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文档介绍

文档介绍:电路分析基础
课程的重要性及任务
?电路分析根底?是电类各专业的重要的技术根底课程。它理论严密,逻辑性强,有广阔的工程背景,是电类专业学生知识构造的重要组成部分。学习本课程对培养学生的科学思维才能,树立理论联络实际的工程观点,进步电路模型图
2〕理想电路元件
常见的理想电路元件有:电阻、电感、电容、电源等。模型符号如以下图所示。
理想电阻、电容、电感元件模型
〔只消耗电能〕〔只储存电能〕〔只储存磁能〕
电感器
WL>>WRWL>>WC
低频
WL>>WRWL>>WC
高频
WL>>WRWL>>WC
超高频
用理想元件或它们的组合模拟实际器件就是建立模型,简称建模。建模时必须考虑工作条件,并按不同准确度的要求把给定工作情况下的主要物理现象和功能反映出来。
例如电感器的建模大致分为以下三种情况:
实际电感器在不同应用条件下对应的模型
关于电路部件的模型概念还需强调说明3点:
(1)理想电路元件是具有某种确定的电磁性能的理想元件:理想电阻元件只消耗电能;理想电容元件只储藏电能;理想电感元件只储藏磁能。理想电路元件是一种理想的模型并具有准确的数学定义,在电路理论问题分析与研究中充当着重要角色。
(2)不同的实际电路部件,只要具有一样的主要电磁性能,在一定条件下可用同一个模型表示,如上述的灯泡、电炉、电阻器这些不同的实际电路部件在低频电路里都可用电阻R表示。
(3)同一个实际电路部件在不同的应用条件下,它的模型也可以有不同的形式,如上一页图所示实际电感器在各种应用条件下之模型。
3〕集总参数电路
实际电路部件的运用一般都和电能的消耗现象及电、磁能的储存现象有关,它们交织在一起并发生在整个部件中。这里所谓的“理想化〞指的是:假定这些现象可以分别研究,并且这些电磁过程都分别集中在各元件内部进展;这样的元件〔电阻、电容、电感〕称为集中参数元件,简称为集中元件。
由集中元件构成的电路称为集中参数电路。
工程应用中能视为集中元件(电路)必须满足的条件:工作波长要大大于电路的几何尺寸。即
集中参数电路的特点
(1)集总参数电路中的电流在一根导线上流动不需要时间,即刻到达;
(2)没有任何电磁辐射。
电路的根本物理量
电流
单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流强度,简称电流,表示为
习惯上把正电荷运动的方向规定为电流的实际方向 。
但在详细电路中,电流的实际方向常常随时间变化,即使不随时间变化,对较复杂电路中电流的实际方向有时也难以预先断定,因此,往往很难在电路中标明电流的实际方向。
电流的参考方向 在分析电路时,先指定某一方向为电流方向,称为电流的参考方向,用箭头表示,如图中实线箭头所示。
假如电流的参考方向与实际方向〔虚线箭头〕一致,那么电流I为正值 。否那么为负值。
电流的参考方向
在指定的电流参考方向下,电流值的正或负反映了电流的实际方向。
分析计算电路时必须先设定电流的参考方向,参考方向是任意指定的,但一经设定就不可随意改动。电流的参考方向一般用箭头表示,有时也用双下标表示,如iab表示其参考方向为由a指向b。
电压
电路中单位正电荷从某点移到另一点所失去或得到的能量定义为该两点之间的电压。可表示为
通常,两点间电压的高电位端为 “+〞极,低电位端为“-〞极。假如正电荷由a转移到b获得能量,那么 a点为低点位〔-〕,b点为高电位〔+〕;假如正电荷由a转移到b点失去能量,那么 a点为高电位〔+〕,b点为低电位〔-〕。
显然,两点间的电压即是两点间的电位之差,故也称作电位差。
如同需要为电流规定参考方向一样,也需要为电压规定参考极性〔也称参考方向,为“+〞极到“-〞极的方向〕。在分析电路问题时,先指定电压的参考极性,“+〞号表示高电位端,“-〞号表示低电位端 。
电压的参考极性是任意指定的,一般用“+〞、“-〞极性表示;有时也用箭头表示参考极性,箭头由“+〞极指向“-〞极;也可用双下标表示,如uab表示a点为“+〞极,b点为“-〞极。
关联参考方向:
一个元件的电流或电压的参考方向可以独立地任意指定。假如电流的参考方向和电压参考方向一致,那么把电流和电压的这种参考方向称为关联参考方向,如图〔a〕所示;当两者不一致时,称为非关联参考方向,如图〔b〕所示。
参考方向
注意:
今后,在任意瞬间t的电流、电压分别用i(t)、u(t)表示,也常简写为i、u。假如它们的大小和方向都不随时间变化,那么称为直流电流、直流电压,用大写字母I、U表示。
功率
当正电荷从