第一章基尔霍夫定律及电路元件ppt课件

1、第一章第一章 基尔霍夫定律及电路元件基尔霍夫定律及电路元件主要电路变量：电流主要电路变量：电流i、电压、电压u、电荷、电荷q、磁链、磁链。一、电流一、电流1、 定义：荷电质点的有序运动构成电流定义：荷电质点的有序运动构成电流 电流的大小用电流强度表示电流的大小用电流强度表示单位：单位：A，mA，A 方向：正电荷运动的方向方向：正电荷运动的方向 1 电流、电压及其参考方向电流、电压及其参考方向tqtqtitddlim)(def 0 1.1 电流、电压及其参考方向电流、电压及其参考方向元件元件(导线导线)中电流流动的实践方向有时很难判别中电流流动的实践方向有时很难判别: 电流的实践方向：电流的实践

2、方向：(a) 复杂电路复杂电路？(b) 交变电流电路交变电流电路itIim sin i0tT/2T电流实践与箭头方向一样电流实践与箭头方向一样电流实践与箭头方向相反电流实践与箭头方向相反2、电流的参考方向：、电流的参考方向：为分析方便，人为恣意假定一个方向为电流的参考方向为分析方便，人为恣意假定一个方向为电流的参考方向1.1 电流、电压及其参考方向电流、电压及其参考方向i 0i 0U 0，实践吸收 p0，实践发出 p0，实践吸收 uip ttttdiudptw00)()()()(单位：单位：J J 二、电能二、电能 非关联：表示“发出的功率 例例1.1 1.1 ：求各元件发出或吸收的功率：求各

3、元件发出或吸收的功率+-6V3A+-6V3A+-6V3Aabca：关联，b：非关联，c：关联，p=3A-6V= -18W 0吸收功率吸收功率18Wp=3A6V=18W 0发出功率发出功率18W 1.3 基尔霍夫电流定律KCL 集中参数电路受2类约束： 构造约束：由电路的联接性质决议-基尔霍夫定律 元件约束：由元件性质决议 1234567lk一、电路构造一、电路构造 1 1、支路：、支路： 每个二端元件为一条支路每个二端元件为一条支路或流过同一电流的一段电路或流过同一电流的一段电路2 2、节点：、节点： 假设干支路的联接点假设干支路的联接点b=76n=54 1.3 基尔霍夫电流定律KCL3. 3

4、. 途径：依次由不同支路和节点构成的通路途径：依次由不同支路和节点构成的通路4. 4. 回路：闭合的途径回路：闭合的途径 l =7 l =7 方向：顺时针、逆时针方向：顺时针、逆时针5. 5. 平面电路：平面电路： 可画在同一个平面上，可画在同一个平面上， 且除节点外各支路都不相交且除节点外各支路都不相交 非平面电路：非平面电路： 1234567lk 1.3 基尔霍夫电流定律KCL 6. 网孔：平面电路的单孔回路 即内部或外部不含任何支路，多指内网孔 7. 短路：支路电压恒等于零不论电流为任何有限值 8. 开路：支路电流恒等于零不论电压为任何有限值 也称断路 m=3 1234567lk 1.3

5、 1.3 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律KCLKCL二、基尔霍夫电流定律KCL1、 定律： 在集中参数电路中，任一时辰流出或流入 任一节点的电流代数和等于零。 公式： 通常规定：假设 参考方向流出节电，前面取“+号； 假设流入节点那么取“-号 0kiki1.3 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律KCL1234567i1i2i3i4i5i6i7S0: 1321 i i i nni i in0: 2652 652:iii 或0:n3764 iii0:n443 ii0:n5751 iii2. 表述方式表述方式2：. . 入出ii0: 1321 iiin0:2652 iiin1.3 基尔霍夫电流定律基

6、尔霍夫电流定律KCL 3、表述方式、表述方式3： 推行，节点推行，节点 广义节点广义节点 假想的闭合边境假想的闭合边境对于闭合边境对于闭合边境S：验证：验证： 闭合边境内各节点的闭合边境内各节点的KCL方程相加：方程相加：n + n 4、阐明：、阐明：1KCL定律适用于集中参数电路，与元件性质无关定律适用于集中参数电路，与元件性质无关2对含对含n个节点电路，恣意个节点电路，恣意n-1个节点个节点KCL方程独立方程独立07542iiii1234567i1i2i3i4i5i6i7S1.3 基尔霍夫电流定律KCL例1.2 ：求未知支路电流；假设只求i4和i5有何简便方法。1A3A2A4A5A11A1

7、i2i3i4i5iA3A2A11i12A(-4)A-A)5(12 ii6A(-5)AA113i15A3A-A624 ii9A2A-A)4(45 iin1:n2:n3:n4:n5:9A3A-11AA15iA153)4(11214is1:s2:s1s21.4 1.4 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL)(KVL) 1、定律内容： 集中参数电路中，任一时辰、沿任一回路各支路电 压的代数和为零。 公式： 通常规定： 假设 参考方向与回路方向一样，前面取“+号； 假设相反那么取“-号 0 kuku1.4 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL)2、 表述方式表述方式2： 1234567+-u1u

8、2u3u4u5u6u7l1l2l3l1l2l30521uuu521uuu0765uuu07621uuuul1: 或l2: l3: 升降uu1.4 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL) 3 3、表述方式、表述方式3 3： 推行：回路推行：回路 广义回路广义回路 跨越空间的假想回路跨越空间的假想回路对于广义回路对于广义回路验证：端电压与途径无关，验证：端电压与途径无关， l1: u1 = u2 + u5 l1: u1 = u2 + u5 l3: u1 = u2 + u6 + u7 l3: u1 = u2 + u6 + u7kl02464uuu1234567+-u1u2u3u4u5u6u7l1

9、l2l3l1l2l3lk1.4 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL) 4 4、阐明：、阐明： 1 1KVLKVL定律适用于集中参数电路，与元件性质无关定律适用于集中参数电路，与元件性质无关 2 2对于含对于含b b个支路、个支路、n n个节点的平面电路，其全部网个节点的平面电路，其全部网 孔的孔的KVLKVL方程方程b-n+1b-n+1个是独立的。个是独立的。 共有共有b-n+1b-n+1个独立回路个独立回路独立回路的选取：独立回路的选取： a) a) 每个回路至少有一条其它回路没有的支路每个回路至少有一条其它回路没有的支路 充分非必要条件充分非必要条件 b) b) 全部网孔全部网孔 充

10、分非必要条件充分非必要条件 例例1.3：求未知支路电压。：求未知支路电压。1.4 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL)2V1u4V3u2u4u8V6Vl1l2l3l4Vul1046:11Vuul82102:212Vul1486:33Vuul16888:424v基尔霍夫定律基尔霍夫定律v 是对于集中参数电路的构造约束，与电路元是对于集中参数电路的构造约束，与电路元件件v 性质无关。性质无关。vKCL是对与节点相连的支路电流的约束；是对与节点相连的支路电流的约束；v KVL是对回路中所包含的电压的约束是对回路中所包含的电压的约束1.4 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL)1.5 电阻元

11、件电阻元件一、根本概念一、根本概念1 1、n n端元件：端元件：n n个端子的元件个端子的元件2 2、端口：进、出同一电流的两个端子称为一端口。、端口：进、出同一电流的两个端子称为一端口。 二端元件也称为一端口元件二端元件也称为一端口元件3 3、电阻元件、电阻元件 电阻器电阻器 固定电阻器固定电阻器 可变电阻器可变电阻器 1.5 1.5 电阻元件电阻元件3 3、电阻元件：、电阻元件： 元件电磁特性由电压、电流关系表征元件电磁特性由电压、电流关系表征 二、线性二端电阻：二、线性二端电阻：1 1、定义：端口电压与电流成正比的二端元件，、定义：端口电压与电流成正比的二端元件， 即符合欧姆定律即符合欧姆定律VCRVCR。2 2、符号：、符号：R1.5 电阻元件电阻元件3 3、电磁特性：端口、电磁特性：端口u -iu -i关系特性关系特性R=