§1—1电路及电路图
电路分析基础第一章习题答案
§1-1电路和电路模型 l -1晶体管调频收音机最高工作频率约108MHz。
问该收音机的电路是集中参数电路还是分布参数电路?解:频率为108MHz 周期信号的波长为m 78.21010810368=⨯⨯==f c λ 几何尺寸d <<2.78m 的收音机电路应视为集中参数电路。
说明:现在大多数收音机是超外差收音机,其工作原理是先将从天线接收到的高频信号变换为中频信号后再加以放大、然后再进行检波和低频放大,最后在扬声器中发出声音。
这种收音机的高频电路部分的几何尺寸远比收音机的几何尺寸小。
§1-2电路的基本物理量l -2题图 l -2(a)表示用示波器观测交流电压的电路。
若观测的正弦波形如图(b)所示。
试确定电压u 的表达式和 s 1 s 5.0、=t 和s 5.1时电压的瞬时值。
题图 l —2解:V1V )270sin(V )1.5πsin()s 5.1(V0V )018sin(V )1πsin()s 1(V1V )90sin(V )5.0πsin()s 5.0(Vπsin )(-==⨯===⨯===⨯== u u u t t u1-3各二端元件的电压、电流和吸收功率如题图1-3所示。
试确定图上指出的未知量。
题图 l —3解:二端元件的吸收功率为p =ui ,已知其中任两个量可以求得第三个量。
W e 4e 22 H,A cos 2sin cos sin 2sin 2sin G,mA 1A 101101010 F, mA 1A 101101010 E,V 212 D, kV 2V 1021012 C,Wμ5W 105101105 B,mW 5W 1051105 ,A 33333363333t t ui p t t t t t t u p i u p i u p i i p u i p u ui p ui p -------------=⨯-=-======⨯=⨯--=-==⨯=⨯===--=-==⨯=⨯==-=⨯-=⨯⨯⨯-=-==⨯=⨯⨯==吸吸吸§1-3基尔霍夫定律l -4题图 l -4表示某不连通电路连接关系的有向图。
第1章 电路模型与电路定理
a = b +Uab= 1.5 V
c = b –Ubc= –1.5 V
Uac= a–c = 1.5 –(–1.5) = 3 V
结论:电路中电位参考点可任意选择;当选择不 同的电位参考时,电路中各点电位均不同 ,但任意两点间电压保持不变。 上一页 下一页
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2.电动势(eletromotive force):局外力克服电场力把 单位正电荷从负极经电源内部移到正极所作的功称为 电源的电动势。
为什么要引入参考方向 ?
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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
i
A
参考方向
实际方向
B
i>0
i <0
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例1: 图示电路,求流过电阻R的电流。
R=1Ω I U1=10V
′ I
U2=5V
为了便于分析复杂电路, 需假设I的方向(参考方向), 并标在图中
-
2 R 2 R
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u uR和iR关联 PR u R iR i R R
iR +
R
uR
-
uR和iR非关联
u PR u R iR (iR R)iR i R R
2 R
2 R
电阻元件是耗能元件
(4)两种特例
1 2
u=任何值 i=0 i=任何值 u=0
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第一章 电路模型和电路定律
§1-1 电路和电路模型
§1-2 电流和电压的参考方向 §1-3 功率和能量 §1-4 电路元件及其特性 §1-5 基尔霍夫定律
1-1电流和电压
同步练习
1、下图所示各电路元件为电路提供电 能的是 C ,消耗 电能的是 。 A、B、D A B M
C
D
2、下面正确的电路图是(
C
)。
A
B
C
D
3、画出下面左图的电路图。
1、实物图画电路图
(甲) (丙)
(乙)
根据实物图画出电路图
+
实物图
电路图
2、根据电路图连接实物图(书P105,1)
动手动脑
E-mail:ZLJ@
② 半导体收音机 电源的电流约 50 mA,等于 0.05 A.
E-mail:ZLJ@
③ 家用电冰箱的 电流约1 A,等 6 于 10 μA.
E-mail:ZLJ@
几种用电器或电路工作时的电流值
E-mail:ZLJ@
方向已选定,已知I1=1A,I2=-3A,I3=-5A,试 指出电流的实际方向。
a I
b
a I
b) 图1-7
b
a I
c)
b
a)
解:I1的实际方向与参考方向相同,即电流由a流向b,大
小为1A; I2的实际方向与参考方向相反,即电流由b流向a,大小 为3A ; I3的实际方向与参考方向相反,即电流由a流向b,大 小为5A ;
电子门铃
动手动脑
[观察]:家用手电筒的电路结构是怎样的?
+
-
二、电流
类比法
电流
?
水流
?
联想
车流
水流:水的流动 车流:车的流动 电流:
电荷
+
+
+ — —
+ +
+ +
数字电子电路第二版电子课件第一章数字电路基础
§1—1 数字信号与数字电路
4
第一章 数字电路基础
当人们在超市购物结账付款时,收银员只要把条形码扫描器对准货物上 的条形码一扫,计算机屏幕上立刻就会显示该物品的价格。这是因为条形 码经扫描器扫描后,会产生相应的“数字信号”,经计算机处理后就可以 显示为货物的名称及价格等信息,进而可刷卡付款,打印付款收据。超市 自动收款设备如图所示。
非逻辑开关电路
44
第一章 数字电路基础
图所示为非门逻辑符号。非门真值表见表。 非门的逻辑功能可概括为“有0出1,有1出0”。非门的逻辑表达式为:
该表达式读作Y等于A非。
非门真值表
非门逻辑符号
45
28
第一章 数字电路基础
几种常见的BCD码
29
第一章 数字电路基础
(1)8421BCD码 最常用的BCD码是8421BCD码。 (2)5421BCD码 5421BCD码也是一种有权码,从高位到低位分别是5、4、2、1。 (3)2421BCD码 2421BCD码也是一种有权码,从高位到低位的权分别是2、4、2、1。 (4)余3码 这是一种无权码,它是在相应的8421BCD码上加0011(3)得到的。
15
第一章 数字电路基础
用数字电路测量电动机转速的原理框图
16
第一章 数字电路基础
2. 四人抢答器 四人抢答器原理框图如图所示。
四人抢答器原理框图
17
第一章 数字电路基础
从以上两个电路的工作过程可以看出,数字电路大致包含数字信号的产 生与整形、编码、寄存、译码、显示等典型单元数字电路。
此外,为了将传感器转换而来的模拟信号转换成控制系统所需要的数字 信号,必须采用模数转换器(A/D Converter)。数字信号被处理后,通常 还要经过数模转换器(D/A Converter)恢复成模拟信号,去驱动执行元件, 如图所示。
电路分析第1章 集总参数电路中电压电流的约束的关系-PPT精品文档
<1> 在电路分析中,电路中标出的电流方向都是参 考方向。如果没有方向,自己要设一个参考方向,在 图上标出,按所标参考方向进行计算。不设参考方向, 算出的结果没有意义。 <2>算得结果的正负配合参考方向就可确定真实方 向,但不要把参考方向改为真实方向。
2、作业要书写整洁,图要标绘清楚,答数要注明单位。
第一章 集总参数电路中电压、电流的约束关系
1.1 1.2 1.3 1.4
1.5 1.6 1.7 1.8
1.9 1.10
电路及集总电路模型 电路变量,电流,电压及功率 基尔霍夫定律 电阻元件 电压源 电流源 受控源 分压公式和分流公式
两类约束,KCL、KVL方程的独立性 支路分析
–+ B
否则计算结果没有意义.
电压、电流实际方向与参考方向相同为正值,相反为负值
例如:E=3V,若假定电路中U的参考方向为上“+”下“–” 则U=3V或UAB=3V
高电位端。
电压和电流的参考方向
电压、电流的参考方向:任意假定。
电流的参考方向用箭头表示;电压的参考方向除 用极性“+”、“–”外,还用双下标或箭头表示。
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。
R1
R2
U1
IU R3
例如: (1)图中 若I=3A,则表明电流的 实 际方向与参考方向相
= c = 3×108m/s =6×106m=6000km
f
50Hz
对于以此为工作频率的实验室电气电子设备而言,其尺寸远 小于这一波长,可以按集总电路处理。
电路分析-第1章 电路的基本概念和基本定律
Uad=φa—φd=10—(—3)=13V
Ubd=Uba+Uad=—2+13=11V
以上用两种思路计算所得结果完全相同,由此可 (1) 两点之间的电压等于这两点之间路径上的
(2) 测Uab和Ubd的电压表应按图(b)所示跨接在 待测电压的两端,其极性已标注在图上。
§1-3 电功率与电能
一 、电功率 1. 定义 图中表示电路中的一部分 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,在转移 过程中dq失去的能量为 d udq 因此,ab段电路所消耗的功率为
(a)开路状态;
(b)短路状态
§1-5电压源和电流源
例1.5 某电压源的开路电压 为30V,当外接电阻R后, 其端电压为25V,此时流经 的电流为5A,求R及电压源 内阻RS。 解: 用实际电压源模型表征该 电压源,可得电路如图所示。 即: 设电流及电压的参考方向如图 中所示,根据欧姆定律可得:
+ 30 V - RS R I + U -
U=U -R I S S
(a)
(b)
内阻
电阻Rs表示实际 电源的能量损耗
§1-5电压源和电流源
电路的两种特殊状态 开路状态。如图(a)所示。此时不接负载,电 流为零,端电压等于开路电压。可用开路电压 和内阻两个参数来表征。
+ US - RS - U=UOC + + US - RS ISC = UOC RS
§1-5电压源和电流源
U R I
根据
S S
U R I
25 5 5
U U R I
30 25 1 5
U S U 可得:R S I
§1-5电压源和电流源
电路分析基础课件(第1章)
§1-1 电路及集总电路模型 (c)分布参数元件与集总参数元件 集总参数元件:理想电阻、理想电感、理想电 容、理想电源等。 集总参数电路:由集总参数元件构成的电路, 简称集总电路。
21
§1-1 电路及集总电路模型
一个电路应该作为集总参数电路,还是作为分 布参数电路,或者说,要不要考虑参数的分布 性,取决于其本身的线性尺寸与表征其内部电 磁过程的电压、电流的波长之间的关系。 一个实际电路器件,在不同条件下可以有不 同的电路模型。
a b
+
+
元件
41
u 2V
§1-2 电路变量 电流、电压及功率 参考极性不一定就是电压的真实极性。 当电压为正值时,该电压的真实极性与参考 极性相同。 当电压为负值时,该电压的真实极性与参考 极性相反。
a b
元件
a
b
元件
+
-
-
+
42
u 2V
u= - 2V
§1-2 电路变量 电流、电压及功率
19
§1-1 电路及集总电路模型 (b)分布概念 参数的分布性指,当实际电路的尺寸可以与电 路工作时电磁波的波长相比拟(即高频)时, 电路中同一瞬间相邻两点的电位和电流都不相 同。这样的元件称为分布元件,而这样的电路 参数叫做分布参数。
这说明分布参数电路中的电压和电流除了是时 20 间的函数外,还是空间坐标的函数。
9
§1-1 电路及集总电路模型
例如
理想化
理想电阻元件 (模型)
理想化、抽象化即模型化的过程。
电阻器包含有电阻、电感、电容性质,但 电感、电容很小,可忽略不计,可用一个 电阻元件作为它的模型。
同样,请例举3个以上其他,模型的例子....
电路分析基础-1s
第一章 电路分析的定律和等效的概念
(Circuit Laws and Concept of Equivalence)
§1-1 电路和电路模型
§1-2 参考方向 §1-3 独立源
§1-4 电阻元件 §1-5 基尔霍夫定律 §1-6 受控电源 §1-7 一端口电路的等效变换
重点: 1. 电压、电流的参考方向
P4吸 U 4 I 2 (4) 1 4W
P5吸 U 5 I 3 7 (1) 7W
P3吸 U 3 I1 8 2 16W
P6吸 U 6 I 3 (3) (1) 3W
注 功率守恒:对一完整的电路,发出的功率=消耗的功率
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为什么要学习电路?
• 从学术的观点来看
–电路是电气工程(Electrical Engineering) 的基础。 –电路是计算机科学(Computer Science)的基 础。
• 从实际情况来看
–电路原理是许多高级课程的先修课程。 –熟练掌握电路原理对现实生活有帮助。
• 传输能量
电路都有哪些作用?
+
+
+
u _
Us
0
t
3. 理想电压源的特性
1)理想电压源电压与其中的电流无关。
2)压已知流未知 。电流取决于外电路
3)理想电压源不能短路,否则违反了KVL。 4)与理想电压源并联的所有电路元件或电路电压都是uS。将 这些元件断开,并不影响并联电路两端的电压。 +
+ u us_ _
R
is
box1
box2
例
3. 集总参数电路
集总元件
由集总元件构成的电路
电工基础(第五版)第一章电路基础知识
二是进行信息的传递和处理。
扩音器电路示意图 电路在生产生活中的应用
三、电路图 1.电路原理图
用电气符号描述电路连接情况的图称为电路原理图,简称电路图或原理图。它主要反 映电路中各元件之间的连接关系,并不考虑各元件的实际大小和相互之间的位置关系。
手电筒电路原理图
电风扇电路原理图
2.原理框图
电导率 电阻率的倒数称为电导率,用符号σ 表示,单位为西门子/米(S/m),它表示电流通过 的难易程度,其数值越大,表示电流越容易通过。
典型物质的电阻率
有一类导电能力介于导体和绝缘体之间的物体,它们的导电性能受外界条件的影响很大, 温度的变化、光照的变化、掺入微量其他物质等都可能使其导电性能发生显著的变化,这类物 体称为半导体。
禁止用湿手去拔插头或扳动电气开关,也不要用湿毛巾去擦拭带电的电气设备等,以 免触电。
一旦发生电线或电气设备起火,在带电状态下,决不能用水或泡沫灭火器灭火,应迅 速切断电源,使用不导电的干粉灭火器等进行灭火。
电路的组成
电源是把其他形式的能量转换为电能的装置。 负载是消耗电能的装置, 也称为用电器。负载的作用是把电能转换为其他形式的能量。 控制装置及导线用于连接电源和负载,使它们构成电流的通路,把电源的能量输送给负 载,并根据需要控制电路的通、断。 保护装置保证电路的安全运行。
二、电路的基本功能
电路的基本功能有两大类。 一是进行能量的传输、分配和转换。
§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
第1章 电路的基本知识
图1-17
非关联 放出功率
关联 吸收功率
电工电子技术基础
对于直流电或正弦交流电,电阻所吸收的功率可以写为
P IU U
2
I R
2
R
Байду номын сангаас
(1-7)
电功率P也可表述为:单位时间内电流所做的功,单位是 瓦(W),或KW、mW、μ W等。 二.电功〔电能) 定义为:电流通过负载所做的功,与电功率的关系为:
电工电子技术基础
例1-1 指出 图1-6 ( a ), ( b)中电流的真实方向,电流参考方向 已用箭头表示在图上。
a
i 2A a
b
a
图1-6
i 3 A b
b
解:
(a) 电流i为正值,说明实际电流方向与参考方向一致, 电流的真实方向为由a到b;
(b) 电流i为负值,说明实际方向与参考方向相反, 电流的真实方向为由b到a。
+
-
图1-4 电工电子技术基础
② 电流的参考方向
在较复杂的电路中,某支路ab其实际电流方 向在求解前往往很难判断.但描述电路元件性质 和连接方式规律的公式的列写都与电流的方向
有关。
电工电子技术基础
为此在进行分析之前,我们必须给各支路的电流 一个假定的正方向用箭头表示,称为电流的参考方向, 也称为假定方向。
储存的电场能
t
ui d t
0
u
Cu d u
1 2
Cu
2
0
C 是储能元件
电工电子技术基础
§ 1.5 电压源与电流源
一个电源可以用两种模型来表示。用电压的形式 表示称为电压源,用电流的形式表示称为电流源。
电路的基本概念及基本定律
第一章电路的基本概念及基本定律本章重点:参考方向、关联参考方向,电路元件,独立电源,基尔霍夫定律本章难点:参考方向,受控源§1-1 电路与电路模型实际电路是为完成某种预期目的而设计、安装、运行的,由电路元器件相互连接而成,具有传输电能、处理信号、测量、控制、计算等功能。
电路模型是由理想电路元件取代每一个实际电路器件而构成的电路。
理想电路元件是组成电路模型的最小单元,具有某种确定的电磁性质的假想元件。
注意:本书说电路均指电路模型,并将理想电路元件简称电路元件以下是手电筒的实际电路及电路模型:元件分类按不同原则可将元件分成以下几类:1、线性元件与非线性元件2、有源元件与无源元件3、二端元件与多端元件4、静态元件与动态元件5、集中参数元件与分布参数元件§1-2 基本物理量和参考方向一、基本物理量在电路分析中,常用的基本物理量(亦称基本变量)有:电流i,电压u,电量q,磁链ψ,能量W和功率p。
通过这些物理量可以反映电路所具有的性能,揭示电路的变化规律。
二、参考方向在电路中,电流和电压都具有方向性。
对于简单的电路来说,电流的实际流向(正电荷运动的方向)、电压的正负极性是可以判断出来的,但对于复杂电路、或方向不断变化(如日常用的50Hz交流电)的交变电路来说,事先辨别出它们的方向是相当困难的。
因此在分析电路之前就需要假设一个方向——参考方向。
1、电流参考方向电流在导线中或一个元件中流动的实际方向只有两种可能。
对于难以确定电流实际方向的较复杂电路,为了分析计算的方便,假设了每个支路或元件上的电流方向,这种人为假设的电流方向就是电流的参考方向。
电流参考方向:对于一个具体的元件或支路可以任意选定某一方向为其电流参考方向。
如果选定的参考方向与实际电流方向一致,那么电流为正值,选定的参考方向与实际电流方向相反,电流为负值。
在下图中:(a)中选定的参考方向与实际电流方向一致,i>0(b)中选定的参考方向与实际电流方向不一致,i<0电流的大小为单位时间内通过导体横截面的电荷量,即如果电流的大小为恒值,且方向不变,此时电流的基本单位为安培,简称安(简写为A)。
第一章电路模型和电路理论
在实际应用中感到这些 SI 单位太大或太小时,可以加上 表1-4中的国际单位制的词头,构成SI的十进倍数或分数单位。
例如
2mA 2103 A
2μ s 2106s
8kW 8103 W
Electrical Analogies (Physical)
Electrical
Hydraulic
Base
Charge (q)
当u、i参考方向不一致时,表示发出功率。
0 p(t) u(t)i(t)
0
实际发出功率 实际吸收功率
例. 已知元件的电流、电压,试确定元件吸 收或释放功率
1.
2.
解: 1. p ui (1) 2 2W 0
2. p ui 1 2 2W 0
表1-3 列出部分国际单位制的单位,称为SI单位。
注意:一个实际电路的电路模型并不唯一,在不同条件 下,不同应用情况,模型不一样。
例:晶体管低频用H参数模型,高 电流与电压的参考方向
一. 电流的定义及其参考方向
大小:单位时间通过导体截面的电荷数。
电荷:带电粒子所带的电荷数。Q(恒定)、q(t)(时变)单位:库仑(c)。
例. 正弦交流电流i(t)=Asinwt
二. 电压的定义及其参考方向
大小:单位正电荷作功的能力
u dw dq
单位:V、mV、μV。
实际方向:电位降低的方向
电压:是电场力对单位正电荷作功的表征量,其数值为电场力把单位正 电荷从a点移到b点所作的功。Uab=Ua-Ub U(直流)、u(t)_交流)单 位:伏特(V)
p(t) Ri 2 (t) 0
W[t0 ,t]
t p(t)dt R t i 2 (t)dt 0
t0
电路分析基础第一章
理想电流源 输出电流恒 定,两端电 压由它和负 载共同决定
(b)可以用电压或电流按数学方式描述; (c)不能被分解为其他元件。
三. 集总参数电路(lumped parameter circuit)
指由集总参数元件连接组成的电路,即用理想元件的组 合取代实际电路元器件和设备所得到的理想电路,又称电路 模型,简称电路。 • 集总参数元件:实际元件的电能消耗及电、磁能的贮存等现
对于电视天线及其传输线来说,其工作频率为108Hz数
量级,譬如某频道,工作频率约为200MHz,相应的工作波 长为1.5m,这时0.2m长的传输线也不能看作是集总参数电
路。对于不符合集总化假设的实际电路,就需要用分布
(distributed)参数电路理论或电磁场理论来研究,这将会 在以后见到。本书只讨论集中参数电路,而今后所说的 “元件”、“电路”均指理想化的集总参数的元件和电路。
它们分析和解决电路中的实际问题。
• 电路分析是“电路理论”学科的重要分支
电路理论(circuit theory)是物理学中电磁
学的一个分支,若从欧姆定律(1827年)和基尔
霍夫定律(1845年)的发表算起,至今已有170多
年的历史。随着电力和通信工程技术的发展,电
路理论逐渐形成一门比较系统且应用广泛的工程 学科。自20世纪60年代以来,新的电子器件不断 涌现,集成电路、大规模集成电路、超大规模集 成电路的飞跃发展、计算机技术的迅猛发展和广 泛应用等等,
l
这样,可以认为传送到实际电路各处的电磁能量是同时 到达的。这时,与电磁波的波长相比,电路尺寸可以忽略不 计。从电磁场理论的观点来看,整个实际电路可看作是电磁 空间的一个点,这与经典力学中把小物体看作质点是相类似 的。
电工基础课件(制造部)
L R S
1 3
电路基础知识
§1-2 电阻
二、电阻与温度的关系
导体的电阻值与温度有关。当 温度升高后,一般金属材料的电阻 值就会增大,而碳、电解液及某些 金属材料的电阻会减小。通常把温 度升高1度时,导体电阻所产生的 变动值与原电阻的比值称为电阻温 度系数。
R
R2 R1 R1 (t 2 t1 )
随时间变化时, 称为直流电流, 简称 直流。
金属中的直流 Im
I
ClNa+ Na+ ClClNa+
i1 i3
i2
t
交流:量值和方向随着时间按周
期性变化的电流, 称为交流电流,简 称交流。
O
E
电解液中的电流
三相交流电流
1 3
电路基础知识
§1-1 电流和电压
三、电压、电位和电动势
电压:电场力把单位正电荷从电场
I
E
E I Rr
E I Rr
r
R
E IR I r U R Ur
UR E I r
1 3
电路基础知识
§1-3 欧姆定律
三、电源的外特性
电源的外特性:电源端
电压随负载电流变化的关系称 为电源的外特性。
S
I
U E U r E Ir
电路的三种状态:
(1)通路 (2)开路 (3)短路
Q C U
公式
1μF = 10-6F
1 pF =10-12F
电容单位换算关系
电容元件的工作方式就是充放电
3 3
电容器
§3-1电容器与电容
三、平行板电容器
平行板电容器:在两个平行金 属板之间夹上一层绝缘介质,就组 成一个最简单的电容器,这种电容 器叫做平行板电容器。
第一章 电路的基本概念和基本定律
第一章电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基尔霍夫定律是电工技术和电子技术的基础。
§1-1 电路中的物理现象和电路模型一、实际电路电路:由电气器件或设备,按一定方式连接起来,完成能量的传输、转换或信息的处理、传递。
组成:电源、负载和中间环节。
日光灯实际电路二、理想电路元件、电路模型实际电路的分析方法:用仪器仪表对实际电路进行测量,把实际电路抽象为电路模型,用电路理论进行分析、计算。
1、理想电路元件实际的电路是由一些按需要起不同作用的元件或旗舰所组成,如发电机、变压器、电动机、电池、电阻器等,它们的电磁性质是很复杂的。
例如:一个白炽灯在有电流通过时,如下图所示:为了便于分析与计算实际电路,在一定条件下常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质,把它看成理想电路元件。
2、电路模型将实际电路中的元件用理想电路元件表示、连接,称为实际电路的电路模型。
如下图所示:U S三、电路的分类1、分布参数电路电路本身的几何尺寸相对于工作波长不可忽略的电路。
2、集中参数电路如果电路本身的几何尺寸l相对于电路的工作频率所对应的波长λ小的多,则在分析电路时可以忽略元件和电路本身几何尺寸。
例如:工作频率为50Hz,波长λ=6000km,所以在工频情况下,多数电路满足l<<λ,可以认为是集中参数电路。
集中参数电路分为:线性电路(元件参数为常数)★非线性电路(元件参数不为常数)§1-2电路中的基本物理量一、电流及电流的参考方向1、电流:带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动形成的电流。
dtdqi =(单位时间内通过某一截面的电荷量) 电流的单位:A (安培)、kA (千安)、mA(毫安)、μA (微安)A 10A 1 , A 10mA 1 , A 10kA 1-633===-μ2、电流的参考方向电流的实际方向:正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向(客观存在) 电流的参考方向:任意假定。
实际方向(2A )(参考方向与实际方向相同)A)2( 0=>i i 实际方向(2A )(参考方向与实际方向相反)A)2( 0-=<i i二、电压、电位及电压的参考方向1、电位(物理中的电势)电场力把单位正电荷从一点移到参考点所做的功。
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§1—1电路及电路图
教学目的:了解电路的组成,掌握常用的电工图形符号,掌握电路的的三种状态。
教学重点:熟悉部分常用的电工图形符号;电路的三种工作状态和特点。
教学难点:电路的工作状态和特点。
教学过程:
一、电路和电路的组成
电子积木演示实验:
把一个灯泡通过开关、导线和干电池连接起来,就组成了一个照明电路,如图1—1所示。
当合上开关,电路中就有电流通过,灯泡就亮起来。
1、电路定义:把各种电气设备和元件,按照一定的连接方式构成的电流通路称为电路。
换句话讲,就是电流所流经的路径称为电路。
在工厂的动力用电中,电动机通过开关、导线和电源接通时,有电流通过,电动机就转起来。
日常生活中,人们最常见的电路,如电灯、收音机、电视机、计算机、电风扇等各种电路,它们是
由各种电路基本元部件(如电阻器、电容器、电感器、二极管、三极管、变压器、指示器等)组成的总体。
现实世界中的电路形式是各种各样的,有的甚至是非常复杂的,任何一个完整的实际电路,不论电路多么复杂,不论其结构和作用如何,通常总是由电源、负载和中间环节(导线和开关)等基本部分组成。
2、电路的组成:电路通常由电源、负载、开关、导线(中间环节)四个基本部分组成。
1)、电源
电源是电路中产生电能的设备。
发电机、蓄电池、光电池等都是电源。
发电机是将机械能(热能、水能、风能、原子能)转换成电能,蓄电池是将化学能转换成电能,光电池是将光能转换成电能。
2)、负载
负载是将电能转换成其他形式能量的装置。
电灯泡、电炉、电动机等都是负载。
电灯泡是将电能转变成光能,电炉是将电能转变成热能,电动机是将电能转变成机械能。
3)、导线和开关
开关是控制电路接通和断开的装置。
导线是用来连接电源和负载的元件。
是把电源、负载、开关连接起来,组成一个闭合回路,起传输和分配电能的作用。
电路中根据需要还装配有其他辅助设备,如测量仪表是用来测量电路中的电量,熔丝用来执行保护任务的。
问题提出:实际工作中,经常要画实际电路图是否很麻烦和复杂?有必要吗?
实际中:电路可以用电路图来表示。
实际中的电路种类很多,较复杂的电路中有成千上万个元器件,所以用实物画出的电路元器件让人们直观就认出来是什么肯定是不现实的,例如图1-1a所描述的手电筒电路是最简单的电路,它的优点是很直观,人们一眼就能认出哪个是电池、哪个是开关、哪个是灯泡,但画起来很烦,就不要说更复杂的电路了,所以人们把组成电路的实际元器件加以理想化。
采用足以反映实物主要性质的一些符号来近似代替所用的元器件,这些符号就称为元件的模型,用这些符号画出的电路图就称为电路模型。
二、电路图
1、电路图的定义:用统一规定的图形符号画出的电路模型图称为电路图。
电路可以用电路图来表示,图中的设备或元件用国家统一规定的符号表示。
图1—1b就是图1—1a的电路图。
实际电路电路图
2、电路图中常用的部分图形符号如表1-1所示。
三、电路的工作状态
1、通路:电路构成闭合回路,有电流通过。
此时,SA接于1点。
通路就是电源与负载接成的回路,也就是图1—1所示电路中开关合上时的工作状态,这时电路中有电流通过。
必须注意,处于通路状态的各种电气设备的电压、电流、功率等数值不能超过其额定值。
2、开路:电路断开,电路中无电流通过。
开路也叫断路。
此时,SA接于2点。
断路就是电源与负载未接成闭合电路,也就是图1—1中开关断开时的工作状态,这时电路中没有电流通过。
在实际电路中,电气设备与电气设备之间、电气设备与导线之间连接时的接触不良也会使电路处于断路状态。
断路又称开路。
3、短路:短路是电源未经负载而直接由导体构成闭合回路。
此时,SA接于3点。
短路就是电源未经负载而直接由导线(导体)构成通路,如图1—2所示。
短路时,电路中流过比正常工作时大得
多的电流,可能烧坏电源和其他设备。
所以,应严防电路发生短路。
特别指出电源短路是危险的,可造成事故。
但并不是所有短路都是危险的,有时由于某种需要,还将利用某种短路装置,把电气设备短路(并不是把电源短路)。
如在安培计中设置了一个短路装置,可以使它避免受到电流的冲击。
堂上练习
习题册P1:二、画图形符号
小结
电流经过的路径称为电路。
电路由电源、负载、导线和控制电器(开关)三部分组成。
电路通常为通路、断路、短路三种状态。
作业:
习题册P1:一、填空题。