电路基本概念.ppt

第1页，共34页，星期日，2025年，2月5日本章内容提要重点：（1）电路模型的概念及科学建模；（2）电压、电流的参考方向；（3）电位的概念；（4）基尔霍夫定律及其应用；难点：（1）关联参考方向的判断；（2）电路模型的建立。第2页，共34页，星期日，2025年，2月5日1.1电路理论基础1.1.1电路理论及其发展电路理论是关于电器件的模型建立、电路分析、电路综合及设计等方面的理论。电路理论是物理学、数学和工程技术等多方面成果的融合。作为首门电技术基础课，为学习电专业的专业基础课打下基础；也是电气电子工程师必备的知识；学习本课程还有助于培养读者严谨的科学作风、抽象的思维能力、实验研究能力、总结归纳能力等。1.1.2电路和电路模型电路（1）电路的分类其一，集总参数电路和分布参数电路：将实际电路的几何尺寸d与其中的工信号波长λ比较，满足d＜＜λ的称为集总参数电路，不满足d＜＜λ的称为分布参数电路。第3页，共34页，星期日，2025年，2月5日其二，线性电路和非线性电路：若描述电路特征的所有方程都是线性代数方程或线性微积分方程，则称为线性电路，否则就是非线性电路。其三，时不变电路和时变电路：时不变电路中元件参数不随时间变化，描述其电路的方程是常系数的代数方程或常系数的微积分方程，而时变电路是由变系数的代数方程或微积分方程描述的电路。（2）电路的功能电路的一种功能是实现电能的传输和转换；电路的另一种功能是实现电信号的传输、处理和存储。（3）电路的定义所有的实际电路是由电气设备和元器件按照一定的方式连接起来，为电流的流通提供路径的总体，也称网络。第4页，共34页，星期日，2025年，2月5日2.电路模型（1）理想元件了便于对实际电路进行分析，通常是将实际电路器件理想化（或称模型化），即在一定条件下，突出其主要的电磁性质，忽略其次要因素，将其近似地看做理想电路元件（简称“理想元件”），并用规定的图形符号表示。（2）电路模型由理想元件组成的电路，就称为实际电路的电路模型。图1-1（b）即为图1-1（a）的电路模型。图1-1第5页，共34页，星期日，2025年，2月5日（3）建模以上用理想电路元件或它们的组合模拟实际器件的过程称为建模。建模时必须考虑工作条件，并按不同精确度的要求把给定工作情况下的主要物理现象及功能反映出来。需要注意的是，在不同的条件下，同一实际器件可能采用不同模型。例如图1-2（a）所示的线圈，在低频交流工作条件下，用一个电阻和电感的串联结构进行模拟，如图（b）所示；在高频交流工作条件下，则要再并联一个电容来模拟，如图（c）所示。第6页，共34页，星期日，2025年，2月5日1.2电路基本物理量1.2.1电流（1）定义电荷的定向运动形成电流。（2）大小电流的大小用电流强度来衡量，电流强度简称电流，其数学表达式为（3）实际方向电流的实际方向习惯上指正电荷运动的方向。（4）分类按照电流的大小和方向是否随时间变化，分为恒定电流（简称直流DC）和时变电流，分别用符号I和i表示。交流（AC）是时变电流的特例，它满足两个特点，一是周期性变化，二是一个周期内电流的平均值等于零。第7页，共34页，星期日，2025年，2月5日（5）参考方向参考方向的选择具有任意性。在电路中通常用实线箭头或双字母下标表示，实线箭头可以画在线外，也可以画在线上。为了区别，电流的实际方向通常用虚线箭头表示，如图1-3所示。规定：若电流的实际方向与所选的参考方向一致，则电流为正值，即i＞0；若电流的实际方向与所选的参考方向相反，则电流为负值，即i＜0，如图1-3所示。这样以来，电流就成为一个具有正负的代数量。对于同一电流，参考方向选择不同，其数值互为相反数，即iab=－iba图1-3第8页，共34页，星期日，2025年，2月5日1.2.2电压（1）大小描述在数值上，电路中任意a、b两点之间的电压等于电场力由a点移动单位正电荷到b点所作的功。即（2）电位在电路中任选一点作为参考点，则其它各点到参考点的电压叫做该点的电位，