电路基本概念及电路元件

1.电功率：单位时间电路消耗的能量。为直流时
PW t
功率随时间变化时，则有
即
p(t) dw
dt
p(t) lim w dw t0 t dt
p=ui
单位：瓦特（W)
电路基本 概念
电功率
功率的概念：设电路任意两点间的电压为 U ,流入此
部分电路的电流为 I， 则这部分电路消耗的功率为:
说明及结论：
(1)电路图中标出的方向均为参考方向。 (2)选用哪一种参考方向，原则上任意。习惯上：无源 元件取关联参考方向；有源元件取非关联参考方向。 (3) u、i 参考方向一经确定，计算过程中不得改变。
集总参数电路又分为线性电路和非线性电路
2.分布参数电路：l ≈λ 的电路。
本门课程学习集总参数线性电路的分析方法。
电路基本 概念
1-3电路中的基本物理量
1.3.1、电流及其参考方向
1.定义：电荷的定向运动称为电流。其大小用电流强
度表示。
电流强度：单位时间内通过导体某一横截面的电荷量。
可表为：
I Q t
1. 电位
电场力将单位正电荷从电路某一点移至参考点消 耗的电能。用V 表示。单位：伏[特]（V）。
参考点也称接地，用 表示，其电位为零。
2. 电压
电场力将单位正电荷从电路某一点移至另一点消 耗的电能。用U 表示。单位：伏[特]（V）。
电压：两点的电位差。如Uab = Va - Vb 某点电位：该点与参考点的电压。 即Va=Va-Vo=Uao 电压方向：规定高电位→低电位，即电位降低方向。
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 件或器件所组成，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。
电路基本 概念
例如：一个白炽灯在有电流通过时
消耗电能
（电阻性） R
忽略L
i
产生磁场 储存磁场能量 L
R
（电感性）
理想电路元件
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。
因此电流可定义为 i dq dt
电路基本 概念
2.方向
（1）实际方向：规定为正电荷的移动方向。
（2）参考方向：人为规定，任意假设。
二者关系：i >0，相同，i <0，相反。
例如： i=5A
a
ba
i= - 0.1 A
b
实际方向与 参考方向相同
实际方向与 参考方向不相同
电概路念基本1.3.2、电压、电位及电动势
电路基本 概念
电路基本 概念
电路基本 概念
电概路念基本第1章电路的基本概念及电路元件
1.1 电路的组成及功能 1.2 电路模型 1.3 电的基本物理量 1.4 电路设备的额定值 1.5 电源有载工作、开路与短路 1.6 无源电路元件 1.7 有源电路元件 1.8 基尔霍夫定律
电路基本 概念
教学重点和难点
电路基本 概念
2、电路模型
开关 电 源
连接导线
+ US– 负载
R0
S R
实际电路
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。
电路基本 概念
开关S
启辉器Q
镇流器L
220V
电容器C
日光灯管R
实际电路
s
R
+
us -
C
L
电路模型
电路基本 概念
3、电路的分类
1.集总参数电路：其电路的几何尺寸l<<电路的工 作频率对应的波长λ。
电路基本 概念
U、I 参考方向相同时， U、I 参考方向相反时，
+
U=IR
U IR P = UI
–
+
U = – IR
U I R P = – UI –
表达式中有两套正负号：
① 式前的正负号由U、I 是否是关联参考方向来
确定；
② U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考 方向之间的关系。
电路基本 概念
1μA=10-6A 1pA=10-12A
电路基本 概念
5、电压电流的关联参考方向
+
US_ R1
IS
I R2
任意假定一个方向作为电路 分析和计算时的参考，这些 假定的方向称为参考方向或 正方向，标注在电路图上。
关联参考方向
I
＋
U
—
注意：方向任意假定， 但取值有正有负。
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1.3.3、电功率与电能
发电机
升压 输电线 降压
变压器
变压器
电灯 电动机 电炉
...
中间环节：传递、分 配和控制电能的作用
电路基本 概念
电路的组成部分
信号处理：
放大、调谐、检波等
信号源:
提供信息 话筒
放 扬声器
大
器
直流电源:
负载
提供能源
直流电源
电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电 路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。
电路基本 概念
电路的作用
(1) 实现电能的传输、分配与转换
发电机
升压 输电线 降压
变压器
变压器
(2)实现信号的传递与处理
话筒 放 扬声器 大 器
电灯 电动机 电炉
...
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1.2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。
重点： 1.电流、电压的参考方向及关联参考方向、 2.电源和负载的判断 3.电位的计算 4.基尔霍夫定律的内容及应用。
难点：电功率的计算及对电路发出和吸收功 率的判断（电源和负载的判断）、电位计算、 基尔霍夫定律应用。
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1.1
电路的组成及其作用
电路的组成部分
电源: 提供 电能的装置
负载: 取用 电能的装置
单位
正电荷运动的方向
kA 、A、mA、 μA
高电位 低电位 kV 、V、mV、
(电位降低的方向)
μV
电动势E
低电位 高电位 (电位升高的方向)
kV 、V、mV、 μV
电位：电路中某点至参考点的电压
Baidu Nhomakorabea
电路基本 概念
国际单位制的换算
以电流(A)为例:
1MA=106A,
1kA=103A
1mA=10-3A, 1nA=10-9A,
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3. 电动势
电源中的局外力（非电场力）将单位正电荷从电 源的负极移至正极所转换而来的电能。用E 表示。 单位：伏[特]（V）。 电动势方向：电源负极→正极，即电位升高方向。
I
++ +
E - U- S U-L
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小结：电路基本物理量的实际方向
物理量 电流 I
电压 U
实际方向
aI
U R P U I ( W)
b
如果U I参考方向不
一致结果如何？
功率有无正负？
电概路念基本在 U、 I 数值为正的前提下
若 P = UI 0
aI
aI
U R或
UR
b
b
“吸收功率” （负载）
若 P = -UI 0
Ia
+
U
-
b
“发出功率” （电源）
根据能量守衡关系 P（吸收）= P（发出）