第01讲_第1章电路和电路元件

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[例1.1.3] 已知:U = 10 V, I = 1 A .按图中
a I + U - b I a + U - b
假设的正方向列式:P = UI P =10 W (负载性)
若:U = 10 V, I = -1 A 则 P =-10 W (电源性质)
小 结
1 ) P 为"+"表示该元件吸收功率; 表示该元件吸收功率; P 为"-" 则表示输出功率. 则表示输出功率. 2)在同一电路中,电源产生的总功 )在同一电路中, 率和负载消耗的总功率是平衡的. 率和负载消耗的总功率是平衡的.
R L C
u = R i = Ri
di i d = u=L d dt t
ddu u
第1章
1.2.4 电气设备的额定值
任何电气设备的电压,电流和功率都有一定的限额
额定值
额定电压 UN 额定电流 IN 额定功率 PN 额定转速 nN
* 负载设备通常工作于额定状态. * 电源设备的额定功率标志着电
普通金属 膜电阻 绕线 电阻 电阻排 热敏 电阻 上页 下页 返回
非线性电阻:当电压与电流之间不是线性函 非线性电阻:当电压与电流之间不是线性函 电流之间 数关系时,称为非线性电阻. 数关系时,称为非线性电阻. + u i
伏-安 特性曲线
i u 二极管电压电流关系
二极管
第1章
1.2.2 电感元件
di u=L dt
N ×Φ ψ 其中: 其中: L = = i i
电感元件的基本 伏—安关系式 安关系式 上页 下页 返回
第1章
电感元件在 电感元件在 直流电路中
di =0 dt u =0
t
相当于一根 无阻导线 !
t
0
∫ W= p dt =∫ 电感是一种储能元件 0
,储存的磁场能量为
ui dt
1 2 W = L i L 2
2
2
W = ∫ Ri dt
2
t1
伏安特性: 伏安特性:电阻元件上电压与电流间 的关系称为伏安特性. 的关系称为伏安特性.
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第1章
+ u
i R
伏-安 特性曲线
i u
- 恒定不变时,称为线性电阻. 当 R = u 恒定不变时,称为线性电阻.
i
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第1章
实际的金属导体的电阻与导体的尺寸 及材料的导电性能有关. 及材料的导电性能有关.
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第1章
1.1.3 电路功率
设电路任意两点间的电压为U,电 流为 I , 则这部分电路消耗的功率为
a I R
+
U
P = UI
b-
如果假设方向不一致怎么办? 如果假设方向不一致怎么办? 问题: 问题: 功率有无正负? 功率有无正负?
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第1章
功率的计算
I R a I
1)按所设参考方向列式 1)按所设参考方向列式
a
+
U
U R
参考方向一致 U,I参考方向一致 参考
ba
b+ I R a I R
P=UI
+
U
U
U,I参考方向相反 参考方向相反
b-
b+ 上页
P=–UI
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第1章
P=UI
P = U I
2)将U,I 的代数值代入式中
若计算的结果P 则说明U 若计算的结果 > 0, 则说明 ,I 的实际方 向一致,此部分电路吸收电功率( 向一致,此部分电路吸收电功率(消耗能量) 负载 . 若计算结果P 若计算结果 < 0, 则说明 ,I 的实际方向 , 则说明U 相反,此部分电路输出电功率( 相反,此部分电路输出电功率(提供能量) 电源 .
1 2 A = 1A Uab = 1V, I = 1
E
-
b -
(实际方向与参考方向相反!) 实际方向与参考方向相反!)
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第1章
假定U [例1.1.2] 假定 ,I 的参考方向如图所 =2V 示,若 I = -3A ,E =2 , R =1 a + U =? ab I 解: Uab = (I )R + E UR R ={[-(-3)]×1+2}V = 5V [ 实际方向与参考方向一致) d (实际方向与参考方向一致)
电感:能够存储磁场能量的元件. 电感:能够存储磁场能量的元件. i
Φ
符号
L
N ×Φ ψ L= = i i
单位电流产生的磁链 单位: 单位:H, mH, H
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第1章
电感元件的基本关系式
+ u i i eL +
L
dψ di eL = = L dt dt
di u = eL = L dt dt
第1章
1.2 电阻,电感和电容元件 电阻,
1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 电阻元件 电感元件 电容元件 额定值
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第1章
1.2.1
+ u -
i R
电阻元件
电阻( ): ):具有消耗电能特 电阻(R):具有消耗电能特 性的元件. 性的元件.
u u = Ri, P = ui = Ri = R t 2
+
E
-
小结
1.电压电流"实际方向"是客观存 1. 在的物理现象,"参考方向" 是 人为假设的方向.
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b -
第1章
小结
2.方程U/I=R 只适用于R 中U,I参考方向一 2. 致的情况.即欧姆定律表达式含有正负号, 当U,I参考方向一致时为正,否则为负. 3.在解题前,一定先假定电压电流的"参考方 3. 向 ",然后再列方程求解.即 U,I为代数 量,也有正负之分.当参考方向与实际方 向一致时为正,否则为负. 4.为方便列电路方程,习惯假设I与U 的参 考方向一致(关联参考方向).
源的供电能力,是长期运行时 允许的上限值.
* 电源输出的功率由外电路决定,
不一定等于电源的额定功率. 上页 下页 返回
作业:
1.2.2,1.2.3,1.2.4
�
第1章
线圈的电感与线圈的尺寸, 线圈的电感与线圈的尺寸,匝数以及附 近介质的导磁性能等有关. 近介质的导磁性能等有关. 对于一个密绕的N 匝线圈, 对于一个密绕的 匝线圈,其电感可表 2 示为
L=
SN
l
式中μ即为线圈附近介质的磁导率( 式中μ即为线圈附近介质的磁导率(H/m) 为线圈的横截面积( ,S 为线圈的横截面积(m2),l 是线圈的长度 (m).
电 力 系 统
话筒
扬声器
电路的作用
实现电能的传输和转换 实现信号的传递和处理
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第1章
电压, 1.1.2 电压,电流及其参考方向
1. 基本物理量
方向 单位 I(直流) A , mA , A (直流) 正电荷移动的方向 电流 i(交流) (交流) 高电位流向低电位 U(直流) V , kV , mV , 电位降的方向 (直流) 电压 低电位) (高电位 低电位) u(交流) V (交流) 物理量 直流) E(直流)V , kV , mV ,电源力驱动正电荷的方 电动势 ( 向 低电位 高电位) ( 高电位) e(交流) V (交流) W , kW , mW (用电或供电) 功率 P 上页 下页 返回
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第1章
几种常见的电感元件
陶瓷电感 带有磁心的电感 铁氧体电感 上页 下页 返回
第1章
1.2.3 电容元件
i C du dq i= =C dt dt
电容:具有存储电场能量特性的元件. 电容:具有存储电场能量特性的元件.
+
u
-
电容元件的基本 伏—安关系式
q C=
u
du i=C dt
du dt =
电容元件在 直流电路中: 直流电路中:
0
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C 相当于开路 C上有电压吗! 上有电压吗!
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i=0
电容是一种储能元件, 电容是一种储能元件, 储存的电场能量为: 储存的电场能量为:
∫ W=
t
0
p dt =∫
t
0
u i dt
1 2 WC = C u 2
电容器的电容与其极板的尺寸及其间介 质的介电常数有关. 质的介电常数有关.
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第1章
已知: =2V, =1Ω [例1.1.1] 已知:E =2 , R =1
a + I UR R d
+
问:当Uab为1V时,I = ? 时 参考方向如图所示 如图所示. 解:假定I 的参考方向如图所示. 则:
Uab =Uad +Udb =UR + E
UR Uab E I = = R R
解决方法: 解决方法:
在解题前先任意选定一个方向,称为参 在解题前先任意选定一个方向,称为参 考方向(或正方向).依此参考方向, ).依此参考方向 考方向(或正方向).依此参考方向,根据 电路定理,定律列电路方程, 电路定理,定律列电路方程,从而进行电路 分析计算. 分析计算. 由计算结果可确定U 的实际方向: 由计算结果可确定 ,I 的实际方向: 计算结果为正,实际方向与假设方向一致; 计算结果为正,实际方向与假设方向一致; 计算结果为负,实际方向与假设方向相反. 计算结果为负,实际方向与假设方向相反.
第1章
电压, 2. 电压,电流参考方向 a
电压,电流实际方向: 电压,电流实际方向:
方向 确定