文档介绍：第一章电路的基本定律与分析方法
电路和电路模型
电路
1、定义:由各种电气设备或元件按一定方式连接构成的电流的通路,具有电能的传输、转换和信号的传递、处理等功能。
2、组成:电源、负载、中间环节
例:手电筒
电路模型
电路模型
定义:将实际电路中的元器件理想化,以理想电路元件(R、L、C、电源)模拟替代,由一些理想电路元件组成的电路就是实际电路的电路模型。简称电路。
理想电路元件:有某种确定的电磁性能的理想元件
第2节电流和电压的参考方向
一、电流的参考方向(,I)
电流:带电粒子有规则的定向运动。
电流的实际方向:规定正电荷的运动方向。
在简单电路中,电流的实际方向不难判断;但是,复杂电路或电路中的电流随时间变
化时,其电流的实际方向往往很难事先判断。为了分析电路的方便,故引入了参考方向。
电流的参考方向:人为的假定。(为了分析电路方便)
相同
电流的参考方向与实际方向的关系:
相反
选定了参考方向以后,电流有了正负之分,成为一个代数量。
电流参考方向的两种表示方法:
(1)箭头:箭头的指向为电流的参考方向。
(2)双下标:如, 电流的参考方向由A指向B。
单位:、、、。
二、电压的参考方向
电压:两点之间的电位之差。
电压的实际正方向:由高电位指向低电位,即电位真正降低的方向。
电压的参考方向:人为的假定,假设的电位降低方向。
相同
电压的参考方向与实际方向的关系:
相反
电压参考方向的三种表示方法:
(1) 用箭头表示
(2) 用双下标表示
(3) 用正负极性表示
电压的单位:、、、。
三、关联参考方向
关联参考方向非关联参考方向
我们在分析电路时,一般采用关联参考方向。若选取关联参考方向,只需标出一种参考方向
即可。
第3节电功率和能量
一、电功率()
1、定义:单位时间内电场力所做的功。
2、大小: 单位:W
3、电路吸收或发出功率的判断
(1)u, i 取关联参考方向:
吸收正功率(实际吸收)
表示元件吸收的功率
吸收负功率(实际发出)
(2)u, i 取非关联参考方向:
发出正功率(实际发出)
表示元件发出的功率
发出负功率(实际吸收)
判断一个元件是吸收还是发出功率时,也可用以下的方法:
(1)电压U和电流I的实际方向一致,元件实际吸收功率。
(2)电压U和电流I的实际方向相反,元件实际发出功率。
例1:方框代表电源或负载,电流和电压的参考方向如图所示。通过测量可知:。
标出各电流的实际方向和极性。
(2)判断哪几个方框是电源,哪几个方框是负载。
(3)检验其功率是否平衡?
解:(1)如图所示。
(2)1、4为电源,2、3为负载。
(3),
经检验,功率平衡。
注:对一完整的电路,发出的功率=消耗的功率
二、能量
单位:J
第4节电阻元件
一、电阻元件
1、电路符号:
2、~ 之间的约束关系:
满足欧姆定律:即(、取关联参考方向)
伏安特性
R 称为电阻,单位:W (欧)
称为电导,单位: S(西门子)
注:若、取非关联参考方向,
则有:
二、功率和能量
1、功率
吸收功率
注:上述结果说明电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。
2、能量
从到电阻消耗的能量:
三、电阻的开路与短路
1、短路
伏安特性
2、开路
伏安特性
非线性电阻元件
伏安特性
第6节电压源和电流源
一、电压源
1、定义:其端电压总能保持定值或一定的时间函数关系的元件。
2、电路符号:
3、电压源的电压、电流关系
(1)电源两端的电压由电源本身决定;与外电路无关,与流经它的电流小无关。
(2)通过电压源的电流由外电路决定。
注意:电压源不能短路。
4、电压源的功率
电压、电流的参考方向非关联时,电压源发出的功率为:
二、电流源
1、定义:其输出电流总能保持定值或一定的时间函数关系的元件。
2、电路符号:
3、电流源的电压、电流关系
(1)电流源的输出电流由电源本身决定;与外电路无关,与它两端电压无关。
(2)电流源的电压由外电路决定。
注意:电流源不能开路!
4、电流源的功率
电压、电流的参考方向非关联时,电流源发出的功率为:
例:电路如图所示。求:(1)电流源的端电压u和电压源的电流i。(2)求两电源的功率。
第8节受控电源
定义:其大小和方向不是给定的,而是受电路中某个电压或电流控制的元件。
一、电路符