电路及其分析方法.ppt

参考教材：,考核方法,平时成绩考核方法： 课后作业 课堂出勤 课堂表现,第 1 章-电路及其分析方法; 第2章-正弦交流电路; 第3章-磁路; 第4章-交流电动机 .ppt 第9章-二极管和晶体管; 第10章-基本放大电路; 第11章-运算放大器; 第13章-门电路和组合电路; 第14章-触发器和时序逻辑电路;,课程的作用,获得电工电子技术必要的基本理论，基本知识和基本技能，了解电工技术的应用和电工事业的发展概况。 家中配电箱：交流三相电 音响功放、扬声器：放大电路 音、视频压缩：编码、译码器 为学习后续课程以及从事与本专业有关的工程技术等工作打下一定的基础。 化工过程自动控制：数字电路设计(SSI/MSI/LSI) 微弱信号检测：模拟放大电路 非电信号获取：传感器、模数转换电路,学习方法及几点要求 保持良好的课堂秩序 严格遵守上课纪律 认真完成课后作业 充分利用课堂学习,第 1 章 电路及其分析方法,学习重点提示 本章是电工技术全课程的基础，应深入理解，熟练掌握。,1.1 电路的作用与组成部分,1.2 电路模型,1.3 电压和电流的参考方向,1.4 电源有载工作、开路与短路,电路是电流的通路，是为了实现某种应用目的,由电工设备或电路元件按一定方式连接而成的。,电源: 提供 电能的装置,负载: 取用 电能的装置,中间环节：传输和分 配电能的作用,电力系统示意图,1. 电路的组成,1.1 电路的作用与组成部分,信号处理： 放大、调谐、检波等,负载 接受和转换信号,信号源: 提供信息,(1) 实现电能的传输与转换,(2)实现信号的传递与处理,2. 电路的作用,扩音机电路示意图,电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。,电路分析：,名词解释,激励与响应:,已知电路的结构和元件参数，讨论电路的激励与响应之间的关系。,1.2.1 电路模型 1.2.2 电路中的元件 1.2.3 电路中的物理量,1.2 电路模型,电路实体,电路模型,1.2.1 电路模型,用理想电路元件组成的电路， 称为实际电路的电路模型。,电路元件的模型化(符号及参数)： 实际电路元件（复杂的电磁性质） 理想电路元件（单一的电或磁的性质）,1.2.2 电路中的元件,一、电流、电压、电动势,1.电流：单位时间内，通过某一导体横截面的电荷量。 i=dq/dt（交流） I=q/t（直流） 单位：安培,2.电压：两点间的电位差 uab=va-vb（交流） Uab=Va-Vb（直流） 单位：伏,3.电动势：电源力把单位正电荷从电源的低电位端经电 源内部移到高电位端所作的功。 e（交流） E （直流） 单位：同电压,1.2.3 电路中的物理量,实际方向：正电荷移动的方向,（A）,实际方向：电位降落的方向,（V）,实际方向：电源驱动正电荷的方向,二、物理量正方向的表示方法,电流：,+,_,电路分析中的假设正方向（参考方向）,问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量 的实际方向，电路如何求解？,电流方向 AB？,电流方向 BA？,U1,A,B,R,U2,IR,1.3 电压和电流的参考方向,(1) 在解题前任选某一个方向为参考方向（或称正 方向）；,(3) 根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与参考方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。,(2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关 系的代数表达式；,解决方法,实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值； 实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。,注意： 在参考方向选定后，电流 ( 或电压 ) 值才有正负之分。,若 I = 5A，则电流从 a 流向 b；,例：,若 I = 5A，则电流从 b 流向 a 。,若 U = 5V，则电压的实际方向从 a 指向 b；,若 U= 5V，则电压的实际方向从 b 指向 a 。,3、 实际方向与参考方向的关系,1.3.1 在规定参考方向的情况下利用欧姆定律写方程应注意的事项,U、I 参考方向相同时，,U、I 参考方向相反时，,表达式中有两套正负号： 式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定；, U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考 方向之间的关系。,通常取 U、I 参考方向相同。（关联方向）,U = I R,U = IR,应用欧姆定律对下图电路列出式子。,表达式,U 、I参考方向相同,U、 I参考方向相反,图B中若I= 2A，R=3，则U= (2)3=6V,电压与电流参 考方向相反,电流的参考方向 与实际方向相反,解,1.电压电流“实际方向”是客观存在的物理现象，“参考方向” 是人为假设的方向。,4.为方便列电路方程，习惯假设I与U 的参 考方向一致（关联正方向）。,2.方程U/I=R 只适用于R 中U、I参考方向一 致的情况。即欧姆定律表达式含有正负号， 当U、I参考方向一致时为正，否则为负。,3.在解题前，一定先假定电压电流的“参考方 向 ”，然后再列方程求解。即 U、I为代数 量，也有正负之分。当参考方向与实际方 向一致时为正，否则为负。,1.4 电源有载工作、开路与短路,1、 开关闭合,接通电源与负载,特征:,1.4.1 电源有载工作,开关闭合,有载,开关断开,开路,cd短接,短路,2、 电源有载工作特点, 电流的大小由负载决定。, 在电源有内阻时，I U 。,当 R0R 时，则U E ，表明当负载变化时，电源的端电压变化不大，即电源带负载能力强。,由欧姆定律可列图中的电流,负载电阻两端电压,由上两式得,将式U = E IRo的两端同时乘以电流I即得到下式,UI = EI IRo, 电源输出的功率由负载决定。,2、 电源有载工作特点,3、功率与功率平衡,电源产 生功率,内阻消 耗功率,电源输 出功率,功率的单位：瓦特(W) 或千瓦(KW),电源产 生功率,=,负载取 用功率,+,内阻消 耗功率,P = PE P,4、功率的正负电源与负载的判别,.物理学中的定义：设电路任意两点间的电压为 U , 流入此部分电路的电流为 I， 则 这部分电路消耗的功率为:,直流：P=UI（关联） P= - UI（非关联）,p的正负反映元件不同工作状态： p0 吸收能量 p0 产生能量,4、功率的正负电源与负载的判别,解：P=UI = (2)3= 6W,因为此例中电压、电流的参考方向相同,而P为负值，所以N发出功率是电源,解,(1)电源 UE1U1E1IR01,E1UR01I2200.65=223V,（2）负载 UE2 U2E2R02I,E2UR02I220 0.65 R01217V,（2）,PE1= - 2235= - 1115W,PE2 2175= 1085W,PR01 0.652 =15W,PR02 0.652 =15W,电源：,负载：, PE1= PE2+ PR01+ PR02,1.4.2 电源短路,U=0,I 视电路而定,E,U,IS,R1,特 征,R2,R0,U=0,I=IS=E/ R0,P = 0,U,短接,