电工与电子技术.pptx

第一章电路的基本分析方法 ; 第1章 电路的基本概念与基本定律;教学要求 ;教学提示 ;1.1 电压、电流和功率基础知识;电流强度即我们常说的电流大小，定义为单位时间内通过导体横截面的电量。电流强度简称电流，用符号 表示，即 ;2、电压 ;（2）电位定义 ;3. 功率 ;§参考方向 ;2、参考方向定义 ;同时规定：如果电流参考方向是从电压“+”极性端流入，由“-”极性端流出，则称电压和电流的方向为关联参考方向，如图1-3。否则为非关联参考方向。 ;;3. 参考方向与实际方向的关系 ;（2）电压参考方向与实际方向的关系;（3）功率参考方向与实际方向的关系 ;;根据（1-4）式计算功率;;1.2 基尔霍夫定理 ;§基尔霍夫电流定理 ;定义：对于任一集中参数电路中的任一节点，在任一时刻，流出（或流进）该节点的所有支路电流的代数和为零。其数学表达式为 ;2. 基尔霍夫电流定理补充规定 ;;;例1.3 电路如图1.3，证明 ;;;§基尔霍夫电压定理 ;2. 基尔霍夫电压定理补充规定 ;例1.4 电路如图1.4所示，已知， ， 求 。;图1.4中，以顺时钟方向为循行方向列写方程 ;1．列方程前标注回路循行方向；;§电路中电位的概念及计算;2. 举例; 结论：;例1: 图示电路，计算开关S 断开和闭合时A点 的电位VA;1.3 电压源与电流源 ;§独立电压源与独立电流源 ;理想电压源：具有图1-6(a)所示伏安特性电压源端电压不随输出电流而变化 ;实际电压源：电压源只能在一个规定的电流范围内作为电压源工作 ;;2. 独立电流源 ;;;例1.5 电路如图1.5所示。已知 ， ;（1）只当开关S1闭合时 ;例1.6：电路如图1.6所示。已知， ， 求下列三种情况下两端的电压 ;根据欧姆定律 （1）只当开关S1闭合时，电路中电阻为 ，而电流源输出的电流为 ，所以 ;§受控电压源与受控电流源 ;;受控源的控制端与受控端的关系式称转移函数，四种受控源的转移函数参量分别用 表示，它们的定义如下： ;2. 电压源与电流源的等效互换 ;; 如果电压源或电流源作用于某一负载，在该负载端口能够产生相同的伏安特性，则我们称此电压源与电流源是等效的。以下我们来研究电压源与电流源等效互换的条件 ;; 如果（1-10）与（1-11）具有相同的伏安特性，则可以得到如下互换关系式：; 由（1-12）可知，电流源转换为电压源时：内阻大小不变，电压源的大小等于电流源的大小乘以内阻，电压源的正极性为电流源电流的正方向。同理由（1-13）可知，电压源转换为电流源时：内阻大小不变，电流源的大小等于电压源的大小除以内阻，电流源的电流正方向为电压源正极性端。 ;例1.7 试用电压源与电流源等效变换的方法计算图1.7-1中电流 。 ;② 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。;例1:;例2:;例3：;;1.4 常用元件的时域伏安特性 ;（2）线性定常电阻的时域伏安特性 ;2. 非线性定常电阻 ; 但非线性定常电阻为一个变量，当电压（电流）发生变化时端口伏安特性按照一定的规律变化，即 或 ;3.时变电阻 ;§电容元件时域伏安特性 ;电容器的电容定义为电容器一个极板所带电荷 (指它的绝对值)和两极板的电势差 (不是某一极板的电势)之比即： ;; 就是说只要电荷发生变化就会产生电流。如何使电容存储的电荷发生变化呢？只要在电容两端加上时变电压就可以使电容存储的电荷发生变化。下面我们进行数学推导： ;2.电容的储能;例题1.8 已知电路参数如图1.8-1 所示求电流 ;解：（1）开关在K3位置时，由电阻和电容构成一无激励源的闭合回路，电容处于释放能量（如果存在）状态，如果时间足够长则电容的初始储能为零，即初始电压为零。设电容上电压为 ，当开关切换到K1时，根据基尔霍夫定理得：;（1.8-2） ;由初条件 ;;（2）当开关切换到k1时，根据基尔霍夫定理得： ;;§电感元件时域伏安特性 ;线圈周围磁场的大小与通过线圈的电流大小有关：;由（1-18）得： ;从电感的伏安特性方程（1-22）可知：由于电流由积分表达，他与电感两端的“电压”有关，表明流过电感的电流不能“突变”，因此，流过电感的电流只能慢慢增加。而电感上的电压由微分表达，因此电感上的电压可以“突变”。 ;2.电感元件的储能 ;例题1.9 电路参数如图1.9-1 所示， ;;;根据电感初始电流为零的初条件 ;分析;;（2）当开关切换到2时，电感将从刚才的稳定状态过渡到一个新的稳定状态。从电路结构可知，