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1电路的基本定律与分析方法解析

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本章要求:
1了解:电路的作用与组成部分;电压源、电流源的联接方法。 理解:电路元件、电路模型的意义;电压、电流参考方向的概 念;电压源、电流源概念;电功率和电能量的概念及计算方法。 2应用:掌握基尔霍夫定律,会用支路电流法求解简单的电路; 掌握电阻串联、并联电路的特点及分压分流公式,会计算串并联 电路中的电压、电流和等效电阻;能求解一些简单的混联电路; 叠加定理、戴维南定理求解复杂电路中的电压、电流、功率等电 量;掌握电路中电位的计算。 3分析:通过学习本章提供的题例和知识点,学会分析直流电路 的思路和方法,能够从题例中获取运用电路基本定理和分析方法 进行电路分析的相关经验。
提供信息 话筒
放 扬声器


直流电源:
负载
提供能源
直流电源
扩音机电路示意图
电源或信号源的电压或电流称为激励,它推动电路 工作;由激励所产生的电压和电流称为响应。 6
1.1.2 电路的模型
为了便于对实际电路的分析和计算,我们通常在工 程实际允许的条件下对实际电路进行模型化处理 , 用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模 拟实际电路中的器件,从而构成与实际电路相对应的 电路模型。
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参考方向的表示方法:
电流:
I
箭标
aR b
双下标
Iab
实际方向与参考方向的关系:
实际方向与参考方向一致,电流(或电压)值为 正值;
实际方向与参考方向相反,电流(或电压)值为 负值。
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二、电压和电压的参考方向
1、电压的大小
在电路a b 段电场力移动电荷所做的功与电荷量的比值是一个
恒定不变的量,这个比值只和电路的具体结构有关,可用来反
开关用来控制电路的通 断。
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1.1.3 电压、电流及其参考方向
一、电流
1、电流的大小 电流的大小用电流强度表示:
i(t) lim Δq dq Δt0 Δt dt
电流的单位:安培 A。 如果在1秒钟内通过导体截面的电量是1库仑,
这时电流就是1安培,即
1安培
1库仑 1秒
常用毫安(mA)和微安(μA)。
b点电位
a、b之间的电压
a点电位
电压的方向规定为从高电位指向低电位端,即为电压降低的方向。 2、电压的参考方向
同样在电路中要给出电压的参考方向(参考极性),参考极性的指 定是任意的,参考极性确定了,就可从数值上的正负来判明电压的 实际方向。 电压参考方向的表示方法: 用箭头表示 ;
用双下标表示uAB; 用正负极性表示。
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★实际方向与参考方向的关系
理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元 件和电源元件等。

R
L
C
US
IS

(a)电阻元件
(b)电感元件 (c)电容元件 (d)理想电压源 (e)理想电流源 图 无源和有源的理想电路元件的电路模型
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1.1.2 电路的模型
例:手电筒
手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。
手电筒的电路模型
I
++
E
–U
负载: 取用 电能的装置
发电机
升压 输电线 降压
变压器
变压器
电灯 电动机
电炉
...
中间环节:传递、分 配和控制电能的作用
电力工程系统
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电能的输送和分配
主传输线
发电厂 升压 500 kV
三相
降压
电压分配 10 kV降压 变电站来自单相单相5
2.电路的作用
(2)实现信号的传递与处理
信号处理:
信号源:
放大、调谐、检波等
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1.1 电路的基本概念
1.1.1 电路的组成与作用
电路是电流的通路,是为了某种需要由电工设备 或电路元件按一定方式组合而成。 1. 电路的组成
从电路的本质来说,都由电源、负载、中间环节 三个最基本的部分组成。
手电筒电路图
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2. 电路的作用
(1) 实现电能的传输、分配与转换 电源: 提供 电能的装置
实际方向与参考方向一致,电流(或电压)值为正值;
实际方向与参考方向相反,电流(或电压)值为负值。
例: I aR b
+U–
若 I = 5A,则电流从 a 流向 b;
若 I = –5A,则电流从 b 流向 a 。 若 U = 5V,则电压的实际方向 从 a 指向 b;
aR 注意:
b 若 U= –5V,则电压的实际方向 从 b 指向 a 。
Ro

电池
S 开关
导线
R 灯泡
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手电筒的电路模型
I
++
E
–U
Ro

电池
S 开关
导线
R 灯泡
今后分析的都是指电 路模型,简称电路。在 电路图中,各种电路元 件都用规定的图形符号 表示。
电池是电源元件,其 参数为电动势 E 和内阻 Ro;
灯泡主要具有消耗电能 的性质,是电阻元件,其 参数为电阻R;
筒体用来连接电池和灯 泡,其电阻忽略不计,认 为是无电阻的理想导体。
映这段电路的性质,我们把这一比值称为A B两点间的电压用
符号uAB来表示 ,
uAB dw dq
电压的单位:伏特V。如果电场力移动1库仑电荷所做的功是1焦耳, 则这时的电压就是1伏特,即
1伏特=
1焦耳 1库仑
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常用单位: 千伏(KV);毫伏(mv)和微伏(μv) 1kv=103V 1V=103mv =106μv
在参考方向选定后,电流 ( 或电压 ) 值才有正负
之分。
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1.1.4 电位、电动势及电功率
1. 电位的概念
电位:电路中某点至参考点的电压,记为“VX” 。 通常设参考点的电位为零。
某点电位为正,说明该点电位比参考点高;
某点电位为负,说明该点电位比参考点低。
电压与电位的关系:
U ab Va Vb
第1章 电路的基本定律与分析方法
1.1 电路的基本概念 1.2 欧姆定律 1.3 电路的工作状态 1.4 基尔霍夫定律 1.5 电阻串并联联接及其等效变换
1.6 电阻星形联接与三角形联接的等效变换 1.7 电压源与电流源及其等效变换 1.8 支路电流法 1.9 结点电压法 1.10 叠加原理 1.11 戴维宁定理与诺顿定理 1.12 受控电源电路的分析
1(A)=103(mA)=106(μA)
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2、电流的方向 电流的实际方向是正电荷运动的方向。
3、电流的参考方向 引入参考方向的原因:
1)、在复杂电路中,各支路电流的实际方向往 往是未知的,只能事先假定各支路电流的参考 方向,再根据电路的基本定律列出电路方程, 得出各支路电流的实际方向。
2)、在交流电路中电流是交变的,很难在电路 中反映电流的流向,标出参考方向,写出相应 的方程式,才能得出电流的实际方向和大小。 电流的参考方向是任意指定的。
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