第一章--电路的基本概念和基本定律PPT课件

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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:电流的通路.
开关
实际电路
电源
电路模型 3
(1)电源:供给电能的设备。
把其它形式的能量转换为电能。
(2)负载: 消耗电能的设备。
把电能转换为其它形式的能量
(3)中间环节(又称传输控制环节):
各种控制电器和导线,起传输、分 配、控制电能的作用。
4
1.1.2 电路中的物理量 1、电流
定义 电荷有规律的定向运动即形成电流
(2) 列电路方程:
Uab UR E
UR Uab E
IR
UR R

Uab E R
15Leabharlann R aIR E UR
b U
IR

U
R
E
(3) 数值计算
U 3V
IR

3-2 1
1A
(实际方向与假设方向一致)
U 1V
IR
1 2 1

1A
(实际方向与假设方向相反)
16
(共7 个)
31
(一) 克氏电流定律(KCL)
对任何节点,在任一瞬间,流入节点的电流等于由节点
流出的电流, 即: I 入= I 出 或者说,在任一瞬 间,一个节点上电流的代数和为 0。 即: I =0

I2
I1 I3 I2 I4
I1
I3
或:
I4
I1 I3 I2 I4 0
(二) 克氏电压定律(KVL)
对电路中的任一回路,沿任意循行方向转一周,其 电位升等于电位降。或各电压的代数和为 0。
I1
a
I2
即: U 0
R1
R2
例如: 回路 #3

电工电子学课件_______第一章

电工电子学课件_______第一章

uab
b
13
关联参考方向与非关联参考方向 对一个元件,电流参考方向和电压参考方向 可以相互独立地任意确定,但为了方便起见,常 常将其取为一致,称关联参考方向;如不一致, 称非关联参考方向。 i
a
i u
b a
+

u
+
b
(a)关联参考方向
(b)非关联参考方向
如果采用关联参考方向,在标注时标出一种即可。 如果采用非关联参考方向,则必须全部标注。
b (b)
三、电路中的功率
定义: 单位时间内元件吸收(消耗)或发出(释 放)的电能。 dw 数学表达式: p dt 单位:瓦特 W 方向:在电压、电流取关联参考方向下,p=ui 表 示的是该元件吸收(消耗)功率的大小。即为:
i i
w
+ u
w
+ u
p>0
18
p<0
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
34
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
实际电压源 I + − Rs Us
U Us
RL
0 理想电压源 实际电压源
U
I
电源内阻,表 示内部损耗 U = Us – IRs
Rs越小 特性曲线越平坦
当Rs = 0 时,实际电压源模型就变成电压源模型
35
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
2.电流源
Uab
15
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
Uab是否表示a端的电位高 于b端的电位?
a
Uab 元件
b
Uab只表示a、b两端电位的参考 方向为由a指向b。实际两点电 位哪点高,要看是Uab>0,还是 Uab<0。若Uab>0,则a端电位高 于b端电位。反之, b 端电位高 于a端电位。

电路的基础知识(PPT)

电路的基础知识(PPT)

替代定理
总结词
通过用一个电压源或电流源替代某支路,从而简化电 路分析的方法。
详细描述
替代定理是电路分析中的一种重要方法,它可以通过用 一个电压源或电流源替代某支路,从而简化电路的分析 过程。该方法适用于具有多个支路的复杂电路,能够有 效地减少计算量。
05
电路的暂态分析
一阶电路的响应
01
02
03
详细描述
节点电压法是以节点电压为未知量,根据基尔霍夫定律 列出电路的方程组,然后求解未知量的方法。该方法适 用于具有多个节点的复杂电路。
叠加定理
总结词
将复杂电路分解为若干个简单电路,分别计算各简单 电路的响应,然后将各响应叠加得到复杂电路的总响 应。
详细描述
叠加定理是线性电路的基本性质之一,它可以将一个 复杂电路分解为若干个线性独立的部分,然后分别计 算各部分的响应(电压或电流),最后将这些响应叠 加起来得到整个电路的总响应。
03
元件与电路模型
电阻器
总结词
电阻器是用于限制电流的元件,其阻值由导体材料、长度和横截面积决定。
详细描述
电阻器是电子电路中最常用的元件之一,主要用于限制电流和调节电压。其阻值范围广泛,可根据不同需求选择。 电阻器的阻值由导体材料、长度和横截面积决定,不同材料、长度和横截面积的导体具有不同的电阻值。
响应分类
二阶电路的响应也可以分为零状态响应、零输入 响应和全响应。
自然频率和阻尼比
二阶电路的自然频率和阻尼比决定了电路的振荡 和衰减特性。
冲激响应
定义
冲激响应是指在电路中加 入一个冲激函数(单位阶 跃函数)作为输入信号时, 电路的输出响应。
特性
冲激响应具有瞬时性和无 持续性,它反映了电路对 冲激函数的瞬态响应。

电工基础周绍敏ppt课件

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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
教学难点:
1.了解电路的三种工作状态特点。 2.理解理想元件与电路模型、线性电阻与非线性电阻的 概念。
教学重点:
1. 了解电路的基本组成、电路的三种工作状态和额定电压、 电流、功率等概念。
2.掌握电流、电压、电功率、电能等基本概念。 3.掌握电阻定律、欧姆定律、焦耳定律,了解电阻与温 度的关系。
第一节 电 路
一、电路的基本组成 二、电路模型(电路图)
一、电路的基本组成
1.什ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ是电路
电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式连接起来 的总体,为电流的流通提供了路径。
动画 M1-1 电路的状态
2.电路的基本组成
电路的基本组成包括以下四个部分: (1)电源(供能元件):
为电路提供电能的设备和器件 (如电池、发电机等)。
设在 t = t2-t1 时间内,通过导体横截面的电荷量为 q = q2-q1,则在 t 时间内的电流强度可用数学公式表示为
i (t) q t
式中,t 为很小的时间间隔,时间的国际单位制为 秒(s),电量 q 的国际单位制为库仑 (C)。电流 i(t) 的国际单 位制为安培 (A) 。
常用的电流单位还有毫安 (mA)、微安( A)、千安 (kA) 等,它们与安培的换算关系为
到 t2 时电阻值为 R2 ,则该电阻在 t1 ~ t2 温度范围内的(平均)温度
第三节 电 阻
一、电阻元件 二、电阻与温度的关系
一、电阻元件
电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件,例如灯泡、
电热炉等电器。
电阻定律
R l S
——制成电阻的材料电阻率,国际单位制为欧姆·米 ( ·m) ;

电路分析刘健版第一章课件

电路分析刘健版第一章课件
U AB U S 1 U1 U S 4 U 4

3A 1A 2A
3
I
U1
3V
图示电路, 求U 和 I。
U
2V
解: 3+1-2+I=0,I= -2(A)
U1=3I= -6(V) U+U1+3-2=0,U=5(V)
KCL、KVL小结
(1) KCL是对支路电流的线性约束,KVL是对支路电压 的线性约束。 (2) KCL、KVL与组成支路的元件性质及参数无关。
分(d)
拍(P)
飞(f)
十 (da )
艾(E)
皮(p)
百(h)
泽(Z)
能量 w
功率 p
焦耳J
纳 纳(n)
10-9
10-6
千(k)
103
106
尧(Y)
1024
——
瓦特W
微 (μ ) 兆 (M)
——
各物理量的关系
i dq dt
u
d dt
p
dw dt
1.2.1 电流及参考方向 1、电流
A、定义 i
(3) 回路(loop):由支路组成的闭合路径。 (4) 网孔(mesh):对平面电路,每个网眼即为网孔。网孔是回路, 但回路不一定是网孔。
例题1-2
例1-2
b
I1
I2 R3
支路:ab、bc、ca… (共6条) 结点:a、 b、c、d (共4个) 回路:abd、abcd … (共7 个) 网孔:abd、bcd … (共3 个)
A、概念
在分析计算电路时, 对电压任意假定的方向。
B、表示方法
a 正负号
双下标 箭标
+

第1章 电路的基本知识.ppt

第1章 电路的基本知识.ppt

来代替,如图1-24所示.这种实际电流源的伏安关系式为
(1-24)
图1-25为实际电流源的伏安特性曲线。其中,实际电流源 的开路电压UOC=R0′Is,短路电流ISC=IS。
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1.6 基尔霍夫定律
基尔霍夫定律(Kirchhoff's Law)是德国物理学家基尔霍 夫于1845年提出来的。基尔霍夫定律是电路中各电流、电 压都必须遵守的基本规律。基尔霍夫定律有两大定律:第一定 律,也叫电流定律(Kirchhoff's Current Law),简写为 KCI;第二定律,也叫电压定律(Kirchhoff's Voltage Law),简写为KVI。
线性电阻元件的图形符号如图1-9所示。在电压和电流参考
方向关联的情况下,其伏安特性曲线如图1-10所示,表达
式为

u=Ri
(1-10)
满足欧姆定律。其中,R为电阻元件,它一方面表示了这个 元件是电阻元件,另一方面也表示了该元件的参数。
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1. 3 电阻元件
线性电阻元件也可用另一个参数电导表征,电导用符号G表 示,其定义为
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1. 2 电路的主要物理量
我们规定电压降低的方向为电压的实际方向。其表示方法有 三种,如图1-3所示,且都表示电压的参考方向由A指向B。
对于任意一个元件的电流或电压参考方向可以独立设定。如 果电流和电压的参考方向相同,则称为关联参考方向,如图 1-4(a)所示;如果电流和电压的参考方向不相同,则称为非 关联参考方向,如图1-4(b)所示。
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1.5 电压源和电流源
1.5.2电流源
理想电流源是一种能给电路提供稳定电流的理想元件。理想 电流源输出的电流始终保持恒定值Is或为给定的时间函数is, 而与加在它上面的电压无关,简称电流源。实际电路元件中 的光电池,其输出电压受外电路的影响很大,但输出的电流 却近似恒定,可近似地视为电流源。常用的晶体管也可看作 输出电流受控制的电流源。电流源在电路中的图形符号如图 1-18所示,其中Is和is、为电流源的源电流,箭头表示其参 考方向。

《电路》邱关源第五版第一章课件

《电路》邱关源第五版第一章课件
件组成的电路。
欧姆定律的应用非常广泛, 它可以帮助我们计算电流、
电压和电阻等电路参数。
通过欧姆定律,我们可以计算出 电流 $I = frac{V}{R}$ 或 $V = IR$,以及电阻 $R = frac{V}{I}$。 这些公式可以帮助我们解决电路 中的各种问题,例如计算功率、
分析电路的动态响应等。
基尔霍夫定律
描述了电路中电流和电压 的约束关系,包括电流定 律和电压定律。
功率守恒定律
描述了电路中功率的约束 关系,即任意电路中输入 功率等于输出功率。
03
电路的基本定律
欧姆定律
总结词
详细描述
总结词
详细描述
欧姆定律是电路分析中最基 本的定律之一,它描述了电 路中电压、电流和电阻之间
的关系。
欧姆定律是指在一个线性电阻元 件中,电压与电流成正比,即 $V = IR$,其中 $V$ 是电压,$I$ 是 电流,$R$ 是电阻。这个定律适 用于金属导体和电解液等线性元
动态变化
暂态过程中,电路中的电压和电流会随时间动态变化。
持续时间短
暂态过程的时间常数很小,通常在微秒或毫秒级别。
能量转换
暂态过程中,电路中的储能元件会进行能量的转换和传递 。
一阶电路的暂态过程
01
一阶电路的数学模 型
一阶电路由一个电容或一个电感 组成,其数学模型可以用微分方 程表示。
02
一阶电路的暂态过 程分析
电压
电场力做功的量度,表示为V 。
电功率
表示电场力做功快慢的物理量 ,表示为P。
电能量
表示电荷在电场中做功本领大 小的物理量,表示为W。
02
电路的状态和元件的约束关系
电流和电压

《电路分析基础》PPT课件..课件

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基尔霍夫电压方程也叫回路电压方程(KCL方程)
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基尔霍夫电压定律(KVL)

基尔霍夫电压定律的另一种描述:集总参数电
路中,沿任意闭合回路绕行一周,电压降的代数 和=电压升的代数和。

基尔霍夫电压定律是能量守恒的结果,体现了
电压与路径无关这一性质,是任一回路内电压必 须服从的约束关系。
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KVL示例

电阻消耗的瞬时功率
参考方向一致时 参考方向不一致时

电阻消耗的能量
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1.5 独立电源

术语

电路中的电源:
独立电源:就是电压源的电压或电流源的电流不受外电 路的控制而独立存在的电源。 受控电源:是指电压源的电压和电流源的电流,是受电 路中其它部分的电流或电压控制的电源。 电压源和电流源
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电压源
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支路、节点、回路、网孔
支路: 1、2、3、4、5、6、7 节点: ①、②、③、④、⑤ 简单节点: ④
回路: ①-②-③-④-① ①-②-⑤-① ①-②-⑤-③-④-①等等。 网孔: ①-②-③-④-① ①-②-⑤-① ②-③-⑤-② 思考:①-②-③-⑤-①是网孔吗? 网孔一定是回路,但回路不一定是网孔。精品

电路的组成(component)


激励与响应
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1.1电路和电路模型

电路的作用:能量和信息两大领域

1.电力系统:实现电能的传输和转换。 能量是主要的着眼点。涉及大规模电能的产生、 传输和转换(为其他形式的能量),构成现代工业生产、 家庭生活电气化等方面的基础。
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1.1电路和电路模型
电路分析基础
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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。
.
9
电流的参考方向的引入
1Ω 12V 6Ω
1Ω 12V 6Ω
10Ω

10Ω

?
I 2Ω
12Ω

I 2Ω
12Ω

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。
.
10
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
.
11
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
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。
.
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 。
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
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
.
13
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
.
4
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
ue ue
u
e
u
e
u
e
a)
b)
c)
实际方向
参考方向
图1-9
.
18
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)
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
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。
.
15
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
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 。
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 。.
21
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
u
u
i
a)
关联
i
b) 图1-7
非关联
.
16
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。
.
17
电动势的方向
“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。
.
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
.
首页
6
§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
.
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
0t0t0来自ta)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,
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
.
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:
.
19
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
.
20
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
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。
.
14
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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