1电路基本概念和定律
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（c）非关联方向，
P=－UI=－5×(－2)=10W，
P>0，吸收10W功率。
pu(t)i(t)
“+” 关联方向 “-”非关联方 向
p＞0时吸收功率，p＜0时放出功率。
功率 单位 瓦特（W） 电能 （工程上）单位 千瓦小时（ kW·h ）
2020/6/17
p dW dt
dW pdt
若元件吸收功率为p(t) ，并设W(-∞)=0 ，则
电流强度：单位时间内通过导体截面的电荷量。
i dq dt
大写 I 表示直流电流
2020/6/17
小写 i 表示电流的一般符号
正电荷运动方向规定为电流的实际方向。 电流的方向用一个箭头表示。 任意假设的电流方向称为电流的参考方向。
参考方向 i
参考方向
i
a
ba
b
实际方向
实际方向
(a) i>0
(b) i<0
发电厂 升压 500 kV
三相
降压
电压分配 10 kV
降压 变电站
单相
2020/6/17
单相
发电机
电源
升压 变压器
输电线
中间环节
降压 变压器
电灯 电动机
电炉
负载
电源：提供电能或信号的器件。 例如：发电机、干电池 ，键盘、编码器
负载：使用电能或者电信号的设备。 例如：电动机、电炉、电灯、显示器
中间环节：连接电源和负载的部分，起传输和分配电 能的作用。
如果求出的电流值为正，说明参考方向 与实际方向一致，否则说明参考方向与实际 方向相反。
1.2.2 电压、电位和电动势
电路中a、b点两点间的电压定义为单位正
电荷由a点移至b点电场力所做的功。
uab
dWab dq
电路中某点的电位定义为单位正电荷由该
点移至参考点电场力所做的功。
电路中a、b点两点间的电压等于a、b两点
ub
电流：从高电位 指向低电位。
I
双下标
Uab（高电位在前，
低电位在后）
+
R
-
Leabharlann Baidu
2020/6/17
电路分析中的参考方向（正方向）
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？
2020/6/17
+
_ E1
A IR B R
电流方向 BA？
+
E2_
解决方法
(1) 在解题前先设定一个方向，作为参考方向；
素，将实际电路元件理想化（模型化）。
主要有电阻、电感、电容元件。
电路模型：
由理想电路元件所组成的电路，就是实 际电路的电
路模型。
2020/6/17
1.2 电路变量
• ------描述电路特性的物理量
• 常见变量 • 电流 电压 功率
2020/6/17
1.2.1 电流
电荷的定向移动形成电流。
电流的大小用电流强度表示，简称电流。
的电位差。
uabua ub
电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处。 与电流方向的处理方法类似， 可任选一方向为电压的参考方向
a
ba
b
+ u1 － － u2 +
u1 =1V
u2 =－1V
最后求得的u为正值，说明电压的实际方向
与参考方向一致，否则说明两者相反。
电动势是衡量外力即非静电力做功能力 的物理量。外力克服电场力把单位正电荷从 电源的负极搬运到正极所做的功，称为电源 的电动势。
p＞0时吸收功率，p＜0时放出功率。
I= 2 A
+ U =5V －
(a)
I= - 2 A
+ U =5V
－
(b)
I= - 2 A
+ U =5V －
( c ) 2020/6/17
例：求图示各元件的功率. （a）关联方向， P=UI=5×2=10W， P>0，吸收10W功率。 （b）关联方向， P=UI=5×(－2)=－10W， P<0，产生10W功率。
。 • 二：实现信号的传递、存储和处理 电路。分析的主要任务在于解得电路物理量，
其中最基本的电路物理量就是电流、电压和 功率。
2020/6/17
水力发电厂
电 能 的 变电站 产 生 和 大型工厂 输 送
变电站
2020/6/17
输电线
小型电能用户
配电站
学校 住宅乡村
商店
小型配电站
电能的输送和分配
主传输线
dW e
dq
电动势的实际方向与电压实际方向相反， 规定为由负极指向正极。
电路中物理量的方向
物理量的方向：
实际方向 参考方向
实际方向： 物理中对电量规定的方向。
参考方向：（正方向）： 在分析计算时，对电量人为任意设定的方
向。
2020/6/17
物理量的实际方向
物理量
单位
电流 I A、kA、mA、
μA
电动势 E V、kV、mV、
μV
电压 U V、kV、mV、 μV
实际正方向 正电荷移动的方向
电源驱动正电荷的 方向
(低 电 位 高 电 位 ) 电位降落的方向
(高 电 位 低 电 位 )
2020/6/17
物理量实际方向的表示方法
I
a
电 池
灯
+
泡
E _
+
R Uab
_
b
电压
a 正负号
+
u_ b
箭 头a
第1章 电路分析方法
• 1.1 电路模型 • 1.2 电路变量 • 1.3 电阻元件 • 1.4 电源元件 • 1.5 基尔霍夫定律 • 1.6 电阻的串并联 • 1.7 实际电源模型
1.1 电路模型
为了某种需要而由电源、导线、开关和负载按 一定方式组合起来的电流的通路称为电路。
电路的主要功能： • 一：进行能量的转换、传输和分配
(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。
2020/6/17
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，称关联方向；如 不一致，称非关联方向。
例如：输电线路
2020/6/17
架空输电线
2020/6/17
电能的应用
2020/6/17
电能的应用
早期的通讯
2020/6/17
现代通信
电能的应用
早期的通讯
2020/6/17
现代通信
电能的应用
2020/6/17
1.1.2 电路模型
+
电 池
灯 泡
I
+ E
_
+
RU
_
_ 理想电路元件：
电源
负载
在一定条件下，突出其主要电磁性能，忽略次要因
i
a
b
+ u －
i
a
b
－ u +
(a) 关联方向
(b) 非关联方向
如果采用关联方向，在标示时标出一种即
可。如果采用非关联方向，则必须全部标示。
1.1.3 能量和功率
电场力在单位时间内所做的功称为电功率，
简称功率。
p dW dt
功率与电流、电压的关系：
关联方向时： p =ui
非关联方向时： p =－ui
P=－UI=－5×(－2)=10W，
P>0，吸收10W功率。
pu(t)i(t)
“+” 关联方向 “-”非关联方 向
p＞0时吸收功率，p＜0时放出功率。
功率 单位 瓦特（W） 电能 （工程上）单位 千瓦小时（ kW·h ）
2020/6/17
p dW dt
dW pdt
若元件吸收功率为p(t) ，并设W(-∞)=0 ，则
电流强度：单位时间内通过导体截面的电荷量。
i dq dt
大写 I 表示直流电流
2020/6/17
小写 i 表示电流的一般符号
正电荷运动方向规定为电流的实际方向。 电流的方向用一个箭头表示。 任意假设的电流方向称为电流的参考方向。
参考方向 i
参考方向
i
a
ba
b
实际方向
实际方向
(a) i>0
(b) i<0
发电厂 升压 500 kV
三相
降压
电压分配 10 kV
降压 变电站
单相
2020/6/17
单相
发电机
电源
升压 变压器
输电线
中间环节
降压 变压器
电灯 电动机
电炉
负载
电源：提供电能或信号的器件。 例如：发电机、干电池 ，键盘、编码器
负载：使用电能或者电信号的设备。 例如：电动机、电炉、电灯、显示器
中间环节：连接电源和负载的部分，起传输和分配电 能的作用。
如果求出的电流值为正，说明参考方向 与实际方向一致，否则说明参考方向与实际 方向相反。
1.2.2 电压、电位和电动势
电路中a、b点两点间的电压定义为单位正
电荷由a点移至b点电场力所做的功。
uab
dWab dq
电路中某点的电位定义为单位正电荷由该
点移至参考点电场力所做的功。
电路中a、b点两点间的电压等于a、b两点
ub
电流：从高电位 指向低电位。
I
双下标
Uab（高电位在前，
低电位在后）
+
R
-
Leabharlann Baidu
2020/6/17
电路分析中的参考方向（正方向）
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？
2020/6/17
+
_ E1
A IR B R
电流方向 BA？
+
E2_
解决方法
(1) 在解题前先设定一个方向，作为参考方向；
素，将实际电路元件理想化（模型化）。
主要有电阻、电感、电容元件。
电路模型：
由理想电路元件所组成的电路，就是实 际电路的电
路模型。
2020/6/17
1.2 电路变量
• ------描述电路特性的物理量
• 常见变量 • 电流 电压 功率
2020/6/17
1.2.1 电流
电荷的定向移动形成电流。
电流的大小用电流强度表示，简称电流。
的电位差。
uabua ub
电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处。 与电流方向的处理方法类似， 可任选一方向为电压的参考方向
a
ba
b
+ u1 － － u2 +
u1 =1V
u2 =－1V
最后求得的u为正值，说明电压的实际方向
与参考方向一致，否则说明两者相反。
电动势是衡量外力即非静电力做功能力 的物理量。外力克服电场力把单位正电荷从 电源的负极搬运到正极所做的功，称为电源 的电动势。
p＞0时吸收功率，p＜0时放出功率。
I= 2 A
+ U =5V －
(a)
I= - 2 A
+ U =5V
－
(b)
I= - 2 A
+ U =5V －
( c ) 2020/6/17
例：求图示各元件的功率. （a）关联方向， P=UI=5×2=10W， P>0，吸收10W功率。 （b）关联方向， P=UI=5×(－2)=－10W， P<0，产生10W功率。
。 • 二：实现信号的传递、存储和处理 电路。分析的主要任务在于解得电路物理量，
其中最基本的电路物理量就是电流、电压和 功率。
2020/6/17
水力发电厂
电 能 的 变电站 产 生 和 大型工厂 输 送
变电站
2020/6/17
输电线
小型电能用户
配电站
学校 住宅乡村
商店
小型配电站
电能的输送和分配
主传输线
dW e
dq
电动势的实际方向与电压实际方向相反， 规定为由负极指向正极。
电路中物理量的方向
物理量的方向：
实际方向 参考方向
实际方向： 物理中对电量规定的方向。
参考方向：（正方向）： 在分析计算时，对电量人为任意设定的方
向。
2020/6/17
物理量的实际方向
物理量
单位
电流 I A、kA、mA、
μA
电动势 E V、kV、mV、
μV
电压 U V、kV、mV、 μV
实际正方向 正电荷移动的方向
电源驱动正电荷的 方向
(低 电 位 高 电 位 ) 电位降落的方向
(高 电 位 低 电 位 )
2020/6/17
物理量实际方向的表示方法
I
a
电 池
灯
+
泡
E _
+
R Uab
_
b
电压
a 正负号
+
u_ b
箭 头a
第1章 电路分析方法
• 1.1 电路模型 • 1.2 电路变量 • 1.3 电阻元件 • 1.4 电源元件 • 1.5 基尔霍夫定律 • 1.6 电阻的串并联 • 1.7 实际电源模型
1.1 电路模型
为了某种需要而由电源、导线、开关和负载按 一定方式组合起来的电流的通路称为电路。
电路的主要功能： • 一：进行能量的转换、传输和分配
(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。
2020/6/17
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，称关联方向；如 不一致，称非关联方向。
例如：输电线路
2020/6/17
架空输电线
2020/6/17
电能的应用
2020/6/17
电能的应用
早期的通讯
2020/6/17
现代通信
电能的应用
早期的通讯
2020/6/17
现代通信
电能的应用
2020/6/17
1.1.2 电路模型
+
电 池
灯 泡
I
+ E
_
+
RU
_
_ 理想电路元件：
电源
负载
在一定条件下，突出其主要电磁性能，忽略次要因
i
a
b
+ u －
i
a
b
－ u +
(a) 关联方向
(b) 非关联方向
如果采用关联方向，在标示时标出一种即
可。如果采用非关联方向，则必须全部标示。
1.1.3 能量和功率
电场力在单位时间内所做的功称为电功率，
简称功率。
p dW dt
功率与电流、电压的关系：
关联方向时： p =ui
非关联方向时： p =－ui