电路基础理论Chapter 1

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《电路理论基础》学习指导(李晓滨) 第1章

《电路理论基础》学习指导(李晓滨) 第1章
参考方向的电流是无意义的。 电压:电荷在电路中的流动伴随着能量的交换,单位正
电荷由a点移动到b点所发生的能量的变化称为两点间的电压。
电压的正极性:高电位指向低电位,即电位降落的方向。 电压的参考极性:人为假定的电压正极性。 功率:某二端电路的电功率(简称功率)是该二端电路吸 收或产生电能的速率。
第1章 电路模型和基尔霍夫定律 3. 基尔霍夫定律
第1章 电路模型和基尔霍夫定律
图 1-4
第1章 电路模型和基尔霍夫定律
1.2 重点、难点
1. 吸收功率、产生功率
根据关联参考方向计算功率的公式为
P(t)=u(t)i(t) 若P(t)>0 则真正吸收功率; 若 P(t)<0 则实际放出(产生)功率。 根据非关联参考方向计算功率的公式为 P(t)=u(t)i(t)
可见,P发出=P吸收,满足功率平衡。
第1章 电路模型和基尔霍夫定律 (2) 在图1-7(b)中,设各支路电流分别为i1,i2,i3,其参
考方向如图1-8(b)所示。由元件约束关系有
2 1 1 i1 0.5A, i2 1A 2 1
节点A的KCL方程: i3=i2-i1=1-0.5=0.5 A
的元件。它是集总(集中)参数元件。
常用理想元件:电阻、电感、电容、电压源、电流源、 受控源等。
第1章 电路模型和基尔霍夫定律 2. 电路变量 电流:带电粒子的定向移动形成电流。电流的大小用电 流强度来衡量。 电流强度:单位时间内通过导体横截面的电荷量。 电流方向:正电荷移动的方向。
电流参考方向:人为假定的电流正方向。只有数值而无
图 1-10
第1章 电路模型和基尔霍夫定律 【解题指南与点评】 在图1-9(a)中,i1的值只与10 V电

电工基础(第五版)第一章电路基础知识

电工基础(第五版)第一章电路基础知识
解:热量
电能
四、负载的额定值
电气设备长期安全工作时各个参数所允许的最大值称为额定值。常见的额定值有额 定电流、额定电压、额定功率等。
电气设备在额定功率下的工作状态称为额定工作状态,也称满载;低于额定功率的工 作状态称为轻载;高于额定功率的工作状态称为过载或超载。
电动机的额定值通常标在其外壳的铭牌上,故其额定值也称铭牌数据。
用符号W 表示,其计算式为
上式还可以写为
(1)只有在U 和I 为关联参考方向的情况下,才能应用P =UI 来计算电功率,否 则应添加一个负号,即P = -UI。
(2)公式选定后,U 和I 的代入值应包括其正、负号。 (3)无论应用哪个公式计算的结果,只要P 为正值,就表明元件吸收功率,处于 负载状态;若P 为负值,则表明元件发出功率,处于电源状态。
箭头表示
极性符号
双下标表示
参考方向由正指向负 参考方向由a指向b表示
通常规定交流36V 以下及直流48V 以下为安全电压,在潮湿、高温、有导电尘 埃的环境中应使用12V 电压。
2.电位 在电路中任意选定一点作为参考点(即零电位点),则电路中某一点与参考点之 间的电压即为该点的电位。电位的单位是伏特(V)。通常用V 或φ 表示。
§1—1 电路和电路图 §1—2 电流和电压 §1—3 电阻 §1—4 电功和电功率
§1—1 电路和电路图
1.了解电路的基本组成和基本功能。 2.了解电路图的基本类型。 3.能说出电路图中常用电气元件图形符号的含义。
一、电路的基本组成
手电筒电路
电风扇电路
电路的组成
电路由电源、负载、控制装置及导线组成。
原理框图也简称框图,它是一种用矩形框、箭头和直线等来表示电路工作原理和构成概 况的电路图。

电路原理 第1章 电路的基本概念与基本定律

电路原理 第1章 电路的基本概念与基本定律

1.2.3 电功率
1. 电功率的定义 电功率的定义 图1.11(a)所示方框为电路中的一部分a、b段,图中采用了关 联参考方向,设在dt时间内,由a点转移到b点的正电荷量为dq, ab间的电压为u,根据对式(13)的讨论可知,在转移过程中dq失去 的能量为
dω (t ) = u (t )dq (t )
I1 a b I3 I2 c
d
图1.4例1.1图
1.2.2 电压及其参考方向 电压及其参考方向 1. 电压的定义及单位
u=
dω dq
(1—3)
在电路中,电压的单位为伏特,简称伏(V),实用中还有千 伏(kV),毫伏(mV)和微伏(µV)等。 2. 用电位表示电压及正负电压的讨论 (1—4) (1)如果正电荷由a点移到b点,获得能量,由a点到b点为电 位升(电压升),即 u ab = u a − ub < 0 (2)如果电荷由a点移到b点, 失去能量, 则a点为高电位端 (正极), b点为低电位端(负极)由a点到点b为电位降(电压降), 即 u ab = u a − ub > 0 3.直流电压的测量 直流电压的测量 在直流电路中, 测量电压时, 应根据电压的实际极性将直流 电压表跨接在待测支路两端 。
电路模型与电路图 所谓电路模型,就是把实际电路的本质抽象出来所 构成的理想化了的电路。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。 图1.1就是一个 最简单的电路图。
+ US - RS RL
图1.1电路模型图
1.2 电路变量
电学中几个重要的物理量,如:电流 电压 电功率 电流、电压 电功率和 电流 电压、电功率 电能量等是研究电路过程中必然要涉及的电路变量。 电能量 1.2.1 电流及其参考方向 1. 电流的表达式及单位 dq i= (1—1) dt q (1—2) I= t 国际单位制(SI)中,电荷的单位是库仑(C),时间的单 位是秒(s),电流的单位是安培, 简称安(A), 实用中还有 毫安(mA)和微安(µA)等。

电路理论第一章

电路理论第一章

电压的参考方向和电压值的正负共同决定电压的实际方向。
例1. 图中 u(t ) 220 2 sin(314t 30 )V,试说明 t 0
1 s 两个时刻电压的真实方向。 和t 60
+
解: u(0) 220 2 sin30 110 2V 0
t=0时真实方向与参考方向相同。
u
-
《电路理论》课程介绍
一、为什么学? 二、学什么? 三、怎样学?
一、课程性质和目的 —为什么要学这门课
电路理论:电子与电气信息类专业的 重要技术基础课 •基础性:理论严密、逻辑性强 •应用性:有广阔的工程背景
二、课程内容 (学什么?)
电路理论:电路基本概念、电路基本规律、 电路基本分析方法 教材:《电路基础理论》
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:表示将其他形式的能量转变成电能的元件。
在电路图中,各电路元件都用规定的图形符号表示。
1.1.2 理想电路元件和电路模型
4、电路模型
开关 白炽灯
E Ro +
10BASE-T wall plate
I + U –
S
电 池 导线

RL
由理想电路元件互相联接组成的电路称为电路模型 电路模型是由理想电路元件构成。 电路理论研究的对象不是实际电路器件,而是电路模型
R1
U
a
R2 R4
b
R3 R5 U2
R1
R2
U1
参考方向——事先假定的正电荷定向移动的方向。 参考方向的表示方法:
i
i 0 ——实际方向与参考方向相同 i 0 ——实际方向与参考方向相反
1 1 180 u ( ) 220 2 sin(314 30 ) 60 60

电路基础理论英文版课件第一章

电路基础理论英文版课件第一章
Measurement
Resistance is measured in ohms (Ω) using a ohmmeter.
Definition
Definition
Capacitance is the ability of a capacitor to store electrical energy. It is measured by the capacity of the capacitor to hold a charge.
详细描述
04
Analysis methods for circuits
单击此处添加正文,文字是您思想的提炼,为了最终呈现发布的良好效果,请尽量言简意赅的阐述观点;单击此处添加正文,文字是您思想的提炼,为了最终呈现发布的良好效果,请尽量言简意赅的阐述观点;单击此处添加正文,文字是您思想的提炼,为了最终呈现发布的良好效果,请尽量言简意赅的阐述观点;单击此处添加正文 10*16
A circuit that allows the flow of AC current, typically used in household and industrial applications.
பைடு நூலகம்
Definition of Circuit
Components
01
Circuit components include resistors, capacitors, inductors, diodes, transistors, and power sources. These components are connected to form a complete circuit.
contents
目 录

第01章 电路理论基础

第01章 电路理论基础

1.1.1.1
1.1.1
电路的基本功能和组成


中间环节 中间环节在电路中起着传递电能、分配电能和控制整个电 路的作用。最简单的中间环节即开关和连接导线;一个实 用电路的中间环节通常还有一些保护和检测装置;复杂的 中间环节可以是由许多电路元件组成的网络系统。 通过以上对电路组成的研究及生产与生活中的实践经验, 电路的功能可以归纳为以下两个方面。 1.实现电能的传输和变换 这是电力工程要解决的主要问题,它包括发电、输电、配 电、电力拖动、电热、电气照明,以及交流电与直流电之 间的整流和逆变等。由于电力工程中传输和变换电能的规 模很大,因此,要尽可能地减少电能在传输和变换过程中 的损耗,以提高电能的利用效率。
1.1.3


电路的基本物理量
参考方向是可以任意假定的,通常有3种表示方法: ①电流的参考方向习惯上采用带箭头的线段表示,如 图1-3中的实线所示; ②电压和电动势的参考方向通常采用“+”、“-”极 性符号表示,如图1-4所示; ③采用双下标字母表示,并规定由前一个字母指向后 一个字母。例如,电压 U ab 表示电压的参考方向由a点 指向b点,即a为高电位端,b为低电位端;若电压参考 方向选b点指向a点,则应写成 U ba,两者仅差一个负号 ,即 U ba = - U ab 。
1.1.3
电路的基本物理量
(发出功率,有源元件) (消耗功率,无源元件) (发出功率,有源元件)
(2) P1 =- ( U ad × I1 )=- U a × I1 =- 6×1=-6 W <0
P2 =- ( U bd × I 2 )=- U b × I 2 =(- 8)×(- 3)=24 W >0

Hale Waihona Puke 电路的基本物理量电压的方向规定为从高电位指向低电位,在 电路图中可用箭头来表示。在比较复杂的电 路中,往往不能事先知道电路中任意两点间 的电压,为了分析和计算的方便,也采用任 意选定电压参考方向的办法。先按选定的电 压参考方向进行分析、计算,再由计算结果 中电压值的正负来判断电压的实际方向与任 意选定的电压参考方向是否一致,即电压值 为正,则实际方向与参考方向相同,电压值 为负,则实际方向与参考方向相反。

电路理论基础第四版第1章习题答案详解

电路理论基础第四版第1章习题答案详解

答案解:如下图所示(1)由KCL 方程得节点①:12A 1A 3A i =--=-节点②:411A 2A i i =+=-节点③:341A 1A i i =+=-节点④:231A 0i i =--=若已知电流减少一个,不能求出全部未知电流。

(2)由KVL 方程得回路1l :1412233419V u u u u =++=回路2l :15144519V-7V=12V u u u =+=回路3l :52511212V+5V=-7V u u u =+=-回路4l :5354437V 8V 1V u u u =+=-=-若已知支路电压减少一个,不能求出全部未知电压。

答案解:各元件电压电流的参考方向如图所示。

元件1消耗功率为:11110V 2A 20W p u i =-=-⨯=-对回路l 列KVL 方程得21410V-5V 5V u u u =+==元件2消耗功率为:2215V 2A 10W p u i ==⨯=元件3消耗功率为:333435V (3)A 15W p u i u i ===-⨯-=对节点①列KCL 方程4131A i i i =--=元件4消耗功率为:4445W p u i ==-答案解:对节点列KCL 方程节点①:35A 7A 2A i =-+=节点③:47A 3A 10A i =+=节点②:5348A i i i =-+=对回路列KVL 方程得:回路1l :13510844V u i i =-⨯Ω+⨯Ω=回路2l :245158214V u i i =⨯Ω+⨯Ω=答案解:由欧姆定律得130V 0.5A 60i ==Ω对节点①列KCL 方程10.3A 0.8A i i =+= 对回路l 列KVL 方程1600.3A 5015V u i =-⨯Ω+⨯Ω=-因为电压源、电流源的电压、电流参考方向为非关联,所以电源发出的功率分别为S 30V 30V 0.8A 24W u P i =⨯=⨯=S 0.3A 15V 0.3A 4.5W i P u =⨯=-⨯=-即吸收4.5W 功率。

电工电子技术基础第1章 电路的基本理论及基本分析方法

电工电子技术基础第1章 电路的基本理论及基本分析方法

-
电流源模型
实际电源可用一个电流为IS的理想电流源与电阻并 联的电路作为实际电源的电路模型,称为电流源模型。
其中
IS

U0 R0
称为短路电流
实际电源内阻R0越大,越接近于理想电流源。
第1章 电路的基本理论及基本分析方法
3.实际电源模型的等效变换
R0 + US -
等效电压源模型
IS

US R0
US R0IS
2.理想电流源:理想电流源是从实际电流源抽象出来的 理想二端元件,流过它的电流总保持恒定,与其端电压 无关。理想电流源简称电流源。 电流源的两个基本性质
①电流是给定值或给定的时间函数,与电压无关;
②电压是与相连的外电路共同决定的。
IS或iS
+ U或i

电流源的图形符号
电流源的伏安关系
i IS
o
u
直流电流源伏安特性
uR( i 关联u ) R( 或 i 非关联)
电阻参数R:表示电阻元件特性的参数。 线性非时变电阻:R为常数;简称为线性电阻。
第1章 电路的基本理论及基本分析方法
应当注意,非线性电阻不满足欧姆定律。
单位:SI单位是欧[姆](Ω)。计量大电阻时,以千欧 (KΩ)、兆欧(MΩ)为单位。
电阻的参数也可以用电导表示,其SI单位是西[门 子](S)。线性电阻用电导表示时,伏安关系为
②箭头,如图(a) i。
参考方向的意义:若电流的参考方向和实际方向一致, 则电流取正值,反之则取负值。如图(a)、(b)所示。
第1章 电路的基本理论及基本分析方法
二、电压、电位、电动势及其参考方向
1. 电压、电位、电动势
⑴电压

《电工基础》 第一章 电路基础知识

《电工基础》 第一章 电路基础知识

2019至2020 学年第一学期教师授课教案类别:授课专业班级:课程:《电工基础》第一章电路基础知识开课时间:总课时:40学时使用教材:授课教师:教研室:主要教学步聚与内容教学过程设计时间分配一、课堂组织二、安全理念讲解电工必须接受安全教育、掌握电工基本的安全知识,然后方可参加电工的实际操作。

凡没有参加过安全教育、不懂得电工安全知识的学员,是不允许参加电工实习操作的。

三、新课导入:电是一种自然现象,是一种能量,自然界的闪电就是电的一种现象。

电是像电子和质子这样的亚原子粒子之间的产生排斥力和吸引力的一种属性。

它是自然界四种基本相互作用之一。

电或电荷有两种:我们把一种叫做正电、另一种叫做负电。

通过实验我们发现带电物体同性相斥、异性相吸,其吸引力或排斥力遵从库仑定律。

电是个一般术语,包括了许多种由于电荷的存在或移动而产生的现象。

这其中有许多很容易观察到的现象,像闪电、静电等等,还有一些比较生疏的概念,像电磁场、电磁感应等等。

第一章电路基础知识§1-1 电流和电压一、电路1.电路及其组成电路:电流流通的路径。

电路的组成:电源、开关、负载和导线。

2.电路图:用电气符号描述电路连接情况的图,称电路原理导入新课讲授举例2分3分5分25分图,简称电路图。

3.电路的功能:1)进行能量的转换、传输和分配。

电能的传输示意图2)实现信息的传递和处理。

扩音机电路示意图课堂讨论:电路与电路图的结构及作用二、电流1.电流的形成:电荷的定向移动形成电流,移动的电荷又称载流子。

2.电流的方向:习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方画图示范讲授10分15分发电机升压变压器降压变压器用电设备输电线放大器1放大器2放大器3话筒主要教学步聚与内容教学过程设计时间分配一、课堂组织二、安全理念讲解三、授课内容:第一章电路基础知识§1-3 欧姆定律讲述电动势、电压、电流与电阻关系。

一、部分电路欧姆定律只含有负载而不包含电源的一段电路称为部分电路。

电工基础第1章

电工基础第1章

上式反映了路端电压与电源输出电流之间的关系,也称为电源的外特 性:随着电源输出电流的增大,加在外电路电阻两端的路端电压会降低。
例:电路如图所示,求路端电压U是多少?
2 4V
I
解: U IR
E
U R
1 1Ω
ER R rO
ro

24 11 22V
11 1
也可这样计算:
U
E
Uo
E
I
ro
24 24 1 11 1
一、电路
1、概念
电路又叫电网络,它是电学的研究对象。 根据电路的功能不同,可将电路分为两大类。 第一类是用于能量转换、传输和分配的电路,它是电工技术的研究对象; 第二类是用于信号处理的电路,它是电子技术的研究对象。
2. 电路的组成(重、难点) 一般由电源、负载、导线和控制部分组成。图a所示的电路是一 个小灯泡照明电路。这种电路通常用于手电筒中,如
三. 路端电压及电源外
在下图所示的全电路中,电流在电源内阻和外电路电阻上都要产生电压,
内阻上产生的电压为:
U o I ro
I
外电路电阻上产生的电压为: U IR
E
R
U
U被称为路端电压(或端电压)。
ro

I
R
E
ro
变形可得:
E IR I ro U Uo
所以路端电压为: U E Uo E I ro
塑料 陶瓷 云母
1.6×10-8 1.7×10-8 2.8×10-8 9.8×10-8 1.14×10-7
3.5×10-5 0.60 2300
1015~1016 1012~1013 1011~1015
导电能力很强,称为导体

第1章 电路的基本概念与基本定理

第1章 电路的基本概念与基本定理

第1章电路的基本概念与基本定理电路理论是电工与电子技术的基本理论。

本章着重介绍电流和电压的参考方向、基尔霍夫定律及电路等效原理等。

通过本章内容的学习可了解和掌握电路中的基本概念和定律,为后续分析复杂电路打下一个基础。

1.1电路的基本概念在高中,我们学过电压、电流、电动势、功率以及欧姆定律等电路的基本概念。

但高中所学的这些电路理论往往解决不了一些复杂电路。

本节将进一步讲解其有关知识。

1.1.1电路的组成人们在日常生活中广泛地使用着各种电器,如热水器、电扇等。

要用电首先要有电源,然后用导线、开关和用电设备或用电器连接起来,构成一个电流流通的闭合路径。

这个电流通过的路径就叫电路。

电路的形式是多种多样的,但从电路的本质来说,其组成都有电源、负载、中间环节三个最基本的部分。

其中电源的作用是为电路提供能量,如发电机利用机械能或核能转化为电能,蓄电池利用化学能转化为电能,光电池利用光能转化为电能等;负载则将电能转化为其他形式的能量加以利用,如电动机将电能转化为机械能,电炉将电能转化为热能等;中间环节用作电源和负载的联接体,包括导线、开关、控制线路中的保护设备等。

图1-1所示的手电筒电路中,电池作电源,灯作负载,导线和开关作为中间环节将灯和电池连接起来。

1.1.2 电路模型实际电路由各种作用不同的电路元件或器件所组成。

实际电路元件尽管外形和作用千差万别,种类繁多,但在电磁性质方面却可以归为几大类。

有的元件主要是提供电能的,如发电机、电池等;有的元件主要是消耗电能的,如各种电阻器、电灯、电炉等;有的元件主要是储存电场能量,如各种电容器;有的元件主要是储存磁场能量,如各种电感线圈。

为了便于对电路进行分析的计算,我们常把实际元件加以理想化,忽略其次要的因素用以反映它们主要物理性质的理想元件来代替。

这样由理想元件组成的电路就是实际电路的电路模型,简称电路。

手电筒电路的电路模型如图1-2所示。

用来表征上述物理性质的理想电路元件(今后理想两字常略去)分别称为恒压源U S 、恒流源I S 、电阻元件R 、电容元件C 、电感元件L 。

电路理论基础课后习题解析 第一章

电路理论基础课后习题解析 第一章
4mV
电路理论基础
ux
ix uo 20KW 60KW i3
io
50KW 10KW
30KW uo
解 由题可知
u1=4mV
u1= u2=4mV
i1= i2=0,电压ux为 u2 4 10 3 3 3 ux (10 50) 60 10 24 10 3 10 10 10
a 6A I0 2W 1/4I0 I1 8W U 0
电路理论基础
解 对图中节点a利用 KCL可得 1 6 I 0 I 0 I1 0 4
对8W 、2W电阻由欧姆定律可得, I1 U 0 / 8 CCCS I0 U0 / 2 将I1、I2代入上述方程中解得: U0 8 V I0 4 A
电路理论基础
第一章 习 题 课
1、参考方向和实际方向
电路理论基础
例1-1 某二端元件两端电压的数值为10V,若 已知电流由元件的 b 端指向 a 端,元件获得能量。 试标出电压的实际方向,写出电压表达式。
a
i U=10V
b
思考
a i i
U=-10V
b U= ? b
若电压电流都取相反 擦靠方向,则 ?
例1-11 图示含有理想运算放大器电路,试求输出电 压U0。 I 5W 2 解 U A 1V
5W A I 5W 3
I1 B 5W I4 5W C I5 ∞
电路理论基础
Hale Waihona Puke U C 3VUA I1 0.2A Uo 5 1V 3V UC U A I2 0.4A 5 I 3 I 2 I1 0.4 0.2 0.2A U AB I 3 5 1V U BC 3 I4 0.6A U BC U AB U AC 3V 5 5

电工基础目录

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第1章电路的基本概念和基本定律1.1 电路1.1.1 实际电路组成与功能1.1.2 电路模型1.1.3 电路的工作状态思考与练习题1.2 电路中的基本物理量1.2.1 电流1.2.2 电压1.2.3 电位1.2.4 电能1.2.5 电功率1.2.6 电源与电源电动势阅读材料常用电池思考与练习题1.3 电阻及其与温度的关系1.3.1 电阻1.3.2 电阻与温度的关系阅读材料常用电阻器阅读材料电工材料思考与练习题1.4 欧姆定律1.4.1 部分电路欧姆定律1.4.2 全电路欧姆定律1.4.3 电阻元件消耗的能量与功率1.5 焦耳—楞次定律1.6 负载获得最大功率的条件思考与练习题本章小结习题1[探索与研究]第2章直流电阻电路2.1 电阻串联电路及应用2.1.1 电阻串联电路2.1.2 串联电阻的应用——电压表扩大量程思考与练习题2.2 电阻并联电路及应用2.2.1 电阻并联电路2.2.2 并联电阻的应用——电流表扩大量程思考与练习题2.3 电阻混联电路思考与练习题2.4 基尔霍夫定律2.4.1 电路结构中的几个名词2.4.2 基尔霍夫电流定律2.4.3 基尔霍夫电压定律思考与练习题2.5 支路电流法及其解题步骤2.5.1 支路电流法2.5.2 支路电流法解题步骤思考与练习题2.6 电压源和电流源及其等效变换2.6.1 电压源2.6.2 电流源2.6.3 电压源与电流源的等效变换思考与练习题2.7 叠加定理2.8 二端网络和戴维南定理2.8.1 二端网络2.8.2 戴维南定理思考与练习题本章小结习题2[探索与研究]第3章电容和电感3.1 电场和电场强度3.1.1 电场3.1.2 电场强度思考与练习题3.2 电容器和电容3.2.1 电容器3.2.2 电容3.2.3 平行板电容器的电容阅读材料电容器思考与练习题3.3 电容器的基本特性3.3.1 电容器的充、放电现象3.3.2 电容元件的伏安特性3.3.3 电容器中的电场能量阅读材料用万用表粗略测试电容器质量的方法思考与练习题3.4 电容器的连接3.4.1 电容器的串联3.4.2 电容器的并联阅读材料串联电容器组的耐压值问题思考与练习题3.5 磁场及其基本物理量3.5.1 磁场和磁感线3.5.2 电流的磁场3.5.3 磁场的基本物理量思考与练习题3.6 电磁感应3.6.1 电磁感应现象3.6.2 感应电流的方向及楞次定律3.6.3 法拉第电磁感应定律思考与练习题3.7 电感及其基本特性3.7.1 电感器3.7.2 电感3.7.3 自感现象和自感电动势3.7.4 电感元件的伏安特性3.7.5 电感线圈中的磁场能量思考与练习题本章小结习题3[探索与研究]第4章正弦交流电路4.1 正弦交流电的基本概念4.1.1 正弦交流电的产生4.1.2 正弦交流电的三要素4.1.3 正弦交流电的相位差4.1.4 正弦交流电的有效值和平均值思考与练习题4.2 正弦交流电的表示方法4.3 正弦交流电路4.3.1 纯电阻电路4.3.2 纯电感电路4.3.3 纯电容电路4.3.4 RLC串联电路4.3.5 功率因数阅读材料交流电路的实际元件阅读材料常用电光源思考与练习题本章小结习题4[探索与研究]第5章三相交流电路5.1 三相交流电的产生5.1.1 三相交流发电机的简单构造 5.1.2 三相对称正弦量5.1.3 相序思考与练习题5.2 三相电源的联接5.2.1 三相电源的星形联接5.2.2 三相电源的三角形联接思考与练习题5.3 三相负载的联接5.3.1 三相负载的星形联接5.3.2 三相负载的三角形联接5.4 三相电路的功率思考与练习题阅读材料三相电动机思考与练习题阅读材料保护接地和保护接零思考与练习题本章小结习题5[探索与研究]第6章磁路与变压器6.1 磁路*6.1.1 磁路及磁路定律*6.1.2 铁磁性物质的磁化6.1.3 铁磁性物质的分类与应用思考与练习题6.2 线圈的互感*6.2.1 互感电动势*6.2.2 互感线圈的串联6.2.3 涡流和磁屏蔽思考与练习题6.3 变压器与电磁铁6.3.1 变压器的基本结构6.3.2 变压器的工作原理6.3.3 几种常见的变压器6.3.4 变压器的功率和铭牌6.3.5 交、直流电磁铁6.3.6 铁磁性物质的充磁与去磁思考与练习题本章小结习题6[探索与研究]第7章信号传输与系统概述7.1 谐振电路*7.1.1 串联谐振电路*7.1.2 并联谐振电路7.1.3 RC电路的频率特性思考与练习题*7.2 信号与系统概述7.2.1 信号的基本知识7.2.2 无线电信号的传输7.2.3 系统与网络简介7.2.4 信号的反馈与控制思考与练习题本章小结习题7[探索与研究]*第8章暂态过程8.1 暂态过程与换路定律8.1.1 暂态过程8.1.2 换路定律8.2 一阶电路的分析8.3 RC电路的暂态过程8.3.1 RC电路的充电过程 8.3.2 RC电路的放电过程 8.4 RL电路的暂态过程8.4.1 RL电路接通直流电源 8.4.2 RL电路切断电源思考与练习题本章小结习题8[探索与研究]参考文献。

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节点:a、 b、… ... 几个? 4
回路:abda、 bcdb、 … ...
几个? 7
§1.7 电路中电位的概念及计算
电位:在电路中为方便起见,常用电位表示各处
电压。所谓电位是指电路中某一点相对于参考点
而言的电压。
a
a
1Ω
1Ω
b 5A
b 5A
a 点电位: Va = 5V b点电位:Vb= -5V
伏安特性右图所示。
i
电流为零的电流源,其伏安曲线与 u 轴重合,
相当于开路元件。
3. 理想电流源的短路与开路
i
i s u
(1) 短路:R=0
i= iS ,u=0 ,电流源被短路。
R (2) 开路:R→∞
i = iS ,u →∞。若强迫断开电流源回 路,电路模型为病态,理想电流源不
允许开路。
4. 实际电流源的产生
可由稳流电子设备产生,有些电子器件输出具备电流 源特性,如晶体管的集电极电流与负载无关;光电池在一 定光线照射下光电池被激发产生一定值的电流等。
i
r
u
U s
i 1A
u
一个高电压、高内阻的电压源,在外部 负载电阻较小,且负载变化范围不大时,可 将其等效为电流源。
R
r =1000 Ω,US =1000 V, R =1~2 Ω 时 当 R =1 Ω 时,u=0.999 V 当 R =2 Ω 时,u=1.999 V
零。
∑i =0
分析对象的几何尺寸远远小于电路中电磁波的波长 时为集总电路;与之相对应的称为分布参数
i2
i3 i4
i1
规定:i 流出结点为正 + 流入结点为负 -
有 − i1 + i2 + i3 + i4 = 0 即 i1 = i2 + i3 + i4

电路理论基础第一章

电路理论基础第一章

l
q
+
F
电压定义示意图
E
b
a
v v 试探电荷 q 在电场中所受到的电场力为 F = qE v v v v v v E = Ec + Ei + Ee Ec ——库仑电场强度; Ei ——感应电场强度; 库仑电场强度; 库仑电场强度 感应电场强度; 感应电场强度
v 电场力F 将试探电荷 q 从 a 点沿路线 l 移动到 b 点所做的功为
说明:
两种特殊支路: 两种特殊支路: 1)短路:一条支路,不管其电流为何有限值,其端电压恒等于零,则称为短 )短路:一条支路,不管其电流为何有限值,其端电压恒等于零, 路。 2)断路:一条支路,不管其两端电压为何有限值,其电流恒等于零,则称为 )断路:一条支路,不管其两端电压为何有限值,其电流恒等于零, 断路或开路。 断路或开路。
说明: 说明: KCL方程与节点的独立性 方程与节点的独立性 在含有n个节点的电路中,任意 个节点的 个节点的KCL 在含有 个节点的电路中,任意n-1个节点的 个节点的电路中 方程是一组独立的方程,这些节点称为独立节点, 方程是一组独立的方程,这些节点称为独立节点, 独立节点的选择是任意的。 独立节点的选择是任意的。
a A
(a)
dw dq
a A
(b)
u ab
uba
A
(c)
a + uA

b
b
b
电压参考方向的表示法
;(b) ;(c) (a)Uab=Ua-Ub;( )Uba=Ub-Ua;( )UA=Ua-Ub ) ;( ;( 电压的方向: 电压的方向:从高电位指向低电位的方向
一个元件上Leabharlann 电压和电流的参考方向取成相同的,或者说电流方向与 一个元件上的电压和电流的参考方向取成相同的,或者说电流方向与 电压降的方向一致,称为关联参考方向,否则称为非关联参考方向。 关联参考方向 非关联参考方向 电压降的方向一致,称为关联参考方向,否则称为非关联参考方向。

第一章 电路基本定律与二端电阻性元件

第一章 电路基本定律与二端电阻性元件
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第一章 电路基本定律与二端电阻性元件
学 习 的 主 要 内 容
• • • • • •
• 电路基本定律与二端电阻性元件 简单电阻电路的等效变 多端电阻性元件 电路分析的一般方法 电路定理 二端储能元件 第七章 正弦稳态电路分析 第八章 耦合电感和理想变压器 第九章 三相电路 第十章 非正弦周期电流电路 第十第十-章 电路暂态过程的时域分析 第十二章 二端口(双口)网络 二端口(双口)
dw u( t ) = dq
单位:伏特( ) 单位:伏特(V)
2.实际极性:规定为若正电荷从a点到 点失去能量,则a .实际极性:规定为若正电荷从 点到 点失去能量, 点到b点失去能量 点为高电位, 点为低电位 点为低电位。 点为高电位,b点为低电位。 a b + 3.参考极性: .参考极性: 参考极性(方向)的三种表示方式: 参考极性(方向)的三种表示方式: u -
i +
R u u = Ri – +
i
R u u = –Ri
23
–Leabharlann 第一章 电路基本定律与二端电阻性元件
三、关于电位的概念
电位——电路中某点到地(参考点)的电压。 电路中某点到地 参考点)的电压。 电位 电路中某点到
b
R1
a
+ Us b
+ +
Us
R2
c
uac
-
R1
a
ua
R2
版书讲解举例
c
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第一章 电路基本定律与二端电阻性元件
第一章 电路基本定律与二端电阻性元件
电子与信息工程系---赵真 电子与信息工程系 赵真
2010-9-6
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第一章 电路基本定律与二端电阻性元件

电路基础电子版

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第1章电路模型及电路定律教学目标(1) 理解电路模型,理解电压、电流、参考方向、电功率和额定值的意义。

(2) 掌握理想电路元件(如电阻、电容、电感、电压源和电流源)的电压电流关系。

(3) 掌握基尔霍夫定律、电位的概念及计算。

电路及电路模型电路的作用电路指电流所通过的路径,也称回路或网络,是由电气设备和元器件按一定方式连接起来,以实现特定功能的电气装置。

在电力、通信、计算机、信号处理、控制等各个电气工程技术领域中,都使用大量的电路来完成各种各样的任务。

电路的作用大致可分为以下两方面。

(1) 电能的传输和转换。

例如电力供电系统、照明设备、电动机等。

此类电路主要利用电的能量,其电压、电流、功率相对较大,频率较低,也称为强电系统。

(2) 信号的传递和处理。

例如电话、扩音机电路用来传送和处理音频信号,万用表用来测量电压、电流和电阻,计算机的存储器用来存放数据和程序。

此类电路主要用于处理电信号,其电压、电流、功率相对较小,频率较高,也称为弱电系统。

实际电路虽然多种多样,功能也各不相同,但它们都受共同的基本规律支配。

正是在这种共同规律的基础上,形成了“电路理论”这一学科。

通过对“电路”课程的学习,可掌握电路的基本理论和基本分析方法,为进一步学习电路理论及电气类相关课程打下基础。

电气图及电路模型实际电路要工作,首先要由电源或信号源提供电能或电信号,向电路输入电压、电流后,推动用电设备(也称负载)工作以实现特定的功能。

电源或信号源又称为激励,由激励在电路中各部分引起的电压和电流输出称为响应。

人们日常生活中所用的手电筒电路就是一个最简单的电路,它由干电池、灯泡、手电筒壳(连接导体)组成,如图1-1(a)所示。

干电池是将非电能(此处为化学能)转换为电能的设备,称为电源;灯泡是将电能转换成非电能(此处为光能)的设备,称为负载;开关是接通或断开电路,起控制电路作用的元件;连接导体负责把电源与负载连接起来。

一个完整的电路是由电源(或信号源)、负载和中间环节(如开关、导线等)三个基本部分组成的。

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Preface•Place of Electrical Circuits in Modern Technology IntroductionThe design of the circuits has 2 main objectives:1)To gather,store,process,transport,and present information.2)To distribute and convert energy between various forms.The study of circuits provides a foundation for areas of electrical engineering such as:•Communication system •Computer system •Control system •Electronics •Electromagnetic •Power systems •Signal processing•Motivation for doing this course •About the courseCircuit TheoryCircuit AnalysisCircuit Synthesis Circuits(given)Excitation (given)Response(unknown)Circuit AnalysisWhat we emphasize on,Since it provides the foundation forunderstanding the interaction of signalsolution.Circuits(unknown)Excitation (given)Response(given)Circuit synthesis(design)In contrast to analysis,a design problem may have nosolution or several solutions,Resistance circuits analysisDynamic circuits analysisSinusoidal steady stateThe course includes3parts:•Reference Books1)Fundamentals of Electric Circuits Charles K Alexander,Matthew N O Sadiku清华大学出版社2)The Analysis and Design of Linear Circuits Roland E.Thomas,Albert J.Rosa—2nd ed3)Electrical Engineering Principles and Applications Allan R.Hambley---2nd ed4)电路分析基础李瀚荪第三版5)电路邱关源第四版6)Electric Circuits Joseph Edminister,Mahmood Nahvi-----3rd edChapter 1 Fundamental KnowledgeCircuit and circuit model•Actual electrical component:a battery or a lightbulbActual electrical componentIdeal circuitcomponentEmphasize the main characterNeglect the left character•Ideal circuit component: amathematical model of an actualelectric component.R1VsRsCircuit model:A commonly used mathematical model for electric system.Lumped elements Lumped circuiti2-V+i1i1=i2V is certain Actual scale of the circuit is much smaller than the wavelength relating to the running frequency of the circuit.Circuit Type:•Linear----Nonlinear•Time invariant----Time variant •Passive----Active•Lumped----DistributiveCircuit Variablesdtdq i n Electric current is the time rate of change of charge, measured in amperes (A).A direct current (DC)is a current thatremains constant with time. (I)An alternating current (AC)is a current that varies sinusoidally with time.SortReference directioni >0 means the real direction isisame to the reference directioni <0 means the real direction isopposite to the reference directionCircuit VariablesVoltage (or potential difference) is the energy required to move a unit charge through an element, measured in volts(V). dqdw v Reference direction or voltage polarity -V +V>0 means the real polarity is sameto the reference polarity V<0 means the real polarity isopposite to the reference polaritypassive sign convention -V +iPassive sign convention is satisfied when current enters through the positive polarity of the voltage.Unless otherwise stated, we will follow thepassive sign convention throughout this course.Circuit VariablesPower is the time rate of expending or absorbing energy. Measured in watts(W)dtdw p =vi dtdq v dt dw p vdq dw ===∴= P=VI in a DC circuitusing passive signconvention Power absorbed = -Power suppliedReference polarities for power using passive sign conventionP > 0 absorbing powerP < 0 releasing or supplyingpowerExamplesLaw of conservation of energy must be obeyed in any electric circuit.∑=0p Power absorbed = -Power suppliedEnergy is the capacity to do work, measured in joules(J) ⎰⎰==t t tt vidt pdt w 00The energy absorbed or supplied by an element from time t0 to time t isCircuit ElementsPassive elements:resistors,capacitors,and inductorsActive elements:source,operational amplifiersVoltage and Current SourcesThe most important active elements are voltage or current sources that generally deliver power to the circuit connected to them. There are two kinds of sources: independent and dependent sources.An ideal independent source is an active element that provides a specified voltage or current that is completely independent of other circuit variables.Symbols for independent voltage source Symbols for independent voltage sourceNote:▪ 2 or more voltage sources with different value are not permissible to be connected in parallel▪ 2 or more current sources with different value are not permissible to be connected in series▪V oltage sources connected in series is equivalent to one voltage source▪Current sources connected in parallel is equivalent to one current source▪ A voltage source connected to any branch in parallel is equivalent to itself▪ A current source connected to any branch in series is equivalent to itselfAn ideal dependent(or controlled)source is an active element in which the source quantity is controlled by another voltage or current.Symbols for a) dependent voltage sources b) dependent current sources There are a total of fourvariations, namely:1.A voltage –controlled voltagesource (VCVS)2. A current –controlled voltagesource (CCVS)3. A voltage –controlled currentsource (VCCS)4. A current –controlled currentsource (CCCS)V1V1μVCVSV1V1g VCCS I1I1αCCCS I1V1γI1CCVSWhat is the difference between independent and dependent sources?ResistorsThe circuit element used to model the current –resisting behavior of a material is the resistor.Resistance is the capacity of materials to impede the flow of current.The resistance R of an element denotes its ability to resist the flowof electric current;it is measured in ohms(Ω)Symbol: R11ki u i ut1t2ui i u i ut1t2uiLinear Time InvariantLinear Time variant Nonlinear Time Invariant Nonlinear Time Variant Open Circuit Short CircuitLinear Resistor:The resistance of the idea resistor is constant and its value doesnot vary over time.The relation between voltage and current.(V AR)vV=Ri(passive sign convention)i-------Ohm’s LawSince the value of R can range from zero to infinity,it is important that we consider the two extreme possible value of R:R=0-------is called a short circuit;V=0;R=∞------is called an open circuit,I=0;Conductance G is the reciprocal of the resistance, measured in siemens (s)Power : P=vi (passive sign convention) always absorbs power from the circuit Other methods of expressing :G i G v vi p Rv R i vi p 2222======RG 1=About nonlinear resistor。

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