第一章电路基本概念及基本定律

3）单位
J
日常生活中 1度=1千瓦时=
3.6 10
6
焦耳
电路基础
47
四、电位 1.定义：电路中任选一点为参考点，称为零电位 点，则电路中某点到参考点的电压就称 为该点（相对于参考点用o表示）的电位。
Va U ao
计算电位的方法：选任一条路径，求该路径上所有电压的代数和。 电位与电压的关系：两点之间的电压等于两点的电位差。
a到b,若i = -5A，则表示这段电路中的电流大小 为5A，方向为由b到a。
电路基础
30
一、电流
电流参考方向的表示方法： I
箭 标 双下标
a
R
Iab
b
电路基础
31
一、电流
解决方法
(1) 在解题前先设定一个正方向，作为参考方向； (2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关 系的代数表达式； (3) 根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。
成都航空职业技术学院
电路基础 电路基础
1
自我介绍
教师姓名：曾 方 办公地： 电子工程系控制教研室 教学附楼316 邮箱：ZZFF6603@163.COM QQ： 125481320
电路基础
2
绪论 一、课程的基本认识
桥梁 重要的 基础课
专业课
……
3
电路基础
绪论
课程的目的和任务
获得电路方面的基本理论、基本知识和基本 技能，为学习后续课程以及今后从事工程技术
水位能
太阳能
电路基础
6
绪论
三、怎样学习？
•基本概念的理解和应用 •基本定律的应用 •基本电路的分析方法
勤奋、自主、悟性
不能沿用物理中的思物方法
不归纳、不总结、不复习、不出模拟题
电路基础
7
绪论
四、评分标准
•期末考试 70%
•平时成绩 30%
•选课代表、做实验。实验指导书，实验作业本 •作业记录
电路基础
以手电筒为例,包括: 电源: 干电池,产生并提供电能。
负载: 灯泡, 把电能转化为 其他形式的能量(光能)。
开关: 控制电路通或断。
手电筒电路
导线: 输送和分配电能。
电路基础
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一、电路的概念 4.电路的作用
换电能 电力：传输、分配、转 理、存储信号 电子：传递、变换、处
发电机
升压 变压器
电路基础
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一、电流
例1-2如图所示，已知q(t)的变化率，求电流i并画出i(t)的波形。
( 0 t 2) 2t 解：q(t ) 4 ( 2 t 4) 2t 12 (4 t 6)
q (c )
4
0
2
4
6
t ( s ) i (t ) 2
2 dq i (t ) 0 dt 2
输电线
降压 变压器
电灯 电动机 电炉 ...
话筒
放 大 器
扬声器
电路基础
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一、电路的概念 电源: 产生并提供 电能的装置
发电机
负载: 取用 电能的装置
电灯 电动机 电炉 ...
升压 变压器
输电线
降压 变压器
中间环节：传递、分 配和控制电能的作用
电路基础
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一、电路的概念 信号处理： 放大、调谐、检波等 话筒
V J C
4.电压的特性：电压的唯一性，电压只与两点
之间的位置有关与路径无关。
电路基础
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二、电压
5.关联方向
电压与电流的参考方向相同成为一致方向或关联方向，反之为
非关联方向。
关联方向
非关联方向
电路基础
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二、电压
例1-4 在图中，1C(库仑)电荷通过某电路元件时,
该元件的能量变化为5J(焦耳),求电压u
工作打下必要的基础。
电路基础
4
绪论 二、为什么学习？
1.电能的应用非常广泛，国发经济的基础 •在工业中 •在农业中 •在现代通信技术中 •在日常生活中
能量转换 信号处理
电路基础
5
绪论
二、为什么学习？
2.电能具有其他能量形式无法比拟的优越性。
声能
•便于转换 •便于输送 •便于控制
风能
热能
光能 电能 机械能 化学能
若:(1)电荷为正,该元件为吸收能量；
(2)电荷为负，该元件为放出能量。
dw 解：由于 u dq dw 5 5V 则当 (1)dq=1C,dw=5J时， u dq 1 dw 5 (2)dq=1C,dw=-5J时， u 5V dq 1
电路基础
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二、电压
a
b a b a + 2V - + -3V (a) (b)
运动方向相反。
电路基础
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一、电流
② 电流的参考方向（电路分析必须标出电流方向）
问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际
方向，电路如何求解？ 电流方向 AB？ 电流方向 BA？
A
IR
B
R
E1 E2
电路基础
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一、电流
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。
（a）
（b）
实际电感线圈的电路模型
电路基础
23
§1.2 电路的主要物理量
电路基础
24
一、电流 1.电流：电荷有规律的运动。 2.电流强度：电流的强弱。电荷相对于时间的变化率。
dq i dt
电路基础
25
一、电流
3. 单位
国际单位：安培，1秒通过导体横截面的电量为1库仑。
A ຫໍສະໝຸດ Baidu C S
目的:将电能转化为其他形式的能。 设备:发电机、信号发生器…… 元件:电阻、电感、电容、电压源、电流源…… 整体:必须组合在一起才能完成某项功能。
电路基础
15
一、电路的概念 3.电路的组成
提供电能的设备。 内电路：电源：产生并 为其他形式能的设备。 负载：吸收电能并转换 外电路中间设备：连接、控制 和保护电路的设备。
以d为零电位点： Vd 0 Va U ad U s (6) 6(V )
Vb U bd U ba U ad U 1U s 2 (6) 4(V )
Vc U cd U 4 4(V ) Ubc U5 Vb Vc 4 (4) 8(V )
b 4V (c)
例1-5 指出图 (a),(b),(c)中所示元件电压的真实极性。 解： 图中所示元件的电压的真实极性为: (a) 与实际方向一致; (b) 与实际方向相反; (c) 不能确定,因为没有给出参考极性。
电路基础
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二、电压
例1-6 已知： U S 6V, U1 2V, U 4 4V 求：U , U , U 。 2 3 5
抽象的电路图与实际所 见产品的不同
手电筒电路
美的电磁炉电路图
电路基础
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一、电路的概念
家用电器－－彩电
电路基础
12
一、电路的概念
家用电器－－冰箱
电路基础
13
家用电器－－洗衣机
无传感器洗衣机电机驱动电路图
电路基础
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一、电路的概念 2.实际电路：为了一定的目的，将各种设备 和元件按一定方式组成一个整 体，为电流提供一个通路。
耗能：电阻 电感线圈 储能：电感
电感线圈
电路基础
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二、电路模型
条件：具有单一的物理特性和精确的数学定义。 本课程涉及的理想元件：电阻、电感、电容、电压源、电流源
2.电路模型
由理想元件构成的电路称为实际电路的电路模型。
电路基础
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二、电路模型
• 同一实际设备和器件，在不同的情况下，模拟它的电路可能是不 同的，但是近似的。 • 例如，一个实际的电感线圈，在低频条件下工作时，可以不考虑 匝与匝之间的分布电容，近似地用一个电阻元件和一个电感元件 的串联作为它的模型。当频率不太高时，分布电容的影响可以用 一个并联的等效电容来代替。
U ab Va Vb U ao Ubo
电路基础
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四、电位
2.电位正负的意义
“”该点电位比参考点电 位高 “-”该点电位比参考点电 位低
电路基础
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四、电位
例1-9 已知： U S 6V, U1 2V, U 4 4V 求： V , V , V a b c
电路基础
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一、电流
例1-1 指出图 (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。
b i 3 A 解： b (a) 电流i为正值,说明实际电流方向与参考方向一致, b
a
i 2A a
a
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。
兆安、吉安 强电专业：安、千安、 、纳安、皮安 弱电专业：毫安、微安 3位 结果的整数不超过 选单位 2位 结果的小数不超过
电路基础
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一、电流
4. 电流的特性：电流的连续性。
5. 电流的方向
2.电流的方向 ①电流的真实方向
正电荷运动的方向规定为电流的真实方向,负电荷形成的电流其方向与
若电流真实方向与参考方向一致，A 电流i为正值；
B
若电流真实方向与参考方向相反， 电流i为负值；
电流的参考方向
电路基础
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一、电流
电流的实际方向将根据求解后电流数值的正负以及电流的
参考方向来决定,电流的大小由电流数值的绝对值来表示。
如右图所示，若求解结果 i = 5A， 则表示该支路电流大小为5A，方向由
信号源: 提供信息
直流电源: 提供能源
放 大 器
扬声器
负载 直流电源
电路基础
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一、电路的概念 5.电路的状态
负载状态（I 0） 开路状态（I 0） 短路状态（I 0）
负载状态
U ？
断路状态
短路状态（故障状态）
电路基础
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二、电路模型 1.理想元件
定义：实际元件的抽象化、理想化，具有某一共同特性的元件
b
U 5 U 2 U 4 4 (4) 8(V )
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电路基础
三、电功率和电能
1.电功率
1）概念：描述设备转换电能的能力即转换快慢的物理量。
2）定义：单位时间里转换的电能。
p
dw dt
dw dw dq p u i dt dq dt
电路基础
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三、电功率和电能
( 0 t 2) ( 2 t 4) ( 4 t 6)
i (t )
0
2
4
6
电路基础
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二、电压 描述电场力做功能力的物理量称为电压。 1、定义：电路中任意 两点A、B间的电压， 数值上等于电场力将 单位正电荷从A点移到 B点所做的功。
+
A
B E E E
dw u dq
电路基础
a
解：
U ab U1 U 2 U s U ab U3 U 4 U s
U 2 U1 U S 2 (6) 4(V)
c d
U 3 U 4 U S 4 (6) 10(V) U 5 U1 U S U 4 2 (6) (4) 8V
P 1 P 2 P 3 0 功率守恒
电路基础
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三、电功率和电能
5）单位：瓦（W）
W J S
T
2.电能
1）定义
w pdt u idt
0 0
T
p(t )
p(t )
t (s)
电路基础
t (s)
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三、电功率和电能
2）电能正负的意义
p 0, w 0吸收电能 p 0, w 0输出电能
35
二、电压
2、电压的方向
电压的正负，反映的是电场力做功还是外力做功。 •u>0，电场力做功，电场能量减小，电压降 •u<0，电场力做负功，电场能量增加，电压升 参考方向
正负号
a
+
u _ b
u b
低电位在后） 电路基础
电压
箭
头 a
双下标
Uab（高电位在前，
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二、电压
3.单位
国际单位：伏特，从a到b，1库仑电荷做了1焦耳的功。
8
第1 章
学习要点
电路的基本知识
第一章 电路的基本知识
§1.1 电路的基本概念 §1.2 电路的主要物理量 §1.3 电阻元件 §1.4 电感元件和电容元件 §1.5 电压源和电流源 §1.6 基尔霍夫定律 电路基础
9
§1.1 电路的基本概念
电路基础
10
一、电路的概念 1.电路：电流通过的路径
三、电功率和电能
例1-8 如图电路，已知i=1A，u1=3V，u2=7V，u3=10V，求 ab、bc、ca、三部分电路吸收的功率P1，P2，P3。
解： P 1 u 1 i 3 1 3W (吸收)
P 2 u 2 i 7 1 7W (吸收)
P 3 u 3 i 10 1 10W (输出)
3）功率正负的意义
p u i
“+”表示关联方向 “-”表示非关联方向
p 0吸收功率 最终结论 p 0输出功率
电路基础
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三、电功率和电能
4）功率平衡
p
输出
p吸收
例1-7 试证明图中所示电路各元件功率平衡。
对电灯： 对电灯：
p iu
p -iu
电路基础
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