电路元件和电路定律课件

1、1. 1. 电压、电流的参考方向电压、电流的参考方向3. 3. 基尔霍夫定律基尔霍夫定律l 重点重点：第第1 1章章 电路模型和电路定律电路模型和电路定律2. 2. 各种电路元件特性各种电路元件特性1.1 电路和电路模型电路和电路模型1. 实际电路：实际电路：为完成某种预期目的而设计、安装、运为完成某种预期目的而设计、安装、运行的，由若干个电气器件按一定方式相互连接而构成行的，由若干个电气器件按一定方式相互连接而构成的电流通路。的电流通路。功能功能a 能量的传输、分配与转换能量的传输、分配与转换（如电力（如电力系统中的输电电路）系统中的输电电路）；共性共性实际电路的结构、具体功能及设计方法实际

2、电路的结构、具体功能及设计方法各不相同，但各不相同，但遵循同一理论基础，即电遵循同一理论基础，即电路理论路理论。 b 信息的传递与处理信息的传递与处理（如信号的采集（如信号的采集、放大、调制、检波、存储等等）。、放大、调制、检波、存储等等）。构成构成它由三部分组成：它由三部分组成：提供电能提供电能的能源的能源简称简称电源或电源或激励激励或输入，或输入，电源把其电源把其它形式的能量转换成电能它形式的能量转换成电能 ；用电设备用电设备电源到负载电源到负载的中间环节的中间环节提供电流通路（传送电能），进行信提供电流通路（传送电能），进行信号控制和处理。号控制和处理。简称简称负载负载， 负载把电能转换

3、为其负载把电能转换为其他形式的能量，消耗电能；他形式的能量，消耗电能； 10BASE-T wall plate导线导线电池电池开关开关灯泡灯泡例：手电筒电路例：手电筒电路电路中产生的电压和电流称为电路中产生的电压和电流称为响应响应或者输出。或者输出。 电子电路图有方框图、原理图、印板图等电子电路图有方框图、原理图、印板图等 (一一)方框图方框图 ututututut2.电路图的分类电路图的分类如：线性整流电路的方框图：如：线性整流电路的方框图： (二二 )原理图原理图 用来体现电子电路的工作原理的一种电路图。由用来体现电子电路的工作原理的一种电路图。由于它直接体现了电子电路的结构和工作原理，所

4、以一于它直接体现了电子电路的结构和工作原理，所以一般用在设计、分析电路中。通过识别图纸上所画的各般用在设计、分析电路中。通过识别图纸上所画的各种电路元件符号，以及它们之间的连接方式，就可以种电路元件符号，以及它们之间的连接方式，就可以了解电路的实际工作时情况。了解电路的实际工作时情况。线性整流电路的原理图线性整流电路的原理图（三（三) 印板图印板图 （Print circuit boardPCB) 即即“印刷电路板图印刷电路板图”或或“印刷线路板图印刷线路板图”，是供装配，是供装配实际电路使用的。实际电路使用的。3. 实际实际电气器件：电气器件：泛指各种电路元件、器件，如电阻泛指各种电路元件、

5、器件，如电阻器、电容器、电感线圈、晶体管等。器、电容器、电感线圈、晶体管等。电阻器电阻器电容器电容器电感线圈电感线圈晶体管晶体管发光二极管发光二极管足以反映实际电气器件的主要电足以反映实际电气器件的主要电磁磁 性质的理想电路元件及其组合性质的理想电路元件及其组合。4. 电路模型电路模型 (circuit model)l理想电路元件理想电路元件有有单一确定单一确定的电磁性能的假想元件的电磁性能的假想元件，是一种理想化模型，其电压电流，是一种理想化模型，其电压电流关系可用严格的数学表达式描述。关系可用严格的数学表达式描述。l电路模型电路模型几种基本的电路元件：几种基本的电路元件：电阻元件：电阻元件

6、：表示只消耗电能的元件；表示只消耗电能的元件；电感元件：电感元件：表示只产生磁场，储存磁场能量的元件；表示只产生磁场，储存磁场能量的元件；电容元件：电容元件：表示只产生电场，储存电场能量的元件；表示只产生电场，储存电场能量的元件；电源元件：电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件。表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件。sRLR10BASE-T wall plate导线导线电池电池开关开关灯泡灯泡电路图电路图例例注注l 具有相同的主要电磁性能的实际电气器件，具有相同的主要电磁性能的实际电气器件， 在一定条件下可用同一模型表示；在一定条件下可用同一模型表示；l 同一实际电气器件在不同

7、的应用条件下，其同一实际电气器件在不同的应用条件下，其 模型可以有不同的形式。模型可以有不同的形式。讨论的电路一般均指由理想电路元件构成的电讨论的电路一般均指由理想电路元件构成的电路模型，而非实际电路。路模型，而非实际电路。sU例例应根据实际电路的应根据实际电路的应用条件应用条件，选取，选取恰当的电路模型恰当的电路模型。电路分析不涉及建模，而是分析给定的电路分析不涉及建模，而是分析给定的电路（模型）电路（模型）5、电路分类、电路分类1) 集总参数电路与分布参数电路集总参数电路与分布参数电路 电路几何尺寸电路几何尺寸l 远小于其工作时电磁波远小于其工作时电磁波波长波长的电路称为集总参数电路，否则

8、称为的电路称为集总参数电路，否则称为分布参数电路。分布参数电路。2）线性电路与非线性电路）线性电路与非线性电路 若描述电路特性的所有方程都是线性代数或若描述电路特性的所有方程都是线性代数或微积分方程，则称这类电路是线性电路；否则微积分方程，则称这类电路是线性电路；否则为非线性电路。为非线性电路。本书主要讨论本书主要讨论集中参数集中参数电路中的电路中的线性时线性时不变电路不变电路。3）时不变电路与时变电路）时不变电路与时变电路 时不变电路指电路中元件的参数值不随时间时不变电路指电路中元件的参数值不随时间变化的电路；描述它的电路方程是常系数的代变化的电路；描述它的电路方程是常系数的代数或微积分方程

9、。反之，由变系数方程描述的数或微积分方程。反之，由变系数方程描述的电路称为时变电路。电路称为时变电路。电路分析的目标：电路分析的目标：核心点核心点讨论讨论响应响应的的状态状态及其与及其与激励激励的的关系关系计算集总参数电路元件的端电流、端电计算集总参数电路元件的端电流、端电压压（一般不涉及内部物理过程，不涉及（一般不涉及内部物理过程，不涉及建模问题）。建模问题）。1.2 电流和电压的参考方向电流和电压的参考方向在电路分析中，主要关心的物理量是在电路分析中，主要关心的物理量是电流、电压和功率。电流、电压和功率。1. 电流的参考方向电流的参考方向 (current reference direct

10、ion)l电流电流l电流强度电流强度带电粒子有规则的定向运动。带电粒子有规则的定向运动。单位时间内通过导体横截面的电荷量。单位时间内通过导体横截面的电荷量。l 方向方向规定正电荷的运动方向为电流的实际方向。规定正电荷的运动方向为电流的实际方向。l 单位单位A（安培）、（安培）、kA、mA、 A 实际方向实际方向AB问题问题复杂电路或电路中的电流随复杂电路或电路中的电流随时间变化时，电流的实际方时间变化时，电流的实际方向往往很难事先判断。向往往很难事先判断。l参考方向：参考方向：任意选定某一方向作为电流（电压）任意选定某一方向作为电流（电压）的正方向。的正方向。i 参考方向参考方向大小大小方向方

11、向(正负）正负）电流电流(代数量代数量)ABi 参考方向参考方向i 参考方向参考方向i 0i 0参考方向参考方向U+实际方向实际方向+实际方向实际方向参考方向参考方向U+ 0 吸收正功率吸收正功率 (实际吸收实际吸收)(负载负载)P0 吸收负功率吸收负功率 (实际发出实际发出)(电源电源)P= -uil u, i 取非取非关联参考方向关联参考方向+-iu+-iu能量守恒定律：能量守恒定律：P P=0=0P=ui 例例3求图示电路中各方框求图示电路中各方框所代表的元件消耗或所代表的元件消耗或产生的功率。已知：产生的功率。已知： U1=1V, U2= -3V,U3=8V, U4= -4V,U5=7V, U6= -3VI1=2A, I2=1A, I3= -1A 解解（发出）WIUP22