教案 电路与电路模型
电路与电路模型
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教 案
任课教师:
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教 案
〖学一学〗
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备课笔记
〖学一学〗
为了便于对实际电路分析,需要将实际电路元器件用能够代表其主要电磁特性的理想元件来表示,用理想电路元件组成的电路为实际电路的电路模型。 四、理想电路元件与电路模型
实际电路器件品种繁多,其电磁特性多元而复杂,采取模型化处理可获得有意义的分析效果。
理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似,其电特性单一、确切,可定量分析和计算。 理想电路元件分有无源和有源两大类:
第四环节:【课堂总结 布置作业】
〖课堂总结〗
1、电路的概念和组成
2、电路的功能
3、理想电路元件的画法与电路模型的概念。 〖布置作业〗
举出几个实际电路,让学生根据所学的知识进行电路模型的识别,电路功能的分析,并画出实际电路的电路模型。
《电工》教案 第一讲 电路的数学模型、电压与电流
第一讲电路的数学模型、电压与电流
时间:2学时
重点和难点:电压与电流的参考方向;实际方向与参考方向。
目的:让学生熟悉电路组成、功能、基本物理量,通过演示和录象掌握参考方向与实际方向的关系。
教学方法:多媒体演示、课堂讲授
主要教学内容:
一、电路和电路模型:
1、电路的定义:
电路是由一些电气器件或设备以一定的方式联接,构成电流可以流通的路径,以完成能量的传输、转换或信息的处理、传递。
2、电路的组成:
不论是简单电路,还是复杂电路,一般都是由电源、负载及中间环节三部分组成。
3、电路的作用:
1)电源是供给电能或发出电信号的设备,它把其他形式的能量转换成电能,或者把电能转换成某种形式的电信号;
2)负载是用电或接收电信号的设备,它把电能转换成其他形式的能量;
3)中间环节是传递、分配和控制电能或电信号的部分,它的一端联接电源,另一端联接负载。
4、电路模型:
由于构成电路的实际电气器件或设备中所发生的物理过程是较复杂的,为了研究这些电气器件或设备及其组成的电路的性质及功能,通常采用将实际电气器件或设备作某种近似和理想化,抽象为一些足以表征其主要作用的模型——理想电路元件。例如,将主要消耗电能的实际电气器件或设备,抽象为只耗能的理想电阻元件R;将主要储存电场能量的实际电气器件或设备,抽象为只储存电场能量的理想电容元件C;将主要储存磁场能量的实际电气器件或设备,抽象为只储存磁场能量的理想电感元件L。用电阻、电容、电感等理想电路元件来近似和理想化电路中的每一个实际电气器件或设备,再根据这些器件或设备在电路中的联
接方式,用理想导线将它们联接起来,就得到了该电路的电路模型
电路5版电子教案第一章
反映实际电路部件的主要电磁 性质的理想电路元件及其组合。 有某种确定的电磁性能的理想 元件。
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5种基本的理想电路元件: 电阻元件:表示消耗电能的元件 电感元件:表示产生磁场,储存磁场能量的元件 电容元件:表示产生电场,储存电场能量的元件 电压源和电流源:表示将其它形式的能量转变成 电能的元件。
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参考方向
i A
任意假定一个正电荷运动的方 向即为电流的参考方向。
参考方向 B
表明 电流(代数量)
大小 方向(正负)
电流的参考方向与实际方向的关系: i A 参考方向 实际方向 B A i
参考方向 实际方向 B
i>0
i<0
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电流参考方向的两种表示: 用箭头表示:箭头的指向为电流的参考方向。 i A 参考方向 B
注意
① 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向 ② 参考方向一经选定,必须在图中相应位置标注 (包括方向和符号),在计算过程中不得任意改变 ③参考方向不同时,其表达式相差一负号,但电压 、电流的实际方向不变。
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1.3
1.电功率
电功率和能量
单位时间内电场力所做的功。
dw p dt
注意
P6 U 6 I 3 (3) (1) 3W(吸收)
电路和电路模型
3、短路:直接用导线把电源或用电器两端连 接起来。
1.2
电路的基本物理量(1)
电路的特性是由电流、电压和电功率等物理量来描述的。电
路分析的基本任务是计算电路中的电流、 电压和电功率。
一、电流和电流的参考方向 带电粒子(电子、离子)定向移动形成电流。电子和负离子带 负电荷,正离子带正电荷。电荷用符号q或Q表示,它的SI单位为 库[仑]( C )。 单位时间内通过导体横截面的电荷定义为电流,用符号i或I 表示,其数学表达式为
符号
名称
电阻器 可变电阻器 电容器 线圈,绕组 变压器 铁心变压器 直流发电机 直流电动机
符号
常用电路图来表示电路模型
(a) 实际电路 (b) 电原理图 (c) 电路模型 (d) 拓扑结构图
(a)实际电路
(b)电原理图
(c)电路模型 图1-2 晶体管放大电路
电路模型近似地描述实际电路的电气特性。 根据实际电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要求,应 当用不同的电路模型模拟同一实际电路。现在以线圈为例加以说明。
1.1 电路和电路模型
1、 电在日常生活、生产和科学研究工作中得到 了广泛应用。在收录机、电视机、录像机、音响设备
、计算机、通信系统和电力网络中都可以看到各种各
样的电路。这些电路的特性和作用各不相同。 电路的一种作用是实现电能的传输、分配和使用。
电路和电路模型
重庆科创职业学院授课方案(教案)课名:电路分析教师:许艳英
班级:编写时间:
课题:1.1 电路和电路模型
教学目的及要求:了解电路的基本组成及各部分的作用,熟悉电路的功能及电路模型、集中参数电路的基本概念
教学重点:电路模型的概念和理想电路元件的概念;
教学难点:电路模型
教学步骤及内容: 1.1 电路和电路模型
旁批栏:1、电路的组成及其功能
•电路的概念
由实际元器件构成的电流的通路称为电路。
•电路的组成
电路通常由电源、负载和中间环节三部分组成。
•电路的功能
电路可以实现电能的传输、分配和转换。
电路可以实现电信号的传递、变换、存储和处理。
2、电路模型
用抽象的理想电路元件及其组合,近似地代替实际的器件,从而
构成了与实际电路相对应的电路模型。
•理想电路元件
理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似,其电特性单一、
精确,可定量分析和计算。
•利用电路模型研究问题的特点
1、电路模型是用来探讨存在于具有不同特性的、各种真实电路中共同规律的工具。
2、电路模型主要针对由理想电路元件构成的集总参数电路,集总参数电路中的元件上所发生的电磁过程都集中在元件内部进行,任何时刻从元件两端流入和流出的电流恒等、且元件端电压值确定。因此电磁现象可以用数学方式来精确地分析和计算。
3、电路分析基本理论中运用电路模型,其主要任务就是在寻求实际电路共有的一般规律、探讨各种实际电路共同遵守的基本规律时带来方便。旁批栏:
旁批栏:
(3)何谓理想电路元件?如何理解“理想”二字在实际电路中的含义?
何谓电路模型?
解析:理想电路元件是从实际电路器件中科学抽象出来的假想元件,由
电路及电路模型
退出
开始§1-1
电路与电路模型
电路
电路:最基本电路:电源、负载、导线,以及各种开
关等控制设备。
提供能量的部件(例电池、发电机等)。用电设备,消耗电能的部件或接受电信号的
器件(例照明灯、电炉、喇叭等)。
将电路中的各个组成元件连成统一的整体电源(source ):负载(load ):导线:功能:•电力系统:电能的产生、传输、存储、转换、变换。
•通信系统:信号的传递、存储、处理
输入电路的信号(如电源)。
经过电路传输和加工处理后所得到的信号。
激励:响应:
实际电路:都是有电源、电阻器、电容器、电感线圈、集成电路等具体的元器件和设备相
手电筒的结构示意图
电路模型:对实际电路进行科学的抽象,用电路模型代替实际的电路。
电路元件:构成电路模型的最小单元:
耗能元件:电阻;
集总参数元件(lumped parameter element):当实际电路的尺寸远小于其使用时最高工作
集总电路模型:
由集总参数元件组成的电路。分布参数电路(distributed parameter circuit ):
当实际电路的尺寸大于其最高工作频率所对应的波长或两者属于同一数量级时。
我国工业用电频率50Hz ,其对应波长为6000Km,而实际电路的尺寸远小于这一尺寸,因此大都是集总电路。
但是,对于远距离的电路通信线路或者电力输送等,却不符合这一尺寸条件。
电路和电路模型
西吉县职业中学
主讲人:姚文科
2021/4/9
1
什么是电路?
电路就是电流的通路,是为了完成某一任务、 某种需要由某些电气设备或元件按一定方式组合起 来的。
2021/4/9
2
电路的组成
(1)电源
电源提供电路所需要的电能,可以将其他形式 的能量转化为电能。
电源外面电流的方向由电源的正极指向负极, 电源内部的电流通路又称为内电路,电流方向由电 源负极指向正极。
(开关、导线、熔断器、测量仪表等)
2021/4/9
5
电路模型
用多个理想元件组合起来模拟实际电路,这种模拟 电路称为电路模型。
(注:电路模型只是实际电路的近似,而这并非完 全等同)
2021/4/9
6
关于电路模型的的几点说明:
(1)理想电路元件是具有某种确定的电磁性能元 件,是一种理想的模型,实际中并不存在,但它在 电路的理论与分析中有着重要作用。
(2)不同的实际电路部件,只要具有相同的主要 电磁性能,在一定条件下可以用统一模型表示。
(3)同一个实际电路部件在不同的应用条件下的 模型可以有不同形式。
2021/4/9
7源自文库
电路的作用
1.电能的传输与转换 人们常说的电力工程,包括发电、输电、配电、
电力拖动、电热、电气照明以及之交流之间的整流 等。 2.信息的传递与处理
电路原理教案
电路原理教案
电路原理教学内容(包括基本内容、重点、难点三部分):
教学目的和要求:
1、熟悉理想元件与电路模型概念,线性与非线性的概念;了解集中参数电路、非时变电路的概念。
2.掌握电压、电流变量及其参考方向的概念。掌握功率的计算。
3.掌握电阻元件、电压源、电流源的伏安关系及性质;了解电阻器的分类、作用。
4.了解线性和非线性、非时变和时变的概念。
基本内容:
第1节电路和电路模型:1电路模型概念、2理想元件概念
第2节电流、电压的参考方向:1参考方向的概念、2支路电流、电压的参考方向与其真实方向的关系、关联和非关联参考方向第3节电功率和能量:1功率、能量的概念、2功率的分析计算及元件在电路中的作用。
第4节电路元件
第5节电阻元件:1电阻元件的定义及伏安关系、2电阻元件的能耗分析。
第6节电压源、电流源:1电压源的特性、2电流源的特性
重点:电流、电压的参考方向与其真实方向的关系及在电路分析中的应用。功率的计算。R元件的特性及其v-i关系。电压源、电流源的
伏安关系。
难点:器件建模的概念。电流、电压的参考方向在电路分析中的应用。元件在电路中的作用判断。教学手段与方法:多媒体+板书结合教学,原理讲解+举例讲解+提问。
思考题、讨论题或作业,电流、电压的参考方向与其真实方向的关系很重要。是电路分析的基础,在功率的分析计算中,判断一个元件是电源还是负载,可用公式法或根据实际物理特性。元件的伏安关系是电路分析的基础,特别是电压源、电流源的伏安特性要熟练掌握。
电路和电路图教案示例
电路和电路图教案示例
引言
在物理学习的过程中,电路和电路图是基础内容。掌握电路和电路图的相关知识对于理解电磁学、电路分析和应用非常重要。本教案旨在引导学生学习电路和电路图的基本概念,了解其应用,并通过实例演示来加深理解。
一、电路基础知识
1. 什么是电路?
电路是由各种电子元件(如电源、导线、电阻、电容、电感等)组成的路径或系统,用于电流的传输和电能的转换。
2. 电路的基本元件
电路中常见的基本元件有: - 电源:提供电流和电压的设备,如电池、发电机等; - 导线:将电流从一个元件传输到另一个元件的导体; - 电阻:抵抗电流通过
的元件,控制电流的大小; - 电容:存储电荷的元件,用于储存和释放电能; - 电感:储存磁场能量的元件,用于控制电流的变化。
3. 电路图的基本符号
为了方便描述和分析电路,我们通常使用电路图来代表电路。以下是一些常见的电路图符号: - 电源符号:表示电流和电压源; - 电阻符号:表示电流通过的抵
抗元件; - 电容符号:表示电荷存储元件; - 电感符号:表示储存磁场能量的元件;- 连接线符号:表示电子元件之间的连接。
二、电路和电路图的应用实例
1. 并联电路与等效电阻
假设有两个电阻器R1和R2,通过将它们连接在一起,使电流可以以多条路
径流过它们,这就是并联电路。并联电路与串联电路(电阻依次连接在一起)不同,电流可以选择其中一条路径流过。根据欧姆定律,我们可以计算并联电路的等效电阻,即两个电阻的总电阻。
2. 串联电路和总电压
假设有两个电阻器R1 和R2,通过将它们连接在一起,使电流只能从一个电
电路和电路模型
1.4.1 电阻元件
2.伏安特性
u
电阻以电压为纵(或横坐标), 电流为横(或纵坐标),画出的 电压和电流的关系曲线为该元 件的伏安特性曲线。
3.非线性时不变电阻
O
i
u
非线性电阻的阻值R不等于一个常数,即:
u Ri
O
i
1.4.1 电阻元件
电阻图片
碳膜电阻 线绕电阻 可变电阻 水泥电阻
压敏电阻
功率电阻
电源 负载 负载 负载 负载
总结
1.参考方向
电流参考方向的两种表示方式
I A 电压参考方向的三种表示方式 U A UAB B IAB B
+
U
总结
2.关联参考方向
关联参考方向
A
+
非关联参考方向
A
-
i B
i B
u
-
u
+
P吸收= ui
P发出= -ui
P吸收= -ui
P发出= ui
电源(信号源)的电压或电流称为激励; 由激励所产生的电压和电流称为响应。
RL
Us
导线
反映实际电路部件的主要电磁 性质的理想电路元件及其组合。 具有某种确定电磁性能的理想元件。
1.1 电路和电路模型
5种基本的理想电路元件:
电阻元件:表示消耗电能的元件。
电路和电路模型
电路和电路模型
电路是指包含电源、导线、电阻、电容、电感等元件的系统,能够实现电能的传输、
转换、控制等功能。电路被广泛应用于电子设备、通信设备、家用电器、汽车等各个领域。而电路模型是对电路进行数学建模和分析的方法,是理论研究电路行为和设计电路的重要
工具。
电路包含了若干个元件(如电源、电阻、电容、电感等),这些元件之间通过导线相连,形成了电路。电路中电荷沿着电路的导线运动,形成了电流。根据欧姆定律,电流与
电压成正比,与电阻成反比。这启示我们可以通过设计和连接不同的电阻、电流、电源和
电容来实现特定的电路功能。在实际应用中,通过特定的电路设计可以实现信号放大、数
据处理、电源管理等功能。
电路的组成元件是电子元件,即储能件、控制流通与障碍流通的元件等,它们是电路
的功能建筑。电路中的储能元件存储电场能量,包括电容和电感。电路中的控制流通与障
碍流通的元件是指电导材料、二极管、三极管、场效应管、MOS管、运算放大器等元件。
这些元件能够通过电场或磁场等控制电流或电压,实现对电路行为的控制和调节。
电路模型是对电路进行数学建模的方法,通过数学方程描述电路的特性,可用于电路
的理论分析和设计。根据描述电路的方程形式,电路模型可以分为时域模型和频域模型。
时域模型描述电路的时间响应,由微分方程或差分方程表示电路元件的电压或电流与时间
的关系。频域模型则利用傅里叶变换将时域信号转换为频域信号,并进行频域分析,可以
得到电路的频率特性。
电路模型对电路行为的分析有着重要的作用。比如,在模拟电路中,模拟信号会经过
若干个电路元件的影响,这时需要对电路进行分析,以确定电路的响应和性能。在数字电
综合实践教案二:制作简单电路模型2
综合实践教案二:制作简单电路模型2制作简单电路模型
综合实践教学是一种能够让学生将所学的理论知识与实际应用相结合的教学模式。在综合实践课程中,学生可以通过实践体验来加深对知识的理解与掌握,提高自己的动手能力与解决实际问题的能力。在本文中,我们将讨论综合实践中的一个主题,制作简单电路模型。
1.实验工具与材料准备
在开始制作电路模型之前,我们需要先准备好实验所需的工具与材料。我们需要购买一些基本的电路元器件,比如电池、电灯、导线、开关等。可以到电子市场等渠道购买,成本不高,但需要注意安全问题,比如选购质量可靠的电池和电灯,并遵循安全使用的规定。我们需要准备一些小型工具,比如钳子、剪刀、螺丝刀等,以便进行电路组装和调试。还需要一个面包板来放置电路元器件,连接导线等。
2.简单电路模型组装
在准备好实验所需的工具和材料之后,我们就可以开始制作简单电路模型了。我们需要将电池放在面包板的两边,用一根导线连接电池的正极和一个连接电灯的开关上。接着,将另外一根导线连接电池的负极和电灯的另外一端。我们可以将电灯和另外一个开关相连,使得电路变得可控。
3.电路模型实验
当我们完成电路模型的组装之后,就可以进行实验了。我们需要打开电池的开关,使电路处于通电状态。此时,电灯应该会亮起来。接着,我们可以关闭电灯的开关,使电路变得断电。通过这个实验,我们可以更加直观地理解电路的工作原理和控制方法。
4.思考题
在进行完实验之后,我们可以思考一下以下问题:
(1)实验中出现了什么意外情况,如何解决?
(2)用哪些方法可以让电路变得更稳定?
-1 电路和电路模型
开始上课
一、电路的作用
一类是能够进行电能的传输和分配,并将电能转化为其他形式能量的电路。例如日常生活中的照明电路,将电能传输、分配到各个电灯,电灯又将电能转化为光能和热能。
另一类是能实现信号的产生、传递和处理的电路。以收音机为例,收音机在接受到各个发射台发出的电波信号后,从中专门选择出所需要的信号,将它转化为电信号并放大再转化为声音信号输出,使我们能收听到各个广播电台的节目。
为了某种需要将某些电工设备和电路元器件按照一定的方式连接成的回路,称为电路或网络,实质上电路就是电流的通路。电路有很多种形式,他们功能各异。按照其完成的基本功能,电路的可以分为两类:
二、电路的组成
产生电能或电信号的设备称为电源,如电池、发电机等。
消耗电能或输出电信号的设备称为负载,如电灯、电动机等。
连接电源和负载、传输和分配电能、控制或者处理电信号的设备称为中间环节,如导线、开关等。
对于一个完整的电路,无论它是实现能量的传输、分配和转换,还是实现信号产生、传递和处理,它总是由电源(或者信号源)、中间环节和负载组成。
三、电路模型
实际电路是由一些实际电路元件或器件按需要组成的电路,诸如电动机、变压器、电池、各种电阻器等。实际元器件物理过程是十分复杂的,很难用一个简单的数学表达式来表示出其物理过程。为了简化分析,常将其物理过程近似化、理想化,用一个简单的数学式来描述。这种经过简化的器件称为理想元件或元件模型。例如,消耗电能的元件用理想电阻元件表示,储存电场能量的元件用理想电容元件表示,储存磁场能量的元件用理想电感元件表示,产生电能的设备用理想电源表示。
1.1 电路和电路模型
4、 电路模型和电路 图 电路模型:将实际电路中各个器件用其模
型符号表示,由若干理想化元件组成的电 路。 称为实际电路的电路模型图,常简称为电 路图。
US
S
R RS 电源的模型 手电筒的电路图
5、 建模——用理想电路元件或它 们的组合模拟实际器件
建模时应注意的几个问题: a.必须考虑工作条件,并按不同的精度要求把给定工作情况 下的主要物理功能反映出来
9
2、几种常见的理想化元件(器件模型)
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。 理想电路元件:有某种确定的电磁性能的假想元件,具有 精确的数学定义 R ①理想电阻元件:表示消耗电能的元件, 如电阻器、灯泡、电炉等,可以用理想 电阻来反映其消耗电能的这一主要特征; 理想电阻模型符号 不贮藏电能和磁能 C ②理想电容元件:只储存电能,如各种电 容器,可以用理想电容来反映其储存电能 的特征;不消耗电能,也不贮藏磁能 ③理想电感元件:只储存磁能,如各种 电感线圈,可以用理想电感来反映其储 存磁能的特征;既不消耗电能,也不贮 藏电能
8
源自文库
1.1.2 电路模型 1、为什么要引入电路模型
实际电路在运行过程中的表现相当复杂,如:制作一 个电阻器是要利用它对电流呈现阻力的性质,然而当电流 通过时还会产生磁场。 要在数学上精确描述这些现象相当困难。为了用数学 的方法从理论上判断电路的主要性能,必须对实际器件在 一定条件下,忽略其次要性质,按其主要性质加以理想化, 从而得到一系列理想化元件。 这种理想化的元件称为实际器件的“器件模型”。 用理想化元件表示实际元件,并按实际电路的连接方 式连接起来的电路图成为电路模型。 理想电路元件:有某种确定的电磁性能的假想元件,具有 精确的数学定义
电路知识教案 电工技术基础教案
课程名称电工技术基础课程类型理论课
授课内容电路和电路模型课时1课时
教学目标掌握电路的作用和构成及电路模型的概念。
教学重点知道电路和基本知识
教学难点电路的构成
教学过程
引入新课:
为满足我校非电类专业的教学要求,加快我国应用型人才培养的步伐,为把学生培养成为具有一定电工电子技术知识和能力的高等技术人才,本教材的内容在保证必要的基本概念和基本知识基础上,以定性分析和定量估算为主,突出实用、注重实践,注意培养学生分析问题和解决问题的能力。例如,在学习元器件知识的同时,结合器件性能,介绍一些实用的测试或判别方法,并结合一些电路实例,进一步培养学生的综合应用能力。
本教材在每章后面都编写了一些经过认真筛选的习题,以便使学生系统地掌握所学的基础理论知识。本教材的突出特点是在每章后面都编写了相应的技能训练的内容,加强对学生的实际技能的培养。教材中有些内容是在教学基本要求的基础上加深(或加宽)的内容,可根据专业需要和学时数的多少选择使用。
授新课
1.电路特点:
电路设备通过各种连接所组成的系统,并提供了电流通过途径。
2. 电路的作用:
图 1-1 电路模型
课程名称电工技术基础课程类型理论课
授课内容电路的基本物理量课时1课时
教学目标掌握电路基本物理量的概念、定义及有关表达式,了解参考方向内涵及各物理量的度量及计算方法。
教学重点各物理量定义的深刻了解和记忆
教学难点各物理量定义的深刻了解和记忆
教学过程
引入新课:
授新课
一:电流、电压及其参考方向
1.电流
(1) 定义:带电粒子的定向运动形成电流,单位时间内通过导体横截面的电量定义为电流强度。
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教学内容教学方法《电路基础》课程介绍:
1 研究对象:电路模型
2 研究内容:分析与计算电路的方法
3 作用和任务:获得必备的电工技术基础理论、基本知识、基本
技能;初步具备知识综合和应用的能力,为后续课
程和从事专业技术工作打下一定的基础。
第一章电路的基本概念和基本定律
引入:手电筒电路
1.1 电路与电路模型
一电路的作用和组成
1 电路的定义:电流的通路。由若干个电气设备或器件按照一定方式组合起来而构成的电流通路。
2 电路的作用:
1)电能的产生、传输和转换
2)电信号的产生、传输和处理
3 电路的组成:
1)电源:提供电能的装置,其作用是将其它形式的能量转换成电能讲授法引导法讲授法
2)中间环节:电源和负载之间不可缺少的连接和控制部件,起
着传输和分配能量、控制和保护电气设备的作用。
3)负载:接收电能的装置,其作用是将电能转换成其它形式的
能量。
二电路模型
1 理想电路元件(元件模型):具有某种确定的电磁性能的理想元
件,具有精确的数学定义。
基本电路元件:
电阻元件:只消耗电能
电感元件:只储藏磁能
电容元件:只储藏电能
理想电压源:提供恒定电压
理想电流源:提供恒定电流
讲授法2 电路模型:由理想元件和理想导线组成的与实际电器元件相对
应的电路,就是实际电路的电路模型,简称电路。
3 电路图:将电路模型用规定的理想元件符号画在平面上形成的
图形称作电路图。
三有关电路的几个名词
如图所示,其中小方框表示未指明性质的电路元件。