第1章演示稿PPT格式课件下载.ppt

1、触发器；整流电路例：整流电路（3）测量、控制、计算测量、控制、计算 理想化方法理想化方法 工程中的应用电路由实际电气器件用导线联接而成，虽然工程中的应用电路由实际电气器件用导线联接而成，虽然千差万别，但研究方法是一样的，即理想化方法（如物理千差万别，但研究方法是一样的，即理想化方法（如物理学中的质点、刚体、理想气体、液体等都是理想化方法的学中的质点、刚体、理想气体、液体等都是理想化方法的实例）：实例）：根据实际电路器件的共性根据实际电路器件的共性,抽象出几种基本的抽象出几种基本的理想元件理想元件，用理想元件或它们的组合作为实际电路器件的模型，理想用理想元件或它们的组合作为实际电路器件的模型，理

2、想元件之间用理想导线联接，形成实际电路的元件之间用理想导线联接，形成实际电路的电路模型电路模型。只要模型得当就可以精确再现实际电路中发生的电磁过只要模型得当就可以精确再现实际电路中发生的电磁过程。程。2.电路模型电路模型 b）实验室中用导线绕成的电感线圈实验室中用导线绕成的电感线圈-储存能量、储存能量、电磁感应、消耗一定能量。一般用理想电感元件和理想电阻电磁感应、消耗一定能量。一般用理想电感元件和理想电阻元件的串联组合作为它的电路模型：元件的串联组合作为它的电路模型：例：a）灯泡、电阻器灯泡、电阻器-消耗能量、一定条件下器件两端的消耗能量、一定条件下器件两端的电压和电流近似成正比，电压和电流近

3、似成正比，因此可用理想的电阻元件作它的电路因此可用理想的电阻元件作它的电路模型。模型。理想电路元件理想电路元件：具有确定的电磁属性，具有精确的数学具有确定的电磁属性，具有精确的数学 定义，如电阻定义，如电阻R、电感电感L和电容和电容C。实际电路器件实际电路器件理想元件及其组合理想元件及其组合R R L 电路模型电路模型 用理想元件或它们的组合作为实际电路器件的模型，理想用理想元件或它们的组合作为实际电路器件的模型，理想元件之间用理想导线联接，形成实际电路的元件之间用理想导线联接，形成实际电路的电路模型电路模型。RRsUs例：理想电路理想电路几点说明几点说明1）多端元件：二端元件，如电阻、电容；

4、三端元件）多端元件：三端元件，如晶，如晶 体管。体管。2）电路元件对于实际器件是模拟，而不是等同。如当电路）电路元件对于实际器件是模拟，而不是等同。如当电路 工作频率较高时，线圈的电路模型需要考虑电容效应，工作频率较高时，线圈的电路模型需要考虑电容效应，此时的电路模型应是：此时的电路模型应是：RLC3）本课程中，今后的电路均指理想电路。）本课程中，今后的电路均指理想电路。4）关于）关于电路电路、网络网络和和系统系统：从数学方法研究电路从数学方法研究电路 系统；从电学的观点分析电路系统；从电学的观点分析电路 电电路；工程上：简单的电路路；简单的电路 电路；复杂的电路电路；复杂的电路 网络或系网络

5、或系统。统。电路中的物理量及其符号电路中的物理量及其符号 电流：电流：i,I;电压：u,U;电荷：q,Q;磁通：,;能量：W;功率：p,P 1.2 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向 1.电流和电压的方向电流和电压的方向 电路分析中，对元件性质的描述、电路方程的建立以及电路分析中，对元件性质的描述、电路方程的建立以及 对电对电 路的分析都是建立在一定的电流和电压方向下。路的分析都是建立在一定的电流和电压方向下。判定判定u，i 方向的问题方向的问题 元件元件 A B i +u EiRIEi 易判断易判断 不易判断不易判断?i *有时电流和电压的有时电流和电压的方向是随时间不断方向是随时间不

6、断变化变化2.电流和电压的参考方向电流和电压的参考方向i）电流电流电流的参考方向电流的参考方向：任意选定的电流方向任意选定的电流方向 元件元件 A B i 标定参考方向后，电流成为代数量标定参考方向后，电流成为代数量由参考方向判定由参考方向判定实际方向实际方向i 0，参实一致参实一致i 0，参实相反参实相反 电流的参考方向也可电流的参考方向也可用下标表示，如用下标表示，如：iAB例：计算下列电路中的电流例：计算下列电路中的电流I1I1=1AI1=-1A10V10 I1（a）10V10 I1（b）ii）电压电压电压电压（降降）的参考方向的参考方向:任意选定的电压方向任意选定的电压方向U 0+实际

7、方向实际方向+（参考方向）（参考方向）UAB电压参考方向同样可用下标表示，如：电压参考方向同样可用下标表示，如：UAB+（参考方向）（参考方向）UBA例例:U1=10V10V10+U110V10+U1U1=10V 电位：电位：相对于参考点的电压相对于参考点的电压abcd设设c点为电位参考点，点为电位参考点，a=Uac，b=Ubc，d=UdcUab=a-b则则 c=0小结小结:（1（1）分分析析电电路路前前必必须须选选定定电电压压和和电电流流的的参参考考方方向向,并并据据此此列列写写电路方程电路方程。（2）（2）参考方向一经选定，参考方向一经选定，在计算过程中不得任意改变。在计算过程中不得任意改

8、变。iii）关联参考方向关联参考方向（3）（3）参考方向也称为假定正方向，以后讨论均在参考方向下进参考方向也称为假定正方向，以后讨论均在参考方向下进 行行，不考虑实际方向。不考虑实际方向。关联关联参考方向参考方向+UI非关联非关联参考方向参考方向U+I在图中相应位置在图中相应位置标注标注（包括方向和包括方向和符号符号）1.3 电功率和能量电功率和能量元件元件 A B q +u 电场力对电荷作功，元件吸收能量电场力对电荷作功，元件吸收能量 元件元件 A B q +u 电荷克服电场力作功，元件释放能量电荷克服电场力作功，元件释放能量 1.元件吸收或释放能量元件吸收或释放能量2.电功率的计算电功率的

9、计算元件元件 A B q +u 电场力将电场力将dq从从A B,电场电场力作功，即元件吸收的能量力作功，即元件吸收的能量:dw=udq t0 t ,从从A B,移动的电荷从移动的电荷从q（t0）q（t）,元件吸收元件吸收的能量的能量:i）t0 t 元件吸收的能量元件吸收的能量选选u,i为为关联参考方向关联参考方向,即即i与与q方向一致方向一致,有有i=dq/dt,则则功率功率的单位名称：的单位名称：瓦瓦（特）（特）符号符号（W）能量能量的单位名称：焦焦（耳（耳）符号符号（J）ii）功率功率p元件吸收的功率元件吸收的功率:如果如果u,i为为非关联参考方向非关联参考方向,即即 则则 元件元件 A

10、B +u i 为元件发出的功率为元件发出的功率小结小结u,i为关联参考方向为关联参考方向,p=ui 为元件吸为元件吸收的功率收的功率P 0,吸收吸收u,i为非关联参考方向为非关联参考方向,p=ui 为元件发为元件发出的功率出的功率P 0,发出发出P 0,发出发出P 0,吸收吸收 3.例子例子实际吸收实际吸收5W 如果如果u=5V，i=1AP吸吸=ui=5 1=5 W实际吸收实际吸收12W 如果如果u=6V，i=-2AP发发=ui=6（-2）=-12 W2）u,i 取非取非关联参考方向关联参考方向i+u1）u,i 取取关联参考方向关联参考方向i+u3）按给定的参考方向和表达式，指出按给定的参考方

11、向和表达式，指出u,i的实际方向，的实际方向，并计并计 算元件的功率，注明吸收还是发出。算元件的功率，注明吸收还是发出。0u，itT/2TT/4T3/4cost+AB3cos t10cos t解：解：由余弦曲线可知由余弦曲线可知0 t T/4,3T/4 t T;u,i 的实际方向的实际方向 A BT/4 t 0 为吸收功率为吸收功率集总元件集总元件 当构成电路的器件以及电路本身的尺寸远小于电路工作时当构成电路的器件以及电路本身的尺寸远小于电路工作时电磁波的波长，则在任一时刻，流入各器件任一端子的电流和电磁波的波长，则在任一时刻，流入各器件任一端子的电流和任两端子间的电压将是单值的。在这样的近似

12、条件下，用一些任两端子间的电压将是单值的。在这样的近似条件下，用一些理想元件或它们的组合来模拟实际器件。这样的理想元件和电理想元件或它们的组合来模拟实际器件。这样的理想元件和电路称为集总元件和集总电路。路称为集总元件和集总电路。以例：以 f50Hz交流电为例，其相应的电磁波波长：交流电为例，其相应的电磁波波长：济南到青岛电力传输线约济南到青岛电力传输线约400Km/15,不满足集总电路的条件不满足集总电路的条件1.4 电路元件电路元件几个概念：几个概念：2.集总电路：集总电路：由集总元件构成的电路称为集总电路。1.一端口集总参数元件一端口集总参数元件：具有两个端纽，且在任何时刻具有两个端纽，且

13、在任何时刻t t流流入一个端纽的电流等于流出另一个端纽的电流，其两端纽入一个端纽的电流等于流出另一个端纽的电流，其两端纽之间的电压是确定的集总参数元件，称为两端纽集总参数之间的电压是确定的集总参数元件，称为两端纽集总参数元件，或称为一端口集总参数元件。元件，或称为一端口集总参数元件。3.线性元件：线性元件：元件的值与加于元件两端的电压或流过元件的元件的值与加于元件两端的电压或流过元件的电流大小无关。例如线性电流大小无关。例如线性R,L,C4.非线性元件非线性元件：元件的值与加于元件两端的电压或流过元件元件的值与加于元件两端的电压或流过元件的电流大小有关。的电流大小有关。5.时不变元件：时不变元

14、件：元件的参数不随时间变化的元件。6.时变元件：时变元件：元件的参数按一定规律随时间变化的元件。1.5 电阻元件电阻元件（resistor）u R iR+ui1.欧姆定律欧姆定律（Ohms Law），R 为元件的电阻，单位名称：欧为元件的电阻，单位名称：欧（姆姆）、ui0 伏安关系伏安关系线性线性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 线性电阻元件线性电阻元件：电压与电流取：电压与电流取关联参考方向，任何时刻它的关联参考方向，任何时刻它的电压和电流关系服从欧姆定律，电压和电流关系服从欧姆定律，即即 公式必须和参考方向配套使用公式必须和参考方向配套使用！若电阻的电压电流为若电阻的电压电流为非关联参考方向非关联参考方向，即，即则欧姆定律写为则欧姆定律写为u Ri 或或 i Gu Ri+uR和和G都是电阻元件的参数，是正实常数。都