第一章电路模型和电路定律
通常设参考点的电位为零,因此参考点也称为零电位点。
a
b
设c点为电位参考点,则 c=0a=Uac, b=Ubc, d=Udc
两点间电压与电位的关系:
d
c
设c点为电位参考点, c=0
Uac = a , Udc = d
Uad= Uac+Ucd =Uac–Udc= a–d
结论:电路中任意两点间的电压等于该两点间的电位之差。
U>0
实际方向
+
U<0
(1)电压的参考方向可任意设定,图中已有的电压极性认为是 参考极性;
(2)电压的参考方向的作用在于将电压看成代数量; (3)指定参考方向下的电压值的正、负反映电压的实际方向。
5.电位:为分析方便,常在电路中选某一点为参考点,把 任一点到参考点的电压称为该点的电位,用 或V表示。
(1) 用箭头表示:箭头指向为电压(降)的参考方向
U
(2) 用正负极性表示:由正极指向负极的方向为电压
(降低)的参考方向
+
U
(3) 用双下标表示:如 UAB , 由A指向B的方向为电压 (降)的参考方向
A
UAB
B
第一章电路模型和电路定律
4. 参考方向和实际方向的关系
参考方向
参考方向
+
U
–+
U
–
+
实际方向
和电压的这种参考方向称为关联参考方向;否则,称为非关 联参考方向。
i
i
+
u
–
关联参考方向
+
u
–
非关联参考方向
例题: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?
i
+
AU B
-
解: A B
电压、电流参考方向非关联; 电压、电流参考方向关联。
小结:
(1) 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向,元件或支路 的电压和电流通常采用关联参考方向以减少公式中负号;
第1章 电路模型和电路定律
(circuit model) (circuit laws)
重点:
1. 电压、电流的参考方向 2. 电路元件特性 3. 基尔霍夫定律
1.1 电路和电路模型 1.2 电压和电流的参考方向 1.3 电路元件的功率 1.4 电路元件 1.5 电阻元件 1.6 电感元件 1.7 电容元件 1.8 电源元件 1.9 受控电源 1.10 基尔霍夫定律
例题:已知 Uab=1.5 V,Ubc=1.5 V,分别以a、b点为参考点 计算各点的电位以及两点间的电压。
(1) 以a点为参考点,a=0
a
Uab= a–b b = a –Uab= –1.5 V
1.5 V b
1.5 V
c
Ubc= b–c c = b –Ubc= –1.5–1.5= –3 V Uac= a–c = 0 –(–3)=3 V (2) 以b点为参考点,b=0 Uab= a–b a = b +Uab= 1.5 V Ubc= b–c c = b –Ubc= –1.5 V
结论:
Uac= a–c = 1.5 –(–1.5) = 3 V
(1)电路中的电位参考点可任意选择;
(2)参考点一经选定,电路中各点的电位值就成为唯一;
(3)当选择不同的电位参考点时,电路中各点的电位值将改
变,但任意两点间的电压将保持不变。
四. 关联参考方向
如果指定流过元件的电流参考方向是从标以电压正极性 的一端指向负极性的一端,即两者的参考方向一致,则电流
处理。
导线(line)、开关(switch)等:将电源与负载接成通路。
二、电路模型 (circuit model)
1.电路模型:足以反映实际电路中电工设备和器件电磁性能
的理想电路元件或它们的组合。
2.理想电路元件:根据实际电路元件所具备的电磁性质所假
想的具有某种单一电磁性质的元件,是反映电磁性能共性 的最小单元,其u,i关系可用简单的数学公式严格表示。
截面的电荷量。
2 . 单位
def Δq dq i(t)lim
Δt0 Δt dt
A (Ampere,安培)
1kA=103A
1mA=10-3A 1A=10-6A
3. 电流的实际方向:通常规定正电荷的运动方向称为电流
的实际方向。元件(导线)中电流流动的实际方向有两种 可能。
实际方向
实际方向
4. 电流的参考方向:任意选定一个方向即为电流的参考方向。
1. 几个基本概念
电压 (voltage):单位正电荷q从一点移至另一点时,电场力
所做的功,即电场中某两点间的电压(降) ,用 U 表示。
A
B
def dW U
dq
2. 电压(降)的实际方向
规定电压真正降低的方向为电压(降)的实际方向
+ 实际方向
+ 实际方向
3. 电压(降)的参考方向
电压参考方向的三种表示方式:
1.2 电流和电压的参考方向 (reference direction)
一、电路中的主要物理量
电压(U) 电流(I) 电荷(Q) 磁通() 电功率(P) 能量(W)
在线性电路分析中常用到电流、电压、功率、能量。
二、电流(current)和电流的参考方向
1. 电流 :带电粒子有规则的定向运动形成电流。电流的 大小用电流强度表示,即单位时间内通过导体
1.1 电路和电路模型(model)
一、 实际电路
定义: 为完成某种预期目的而设计、安装、运行的, 由电工
设备构成的整体,它为电流的流通提供路径,起到传 输电能、处理信号、测量、控制、计算等作用。
电路通常主要由电源、负载、连接导线及开关等构成。
电源(source):提供能量或信号也称为激励源。 负载(load):将电能转化为其它形式的能量,或对信号进行
i
参考方向
A
B
电流的参考方向与实际方向的关系
i
参考方向
实际方向
i
参考方向
实际方向
i> 0
i< 0
电流(代数量 )
大小 符号(方向)
电流参考方向的两种表示方法
1. 用箭头表示:箭头的指向为电流的参考方向。
i
A
B
2. 用双下标表示:如 iAB , 电流的参考方向由A指向B。
A
iAB
B
三、电压和电压的参考方向
几种基本的电路元件:
电阻元件——消耗电能的元件。 电感元件——产生磁场,储存磁场能量的元件。 电容元件——产生电场,储存电场能量的元件。 电源元件——各种将其它形式的能量转变成电能的元件。
Rf
US
Ri
例题 开关 灯泡
电 池
导线
1 0 B A S E - T w a ll p la t e
例题
结论: 1、电路模型是由理想电路元件构成的; 2、同一实际电路部件在不同的应用条件下,其模型可以有 不同的形式; 3、具有相同的主要电磁性能的实际电路部件,一定条件下 可用同一模型表示。