电路理论3-1.ppt

1、1.1 电路和电路模型 1.2 电流和电压的参考方向 1.3 电功率和能量 1.4 电路元件 1.5 电阻元件 1.6 电压源和电流源 1.7 受控电源 1.8 基尔霍夫定律,第一章 电路模型和电路定律,第一章 电路模型和电路定律,本章要求： 了解电路和电路模型的基本概念； 理解电流和电压的参考方向的意义； 了解电功率和能量，电阻元件、电容元件、电感元件、电 压源和电流源、受控电源； 熟练掌握基尔霍夫定律并能正确应用。,1.1 电路与电路模型,电路是电流所通过的路径，由电源、负载和中间环节等电路元件或设备组成。实现电能的传输和转换;或信号的传递和处理。,日常生活中常见的电路？,？,电路的作用：

2、,(1) 实现电能的传输、分配与转换,(2)实现信号的传递与处理,电路的组成部分：,电源: 提供 电能的装置,负载: 取用 电能的装置,中间环节：传递、分 配和控制电能的作用,直流电源: 提供能源,信号处理： 放大、调谐、检波等,负载,信号源: 提供信息,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。,为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。,电路模型：,灯泡主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其参数为电阻R；,例：手电筒,手电筒由电池、灯泡、

3、开关和筒体组成。,手电筒的电路模型：,电池,导线,灯泡,开关,电池是电源元件，其参数为电动势 US 和内阻RS；,筒体用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。,开关用来控制电路的通断。,电路的基本物理量,电流、电压、电位、电动势,1. 电流,-单位时间(s：秒)内通过某一导体横截面的电荷量Q / q（C : 库仑)，称为电流I / i（A:安培）。,若为恒定电流时,2. 电压,-电场力将单位正电荷（1C）从A点移至B 点所做的功(1J)即为a b两点之间的电压(1V)。,3. 电位,-电路中某点的电位就是该点到电路参考点之间的电压。记作Va, 参考点一般为零电位点。则,4.

4、 电动势,-用以描绘电源力将单位正电荷从负极移至正极所做的功。,R 2,电路分析中的物理量,问题的提出：在复杂电路中难于判断元 件中物理量实际方向， 电路如何求解？,电流方向 AB？,电流方向 BA？,解决方法:,(1) 在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；,(3) 根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与参考方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。,(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；,1.2 电流和电压的参考方向,1. 电流和电压的实际方向,实际正方向 (实际方向): 物理中对电量规定的方向,假设正方向（参考方向）： 在分析计

5、算时，对电量人为规定的方向,(2) 参考方向的表示方法,电流：,电压：,(1) 参考方向,在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。,2. 电流和电压的参考方向,实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值； 实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。,(3) 实际方向与参考方向的关系,注意： 在参考方向选定后，电流 ( 或电压 ) 值才有正负之分。,若 I = 5A，则电流从 a 流向 b；,例：,若 I = 5A，则电流从 b 流向 a 。,若 U = 5V，则电压的实际方向从 a 指向 b；,若 U= 5V，则电压的实际方向从 b 指向 a 。,已知：Us=E=2V, R=1 问

6、： 当Uab分别为 3V 和 1V 时，IR=?,E,R,a,b,解：,(1) 假定电路中物理量的参考方向如图所示；,(2) 列电路方程：,(3) 数值计算,（结果为正, 表示参考方向与实际方向一致）,（结果为负, 表示参考方向与实际方向相反）,Us,+,-,+,-,例1,(4) 为了避免列方程时出错，习惯上把同一个元件上 I 与 U 的方向 按相同 的 参考方向假设（即U 与 I 为关联参考方向）。,(1) “实际方向”是物理中规定的，而“参考方向”则 是人们 在进行电路分析计算时, 任意假设的。,(2) 在以后的解题过程中，注意一定要先设定“参考方 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,例,假设: 与 的方向一致,假设: 与 的方向相反,（为关联方向）,（为非关联方向）,(3) 若U、I 为正值(U0、I0), 表示所选定的参考方向与实际方向 一致； 若U或I 为负值(U