电路基础知识00

电 池
2.实现信号的传递与处理 2.实现信号的传递与处理
灯 泡
话筒
放 大 器
扬声器
电路基础
3、结构： 、结构：
电源: 提供
电能的装置
电 池
灯 泡
负载: 取用 中间环节：传递、分 中间环节：传递、
配和控制电能的作用 电能的装置
电路基础
信号处理： 信号处理： 信号源:
提供信息 放大、 放大、检波等
话筒
w = ∫ u( )i(ξ )dξ ξ
t t0
电路基础
1.4
电阻元件
• 电阻是一种将电能不可逆地转化为其它形式能量（如热能、 机械能、光能等）的元件。 R 1. 符号 2. 欧姆定律 (Ohm’s Law) (1) 电压与电流的参考方向设定为一致的方向 i R
+
u (Ohm，欧姆) ，欧姆
u = R i R 称为电阻， 电阻的单位：Ω (欧) 称为电阻， 电阻的单位： 欧
α
O u
C= q/u ∝tgα
5、电压、电流关系： u, i 取关联参考方向 、电压、电流关系： i + u – + C – i= Cdu/dt
0
或
t t u(t)= 1 ∫−∞idξ = 1 ∫−∞idξ + 1 ∫tt idξ C C C =u(t )+ 1 ∫tt idξ C t q(t)=q(t )+∫t idξ
q C= u
def
C 称为电容器的电容
的单位： 法 电容 C 的单位：F (法) (Farad，法拉 ，法拉) F= C/V = A•s/V = s/ Ω 常用µ ， ， 等表示 等表示。 常用µF，nF，pF等表示。
电路基础
4、伏安特性：线性电容的q~u 特性是过原点的直线 、伏安特性：线性电容的 特性是过原点的直线 q
电路基础
参考方向(正方向) 2、参考方向(正方向)
（1）、概念： ）、概念： 概念 在分析计算电路时， 在分析计算电路时， 对电量任意假定的方向。 对电量任意假定的方向。 （2）、表示方法 ）、表示方法
I
a
+ E_
+ R U －
b
电流： 电流：
电压： 电压：
箭标 双下标
I
a
R
b
a 正负号
双下标 箭标
电路基础
1.6 电感元件
1 、线性定常电感元件 i + L u – L 称为自感系数 L 的单位：亨（利） 符号：H (Henry） 的单位： 符号： ） 变量: 变量 电流 i , 磁链ψ
ψ L= i
def
2 、韦安（ψ ~i ）特性 韦安（
ψ α
0
i
电路基础
3 、 电压、电流关系： 电压、电流关系： φ i , φ 右螺旋 i + – u e – + i + L u – e , φ右螺旋 u , e 一致 u , i 关联
t 若u(−∞)=0 t
=
1 2 1 2 Cu (t) = q (t) ≥ 0 2 2C
则电容在任何时刻t所储存的电场能量 则电容在任何时刻 所储存的电场能量Wc将等于其 所储存的电场能量 所吸收的能量。 所吸收的能量。
电路基础
电容储能的变化量： 从t0到 t 电容储能的变化量：
1 2 1 2 1 2 1 2 WC = Cu (t ) − Cu (t0 ) = q (t ) − q (t0 ) 2 2 2C 2C
电路基础
1.5 电容元件 (capacitor)
1、电容器 、 + + + + ++ ++ +q – – – – –q
-- --
线性定常电容元件：任何时刻， 线性定常电容元件： 任何时刻， 电容元件极板上的电 荷q与电流 u 成正比。 与电流 成正比。 2、电路符号 、
C
电路基础
3. 元件特性 与电容有关两个变量: 与电容有关两个变量 C, q i + u – + C – 对于线性电容，有： 对于线性电容， q =Cu
0 0 0 0 0
电路基础
6、电容元件的功率和能量 在电压、电流关联参考方向下， 在电压、电流关联参考方向下，电容元件吸收的功率为
p = ui = C du du u = Cu dt dt
时间内， 从 t- ∝ 到 t 时间内，电容元件吸收的电能为
du 1 2 1 2 1 2 W = ∫ Cu dξ = Cu (ξ ) = Cu (t) − Cu (−∞) C −∞ dξ 2 2 2 −∞
在参考方向选定后，电流（或电压） 值才有正负之分。 在参考方向选定后，电流（或电压） 值才有正负之分。 的参考方向。 对任何电路分析时都应先指定各处的 i , u 的参考方向。 例：
I
a
R
b
则实际方向与参考方向一致， 若 I = 5A ，则实际方向与参考方向一致， 则实际方向与参考方向相反。 若 I =－5A ，则实际方向与参考方向相反。 －
电路基础
1.1 电路和电路模型（model) 电路和电路模型（
1、概念： 、概念：
电路---------是电流的通路，是为了某种需要由某些电工设备或 是电流的通路， 是电流的通路
元件（电气器件）按一定的方式组合起来的。 元件（电气器件）按一定的方式组合起来的。 电路主要由电源、负载、连接导线及开关等构成。 电路主要由电源、负载、连接导线及开关等构成。
电源(source)：提供能量或信号 ：提供能量或信号. 负载(load)：将电能转化为其它形式的能量，或对 ：将电能转化为其它形式的能量，
信号进行处理. 信号进行处理 导线(line)、开关（switch)等：将电源与负载接成通路 、 等 将电源与负载接成通路.
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2、作用： 作用： 1. 实现电能的传输、分配与转换 实现电源
扬声器
负载
负载大小的概念: 负载大小的概念
负载增加指负载取用的电流和功率增加。 负载增加指负载取用的电流和功率增加。
电路基础
4、电路模型： 、电路模型：
为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模型化， 为了便于用数学方法分析电路 一般要将实际电路模型化， 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。 路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。
i +
R u u = Ri – +
i
R u u = –Ri –
电路基础
1.3
电功率和能量
1、概念： 、概念： 电功率 在电压电流关联参考方向下，电功率 p 可写成 在电压电流关联参考方向下， p(t)=u(t)i(t) p >0 表明元件吸收电能，p <0 表明元件释放电能。 表明元件吸收电能， 表明元件释放电能。 在电压电流非关联参考方向下， 在电压电流非关联参考方向下，p(t)=u(t)i(t) p >0 表明元件释放电能，p <0 表明元件吸收电能 表明元件释放电能， 电能量 单位 在国际单位制中，电流（A），电荷（C）—库仑，电压 （V），电能量（J）—焦耳，功率（W）—瓦特。
u 任何时刻,电阻元件绝不可能发出电能 电阻元件绝不可能发出电能， 任何时刻 电阻元件绝不可能发出电能，它只能消耗电 因此电阻又称为“无源元件” 耗能元件” 能。因此电阻又称为“无源元件”和“耗能元件”。
+
电路基础
能量：可用功表示。 电阻消耗的能量： 能量：可用功表示。从 t 到t0电阻消耗的能量：
α
O
i
电路基础
(2) 电阻的电压和电流的参考方向相反 R i u +
则欧姆定律写为 或 i = –Gu
u = –Ri
注意： 公式必须和参考方向配套使用！ 注意： 公式必须和参考方向配套使用！ 3. 功率和能量 功率： i 功率： + R p吸 = ui= i2R =u2 / R = u R i p吸 = –ui= –(–Ri)i= i2 R = = = –u(–u/ R) = u2/ R
t −∞
若i ( −∞)=0
L是无源元件 是无源元件 也是无损元件 也是无损元件
=
1 2 1 2 Li (t ) = ψ (t ) ≥ 0 2 2L
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5 、小结： 小结： (1) u的大小与 i 的变化率成正比，与 i 的大小无关； 变化率成正比 成正比， 的大小无关； 的大小与 (2)电感在直流电路中相当于短路； 电感在直流电路中相当于短路； 电感在直流电路中相当于短路 (3) 电感元件是一种记忆元件； 电感元件是一种记忆元件； (4) 当 u，i 为关联方向时，u=L di / dt； ， 为关联方向时， u，i 为非关联方向时，u= – L di / dt 。 ， 关联方向时，
电路基础
小结： 小结：
(1) 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向 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 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 包括方 图中相应位置 向和符号），在计算过程中不得任意改变 符号），在计算过程中不得任意改变。 向和符号），在计算过程中不得任意改变。 (3) 参考方向不同时，其表达式符号也不同，但实际方向不变。 参考方向不同时， 表达式符号也不同，但实际方向不变。 方向不同时
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维修分析组
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第一章 电路模型和电路定律
电路基础
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 电容元件 1.7 电感元件 1.8 电压源和电流源 1.9 受控电源 1.10 基尔霍夫定律