第1章基础知识《电工电子技术基础》(申凤琴)PPT课件

，第一章电路的基本知识，第一节电路的组成和基本物理量第二节电路的基本组成部分第三节应用基尔霍夫定律和第四节二段二端网络的等效第五节嵌套定理和达维南定理，返回主目录。2，第一节电路的构成及其基本物理量，第一，电路的构成，电路是各种电气元件以一定方式连接的整个电路。回路的配置：1。供应电力的部分称为电力；消耗或转换电力的部分称为负荷。3.连接和控制电源和负荷的部分(如导线、开关等)称为中间链接。图1-1，3，电阻，电感，电容的特征，电阻特性：当电流通过时，电流发生故障。电感特征：在电流通过时在导线周围产生磁场。电容特征：电流通过时，每个电极之间存在电场。4，为了方便对理想组件、电路的分析和计算，我们经常将实际组件表示为近似、理想化、在特定条件下忽略第二个特性、足以表征主要特征的“模型”，并将其表示为理想组件。例如，“电阻元件”是实际电路组件(例如电阻器、电烙铁、电炉等)的理想组件模型。低频电路中，这种实际部件显示的主要特征是将功率转换为热量。使用“阻力”等理想因素反映消耗电能的特性。，电感元件是线圈的理想元件。电容元件”是电容器的理想元件。5，电路模型，由实际电路的称为电路模型的理想元件组成的电路。图1-2是图1-1所示的实际电路的电路模型。6，回路的配置和功能，(1)回路的配置通常由电源、负载和中间组成。电源：将其他形式的能量转换为电能的设备，如发电机、电池等，是向电路提供能量的设备。负载：指、马达、电灯等各种电器，电路中接收将其他形式的能量转换为电能的电能的装置。中间链路：将电源和负载连接到路径的传输导线，保护控制回路中的切断开关设备和回路的设备等。第4页，7，电路允许传输、分配和转换电力。(2)电路的主要功能：电力系统的：电子技术的：电路可以实现电信号的传输、存储和处理。第4页，8、电路模型和电路元件、电源、负载、负载、实际电路、s、中间连结、电路模型和实际电路的对应电路图称为实际电路的电路模型。第4页，9，电路模型的所有元件都是理想的电路元件。实际电路元素的电气特性多种多样，复杂。R，L，消耗电能的电特性可用电阻要素表征，产生磁场的电特性可用电感要素表征，白炽灯的能量消耗要素比产生磁场的因素大，所以L可以忽略，白炽灯的电路模型可以表示理想电路要素的电特性是正确的，是唯一的。第4页，10，理想电路组件分为主动和被动两类。电阻组件，容量组件，理想电压源，理想电流源，被动双端组件，主动双端组件，电感组件，第4页，11，2，电路的基本物理量，直流(DC):大小和方向不会随时间变化的电流。DC、AC、AC:大小和方向随时间变化，在一个周期内平均为零的电流。电流的分类，12，电流的定义和实际方向，在直流情况下，如果在时间t内通过导体的电流为q，则电流为，在交流情况下，如果在时间dt内通过导体的接口为dq，则电流的瞬时值为，而电流的实际方向指定正电荷转移的方向。电流的单位：安培(a)、千安(kA)和毫安(mA)。13，引入电流的参考方向，引入参考方向：引入“参考方向”的概念，因为无法确定复杂电路的电流的实际方向，或电流的实际方向不断变化。14，电流参考方向的意思，1。参考方向是虚拟电流方向。，3 .如果I 0，则电流的实际方向与电流的基准方向一致；I 0处，该电压的实际极性表示u 0，显示的实际极性与基准极性相同，因此是高电位。每个电压的实际极性，例如1-1，解决方案，(2)b是高电位，因为标记为u=-12v 0，但图中没有显示参考极性。19，关联参考方向，电流参考方向从电压的参考经典上指向参考低电位，相关，非关联，一致方向，不一致方向，20，功率，功率表示单位时间内电路元件的能量变化量。也就是说，电路中的功率称为功率。反映电流通过电路时电能传输或转换的速度。功率的单位：瓦(w)、千瓦(kW)和毫瓦(mW)、21，功率具有大小和正值和负值，零部件吸收的功率，p 0，零部件吸收(或消耗)功率，p 0，零部件发射(或供应)功率，22，图1-8所示，查找元件从电路中吸收的功率。(1)a图表，选定的u、I是关联的参考方向，零部件吸收的功率p=ui=4 (-3) w=-12W此时零部件吸收功率。-产生12w，即12w。(2)b图，选定的u、I为非关联参考方向，零部件吸收的功率p=-ui=-ui=-5) 3w=15W时，零部件吸收的功率为15W。示例1-2，解决方案，23，(3)c图，u，I是非关联参考方向，p=-ui=-42w=-8W是组件发出的功率为8W的情况。(4)d图表，u，I是关联的参考方向，p=ui=(-6) (-5) w=30W是元件吸收的功率30W。24，例如，寻找每个元件的功率。(a)关联方向，P=UI=52=10W，P0，10W功率吸收。(b)关联方向，p=ui=5 (-2)=-10W，P0，10W功率吸收。25，第一，阻力和阻力因素，物体对电流的干扰作用称为该物体的阻力。用符号r表示。电阻的单位是欧姆。电阻系数是用于表示电流阻塞的能量消耗因素的通用术语。电炉、白炽灯、电阻器等。1-2电路的基本元件，26，电导，电阻的倒数称为电导，它是表征材料传导能力的参数，用符号g表示。电导单位是西门子(s)，简称west。(1-5)，27，电阻元件的电压和电流的关系，1827年德国科学家欧姆总结说，对电阻元件施加的电压与通过它的电流成正比。u=ri (1-6)，u=-ri (1-7)，28，电阻元素的伏安特性，线性电阻，非线性电阻，29，电阻的功率，u，I为关联参考方向时，电阻r消耗的功率为，u，I为非关联参考方向时，p=-ui=-(-ri) I=r，可见，p0，说明电阻为，30，在图1-9所示的电路中，已知电阻r吸收功率为3W，I=-1a。找到电压u和电阻r值。，p=ui=u (-1) a=3w，u=-3v，u的实际方向与参考方向相反。u，I是关联参照方向，因此格式(1-11)、图1-9、示例1-3、解决方案、31，2，电压源，电压源是实际电源(例如电池、电池等)的抽象，是理想电压源的简称。符号，电压电流特性，图1-12，32、电压源的两个特性，电源是否有电流输出，U=，无所谓；断路、外部电路、和外部电路共同确定。33，是，回路图，已知Us=10V，查找电压源输出的电流。外部电路r有两种情况(1) r=5 (2) r=10 ，解决方案，(1) r=5 ，通过电压源特性知道，(2) r=10 ，34，3，电流源，电流源也是实际电源(例如光电池)的抽象，是理想电流源的缩写。符号，电压电流特性，35、电流源的两个特性，恒定电流，即输出电压u无关；U与外部电路一起确定。36，一个或多个相关电路名词，(1)分支：电路具有两个结束按钮，并且通过相同电流的每个分支(至少具有一个元件)。(2)节点：三个或更多分支的连接点。(3)回路：回路中包含多个分支的闭合路径。(4)网格：内部没有分支的环。1-3基尔霍夫定律，37，2，kirchhoff电流定律(KCL)，KCL指出，在某一时刻流入电路中任一节点的分支电流的数量和常数是0，即KCL来自电荷守恒。热方程式以参考方向为基础，如果电流参考方向在流入节点的电流之前为-，则流出节点的电流之前为-。38，在图1-16所示的电路的节点a中，被称为=3A，=-2a，=-4a，=5A。，由下而上取代电流本身的实际数字，3a-(-2) a-(-4) a 5a-=0，根据KCL栏方程式，=14A，范例1-4，39，一般化节点，一般化节点：任何假设均为封闭面，-，=0，从KCL接收，40，2组“，-”符号，由公式I=0中每个电流的参考方向确定的“，-”符号；电流本身的“，-”值。这是KCL定义中电流对数总和的真正含义。41，3，kirchhoff电压定律(KVL)，KVL表示：在任何时间点，沿电路中的任何电路，所有分支的电压数和常数都等于0。换句话说，KVL基于能量守恒原理。列出表达式后，首先随机选择回路的绕道方向。如果回路的电压参考方向与回路绕道方向匹配，则电压前面将带有“-”，否则将带有“-”。42，在图1-18所示的电路中，被称为=3V、=-4v、=2V。使用KVL查找电压。方法1、步骤1:随机选择回路的绕道方向并标注插图。步骤2:根据KVL列表达式。如果回路的电压参考方向与回路绕道方向匹配，则电压前面将带有“-”，否则将带有“-”。电路:电路:范例1-5，解决方案，步骤43，3:用KVL方程替换每个已知电压值，获得，电路:电路:，-符号2集：在公式 u=0中，确定每个电压的参考方向是否与电路的旁路方向一致的，-符号；电压本身的“，-”值。这是KVL定义中电压对数总和的真正含义。44，方法2，使用KVL的其他格式，使用“箭头端连接方法”直接查找环路上唯一未知的电压，如图1-19所示。电路:电路:已知电压未知电压的参考方向箭头和末端，45，试验的表达式，如回路图1-20所示。、示例1-6、解决方案、46，电路查找开关s分离和闭合时a点的电位，如图1-21a所示。图1-21a图是电子电路的习惯化。图1-21a可以更改为图1-21b。示例1-7，解决方案，47，(1)交换机s分离后，根据KVL，(2 15 3) k=(5 15) v，“箭头端连接方法”，o，48，或，2)交换机s关闭时，49，4，分支电流法，分支电流法根据KCL和kvl热方程式无法知道分支电流。，b分支，具有n个节点的回路，应用KCL只能打开(n-1)个节点表达式，应用KVL只能打开l=b-(n-1)个回路表达式。50，分支电流法的一般阶段，1)在电路图中显示所需的分支电流参考方向，然后选取电路绕道方向。2)根据KCL和KVL列方程。3)联立方程，解未知量。51，如图1-22所示，试验每个分支电流(称为电路=10 ，=5 ，=13V，=6V)和每个组件的功率。(1)首先，随机选择每个分支电流的参考方向和回路的绕道方向，以在图中显示。(2)根据KCL热方程式，节点a，(3)根据KVL热方程式，电路 :(电路 :范例1-8，解决方案，52，(4)将已知数据替换到表达式中并清除后，(5)进行交叉求解，53，(6)每个组件的功率计算，即电压源的功率10.4W；即电压源为1.2瓦；释放的功率。即阻力消耗的功率为6.4瓦；是。也就是说，阻力消耗的功率为0.2瓦；是。换句话说，阻力消耗的功率是5W。54，电路电源平衡验证：标记，电源平衡。2)=(-10.4-1.2 6.4 0.2 5) w=0，即 p=0 (1-12)，可见，功率平衡。(1-11)，55，网络是指复杂的电路。网络a通过两个结束按钮连接到外部电路，如图1-23a所示。图1-23、1、2端网络等效概念、1-4端网络的等效、2端网络、56，等效概念，双端网络a与双端网络A1的端板相同的电压-电流特性，即a和A1是对应于两个外部电路的网络，如图1-23b所示。图1-23，57，2，电阻器的串行和并行和分压，分流公式，根据KVL，串行电路的等效电阻，如果连接了n个电阻，则等效电阻为，(1-13)，58，分压公式，同样，59，电阻器的平行，根据KCL或r平行电路的等效电阻，60，n个电阻是平行的，则该电阻为，(1-15)，电导率(例如。61，分流官，同。如62，图1-26所示，如果有全偏流，并且具有内部电阻=1600 mrap的报头，那么，如果将1mA改为可测量的电流表，那么并行地询问需要多少分流电阻。要换成1mA的电流表，1mA的电流通过电流表时，接头指针必须正好。示例1-9，解决方案，63，多范围电流表如图1-27所示。1mA块：根据1-9，当分流s在位置“3”时，范围为1mA，分流电阻为1-9，示例1-10，现在我想将范围扩大到1mA，10mA，1A 3齿轮。尝试阻力、和值。解决方案，64，1A块：当分配器s位于位置“1”时，范围为1A。换句话说，当交换机s断开并关闭时。65，10m