求 ;1.1 电路和电路模型; 电路通常由电源、负载和中间环节三部分组成。;常见的电源与负载 ;二、电路模型;按元件有无“源”分， ： 无源元件有：电阻、电感和电容。 有源元件有：独立源（电压源、电流源）和受控源;2. 电路模型;; 电路中的主要物理量有电压、电流、电动势、电位、能量、电功率等。; 元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能: ;（3）电流参考方向的表示方法有三种：;i;1、电压的定义：单位正电荷q 从电路中一点移至另一点时电场力做功（W）的大小，用U表示;（1）实际电压方向：电位真正降低的方向;（3）电压参考方向的三种表示方式：;（4）电压的参考方向与实际方向的关系：;元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称之为关联参考 方向，即i 从u+流向- 。反之，称为非关联参考方向。;注意：;例2 在图（a）中 ，;例3 已知4C正电荷由a点均匀移动至b点电场力做功8J，由b点移动到c点电场力做功为12J， (1) 若以b点为参考点，求a、b、c点的电位和电压Uab、U bc; (2) 若以c点为参考点，再求以上各值并比较。;;三、 电动势 ;1. 电功率定义;2. 功率的性质：指吸收或发出功率;3. 功率的启示;例 图示直流电路，U1=10V，U2=-4V,U3=3V，U4=11V，I=2A求各元件的功率P1、P2、P3、P4。;五、电能 (Energy);六、额定值;1.3 基尔霍夫定律 ( Kirchhoff’s Laws );一、基本概念;由支路组成的闭合路径。( l );支路：共有5条支路。;二、 基尔霍夫电流定律 (KCL);2. KCL图解：;3. 广义节点的KCL ;例 某节点的电流如图所示，求电流i;;三、基尔霍夫电压定律 (KVL) ;2. 图解：;3. 广义回路的KVL;又比如：;例 如图所示， 求 和 。;KCL、KVL小结：; ;3.线性电阻元件;线性电阻元件的伏安特性是一条直线，即任何时刻端电压与其电流成正比的电阻元件。;水泥电阻;(2) 如电阻上的电压与电流参考方向非关联公式中应冠以负号;5. 电阻的功率;R;解：;二、电感元件 (inductor);2. 线性电感元件;电感器;注意;4、 电感的功率;5电感的磁场能;例 在图RL串联电路中，已知R = 10Ω，L =2H，;三、 电容元件 ;;库伏特性??线是通过坐标原点的直线，这种电容元件就称为线性电容元件。;4、电压与电流关系;（1）当电容充电， u0，d u/d t0，则i0，q ?， p0, 电容吸收功率。;6.电容的储能; 1.5 电源元件;（1）输出电压：由电源本身决定， 与外电路无关；与流经它的电流方 向、大小无关。;;4. 电压源的功率;解：(a）图中电压、电流为非关联参考方向 ;; 其输出电流总能保持定值或一定的时间函数， 其值与它的两端电压u 无关的元件叫理想电流源。;(1) 电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无关；与它两端电压方向、大小无关;外电路;4.电流源的功率;例 计算图示电路各元件的功。; 注意： 实际电压源也不允许短路。因其内阻小，若短路，电流很大，可能烧毁电源。; 注意：实际电流源也不允许开路。因其内阻大，若开路，电压很高，可能烧毁电源。;例 如图所示，计算直流电源电路在开关断开与闭合两种情况下的电压Uab、Ucd。;1. 电路，即电流的通路。 2.电流、电压是电路最基本的物理量。注意：电流的实际方向是正电荷移动的方向；电压的实际方向是电位降低的方向。 3. 参考方向是人为选定的一个方向。电流、电压参考方向一致时称为关联参考方向。 4. 任一支路的功率，与电流、电压的参考方向有关。计算结果为正时，吸收功率；结果为负时，提供功率。 5.基尔霍夫定律表明电路连接时对支路电流、支路电压的拓扑约束关系，它与元件性质无关。 6. 电阻元件是表示消耗电能的电路元件。电感元件是表示储存磁场能量的电路元件。电容元件是表示储存电场能量的电路元件。 7.电压源的电压是一定的时间函数，电流由其外部决定。电流源的电流是一定的时间函数，电压由其外部决定。 8.实际电源可用电压源串联电阻来等效，也可用电流源并联电阻来等效。