电路的基本概念和基本定律PPT课件

电流的参考方向用箭头表示；电压的参考方向用极性“+”、“–” 或箭头
表示。
h
12
如何解决不同参考方向所带来
的计算差异？
规定电流从电压的正端流进 的参考方向为关联方向，反 之为非关联方向。为了弥补 两者计算差异，规定对于两 种不同的参考方向，解题时 要用不同的计算公式，之间 是差一个负号。
I
a
+
关联参考方向下：
定律。
h
19
结点B： 结点C： 结点D： 结点A： 广义结点：
I1 I4 I6
I2 I4 I5
I3I5I6 0 I1I2I3 0 I1I2I3 0
规定： ik流入结点取正号，流出结点取负号； 或 ik流出结点取正号，流入结点取负号。
对于同一个结点列KCL方程时，只能取上述规定之一。
h
20
例1-1 设i1=5A、i2=2A、i3=－3A、 i5 = 2A， 求i6 =？
要求：功率损耗小，电能转换和传输的效率高。
特点：电压低，电流和功率小。 要求：输出信号强，传递信号不失真。
降压
扬变声压器 器
h
电灯 电动机 等负载
3
三、电路模型
1.理想理电想路电元路件元：件具分有为单有一源性和能无的源电两路大元类件。
无源二端元件
有源二端元件
+
R
L
C
US
IS
–
电阻元件
电感元件
电容元件
电源：提供电能的元件，将非电能转换为电能。 负载：将电能转换为非电能或电信号元件。 中间环节：连接电源和负载的导线、开关。
h
2
二、电路的功能和分类
1. 力能(强电）电路：起传输和分配电能的作用。
2. 信号(弱电)电路：起传递和处理信号的作用。
发电机
升压
话筒变压器
输电线
电力放系统示意图 大 器
特点：电压高，电流和功率大扩 。 音机示意图
U-
R
U=IR
b a
I
+
U-
R
非关联参电压、电流的参考方向：
当电压、电流参考方向与实际方向相同时，其值为正，反之则为负值。
参考方向原则上：任意假 定。
I
+
US
图中若 I = 3 A，则表明电流的实际方向与参考方
–
向相同；反之，若 I = –3 A，则表明电流的实际
R
方向与参考方向相反 。
它们的相同点和它们的区别
h
11
三.电流、电压的参考方向： 解题前在电路图上标示的电压、电流方向称为参考方向。
为什么要在电路图 中标示参考方向？
参考方向是为了解题前规定 了讨论的前提、基准，也是 ·方程式中各量前面给正、 负号的依据。
I a
+
U-
b
a
I
+
U-
b
电流参考方向
R 电压参考方向
R 分析同一电路时 参考方向可以任 意设定
解：由于
P R P E 1 P E 2 0
所以有：
P R ( 1 A 3 V ) ( 2 A 4 V ) 0
P R835(W )
h
18
§1.4 基尔霍夫定律
基尔霍夫定律—— 是电路理论的核心, 是分析电路的依据。
一、基尔霍夫电流定律（KCL） KCL是确定连接在同一结点上的各支路电流之间的关系
或 ☆ A 点的电位是A 点与u参a考b点间的电dd压wq，a记b 做UA.
U ab
W ab Q
☆ 电动势是指电场力将电位正电荷从电电压源的的单低位电及位换点算：1V=103mV=10-3KV 移到高电位点所做的功。电动势用E 表示，实际方` 向为电位升的方向，与电压方向相反。
h
10
？
电压、电位差、电位、电动势
一、电流 电流：电荷的定向运动。
电极
电解液
负离子
e 自由电子
+
变动电流：
i
dq dt
电流的实际方向： 正电荷运动的方向。
直流：
IQ T
电流的单位及换算：1A=103mA=106μA=109nA h
正离子
9
二、 电压、电位、电动势
☆ 电压是电路中产生电流的根本原因。 ☆ 电路中a、b两点间的电压定义为单位正电 荷由a点移至b点电场力所做的功。
R0
h
14
a
ba
b
+ u1 －
－ u2 +
例：若左图以b点为参考点：右图以a点为参考点：
当ua =3V时
u u u1 = a- b=1V
ub = 2V时 u2=ub-ua=－1V
求得的u1为正值，说明电压的实际方向与参考方向一
致；
反。求得的u2为负值，说明电压的实际方向与参考方向相
h
15
§1.3 电路的功和功率
负载吸收或消耗的电能:
u ( t) d wi( t) d q
q
T
w ( t)u ( t) d q u ( t) i( t) d t
d q
d t
0
0
电能做功的单位为焦耳：
1 J 1 W 1 s 1 W s
工程单位为千瓦时：
1 度 1 K W h 1 0 0 0 W 3 6 0 0 s 3 . 6 1 0 6 J
解：对广义节点可得
i1－i2－i3－i5 +i6 =0 i6 = －i1+i2+i3+i5
=－5 +2 +(－3) +2 =－4 A
i1
i3 i4
i2
请注意应用KCL时正负号：
(1) ik前的正负号，建立KCL方程时必须正确书写； (2) ik值的正负号，解方程时必须正确代入。
h
i5 i6
21
二、基尔霍夫电压定律（KVL） KVL描述了电路中任意闭合回路中各部分电压之间的关系。
h
理想电压源
理想电流源
4
2.电路模型 由实体电路抽象和概括而成的电路图称为电路模型。
例：一个实际的电感线圈在不同频率下的电路模型
h
5
（二）网络和系统
网络：比较复杂的电路。
端钮 口
一二端端口网网络络
端钮口
分类：有源网络和无源网络 系统：完成一定功能的复杂电路。
二端四口端网网络络
h
端钮口
8
§1.2 电流、电压及其参考方向
第一章 电路的基本概念和基本定律
§1.1 电路与电路模型 §1.2 电压、电流及其参考方向 §1.3 电路的功和功率 §1.4 基尔霍夫定律 §1.5 无源电路元件 §1.6 有源电路元件 §1.7 受控源
h
1
第一章 电路的基本概念和基本定律
§1.1 电路与电路模型
一、电路的组成 1. 电路：将一些电气设备或器件按照一 定的方式连接的电流通路。 2. 电路的组成：电源、负载、中间环节。
电功率：
p(t) dwu(t)i(t) dt
单位为瓦：
1 W 1 0 3 k W 1 0 3 m W
h
16
电功率同样有正负之分，判断如下：
h
17
电路当中的能量守恒
在一个系统或网络当中，若有元件或电路消耗能量，则必有其它电路或元件提供能量，且提供的能量 和消耗的能量一定相等。
例：1.10 求图中三个电阻消耗功率之和。