石生电路基本分析课件第一章

第 1章电 路的基本 概 念和定律第 1章 电 路的基本 概 念和定律内 容 概 述：本章主要介 绍实际电 路， 电 路模型， 电 路中的基本物理量： 电 流、 电压 、功率和能量， 电 阻元件， 独 立 电压 源和独 立 电 流源，基尔霍夫 电压 定律（ KVL）和 电 流定律（ KCL）。1.电 流、 电压 的 参 考方向 概 念及功率的 计 算。2. 基尔霍 夫 电压 定律和 电 流定律 实质 及 应 用。难 点：1. 功率的 计 算。2. 依据基尔霍 夫 电压 定律和 电 流定律列方程求解 电 量。重点：第 1章 电 路的基本 概 念和定律1.3.1 实际电 路和 电 路模型一、 实际电 路实际电 路元件： 实际 中 电气 元件的物理 实 体。如： 电灯等。实际电 路： 由 实际电 路元件按一定方式 连 接起 来 的物理 实 体。如：日光灯等 。第 1章 电 路的基本 概 念和定律电 路的功能：（ 1） 进 行 电 能的 产 生、 传输 、分配 与转 化。（ 2） 实现 信 号 的 产 生、 传递 、 变换 、 处 理 与 控制。二、理想 电 路元件、 电 路模型理想 电 路元件 ：是 实际电气 器件主要 电 磁特性的科 学 抽象。电 阻 R：消耗 电 能的 单 一 电 磁特性；电 感 L：建立磁 场 ， 储 存磁 场 能量的 单 一 电 磁特性；电 容 C：建立 电场 ， 储 存 电场 能量的 单 一 电 磁特性；第 1章 电 路的基本 概 念和定律电 路模型 ：由理想 电 路元件 组 成的 电 路。例如： 一 实际线 圈三、 电 路 图电 路原理 图 ： 只表示元件的 连 接 关 系。 电气图所用元件 图 形符 号见 表 1-1。电 路模型 图 ： 由理想 电 路元件通 过 一定的 连 接构 成的 图 。模型 图 所用元件 图 形符 号见 表 1-2。第 1章 电 路的基本 概 念和定律第 1章 电 路的基本 概 念和定律第 1章 电 路的基本 概 念和定律四、 集 总参数电 路 与 分布 参数电 路1. 集 总参数电 路： 其 电 路的几何尺寸 l0，相同； i0 t在 时 ， i0 相同， u0为实际 吸收功率， p0为 实际 发 出功率， p0， 所以， 电 阻元件永 远 消耗功率。（ 5）吸收的 电 能u、 i 取 关联参 考方向 时 ， t时间内 吸收的 电 能 为 ：直流 时 ： i=I上式 为 ： WR=P(t-0)=Pt=RI2t=Gu2t讨论 ：（ 1） 电 阻元件 为 耗能元件。（ 2） R=0， u=0， 为 短路，短路 电 流由外 电 路 决定； R= ， i=0， 为开 路， 开 路 电压 由外 电 路 决 定 。（ 3） R为 无源元件， 电 源 供 给 u、 i 时 ， WR 0，但 R本身不 产 生能量。第 1章 电 路的基本 概 念和定律例 1-2 有一 个 220V、 40W的白 炽 灯，在 额 定 电压 220V下工作 时电 流、 电 阻 为 多少？ 该 灯泡消耗 1kW h电 需要多 长时间 ？解：第 1章 电 路的基本 概 念和定律独 立 电 源是指其 对 外特性由 电 源本身 决 定，而不受 电源以外的其 它电 路所控制。 独 立 电 源是 实际电 源的一 种 科学 抽象，是理想 电 路元件。 一、 独 立 电压 源1.理想 电压 源（ 1） 定 义 ： 输 出的 电压与 流 过该 元件的 电 流无 关 的二端元件。电 路符 号 ： +_uSi +_USI i0u直流理想 电压 源的 V-A特性1.3.4 电 路中的 独 立 电 源第 1章 电 路的基本 概 念和定律（ 3） 特例情 况 ： US=0时 ， V-A特性 与 i 轴 重合。 电 源短路。（ 4） 电 源的功率：uS与 i 取 非 关联 参 考方向 时 ， 实际发 出； ， 实际 吸收。uS与 i 取 关联 参 考方向 时 ，电 源 发 出 功率 为 ：电 源 吸收 功率 为 ：， 实际 吸收； ， 实际发 出。（ 2） 特点： （ a）其端 电压与 外 电 路无 关 ；（ b）其 电 流可以是任意的，由外 电 路 决 定。第 1章 电 路的基本 概 念和定律2.实际电 源的 电压 源模型实际电 源是存在 内 阻的，通 过测 量一 实际 的直流电 源，可得到其 V-A特性曲 线 ，如 图 示：可 见 k为电 阻量 纲 ， 令 k=Rs,uoc=uS有此式 为实际电 源的 电 路方程，由 它 可画 出 实际电压 源的 电 路模型。如 图 所示： Rs 电 源 内 阻所以， V-A特性曲 线 方程：第 1章 电 路的基本 概 念和定律特例：（ 1） 不接 负载时 ， a， b 端 开 路，此 时 开 路 电压 短路 电 流i=0。（ 2） a、 b短路 时 ， 当 RS很 小 时 ， iSC很大 ,此 种 情 况 不允 许 出 现 。一般情 况 下， 电 源 与负载连 接 处 于工作状态 。如 图 所示：第 1章 电 路的基本 概 念和定律例 1-3 开 路 时测 得某直流 电 源端 电压为 24V， 接上外 电阻 R后，用 电压 表 测 得 R两 端 电压为 20V， 用 电 流表 测 得流 经 R的 电 流 I=10A， 求 电 阻 R与电 源 内 阻 RS。由 题 意知本 题 的 电 路模型如 图 所示。解：+_第 1章 电 路的基本 概 念和定律（ 3） 特例： IS=0时 ， V-A特性 与 u 轴 重合。此 时电 源 开 路。（ 4） 电 源 发 出的功率 计 算 与 理想 电压 源相同。即：uiiS +-二、 独 立 电 流源1.理想 电 流源（ 1） 定 义 ：