北京交通电路课件.ppt

1 电路电子技术 卢艳霞 Pleasemailmeifyouhavequestions luyx TelNo 51684038 电气楼309 2 主要参考书 电工学 第五版 高教出版社秦曾煌 电路基础 西南交大出版社李益民 模拟电子技术 数字电子技术 西南交大出版社孙建 3 第一章电路的基本概念 定律和分析方法 1 1电路和电路模型 1 2电路的基本物理量及参考方向 1 3无源元件 1 4有源元件 1 5电压源与电流源的等效变换 1 6基尔霍夫定律 1 7支路电流法 1 8叠加原理 1 9戴维宁定理 4 1电路的组成 2电路的作用 1 1电路和电路模型 3电路模型 5 6 7 1 实现电能的传输 分配与转换 1 电路的组成 2 实现信号的传递与处理 2 电路的作用 电源信号源 中间环节 负载 8 3电路模型 9 1电流及参考方向 2电压及参考方向 1 2电路的基本物理量及参考方向 3功率 10 1电流及参考方向 定义 单位 国际标准单位词冠 11 1电流及参考方向 参考方向 正方向 在选定参考方向之后 电流的值有了正负之分 值为正 说明参考方向与电流实际方向一致 值为负 说明参考方向与电流实际方向不一致 电路图中所标的方向都是参考方向 12 13 2电压参考方向 定义 单位 参考方向 在选定参考方向之后 电压的值有了正负之分 值为正 说明参考方向与电压实际方向一致 值为负 说明参考方向与电压实际方向不一致 电路图中所标的方向都是参考方向 电流和电压采用关联参考方向 14 在图示电路中 已知U2 3V U3 4V U5 6V U6 2V U7 3V用箭头虚线标出各电压的实际方向 例 15 在图示电路中 已知U2 3V U3 4V U5 6V U6 2V U7 3V用箭头虚线标出各电压的实际方向 求Uae 16 假定U I的参考方向如图所示 若I 3A E 2V R 1 Uab 实际方向与参考方向一致 解 翻页 上页 下页 返回 第1章 UR E I R a b d 3 1 2 V 5V 例2 17 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 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 4 为方便列电路方程 习惯假设I与U的参考方向一致 关联参考方向 18 3功率 定义 单位 计算 19 功率的计算 对于元件A中电压与电流的参考方向 关联参考方向 P UI 对于元件B中电压与电流的参考方向 非关联参考方向 P UI 判断元件是电源还是负载的方法 P 0 值为正 说明该元件是负载 P 0 值为负 说明该元件是电源 20 1 试计算各元件的功率 说明它们是发出功率 是电源 还是吸收功率 是负载 21 2 在下列电路 a 中 Iab 1A 求该元件的功率 在下列电路 b 中 如元件发出功率为5W 试求电流Iab 22 1 3无源元件 1电阻元件 2电容元件 3电感元件 23 翻页 上页 下页 第1章 返回 1电阻元件 电阻 R 具有消耗电能特性的元件 i u 当电压与电流之间不是线性函数关系时 称为非线性电阻 当恒定不变时 称为线性电阻 翻页 第1章 上页 下页 返回 25 翻页 第1章 上页 下页 返回 几种常见的电阻元件 普通金属膜电阻 绕线电阻 电阻排 热敏电阻 26 2电感元件 单位 H mH H 电感 能够存储磁场能量的元件 翻页 上页 下页 第1章 返回 27 电感元件的基本关系式 翻页 第1章 上页 下页 返回 电感是一种储能元件 储存的磁场能量为 28 翻页 第1章 上页 下页 返回 式中 即为线圈附近介质的磁导率 H m S为线圈的横截面积 m2 l是线圈的长度 m 29 翻页 第1章 上页 下页 返回 几种常见的电感元件 带有磁心的电感 陶瓷电感 铁氧体电感 30 3电容元件 电容 具有存储电场能量特性的元件 翻页 第1章 上页 下页 返回 电容是一种储能元件 储存的电场能量为 31 第1章 上页 下页 返回 翻页 式中 即为其间介质的介电常数 F m S为极板的面积 m2 d是极板的距离 m 32 翻页 第1章 上页 下页 返回 几种常见的电容器 普通电容器 电力电容器 电解电容器 33 1 4有源元件 1电压源 2电流源 34 图形符号外特性曲线特点 恒压源的端电压是恒定值 与通过它的电流无关 恒压源的电流可以是任意值 与恒压源并联的元件对外电路不起作用 等效变换时可以去掉 1电压源 35 图形符号外特性曲线特点 恒流源的输出电流是恒定值 与其端电压无关 恒流源的端电压可以是任意值 与恒流源串联的元件对外电路不起作用 等效变换时可以去掉 2电流源 36 要求Us1 Us2 不要求Us1 Us2 电压源联接注意事项 电流源联接注意事项 要求is1 is2 不要求is1 is2 理想化元件模型 37 1 5电压源与电流源的等效变换 1等效电路的定义 2电源的等效变换 3含源支路的化简 38 2电源的等效变换 注意 1 方向 恒流源箭头方向为恒压源正极 2 RS未必是内阻 3 等效时 端钮上电流 电压一致 即对外电路等效 对内电路并非等效 39 例题 试求以下电压源模型的等效电流源模型及电流源模型的等效电压源模型 40 例题 试求以下电路的等效电流源模型和等效电压源模型 41 注意 4 与电压源并联的元件对电压源的电压没有影响 而与电流源串联的元件不会影响电流源的电流 等效时可以去掉 5 等效变换后 两个端点位置不变 6 受控源同样也可以等效代换 只是控制量要保留 42 3含源支路的化简 一 串联 43 若几个电压源 电阻串联时 则等效电路中 二 并联 44 若多个含电压源支路并联时 则 三 混联 既有含源支路的串联 也有含源支路的并联电路 45 结论 若干含源支路作串联 并联和混联时 就其两端来说总可以化简为一个恒压源 电阻串联 电压源模型 或一个恒流源 电阻并联 电路源模型 例题 化简电路为一个电流源模型的等效电路 46 47 48 一般地说 电源模型等效变换时从网络端口向网络内部变换 即网络端口向左时 自左向右变换 应用 在求复杂含源电路中某一支路的电流时 可以将该支路从电路中移出 而将其余电路视为二端口含源网络 使之等效为电压源模型或电流源模型 将移出的待求支路还原 电路成为最简单的直流电路 应用欧姆定律可求出待求支路的电流 49 例 求9 支路电流 50 1 6基尔霍夫定律 1支路 结点和回路 2基尔霍夫电流定律 3基尔霍夫电压定律 51 第一章电路模型和基本定律 52 第一章电路模型和基本定律 结论 无论一个电路有多复杂 它都是由一些结点 支路和闭合回路组成 基尔霍夫定律规定了电路中任一结点电流和任一闭合回路各段电压所必须服从的约束关系 是电路分析的基本理论依据 53 第一章电路模型和基本定律 2 KCL定律 1 文字描述及方程式 电路中任一瞬间 流出任一结点电流之和恒等于流入结点的电流之和 流入 流出指参考方向是指向 还是背向结点 指向为流入 背向为流出 电路中任一瞬间 任意结点上电流代数和恒等于零 正 负由参考方向决定 流入为正 流出为负 2 应用KCL列方程式的步骤 选定结点 标出各支路电流参考方向 针对结点应用KCL定律列方程 54 第一章电路模型和基本定律 3 KCL定律的扩展应用 55 第一章电路模型和基本定律 56 第一章电路模型和基本定律 3 KVL定律 1 文字描述及方程式 电路中任一回路 在任一时刻 沿回路循行方向电压将之和等于电压升之和 电路中任一回路 在任一时刻 沿回路循行方向电压的代数和等于零 2 应用KVL列方程式的步骤 选定回路 标出回路循行方向 针对回路 应用KVL定律列方程 57 第一章电路模型和基本定律 58 第一章电路模型和基本定律 例1UN 220V PN 100W及PN 40W白炽灯2盏串接于电压为220V电路中 则 PN 100W灯较亮 b PN 40W灯较亮 c 同样亮 解 R100 UN P100 R40 UN P40IR100 IR40 59 第一章电路模型和基本定律 例当Us 2V R 0 5 Is 2A 4A 6A时 分别指出电阻消耗的功率由 供给 60 1 几个重要概念 1 电路由电源 负载 中间环节三个主要部分组成 其作用主要是进行电能的传输与转换和信息的传递与处理 电路模型由理想电路元件组成 是电路分析 计算的主要对象 2 理想电路元件是实际电器元件的理想化电路模型 分无源元件和有源元件两大类 无源元件有电阻 电容 电感 有源元件独立电源元件 电压源 电流源 61 1 几个重要概念 3 电路分析中常用的物理量电流 电压 电动势 都是既有大小又有方向的物理量 在确定其参考方向后 可用代数量同时表示他们的大小和方向 4 各支路中的功率等于其电压与电流的乘积 2 电路的工作状态 有三种工作状态 这三种工作状态下 电路中I U P的表达式说明了电路的特点 3 电路中各支路 结点 闭合回路的电流与电压关系 总结为两个重要的基本