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电路分析基础教案


_
+
a
b
+
u
_
u=-2V
§1-2 电路变量 电流、电压及功率
二、电压 4、极性 ——参考方向 关联参考方向:
电流参考方向与电压降参考方向一致时, 称为关联参考方向
i
a
b
+
u
_
§1-2 电路变量 电流、电压及功率
三、功率 1、定义
单位时间内吸收的能量——吸收功率
i
a +
b _
(关联参考方向)
P吸收 ddW tddW qd dq tui
参 考 方 向 与 真 实 方同向 相
计算值







方反向

§1-2 电路变量 电流、电压及功率
二、电压 (Voltage) 1、定义
a、b两点间的电压表明了单位正电荷由a点移 到b点所获得或失去的能量。
U ab
dW dq
§1-2 电路变量 电流、电压及功率
二、电压 2、符号
U——直流电压(DC) u——交流电压(AC)
一、电流 4、方向 ——参考方向(reference direction)
正电荷移动的方向为电流的真实方向
I1=2A
I1 Us1 R1
Us2
R2 I2
I3
I4
I5
R3 Us4
R5
I2=-3A
§1-2 电路变量 电流、电压及功率
一、电流 4、方向 ——参考方向(任意假设)
正电荷移动的方向为电流的真实方向
3、扩展 ——KCL也可用于包围几个节点的闭合面
节点KCL
I A I1 I3
I
B
I2
I1
I
C
I3
I2
IA
A
I1
IB
IC
B I2
I3 C
IAIBIC0
I 0
闭合面KCL
i1i2i3 0 i3i4i50
i5 i6 0
i1i2i4i60
KCL方程是以支路电流为变量的代数方程,它对连 接到该节点的各支路电流施加线性约束。
§1-2 电路变量 电流、电压及功率
一、电流 3、单位
电量的单位:库仑(C) 电流的单位:1安培(A)=1库仑/1秒
§1-2 电路变量 电流、电压及功率
一、电流 4、方向
正电荷移动的方向为电流的真实方向
I1 K Us1 R1
Us2
R2 I2
I3
I4
I5
R3 Us4
R5
§1-2 电路变量 电流、电压及功率
i(t) dq dt
§1-2 电路变量 电流、电压及功率
一、电流 2、符号
I——直流电流DC(Direct Current) 大小与方向都不随时间改变
i——时变电流(time varying current) 大小或方向随时间改变
i——交流电流AC(Alternating Current) 大小和方向都随时间作周期性改变
集总电路
四、电路模型
手电筒电路
电气图
实际电路 电路模型
§1-1 电路及集总电路模型
五、电路分析与电路设计
交 流 电
↑ ↑ ↑ ↑ ↑
变 压
整 流
滤 波
稳 压
直 流
§1-2 电路变量 电流、电压及功率
一、电流 (Current) 1、定义
电荷定向移动产生电流 单位时间内通过导体横截面的电荷量称为电流
相同的 基本规律
§1-1 电路及集总电路模型
一、电路的作用 二、电路的组成
电源 负载 连接导线
§1-1 电路及集总电路模型
三、集总参数元件(lumped parameter element)
电阻元件:R——热能
R
电容元件:C——电能
C
电感元件:L——磁能
L
理想元件
条件:实际电路尺寸远小于工作频率对应的波长
I1I2 I3
§1-3 基尔霍夫定律(Kirchhoff’s Law)
二、基尔霍夫电流定律(KCL) 2、注意事项
1)KCL与元件的性质无关 2)KCL中电流的流向是按其参考方向来决定的,
与电流本身的正、负无关。
3)正、负符号的规定
§1-3 基尔霍夫定律(Kirchhoff’s Law)
二、基尔霍夫电流定律(KCL)
§1-3 基尔霍夫定律(Kirchhoff’s Law)
一、名词介绍
支路(branch):电路中能通过同一个电流的每个分支 节点(node):两条以上支路的联接点 回路(loop):电路中任何一个闭合路径 网孔(mesh):在回路内部不含有支路的回路 网络(network):含元件较多的电路 支路电流:流经支路的电流 支路电压:支路两端的电压
3)求其他支路电流:
I3 3 I 4 0 I 4 4 I 5 0 I 5 6 I 2 I 3 0
小结
§1-2 电路变量 电流、电压及功率
三、功率 1、定义
关联方向 p吸 收 ui 非关联方 p吸向 收 ui
p吸收 0
p吸

0
吸收能量 提供能量
§1-2 电路变量 电流、电压及功率
三、功率 2、单位
瓦特(w) 1w=1J/1s 电能单位:1千瓦小时——1度
1 k h w 1 3 3 0 6 3 . 6 1 0 6 J 0 0 3 . 6 M J
3、单位
能量W——焦耳(J) 电量 q——库仑(c) 电压 u——伏特(V)
§1-2 电路变量 电流、电压及功率
二、电压 4、极性 ——参考方向
正电荷由a→b
: 失 获
得能a量 低 ) ( 去 能a量 高 ) (
b 高 ) ( b低 ) (
参 考 方 向 与 真 实 方同向 相
计算值 参考方向与真实方反向相
已知:i1=1A、 i3=3A、i5=5A
3A
5A
1A
-4A
-2A
5A
§1-3 基尔霍夫定律(Kirchhoff’s Law)
例:图中,根据所给出的电流,尽可能多地确 定其他各元件中的未知电流。
1)根据闭合面的KCL,求I2
I23460
I2 1A
2)对节点A,求I1
I110 2I2 I1 13A
§1-3 基尔霍夫定律(Kirchhoff’s Law)
二、基尔霍夫电流定律(KCL)
1、定义
I1 R1
任一瞬间,流入(或流出)节点 +
的所有支路电流代数和为零
U1 -
I 0
1 R2 I2
I3

R3
U2 -
2
I1I 1 I2I 2 I3I3 0 0 ((21))
流入某节点的电流之和等于流出该节点的电流之和
电路分析基础
第一部分 电阻电路分析 第二部分 动态电路分析(时域) 第三部分 正弦稳态分析(频域)
第一章 集总参数电路中电压、 电流的约束关系
1、电路的电路的基本元件 5、电路的基本分析方法
§1-1 电路及集总电路模型
一、电路的作用 能量传输和转换 传送和处理信号 测量电量 存储信息
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