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电路基本概念和定律


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 )
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物理量实际方向的表示方法
I
a
电 池

+

E _
+
R Uab
_
b
电压
a 正负号
+
u_ b
箭 头a
ub
电流:从高电位 指向低电位。
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
的电位差。
电路基本概念和定律
uabua ub
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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 +
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。 电路基本概念和定律
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水力发电厂
电 能 的 变电站 产 生 和 大型工厂 输 送
电路基本概念和定律
变电站
输电线
小型电能用户
配电站
学校 住宅乡村
商店
小型配电跳站转到第一页
电能的输送和分配
主传输线
发电厂 升压 500 kV
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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。 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 小写 电路基本概念和定律 i 表示电流的一般符号
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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。
非关联方向时: p =-ui
电路p基>本概0念时和定吸律 收功率,p<0时放出功率。
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I= 2 A
+ U =5V -
(a)
I= - 2 A
+ U =5V

(b)
I= - 2 A
+ 电路 基本U概念= 和5定V律

(c)
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。 (c)非关联方向,
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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。 电路基本概念和定律
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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、
+
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
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。 电路基本概念和定律
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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
三相
降压
电压分配 10 kV
降压 变电站
单相
电路基本概念和定律
单相
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发电机
电源ห้องสมุดไป่ตู้
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。 电路基本例概念如和定:律输电线路
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
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。 电路基本概念和定律
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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
I
U + 双下标 电路基本概念和定律
ab(高电位在前,
低电位在后)
R
-
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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?
+
_ E1
电路基本概念和定律
A IR B R
电流方向 BA?
+
E2_
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解决方法
(1) 在解题前先设定一个方向,作为参考方向;
u1 =1V
u2 =-1V
最后求得的u为正值,说明电压的实际方向
电与路基参本概考念和定方律 向一致,否则说明两者相反。
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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。
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。
(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。
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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。
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
可电路。基本如概念果和定律采用非关联方向,则必须全部标示。
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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
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
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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。 二:实现信号的传递、存储和处理。
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架空输电线
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电能的应用
电路基本概念和定律
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电能的应用
电路基本概念早和定期律的通讯
现代通信
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电能的应用
电路基本概念早和定期律的通讯
现代通信
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电能的应用
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1.1.2 电路模型
+




I
+ E
_
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