文档介绍：第一章电路的基本概念和基本定律
学****要求
1、理解电路模型的概念。
2、深刻理解和牢固掌握电压、电流及其参考方向的概念。
3、理解电功率和电能量的概念及其计算方法。会正确判定电路中某元件或某部分电路是产生功率还是吸收功率。
4、深刻理解和熟练掌握基尔霍夫电流定律(KCL)和电压定律(KVL)。
5、深刻理解和牢固掌握电阻元件、电压源和电流源的特性及其端钮的电压电流关系。
6、明确和掌握受控源的性质及它们的特性。
7、熟练掌握单回路电路的分析方法和串联电阻分压计算。熟练掌握单节偶电路的分析方法和并联电导分流计算。
8、掌握电路中电位的计算方法。
第一章电路的基本概念和基本定律
电路与电路模型
电路中的主要物理量
基尔霍夫定律
电阻元件
电压源和电流源
单回路电路和全电路欧姆定律串联电阻的分压
单节偶电路和弥尔曼定理并联电导的分流
受控源
电路中各点电位的计算
实际电路
实际电路
1、实际电路由实际的电路元件和实际的联接线组成。例如手电筒是由电池、灯泡和导线组成。手电筒电路模型如图1-1所示。
:在一定条件下对实际元件加以理想化,仅仅表征实际元件的主要电磁性质,可以用数学表达式来表示其性能。如:电灯、电炉、电阻器这些实际元件,消耗电能是它们的主要性质,可以用电阻元件来表征。
理想元件可以用一定的图形和文字符号表示。
本课程涉及八种理想元件:电阻元件、电感元件、电容元件、电压源元件、电流源元件、受控源元件、耦合电感元件、理想变压器元件。
:既无电阻性,又无电感性、电容性的导线。
:由理想元件和理想导线组成的电路。由于电路模型中每个理想元件都可用数学式子来精确定义,因而可以方便地建立起描述电路模型的数学关系式,并用数学方法分析、计算电路,从而掌握电路的特性。
今后我们所研究的电路都是从实际电路中抽象出来的,理想化了的电路模型。
电路中的主要物理量
电流及其参考方向
电压、电位及其参考极性
电流及其参考方向
1、电流的大小:
电流的大小就是电流强度,是单位时间内通过导体横截面的电荷量。
注意:参考方向不一定是实际方向,在选定参考方向之后,电流数值的含义才是完整、正确的。
,单位:安培(A)
小写字母i是表示电流的一般符号,既可以表示直流电,也可以表示随时间变化的电流;大写字母I表示直流电流。
2、电流的方向:历史上规定正电荷的运动方向为电流的方向。
3、电流的参考方向:在分析复杂电路时,往往很难判断电流的真实方向,故引入参考方向的概念。
参考方向:假定的电流正方向,用一个箭头表示。而且,当电流真实方向与参考方向一致时,电流数值为正,反之为负。
电压、电位及其参考极性
1、电压的定义
在电路中,单位正电荷由a点经任意路径到b点时该电荷所失去的能量(或该电荷吸收的能量),称为a点到b点两点间的电压。
,dq为经过该路段的电荷量, dw为dq电荷所失去的能量。
单位:电压(V)、能量(J)、电荷(C)
用小写字母u 表示电压的一般符号,用大写字母U表示直流电压。
2、电压的方向
电压的方向为电压降方向。
如果单位正电荷由a点运动到b点确实失去了能量,称a、b两点间存在电压降。a点的位能比b点的高,我们将a点标上(+)号表示正极性端;b点标上(-)号表示负极性端。如果单位正电荷由a点运动到b点确实获得了能量,称a、b两点间存在电压升。电路中任意两点间可能是电压降,也可能是电压升。
3、电压的参考极性
在分析电路时往往一下子很难判断电压的真实极性。可以假定一个电压降方向,并在电路中的两点间标上正(+)、负(-)号或用一个箭头表示。在指定的电压参考极性下,电压值的正、负值就可以反映电压的真实极性。
在电路分析中,没有标明参考极性的电压数值的含义是不完整的,今后应养成在分析电路时先标出参考极性的****惯。