01第一章 电路基本概念.ppt

第一章
电路的基本概念与定律
龚淑秋制作
第一章电路的基本概念与定律
介绍概念:
什么是电路?
电路元件?
电路模型?
电路参数?
参考方向?
什么是
什么是
KCL ?
KVL ?
第一节电路和电路模型
第二节电路变量及其参考方向
第四节电压源和电流源
第五节受控电源
第六节基尔霍夫定律
第七节电功率和电位的计算
第三节电阻、电感和电容
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什么是电路?
电路是由电路器件(例如晶体管)和电路元件(例如电容、电感、电阻等)相互连接而成,具有传输电能、处理信号、测量、控制、计算等功能。
最简单的电路是由电源、负载、中间环节构成的。下面的就是这个简单电路和电路模型:
可以看到电流的通路:
电压源
中间环节
负载
电池
中间环节
负载
实际电路
电路模型
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第一节电路和电路模型
实际的电路很复杂,本书只讨论电路模型而非实际电路本身
比如上图的电池等效成了电压源;而灯泡等效成了电阻。
电容
电感
电压源
电流源
它从复杂实际电路等效而来, 是由电路元件构成的。
电阻
何为电路模型?
何为电路元件?
无源电路元件
有源电路元件
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1、电流:
在导体中,自由电子在电场力的
作用下做有规则的移动形成电流。
正电荷移动的方向为电流的实际方向
规定:
电路理论中涉及的电路变量通常有:
电流、
电压、
电功率
I 直流电流
电流的单位是安培!
1A = 1000 mA
1mA = 1000μA
i 交流电流
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第二节电路变量及其参考方向
2、电压:
UAB
A
B
I
电场力把单位正电荷由A 搬到B 所做的功
表示为 UAB
也叫电压降或电位差
单位伏特 V
1V=1000mV ,1mV=1000μV
与电压代表的意义相同,可以说电位是电压的一种特例。
定义:
A 点的电位是A 点与参考点间的电压,记做UA
方向为从A 至B
电场力将电位正电荷从电源的低电位点移到高电位点所做的功。
电动势用E 表示,实际方向为电位升的方向,与电压方向相反。
电压?
电位?
电动势?
电压?
电位?
电动势?
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电压、电压降、电位差、电位、电动势
它们的相同点
它们的区别
单位相同都是伏特(V)
仅电动势的方向与其它的相反
3. 电功率
注意电压的名称
电功率与电压和电流密切相关。当正电荷从元件上电压的“+”极经元件移至“-”极时,电场力要对电荷作功,这时,元件吸收能量;反之,正电荷从“-”极到“+”极时,电场力作负功,元件向外释放能量。
功率用 p 来表示
p(t) =u(t) i(t)
单位为 W 、mW 、 kW
定义
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电压、电流均是直流量,所以应有 P=UI
在直流
记住喽!
4. 参考方向
电路变量的参考方向原则上是可以任意假定的, 有了参考方向, 电流的正负才意义。一般地,无源电路元件的电流参考方向一旦确定, 则电压的参考方向也随之而定, 即取与电流相关联的参考方向。如:
电流参考方向
I
如此确定电流
才有如此的电压
I
UAB
UAB
电阻元件始终消耗功率
电感和电容元件不消耗功率
电压源和电流源有时发出功率,也有时消耗功率,
需要看I 和U 的方向。
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电压降是有方向的
a
b
a
b
从a 到b
从b 到a
有源元件上自有方向
+
U
I s
电压源
电流源
在这一节里要弄懂电路变量和变量的参考方向。
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无源电路元件: 电阻 R 、电感 L 、电容 C
这里介绍
1. 电阻
文字符号: R
图形符号:
(灯泡、电炉等均可视为电阻)
当电压和电流取关联参考方向时,任何时
刻它两端的电压和电流关系服从欧姆定律
u =R i
{
伏安关系:
功率情况:
p=ui
直流电路中:
永远消耗功率
2. 电容
{
文字符号:
图形符号:
伏安关系:
功率情况:
C
p=ui
电流和电压的变化率成正比
在直流电路中 P = 0
电容是储能元件, 不消耗有功功率
3. 电感
文字符号:
图形符号:
伏安关系:
功率情况:
L
p=ui
电压和电流的变化率成正比
在直流电路中 P = 0
电感是储能元件, 不消耗有功功率
{
第三节电路元件
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