电工电子-第一章-基本物理量PPT课件

第1页,电工电子学,主讲：韦海成Wei_hc北方民族大学电气与信息工程学院,2013年,2,注意事项：,教材：电工学简明教程秦曾煌主编高等教育出版社2007参考书目：电路（第5版）原著：邱关源出版社：高等教育出版社作业方式：A4第一行姓名学号班级时间第X次作业考核方式：平时20%考试70%10%课堂提问（作业考勤课堂纪律）内容：概念+运用,3,序言:电工电子的学习方法,注重物理概念：物理概念是学好电工电子学的基础掌握数学工具：数学工具是学好电工电子学的保障重视实验技术：实验过程是理论、实践相结合的最好载体我的联系方式：wei_hc,4,第1章电路及其分析方法,5,第1章电路及其分析方法（考试40%）,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,1.6电阻的串联与并联,1.5基尔霍夫定律,1.11电路中电位的计算,1.9电压源与电流源及其等效变换,1.7支路电流法,1.8叠加定理,1.10戴维宁定理,1.12电路的暂态分析,1.1电路的作用与组成部分,6,第1章电路及其分析方法,电路的基本概念及其分析方法是电工技术和电子技术的基础。,本章首先讨论电路的基本概念和基本定律，如电路模型、电压和电流的参考方向、基尔霍夫定律、电源的工作状态以及电路中电位的计算等。这些内容是分析与计算电路的基础。,然后介绍几种常用的电路分析方法，有支路电流法、叠加定理、电压源模型与电流源模型的等效变换和戴维宁定理。,最后讨论电路的暂态分析。介绍用经典法和三要素法分析暂态过程。,7,第1章电路及其分析方法,1.1电路的基本概念1.1.1电路中的物理量1.1.2电路元件1.2电路的基本定律1.2.1欧姆定律1.2.2基尔霍夫定律,8,1.1电路的基本概念,1.1.1电路的物理量1.1.2电路元件(一)无源元件(二)有源元件,9,直流电源:提供能源,负载,信号源:提供信息,电路的组成部分,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。,信号处理：放大、调谐、检波等,电路的作用及组成,10,1.1.1电路的物理量,电流电压电动势,为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质，把它看成理想电路元件。,11,电路中物理量的正方向,物理量的正方向：,12,物理量的实际正方向,13,物理量正方向的表示方法,14,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？,电路分析中的假设正方向（参考方向）,15,(1)在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；,解决的方法,(3)根据计算结果确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。,(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；,16,例,已知：E=2V,R=1问：当U分别为3V和1V时，IR=?,17,18,(4)为了避免列方程时出错，习惯上把I与U的方向按相同方向假设。,(1)方程式R=U/I仅适用于假设正方向一致的情况。,(2)“实际方向”是物理中规定的，而“假设正方向”则是人们在进行电路分析计算时,任意假设的。,(3)在以后的解题过程中，注意一定要先假定“正方向”(即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程计算。缺少“参考方向”的物理量是无意义的.,提示,19,例,20,欧姆定律：通过电阻的电流与电压成正比。,表达式,U、I参考方向相同,U=IR,U、I参考方向相反,图B中若I=2A，R=3，则U=(2)3V=6V,电流的参考方向与实际方向相反,图A,或,图B,I,+,电压与电流参考方向相反,例,21,功率的概念：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:,电功率,22,在U、I正方向选择一致的前提下，,“吸收功率”（负载）,“发出功率”（电源）,若P=UI0,若P=UI0,23,当计算的P0时,则说明U、I的实际方向一致，此部分电路消耗电功率，为负载。,所以，从P的+或-可以区分器件的性质，或是电源，或是负载。,结论,在进行功率计算时，如果假设U、I正方向一致。,当计算的PE时，I0表明方向与图中假设方向一致。当UabE时，I0表明方向与图中假设方向相反。,60,小结,理想电流源理想电压源普通电流源普通电压源普通电压源和电路源的等效欧姆定律基尔霍夫定律：支路节点回路,61,1.2.2基尔霍夫定律,用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系，其中包括基尔霍夫电流和基尔霍夫电压两个定律。,名词注释：,62,支路：ab、ad、.（共6条）,回路：abda、bcdb、.（共7个）,节点：a、b、.(共4个）,例,63,(一)基尔霍夫电流定律,对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于由节点流出的电流。或者说，在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为0。,基尔霍夫电流定律的依据：电流的连续性。,例,或：,64,电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。,I1+I2=I3,I=0,基尔霍夫电流定律的扩展,I=?,65,(二)基尔霍夫电压定律,对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其电位升等于电位降。或，电压的代数和为0。,例如：回路a-d-c-a,即：,或：,66,基尔霍夫电压定律也适合开口电路。,例,67,关于独立方程式的讨论,问题的提出：在用基尔霍夫电流定律或电压定律列方程时，究竟可以列出多少个独立的方程？,68,69,设：电路中有N个节点，B个支路,N=2、B=3,小结,70,1,+,+,-,-,3V,4V,1,+,-,5V,I1,I2,I3,71,I1=4AI2=-2AI3=1AI4=-3A,求I5=?,问题2图2有多少回路?独立回路有多少？,问题1图1中,图1,图2,72,电阻的串联与并联,电路中两个或更多个电阻一个接一个地顺序相连，并且在这些电阻中通过同一电流，则这样的连接方法称为电阻的串联。,分压公式,等效电阻,R=R1+R2,电阻的串联,73,电阻的并联,分流公式,电路中两个或更多个电阻连接在两个公共的结点之间，则这样的连接法称为电阻的并联。在各个并联支路(电阻)上受到同一电压。,等效电阻,74,例1,图示为变阻器调节负载电阻RL两端电压的分压电路。RL=50，U=220V。中间环节是变阻器，其规格是100、3A。今把它平分为四段，在图上用a,b,c,d,e点标出。求滑动点分别在a,c,d,e时，负载和变阻器各段所通过的电流及负载电压，并就流过变阻器的电流与其额定电流比较说明使用时的安全问题。,解,UL=0,IL=0,(1)在a点：,75,解,(2)在c点：,等效电阻R为Rca与RL并联，再与R