電路-邱光源-第一章課件

電路應(yīng)用舉例1、電力工業(yè)（能源、電力、電工制造）10kV330kV10kV400V

電工理論學(xué)科是電力工業(yè)主要依靠的技術(shù)學(xué)科電路應(yīng)用舉例

2、基礎(chǔ)工業(yè)（運(yùn)輸、鐵路、冶金、化工、機(jī)械）必不行少的支持技術(shù)電工理論學(xué)科是基礎(chǔ)工業(yè)電路應(yīng)用舉例

3、高新技術(shù)（生物、光學(xué)、半導(dǎo)體、衛(wèi)星、空間站、核彈、導(dǎo)彈等）電路是高新技術(shù)必不行少的組成部分參考書(shū)目3、《電路原理》江澤佳主編；1、《電路》邱關(guān)源主編，第5版;

2、《電路分析基礎(chǔ)》李翰遜編；學(xué)習(xí)方法1、預(yù)習(xí)2、聽(tīng)講、提問(wèn)題、回答問(wèn)題3、復(fù)習(xí)、做作業(yè)（每次2~3題）考試方法卷面90%+平常成果10%第一章

電路模型和電路定律一.實(shí)際電路的組成§1-1電路和電路模型

由電阻器、電容器、線圈、變壓器、晶體管、運(yùn)算放大器、傳輸線、電池、發(fā)電機(jī)和信號(hào)發(fā)生器等電氣器件和設(shè)備連接而成的電路，稱為實(shí)際電路。實(shí)際器件和設(shè)備舉例:電容器電池晶體管電阻器運(yùn)算放大器線圈

低頻信號(hào)發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)導(dǎo)線電池開(kāi)關(guān)燈泡(a)實(shí)際電路(b)電路模型電源負(fù)載2.負(fù)載：吸取電能或接受電信號(hào)的裝置或器件3.傳輸限制器件：如開(kāi)關(guān)、大型電臺(tái)的中心限制室

負(fù)載吸收電能：如燈泡

接收電信號(hào)：如收音機(jī)、電視機(jī)1.電源：向外供應(yīng)電能或電信號(hào)的裝置或器件電能源：各種電池及電力網(wǎng)信號(hào)源：傳送各種電信號(hào)，如電視臺(tái)

電源1.志向元件：具有某種確定的電或磁性質(zhì)的假想元件，每一種志向元件只表示一種電或磁現(xiàn)象，具有精確定義或數(shù)學(xué)模型。二、電路模型電磁現(xiàn)象志向元件數(shù)學(xué)模型定義式電能的消耗存儲(chǔ)磁場(chǎng)能存儲(chǔ)電場(chǎng)能例:線圈的幾種電路模型(a)(b)線圈的電路模型

三.集中參數(shù)電路(Lumpedparametercurcuit)依據(jù)實(shí)際電路的幾何尺寸(d)與其工作信號(hào)波長(zhǎng)(λ)的關(guān)系，可以將它們分為兩大類：(1)集中參數(shù)電路：滿足d<<λ條件的電路。電力系統(tǒng)：f=50Hz=c/f=6000km(2)分布參數(shù)電路：不滿足d<<λ條件的電路。說(shuō)明：電路（1）只主要探討集中參數(shù)電路,簡(jiǎn)稱為電路。2.電路模型：由志向元件按確定方式聯(lián)接而成。

§1-2

電流和電壓及參考方向

一.電流

1.電荷正電荷(質(zhì)子帶正電荷)負(fù)電荷(電子帶負(fù)電荷)電荷量：電荷的多少。符號(hào):q單位：庫(kù)侖[C]2.電流的定義及單位形成：帶電粒子的定向運(yùn)動(dòng)

①

電流強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱電流）：?jiǎn)挝婚g內(nèi)穿過(guò)導(dǎo)體或半導(dǎo)體橫截面的電量的代數(shù)和。變動(dòng)電流：大小和方向隨時(shí)間而變更恒定電流（簡(jiǎn)稱直流）：大小和方向不隨時(shí)間而變化，用符號(hào)I表示。

②方向：BA或ABAB

a電流的實(shí)際方向（真實(shí)方向）：正電荷運(yùn)動(dòng)的方向電荷總的流向，是標(biāo)量（代數(shù)量）b電流的參考方向：假定的正方向問(wèn)題的提出：在困難電路中難于推斷元件中電流的實(shí)際方向，電路如何求解？例：10VIUs1ABRUs2iR+-+-1）假定iR的方向參考方向2）計(jì)算結(jié)果

iR>0:電流的真實(shí)方向與參考方向相同iR<0電流的真實(shí)方向與參考方向相反ABi表示方法：①

在電路計(jì)算時(shí)，必須首先假定參考方向，否則計(jì)算無(wú)效。

注意：②

參考方向可隨意假定。③

電路中只標(biāo)參考方向，而不標(biāo)真實(shí)方向。由歐姆定律真實(shí)方向同參考方向例：+10V-I--10V+真實(shí)方向與參考方向相反2、電壓U單位正電荷q

從電路中一點(diǎn)移至另一點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做功（W）的大小。1、電位

單位正電荷q

從電路中一點(diǎn)移至參考點(diǎn)（＝0）時(shí)電場(chǎng)力做功的大小。實(shí)際電壓方向

電位真正降低的方向。dqdW二、電壓

參考方向：假定的正方向

表示方法：雙下標(biāo)箭頭AB極性AB+-

單位V(伏)、kV、mV、V3.電壓和電流的關(guān)聯(lián)方向:電流和電壓參考方向規(guī)定為一樣.§1-3電功率1.定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電路各部分所取用或發(fā)出的電能功率的單位：W(瓦)(Watt，瓦特)能量的單位：J(焦)(Joule，焦耳)2.電路吸取或發(fā)出功率的推斷

u,i

取關(guān)聯(lián)參考方向P=ui表示元件吸取的功率P>0吸取正功率(實(shí)際吸取)P<0吸取負(fù)功率(實(shí)際發(fā)出)P=ui

表示元件發(fā)出的功率P>0

發(fā)出正功率(實(shí)際發(fā)出)P<0發(fā)出負(fù)功率(實(shí)際吸取)

u,i

取非關(guān)聯(lián)參考方向+-iu+-iu關(guān)聯(lián)方向非關(guān)聯(lián)方向結(jié)論：3、功率守恒原理+U-+-+-作業(yè)：1-1；1-3例求圖示電路中各方框所代表的元件吸取或產(chǎn)生的功率。已知：U1=1V,U2=-3V，U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3V，I1=2A,I2=1A,，I3=-1A564123I2I3I1++++++－－－－－U6U5U4U3U2U1－解對(duì)一完整的電路，滿足：發(fā)出的功率＝吸取的功率注意564123I2I3I1++++++－－－－－U6U5U4U3U2U1－電路定律

歐姆定律§1-4電路元件

元件約束：每一個(gè)元件上電壓、電流的關(guān)系

拓?fù)浼s束：反映電路的連接

+-常用的各種二端電阻器件電阻器晶體二極管說(shuō)明：+-+-+-iuui線性電阻非線性電阻§1-5電壓源和電流源1．定義：若一二端元件，無(wú)論其中電流值如何變更，其兩端電壓始終保持為一確定的時(shí)間函數(shù)us(t),則稱此二端元件為電壓源。一．電壓源符號(hào)+-+-i直流t方波函數(shù)t正弦交流伏安特性：

2．特性

①無(wú)論電壓源電流如何變更，電壓總為給定值us(t)+-

②能夠獨(dú)立地向外提供電能，為激勵(lì)。③并聯(lián)于志向電壓源各支路電流、功率，可分別計(jì)算，互不影響+-+-+-+-+-（等效電路）+-例計(jì)算圖示電路各元件的功率解發(fā)出吸取吸取滿足：P（發(fā)）＝P（吸）i+_+_10V5V-+二．電流源1．定義：若一二端元件，無(wú)論端電壓值如何，其電流始終保持為一確定的時(shí)間函數(shù)is(t),則稱此二端元件為電流源。實(shí)際電流源的例子--光電池

+-電路符號(hào)直流電流源

+-電路符號(hào)直流電流源

2．特性②

與電流源串聯(lián)的各元件，可分別計(jì)算，互不影響

①

輸出電流不受外電路影響，兩端電壓由外電路定+-+-+-例：+-1A+-+-+-⑤電流源不能開(kāi)路可以短路例計(jì)算圖示電路各元件的功率解發(fā)出發(fā)出滿足：P（發(fā)）＝P（吸）u2Ai+_5V-+解:由廣義節(jié)點(diǎn)知:I=0

+-I作業(yè)：1-4，1-5(b,c)二．定義：如某電源向外供應(yīng)的電壓或電流受電路中其它電壓或電流限制，該電源稱為受控電源（簡(jiǎn)稱受控源）控制支路+-+-受控支路一．引言§1-6受控源（非獨(dú)立源）ibicib說(shuō)明：+-三.志向受控源分類+-+-+-+-+-+-2．有源元件，但不是激勵(lì)3.耦合元件1被控量與限制量共存亡

四.特點(diǎn)4.靜態(tài)元件+-無(wú)意義+-R解：+-+--+例：+-探討：①負(fù)號(hào)（與u0參考方向的選擇有關(guān)）②耦合元件求：電壓u2解5i1+_u2_i1++-3u1=6V五.分析方法列方程時(shí),受控源同獨(dú)立源一樣處理§1-7基爾霍夫定律①

支路(branch)分支：流過(guò)同一電流的網(wǎng)絡(luò)分支（3）元件：一個(gè)兩端元件為一條支路（5）②節(jié)點(diǎn)(node)：兩個(gè)或兩個(gè)以上支路的連接點(diǎn)（A,B,C,D）

③

回路(loop)：電路中任一閉合的路徑（ABCD,ABD,BCD）

④網(wǎng)孔(mesh)：內(nèi)部沒(méi)有支路的回路（ABD）1．定義名詞B4321ADC5

+iK流入節(jié)點(diǎn)-iK流出節(jié)點(diǎn)例：節(jié)點(diǎn)a的KCL方程為

a2．基爾霍夫電流定律(Kirchhoff’sCurrentLaw)

①定律內(nèi)容：對(duì)于集中參數(shù)電路中的任一節(jié)點(diǎn)，在任一時(shí)刻，流入（或流出）該節(jié)點(diǎn)的全部支路的電流的代數(shù)和為零。①

圖中各電流方向?yàn)閰⒖挤较?，而各電流值可為正或?fù)。說(shuō)明②

物理性質(zhì)：電荷守恒定律的體現(xiàn)③

特點(diǎn)：a.

KCL由電路的連接方式定，而與元件性質(zhì)無(wú)關(guān)。

b.與電流的變更規(guī)律無(wú)關(guān)（直流,變動(dòng)電流均適用）c.

只適用集中參數(shù)電路

d.

可列出的獨(dú)立方程數(shù)為n-1，n是電路中的節(jié)點(diǎn)數(shù)e.

推廣：KCL適用于封閉面（廣義節(jié)點(diǎn)）

例：54321DB例三式相加得：1

32

3.基爾霍夫電壓定律(Kirchhoff'sVoltageLaw)①定律內(nèi)容：對(duì)于集中參數(shù)電路中的任一回路，在任一時(shí)刻，沿著該回路的任一繞行方向，回路中全部支路電壓的代數(shù)和為零。I+--+例：從a點(diǎn)動(dòng)身，沿abcda回路繞行一周，寫(xiě)出KVL方程說(shuō)明：

(1)

圖中為各電壓的參考方向，各電壓值本身可正、可負(fù)。

54321acbd+-+-+--+-+

b.

只限集中參數(shù)電路c.假如電路中有b條支路，n個(gè)節(jié)點(diǎn)，則可列b-n＋1個(gè)獨(dú)立方程

a.與元件本身無(wú)關(guān)，只與電路結(jié)構(gòu)有關(guān)