电路基础知识_精品文档PPT文档格式.ppt

1、发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线2.2.电路的电路的电路的电路的组成部分组成部分组成部分组成部分电源电源:提供提供电能的装置电能的装置负载负载:取用取用电能的装置电能的装置中间环节：中间环节：传递、分传递、分配和控制电能的作用配和控制电能的作用发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线直流电源直流电源直流电源直流电源直流电源直流电源:提供能源提供能源信号处理：信号处理：放大、调谐、检波等放大、调谐、检波等负载负载信号源信号源:提供信息提供信息2.2.电路的电路的电路的电路的组成部分

2、组成部分组成部分组成部分放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒 电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。工作；手电筒的电路模型手电筒的电路模型 为了便于用数学方法分析电路为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模一般要将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。对应的电路模型。例：手电筒例：手电筒R+RoES+UI电池电池导线导线灯泡灯泡开关开

3、关 手电筒由电池、灯手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。泡、开关和筒体组成。理想电路元件主要有电理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。元件和电源元件等。3.3.电路模型电路模型电路模型电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型R+RoES+UI电池电池导线导线灯泡灯泡开关开关 电池电池是电源元件，其是电源元件，其参数为电动势参数为电动势 E 和内阻和内阻Ro；灯泡灯泡主要具有消耗电能主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其的性质，是电阻元件，其参数为电阻参数为电阻R；筒体筒体用来连接电池和灯用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不

4、计，认泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。为是无电阻的理想导体。开关开关用来控制电路的通用来控制电路的通断。断。今后分析的都是指电今后分析的都是指电今后分析的都是指电今后分析的都是指电路模型，简称电路。在路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元电路图中，各种电路元电路图中，各种电路元电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号件都用规定的图形符号件都用规定的图形符号件都用规定的图形符号表示。表示。1.2 电路中的主要物理量电路中的主要物理量 物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向1.1.电路基本物理量的实际方向电路基

5、本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向物理量物理量实实 际际 方方 向向电流电流 I正电荷运动的方向正电荷运动的方向电动势电动势E （电位升高的方向电位升高的方向）电压电压 U（电位降低的方向电位降低的方向）高电位高电位 低电位低电位 单单 位位kA、A、mA、A低电位低电位 高电位高电位kV、V、mV、VkV、V、mV、V（2）（2）参考方向的表示方法参考方向的表示方法参考方向的表示方法参考方向的表示方法电流：电流：Uab 双下标双下标电压：电压：（1）（1）参考方向参考方向参考方向参考方向IE+_ 在分析与计算电路时，对在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。

6、电量任意假定的方向。Iab 双下标双下标2.2.电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向aRb箭箭 标标abRI正负极性正负极性+abU U+_实际方向与参考方向实际方向与参考方向一致一致，电流，电流（或电压或电压）值为值为正值正值；实际方向与参考方向实际方向与参考方向相反相反，电流，电流（或电压或电压）值为值为负值负值。（3）（3）实际方向与实际方向与实际方向与实际方向与参考方向的关系参考方向的关系参考方向的关系参考方向的关系注意：注意：在参考方向选定后，电流在参考方向选定后，电流（或电压或电压）值才有正负值才有正负之分。之分。若若 I

7、=5A，则电流从则电流从 a 流向流向 b；若若 I=5A，则电流从，则电流从 b 流向流向 a。abRIabRU+若若 U=5V，则电压的实际方向，则电压的实际方向从从 a 指向指向 b；若若 U=5V，则电压的实际方向，则电压的实际方向从从 b 指向指向 a。电路的基本元素是元件，电路元件是实际器件的理电路的基本元素是元件，电路元件是实际器件的理想化物理模型，应有严格的定义。想化物理模型，应有严格的定义。电路中研究的全部为电路中研究的全部为集总元件。集总元件。电路元件的端子数目可分为二端、三端、四端元件等。最基本的几个元件：电阻电阻电阻电阻（元件元件元件元件）电容电容电容电容（元件元件元件

8、元件）电感电感电感电感（元件元件元件元件）电源电源电源电源（元件元件元件元件）1.3 1.3 电路的基本元件电路的基本元件实际电阻元件实际电阻元件 感性认识电阻元件线性电阻电路研究的模型1.符号符号R2.欧姆定律欧姆定律（Ohms Law）（1）电压与电流的参考方向设定为一致的方向电压与电流的参考方向设定为一致的方向Riu+u R iR 称为电阻，称为电阻，电阻的单位：电阻的单位：（欧欧）（Ohm，欧姆欧姆）一一一一.电阻元件电阻元件电阻元件电阻元件 伏安特性曲线伏安特性曲线:R tg 线性电阻线性电阻R是一个与电压和电流无关的常数。是一个与电压和电流无关的常数。令令 G 1/RG称为电导称为

9、电导则则 欧姆定律表示为欧姆定律表示为 i G u.电导的单位：电导的单位：S（西西）（Siemens，西门子西门子）uiO电阻元件的伏安特性为电阻元件的伏安特性为一条过原点的直线一条过原点的直线Riu+3.开路与短路开路与短路对于一电阻对于一电阻R当当R=0，视其为短路。视其为短路。i为有限值时，为有限值时，u=0。当当R=，视其为开路。视其为开路。u为有限值时，为有限值时，i=0。*理想导线的电阻值为零。理想导线的电阻值为零。4.电阻的功率和能量电阻的功率和能量电阻的功率和能量电阻的功率和能量由电功率的定义及欧姆定律可知，电阻吸收的功率和能量由电功率的定义及欧姆定律可知，电阻吸收的功率和能

10、量 电路端电压与电流的关系称为伏安特性。电路端电压与电流的关系称为伏安特性。遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段电路电压与电流的比值为常数。电路电压与电流的比值为常数。I/AU/Vo线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性线性电阻的概念：线性电阻的概念：线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线。是一条过原点的直线。实际电容元件感性认识电容元件线性电容电路研究的模型任何时刻，电容元件极板上的电荷任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电流与电流 u 成正比。成正比。2、电路符号、电路符号1、电容、电容CC C

11、或i i+uC-+uC -i i二二二二.电容元件电容元件电容元件电容元件与电容有关两个变量与电容有关两个变量:C,q对于线性电容，有：对于线性电容，有：q=Cu 3.元件特性元件特性C 称为电容器的电容称为电容器的电容电容电容 C 的单位：的单位：F（法法）（Farad，法拉法拉）F=C/V=As/V=s/常用常用 F，nF，pF等表示。等表示。Ciu+4、库伏特性：线性电容的、库伏特性：线性电容的qu 特性特性是过原点的直线是过原点的直线 tg 5、电压、电流关系：、电压、电流关系：u,i 取关联参考方向取关联参考方向Ciu+或或 quO动态特性记忆记忆特性特性6 6、电容元件的功率和能量

12、、电容元件的功率和能量 在电压、电流关联参考方向下，电容元件吸收的功率为在电压、电流关联参考方向下，电容元件吸收的功率为 到到 t从从t -时间内，电容元件吸收的电能为时间内，电容元件吸收的电能为 则电容在任何时刻则电容在任何时刻 t 所储存的电场能量所储存的电场能量WC 将等于将等于其所吸收的能量。其所吸收的能量。由此可以看出，电容是无源元件，它本身不消耗能量。从从t0到到 t 电容储能的变化量：电容储能的变化量：7 7、小结：小结：（1）i的大小与的大小与 u 的的变化率成正比变化率成正比，与，与 u 的大小无关；的大小无关；（3）电容元件是一种电容元件是一种记忆元件记忆元件；（2）电容在

13、直流电路中相当于开路，有电容在直流电路中相当于开路，有隔直作用隔直作用；（4）当当 u，i为关联方向时，为关联方向时，i=Cdu/dt；u，i为为非非关联方向时，关联方向时，i=Cdu/dt 。动态动态记忆记忆（5）C 既表示元件，也表示参数既表示元件，也表示参数 图图（a）所示所示电容元件，已知电流的波形如图电容元件，已知电流的波形如图（b）所示，设所示，设C=5F，电容电压的初始值电容电压的初始值u（0）=0，试求电容两端的电压试求电容两端的电压u。解解 由由图图（b）可可知知电电流流分段表示为分段表示为又因为，又因为，根根据据记记忆忆特特性性公公式式可可得得电容两端的电压为电容两端的电压为 电容电压的波形如图电容电压的波形如图（c）所示。所示。例例12t/su/V0400（c）t/s10i/mA2（b）