第一章--电路的基本概念和基本定律PPT课件

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理想元件
为了便于对电路进行分析和计算，我们常把实际元件加以 近似化、理想化，在一定条件下忽略其次要性质，用足以 表征其主要特征的“模型”来表示，即用理想元件来表示。
例 “电阻元件”是电阻器、电烙铁、电炉等实际电路元器
件的理想元件，即模型。因为在低频电路中，这些实
际元器件所表现的主要特征是把电能转化为热能。用
即元件发出的功率为8 W 。
(4) d图，u、i 为关联参考方向，
P = U I =（﹣6）×（﹣5）W = 30 W 即元件吸收的功率为30 W 。
u
u
i
a)
关联
i
b) 图1-7
非关联
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电动势
定义 电源内部的局外力（电源力）将正电荷由低电位 移向高电位，使电源两端具有的电位差称为电动势，用符
号e（或E）表示。
电动势既有大小又有方向（极性）。电磁学中规定电 动势的实际方向由低电位指向高电位。电动势和电压的 参考方向如图1-9所示。
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电动势的方向
1. 提供电能的部分称为电源；
2. 消耗或转换电能的部分称为 负载；
3. 联接及控制电源和负载的部 分如导线、开关等称为中间环 节。
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3
实际线绕电阻的特征
1. 电阻特征: 有电流通过时，除了对电流呈现阻碍作用; 2. 电感特征: 有电流通过时, 在导线的周围产生磁场； 3. 电容特征: 有电流通过时, 在各匝线圈间存在电场 。
此时元件吸收功率﹣12W，即发出的功率为12 W。
(2) b图，所选u、i为非关联参考方向，
元件吸收的功率 P =﹣U I =﹣（﹣5）×3W= 15 W
此时元件吸收的功率为15 W 。.
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2A 4V
c) 5A 6V
d)
(3) c图，u、i为非关联参考方向，
P = ﹣U I = ﹣4×2 W =﹣8 W
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7
电流的分类
直流 I（DC）：大小和方向均不随时间变化的电流。
交流 i（AC）：大小和方向均随时间变化，且一个周
期内的平均值为零的电流。
i
i
i
0
t0
t0
t
a)
直流
b)
c)
.
交流
8
电流的定义和实际方向
对于直流，若在时间t 内通过导体横界面的电荷量为Q，则
电流为
IQ t
对于交流，若在时间dt 内通过导体横界面的电荷量为dq，
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功率有大小和正负值
元件吸收 的功率
u
p ui
i
u
pui
i
p＞0，则该元件吸收（或消耗）功率
p＜0，则该元件发出（或供给）功率
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例1-2 试求如图1-8所示电路中元件吸收的功率。
3A
3A
2A
5A
4V
5V
4V
6V
a)
b)
c)
d)
图1-8
解（1）a图，所选u、i为关联参考方向，
元件吸收的功率 P = U I = 4×（－3）W =﹣12 W
U W Q
对于交流，电路中A、B两点间电压的大小等于电场力将 单位正电荷dq从A点移动到B点所做的功dw。即
u dw dq
（1-2）
若电场力做正功，则电压u 的实际方向从A到B 。 电压的单位：伏特（V），千伏. （kV）和毫伏（mV）。 12
电位
在电路中任选一点为电位参考点，则某点到参考点的
电压就叫做这一点（相对于参考点）的电位。当选择O点
则电流瞬时值为
i dq dt
（1-1）
电流的单位：安培（A），千安（kA）和毫安（mA）。
电流的实际方向规定为正电荷运动的方向。
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9
电流的参考方向的引入
1Ω 12V 6Ω
1Ω 12V 6Ω
10Ω
3Ω
10Ω
3Ω
?
I 2Ω
12Ω
3Ω
I 2Ω
12Ω
3Ω
12V
24V
12V
24V
参考方向的引入：对复杂电路由于无法确定电流的实际 方向，或电流的实际方向在不断的变化，所以我们引入 了“参考方向”的概念。
第一章 电路的基本概念和基本定律
第一节 电路和电路模型 第二节 电路中的主要物理量 第三节 电路的基本元件 第四节 基尔霍夫定律 本章小结
§1-1 电路和电路模型
▪ 电路 ▪ 实际线绕电阻的特征 ▪ 理想元件 ▪ 电路模型
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2
电路
电路是各种电气元器件按一定的方式连接起来的总体。
电池 图1-1
电路的组成：
ue ue
u
e
u
e
u
e
a)
b)
c)
实际方向
参考方向
图1－9
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电功率
电功率是指单位时间内，电路元件上能量的变化量。即
p dw dt
（1-5）
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功率的单位：瓦特（W），千瓦（kW）和毫瓦（mW） 在电路中，电功率简称功率。 它反映了电流通过电路时所传输或转换电能的速率。
pdwudqui dt dt
uAB
B
c)
参考方向是由A 点指向B点
当u＞0时，该电压的实际极性与所标的参考极性相同，当
u＜0时，该电压的实际极性与所标的参考极性相反。
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例1-1 在如图1-6所示的电路中，方框泛指电路中的一般元件，
试分别指出图中各电压的实际极性
u 24V
u 12V
u 15V
A
BA
BA
B
a)
b)
c)
解 各电压的实际极性
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电流参考方向的含义
1. 参考方向是一个假想的电流方向。
2. 实线
参考方向（虚线
实际方向）。
3. i＞0，则电流的实际方向与电流的参考方向一致； i ＜0，则电流的实际方向和电流的参考方向相反。
i
图1-4
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电压的定义和实际方向
对于直流，电路中A、B两点间电压的大小等于电场力将单 位正电荷Q从A点移动到B点所做的功W。即
为参考电位点时，
VA UAO
（1-3）
电压是针对电路中某两点而言的，与路径无关。所以有
U A B U A O U B O V A V B （1-4）
电压又叫电位差
电压的实际方向是由高电位点指向低电位点
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电压参考方向的标注及含义
u
A
u
BA
a)
b)
图1-5
参考高电位端
建议采用：参考极性标注法
BA
图1-6
（1）a图，a点为高电位，
因u = 24V＞0, 所标实际极性与参考极性相同。
（2）b图，b点为高电位，
因u =﹣12V＜0, 所标实际极性与参考极性相反。
（3）c图，不能确定，
虽然u =15V＞0, 但图中没有标出参考极性。
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关联参考方向
电流参考方向是从电压的参考高电位指向参考低电位
“电阻元件”这样一个理想元件来反映消耗电能的特
征。 “电感元件”是线圈的理想元件；
“电容元件”是电容器的理想元件。
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5
电路模型
S
由理想元件构成的电路，称
为实际电路的“电路模型”。
US
R
图1-2是图1-1所示实际电路
的电路模型。
图1-2
.
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§1-2 电路中的主要物理量
▪ 电流及其参考方向 ▪ 电压及其参考方向 ▪ 关联参考方向 ▪ 电动势 ▪ 电功率和电能