《电工电子技术基础及应用实践》课件 第1章 电路基础.pptx

《电工电子技术及应用实践》

第一章电路基础

本章内容§1电路的组成与作用§2电路模型§3欧姆定律§4基尔霍夫定律§5电路中电位的概念及计算

§1电路的组成与作用1、电路为了实现某种功能，将电气元件或设备按某种方式连接起来，构成电流流通的路径。以电路电气器件的实际尺寸(d)和工作信号的波长(λ)为标准划分，实际电路又可分为集总参数电路和分布参数电路。（1）集总参数电路满足dλ。其特点是电路中任意两个端点间的电压和流入任一器件端钮的电流完全确定，与器件的几何尺寸和空间位置无关。（2）分布参数电路不满足dλ。其特点是电路中的电压和电流是时间的函数而且与器件的几何尺寸和空间位置有关。高频传输线组成的电路是分布参数电路的典型例子。

§1电路的组成与作用2、电路的组成（1）电源电源是提供电能的设备。电源的功能是把非电能转变成电能。例如，电池是把化学能转变成电能；发电机是把机械能转变成电能。由于非电能的种类很多，转变成电能的方式也很多。电源分为电压源与电流源两种。（2）负载负载是电路中使用电能的各种设备。负载的功能是把电能转变为其他形式能。例如，电炉把电能转变为热能；电动机把电能转变为机械能，等等。通常使用的照明器具、家用电器、机床等都可称为负载。（3）中间环节中间环节把电源、负载和其他辅助设备连接成一个闭合回路，起传输和分配电能或对电信号进行传递和处理的作用。

§1电路的组成与作用3、电路的作用（1）传输和转换电能。我们通常见到的电路是通过导线把电源和用电设备连接起来所构成的系统。从能力传输的角度分析，导线起到传输电能的作用；从能量转化关系来看,电源的作用是把我们不便于直接利用的其他形式的能量(如化学能、机械能等)转化为电能,而用电设备则把电能转化为我们能直接利用的其他形式的能量。电力系统输电线路是联系发电厂、变电所与用电设备的一种传送电能的装置，如图1-1所示。图1-1电力系统传输线路

§1电路的组成与作用3、电路的作用（2）传递和处理信号。例如，电话机的工作原理是通过声能与电能相互转换、并利用“电”这个媒介来传输语言。两个用户要进行通信，最简单的形式就是将两部电话机用一对线路连接起来。当发话者拿起电话机对着送话器讲话时，声带的振动激励空气振动，形成声波。声波作用于送话器上，使之产生电流，称为话音电流。话音电流沿着线路传送到对方电话机的受话器内。而受话器作用与送话器刚好相反--把电流转化为声波，通过空气传至人的耳朵中。

§2电路模型实际电路是由各种电气元件和设备组成，如发电机、变压器、电动机、电阻器、电容器、电感器、晶体管等，其电路的形式和种类是多样的，且有些元器件电磁性质较为复杂，为了找出它们的共同规律，便于我们对实际电路进行分析和数学描述，将实际电气元件理想化，即将实际电气元件用表征其主要物理性质的理想元件来代替，这种由理想元件组成的电路，就是实际电路的电路模型。所以电路模型是实际电路的抽象，由一些理想电路元件用理想导线连接而成，并能够近似地反映实际电路的电气特性。为了便于分析和计算实际电路，在一定条件下常常忽略实际电气元件的次要因素而突出其主要电磁性质，把它抽象为理想电路元件。理想电路元件是用数学关系式严格定义的假想元件。每一种理想元件都可以表示实际电气元件所具有的一种主要电磁性能。理想电路元件的数学关系反映实际电路元件的基本物理规律。常见的理想电路元件由电阻、电感、电容、理想电压源、理想电流源。

§2电路模型（1）电阻R表征电路中消耗电能的元件。电阻两端电压与电流关系：（U表示电压，I表示电流）。电阻消耗有功功率：（P为功率）。（2）电感L表征电路中储存磁场能的元件。理想电感元件在直流电路并且达到稳态的情况下相当于短路。电感储存能量（I表示电流）。（3）电容C表征电路