文档介绍：第1章电路的基本概念和基本定律
电路的作用与组成部分
电路模型
电流电压及其参考方向
欧姆定律
电源有载工作、开路与短路
基尔霍夫定律
电路中电位的概念及计算
电路:是电流的流通路径,它是由一些电气设备和元器件按一定方式连接而成的。
电路的作用:实现电能的传输和转换、实现信号的传递与处理。
电源:电路中提供电能的器件。
负载:电路中吸收和转换电能或信号的器件。
信号源:输出信号的器件。
激励:电源或信号源的电压或电流。
响应:激励在电路中产生的电压和电流。
电路分析:在已知电路的结构和元件参数的条件下,讨论电路的激励与响应之间的关系。
电路的作用与组成部分
电路的组成
实际元件理想化:在一定条件下对实际器件加以理想化,只考虑其中起主要作用的某些电磁现象。
理想电路元件:是一种理想化的模型,简称为电路元件。电阻元件是一种只表示消耗电能的元件;电感元件是表示其周围空间存在着磁场而可以储存磁场能量的元件;电容元件是表示其周围空间存在着电场而可以储存电场能量的元件等。
电路模型:用一个或若干个理想电路元件经理想导体连接起来模拟实际电路的模型。
对具有两个引出端的元件,称为二端元件;对具有两个以上引出端的元件,称为多端元件。
1. 2 理想电路元件
当电流的量值和方向都不随时间变化时,称为直流电流,简称直流。直流电流常用英文大写字母 I 表示。
电流的实际方向:为正电荷运动方向。
电流:带电粒子(电子、离子等)的定向运动,称为电流,用符号 i 表示, 即
量值和方向随着时间按周期性变化的电流,称为交流电流,常用英文小写字母 i 表示。
单位是安[培], 符号为A。有千安(kA),毫安(mA),微安(μA)等。
电流、电压及其参考方向
电流的参考方向
在分析与计算电路时,常可任意规定某一方向作为电流的参考方向或正方向。
电路中A、 B两点间的电压是单位正电荷在电场力的作用下由A点移动到B点所减少的电能,即
式中,Δq为由A点移动到B点的电荷量, ΔWAB为移动过程中电荷所减少的电能。
电压的实际方向是使正电荷电能减少的方向,电压的单位是伏[特],符号为V。常用的有千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)等。
量值和方向都不随时间变化的直流电压,用大写字母 U 表示。交流电压,用小写字母 u 表示。
电压的参考方向
在分析与计算电路时,常可任意规定某一方向作为电压的参考方向或正方向。
电流和电压的关联参考方向
若电压(或电流)的参考方向与实际方向一致,电压(或电流)为正。
若电压(或电流)的参考方向与实际方向相反,电压(或电流)为负。
分析电路时,首先应该规定电流电压的参考方向。
元件的电压参考方向与电流参考方向是一致的, 称为关联参考方向。
电阻元件是一个二端元件, 它的电流和电压的实际方向总是一致的,它的电流和电压的大小成代数关系。
电流和电压的大小成正比的电阻元件叫线性电阻元件。
元件的电流与电压的关系曲线叫做元件的伏安特性曲线。
线性电阻元件的伏安特性为通过坐标原点的直线, 这个关系称为欧姆定律。
在电流和电压的关联参考方向下,欧姆定律的表达式为
或
式中, R是元件的电阻,是正实常数。电阻的单位是欧[姆], 符号为Ω。电阻的十进倍数单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)等。
电阻元件和欧姆定律