石群赵进全邱关源电路课件(第1至7单元)

注意
①理想基本电路元件有三个特征：
（a）只有两个端子；
（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。
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注意
①具有相同的主要电磁性能的实际电路部件， 在 一定条件下可用同一电路模型表示； ②同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路 模型可以有不同的形式。
例 电感线圈的电路模型
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2.集总参数电路
由集总元件构成的电路
集总元件 集总条件 假定发生的电磁过程都集中在元 件内部进行。
d
注意 集总参数电路中u、i 可以是时间的函
数，但与空间坐标无关。因此，任何时刻，流 入两端元件一个端子的电流等于从另一端子流 出的电流；端子间的电压为单值量。
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注意
P6 U 6 I 3 (3) (1) 3W（吸收）
对一完整的电路，满足：发出的功率＝吸收的功率
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1.4 电路元件
1. 电路元件
电路元件是电路中最基本的组成单元。理 想基本电路元件有三个特征： ①只有两个端子； ②可以用与端子有关的电压或电流按数学 方式描述（称为端子特性）；
际方向往往不易判别，给实际电路问题的 分析计算带来困难。 电压(降)的参考方向 参考方向 U 实际方向 假设高电位指向低电 位的方向。 参考方向 U – 实际方向
+
–
+
+
–
–
+
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U >0
U<0
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电压参考方向的三种表示方式： (1) 用箭头表示：
U
(2)用正负极性表示
+
(3)用双下标表示
1.3
1.6
1.7
电压源和电流源
受控电源
1.4
1.8
基尔霍夫定律
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重点： 1. 电压、电流的参考方向 2. 电阻元件和电源元件的特性
3. 基尔霍夫定律
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1.1 电路和电路模型
1.实际电路
功能 由电工设备和电气器件按预期
目的连接构成的电流的通路。
a 能量的传输、分配与转换； b 信息的传递、控制与处理。 共性 建立在同一电路理论基础上。
Wab 8 a 2V q 4 U bc b c 0 (3) 3 V Wcb Wbc 12 c 3 V q q 4
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U ab a b 2 0 2 V
解
(2)
c 0
a
b
Wac 8 12 a 5V q 4 Wbc 12 b 3V q 4
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要培养敢于承担风险的素质 遇到问题，不是人家让你怎么做你就怎么做，而 是要有一种创新的思想。在技术领域有很多失败， 但是通过失败再试验才能成功。
② 社会工作需要：培养能力、增长才干。
a. 对知识的理解和消化能力。 b. 理论用于实践的能力。 c. 组织、协调、合作的能力。 d. 克服困难、承受压力能力。
def
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单位
方向
A（安培）、 kA、mA、A
1kA=103A 1mA=10-3A
1 A=10-6A
规定正电荷的运动方向为电流的实际方向 元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能:
实际方向
A

B
A B 问题 对于复杂电路或电路中的电流随时间变 化时，电流的实际方向往往很难事先判断。
电类专业的技术基础课
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学好电路课程的基本要求
讲课学时：64h；实验学时: 16h（实验与上机） 1.掌握必要的数学基础知识。 联立方程组的求解；线性常微分方程的求解； 复数运算；傅立叶变换。 2.系统性强，前后内容联系紧密。及时总结、牢固 掌握所学内容。 3.多研究例题，从解题过程总结电路分析方法。 4.重视电路实验。 5. MATLAB、OrCAD/PSpice、Multisim软件的使用。 6.做一定数量的习题。
U ab a b 5 3 2 V
c
结论
U bc b c 3 0 3 V
电路中电位参考点可任意选择；参考点 一经选定，电路中各点的电位值就唯一确定；当 选择不同的电位参考点时，电路中各点电位值将 改变，但任意两点间电压保持不变。
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问题 复杂电路或交变电路中，两点间电压的实
注意
① 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向 ② 参考方向一经选定，必须在图中相应位臵标注 (包括方向和符号)，在计算过程中不得任意改变 ③参考方向不同时，其表达式相差一负号，但电压 、电流的实际方向不变。
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1.3
1.电功率
电功率和能量
单位时间内电场力所做的功。
dW p dt
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电力
产生、传送 和分配电力
通讯
产生、传送 和分配信息
计算机
用电信号 处理信息
5个主要的 电系统 信号 处理
对电信号 进行处理
控制
用电信号 控制生产过程
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注意
①5种系统之间的学科相互联系和相互作用，是电 气与电子工程成为具有挑战性和令人兴奋的专业 的原因之一； ②电气与电子工程师的任务是不断改善和精炼目前 的系统，并为满足不断变化的社会需求去设计开 发新系统，并把它们融合为一体。
电
此部分为第
路
1~7
单元。
配邱关源，罗先觉《电路 第5版》； 和《赵进全电路视频课程》、《石群电路视频教程》配套；
tip:公式显示异常和你打开ppt的软件有关
引
课程的意义 ①理论意义 理论 电工 路 场 电路 磁路
言
集中参数电路 分布参数电路 分析
综合
②工程意义 电气和电子工程是将物理学家的自然现象模型 和数学家的数学工具结合在一起构成电系统，并运 用电系统以满足实际生产和生活的需要。
U
A
UAB
B
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3.关联参考方向
元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称之为 关联参考方向。反之，称为非关联参考方向。
i
+ u
关联参考方向
i
u
非关联参考方向
+
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例
A
＋
i
B
u
－
电压电流参考方向如图中所标， 问：对A、B两部分电路电压电 流参考方向关联否？ 答：A电压、电流参考方向非关联； B电压、电流参考方向关联。
用双下标表示：如 iAB , 电流的参考方向由A指向B 。 A
iAB
B
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2.电压的参考方向
电位
单位正电荷q 从电路中一点移至参考 点（＝0）时电场力做功的大小。 单位正电荷 q 从电路中一点移至另 一点时电场力做功（W）的大小。
电压U
dW U dq
def
实际电压方向
dW u dq
dq i dt
dW dW dq p ui dt dq dt
功率的单位：W (瓦) (Watt，瓦特) 能量的单位：J (焦) (Joule，焦耳)
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2. 电路吸收或发出功率的判断
u, i 取关联参考方向
+ u i u
P=ui P<0 P = ui
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什么是大学求学时最重要的东西
1. 用人单位对应聘者最看重的因素
① 能力(解决问题的能力、社会实践和实习兼职情况) ② 专业、毕业的院校。 ③ 英语、计算机水平。 ④ 性格、爱好、特长。
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2. 走过大学该收获什么？
① 基本要求：学好知识，做好学问（会学习）。 课堂学习、实验操作、图书馆学习、互联网 学习，抓住一切机会尽可能多的接受最新学术成 果。 学会不断提问 为什么要如此做呢？为什么答案是这样的？为什 么书里是这样说的这样写的？多问几遍才能了解真 正的问题。只有了解了真正的问题，才能解决这个 问题。
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电路
信号与系统 自动控制原理
模拟电子技术 电力电子技术
数字电子技术 计算机组成
测试技术 数字信号处理 通信原理 现代通信技术
电机学 电力拖动 电力系统 通信电子电路 集成电路设计
单片机原理 与应用 PLC应用 PLD应用 DSP原理与应用
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课程的性质和地位 学习内容 学习方法 参考书
电位真正降低的方向。
单位
V (伏)、kV、mV、V
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a
例
b
已知：4C正电荷由a点均匀移动 至b点电场力做功8J，由b点移 动到c点电场力做功为12J，
①若以b点为参考点，求a、b、c 点的电位和电压Uab、U bc;
c
解
(1)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 0
②若以c点为参考点，再求以上 各值。
u ( z, t )
-
求图示电路中各 方框所代表的元件吸 收或产生的功率。
+
U3 3 －
I2
已知： U1=1V, U2= -3V，U3=8V, U4= -4V, U5=7V, U6= -3V，I1=2A, I2=1A,，I3= -1A
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+
I1
+ 2 U2 － +
U1 － + 1 － U4 4
U6 － 6 + U5 5 － I3
表示元件吸收的功率
P>0 吸收正功率 (实际吸收)
吸收负功率 (实际发出)
u, i 取非关联参考方向
表示元件发出的功率
i
P>0 发出正功率 (实际发出)
+
P<0 发出负功率 (实际吸收)
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例
+
I1
+ 2 U2 － +
U1 － + 1 － U4 4
U6 － 6 + U5 5 － I3
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实际方向
参考方向
i A
任意假定一个正电荷运动的方 向即为电流的参考方向。
参考方向 B
表明 电流(代数量)
大小 方向(正负）
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 A i
参考方向 实际方向 B
i>0
i<0
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电流参考方向的两种表示： 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。 i A 参考方向 B
③不能被分解为其他元件。
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5种基本的理想电路元件： 电阻元件：表示消耗电能的元件 电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件 电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件 电压源和电流源：表示将其它形式的能量转变成 电能的元件。
注意 如果表征元件端子特性的数学关系式
是线性关系，该元件称为线性元件，否则称 为非线性元件。
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1.2 电流和电压的参考方向
电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁 链、能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要 关心的物理量是电流、电压和功率。
1.电流的参考方向
电流 电流强度 带电粒子有规则的定向运动 单位时间内通过导体横截面的电荷量
Δq dq i(t ) lim Δt 0 Δt dt
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电路分析
no
电 路 模 型 已 知 条 件 分 析 的 问 题 进 行 分 析 最 后 结 论
确定 分析 方案
验证 结果
yes
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电路设计
no 弄清 问题 形成 目标 找出 各种 可能 方案 修正 改进 方案 判断 证明 选择 方案 最 后 结 论
good
分析试验
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2. 电路模型
Rs Us
电 源
电源 负载
电路图
RL
负 载
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电路图
电 源
Rs
Us
RL
负载
电路模型 理想电路元件
反映实际电路部件的主要电磁 性质的理想电路元件及其组合。 有某种确定的电磁性能的理想 元件。
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5种基本的理想电路元件： 电阻元件：表示消耗电能的元件 电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件 电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件 电压源和电流源：表示将其它形式的能量转变成 电能的元件。
例 两线传输线的等效电路
当两线传输线的长度 l 与电磁波的波长满足：
l
z
i + i
集总参 数电路
L
u(t )
-
R
i(t )
C
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当两线传输线的长度 l 与电磁波的波长满足： z
i i
l
R0 z L0 z
+
分布参 数电路
L0 z
+
R0 z
i( z, t )
C0 z C0 z
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③ 大学的最终目标：锤炼人格、学会做人。 责任意识（对自己、家人、社会负责）、诚 信意识。与人友好相处，和谐共事。首先做人， 其次成才。 参考书 几点要求
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第1章
电路模型和电路定律
本章重点
1.1
电路和电路模型 电流和电压的参考方向 电功率和能量 电路元件
1.5
电阻元件
1.2
解
P 1 U1I1 1 2 2W（发出）
P2 U 2 I1 (3) 2 6W（吸收）
+
U3 3 －
I2
P3 U 3 I1 8 2 16 W（吸收）
P4 U 4 I 2 (4) 1 4W（吸收）
P5 U 5 I 3 7 (1) 7W（吸收）