第1章电路模型与电路定理.ppt

第1章电路的基本概念

和基本定理1847年发表的两个电路定律（基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律），发展了欧姆定律，对电路理论有重大作用。与化学家本生一同开拓出一个新的学科领域——光谱分析，并发现了铯和锶两种元素。提出热辐射中的基尔霍夫辐射定律，这是辐射理论的重要基础。基尔霍夫定律，阐明了集总参数电路中与各结点相连的所有支路电流所满足的关系和与各回路相关的所有支路电压所满足的关系。基尔霍夫定律是分析集总参数电路的重要定律，是电路理论的奠基石。1.6.1几个基本概念支路结点回路网孔1.6.2基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律（KCL）表述为：在集总参数电路中，在任一时刻，流入或流出任一结点或封闭面的所有支路电流的代数和等于零，即KCL实质上是电流连续性的体现，即在任何瞬间，流入该结点的电流等于流出该结点的电流。结点①结点②结点③结点④结点⑤KCL电流方程广义的结点【例1.3】如图所示直流电路中，已知，。求电流和。，，对结点a，根据KCL列出方程：【解】对结点b，根据KCL列出方程：代入数据,解得：代入数据,解得：1.6.3基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律（KVL）：在集总参数电路中，在任一时刻沿任一回路，任一瞬时沿该回路绕行一周，则该回路的各段支路电压的代数和为零，即KVL实质上是电位单值性的体现，即当电路选定电位参考点以后，其余各结点都具有一定的电位值。回路1回路2回路3KVL电压方程广义的回路【解】列结点a的KCL电流方程，有选择绕行方向，列回路1的KVL方程解得解得【例1.4】如图所示直流电路中，求电流和电压。1.6.4电路定律在直流电路中的应用【例1.5】试写出下图所示支路电压和支路电流之间的关系。【例1.6】如图所示直流电路中，求电流和。【解】根据绕行方向列回路1的KVL方程列节点a的KCL方程解上面两个方程得【例1.7】电路如图a所示，求电流、和电压。、、【解】设三个回路的绕行参考方向如图b所示。电路分析基础第1章电路的基本概念和基本定理返回电路分析基础内容提要本章主要介绍电路模型的概念、关联参考方向、功率和能量、集总参数元件、基尔霍夫定律。1.1电路与电路模型1.3电路的功率与能量1.4电阻元件1.5电压源与电流源1.6基尔霍夫定律1.7电位及其计算1.2电路的基本物理量电路在现代生活领域随处可见，例如日常生活中常用的手电筒、半导体收音机、电力传输、工业自动化控制系统、通信系统等各个方面都离不开电路。那么什么是电路？给出手电筒照明电路如图所示。如何分析流过小灯泡的电流?【引例】1.1电路与电路模型1.1.1实际电路实际电路：由多种电气元件和器件（例如二极管、晶体管、运算放大器、变压器、电阻、电容、电感等）通过导线按照一定的方式连接而成的电流通路。日光灯照明电路晶体管放大电路示意图1.1.2电路模型1.1.3集总参数电路集总参数电路：电磁能量在空间传播，如果实际电路的几何尺寸远小于其工作电磁波的波长，可认为送到实际电路各处的电磁能量是同时到达的，此时电路尺寸可忽略不计。集总参数元件：在集总参数电路中能用一个参数或几个参数来表征的理想化电路元件。注意：在任何时刻，流入二端元件的一个端子的电流一定等于从另一端子流出的电流，且两个端子之间的电压为单值量。1.2电路的基本物理量磁链电流电压电荷1.2.1电流及其参考方向1.电流定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量。2.电流表达式：3.电流的实际方向：很难判断电流的实际方向4.电流的参考方向：任意假定的电流方向。在规定的参考方向下，计算后若i0参考方向与实际方向一致i0参考方向与实际方向相反1.2.2电压及其参考方向1.电压定义：电场力将单位正电荷由电场中一点按照一定的路径移动到另一点所做的功。2.电压表达式：3.电压的参考方向：在规定的参考方向下，计算后若u0参考方向与实际方向一致u0参考方向与实际方向相反