电路第五版邱关源第一章
電位真正降低的方向。
單位
V (伏)、kV、mV、V
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a
例
b
已知:4C正電荷由a點均勻移動 至b點電場力做功8J,由b點移 動到c點電場力做功為12J, ①若以b點為參考點,求a、b、c 點的電位和電壓Uab、U bc; ②若以c點為參考點,再求以上
c
解 (1) b 0 U ab a b 2 0 2 V 各值。 W 8 a ab 2 V q 4 U bc b c 0 (3) 3 V W W 12 c cb bc 3 V q q 4
注意
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1.2 電流和電壓的參考方向
電路中的主要物理量有 電壓 、 電流、 電荷、磁 鏈、能量、電功率等。線上性電路分析中人 們主要 關心的物理量是電流、電壓和功率。
1.電流的參考方向
電流 電流強度 帶電粒子有規則的定向運動 單位時間內通過導體橫截面的電荷量 def Δq dq i (t ) lim Δt 0 Δt dt
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a
解
(2) c 0
b
Wac 8 12 a 5V q 4 W 12 b bc 3V q 4
U ab a b 5 3 2 V
c
結論
U bc b c 3 0 3 V
電路中電位參考點可任意選擇;參考點 一經選定,電路中各點的電位值就唯一確定;當 選擇不同的電位參考點時,電路中各點電位值將 改變,但任意兩點間電壓保持不變。
U
(2)用正負極性表示
+
(3)用雙下標表示
U UAB B
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A
3.關聯參考方向
元件或支路的u,i 採用相同的參考方向稱之為 關聯參考方向。反之,稱為非關聯參考方向。
i
+ u
關聯參考方向
i
-
-
u
非關聯參考方向
+
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例
A
+
i
B
u
-
注意
電壓電流參考方向如圖中所標, 問:對A、B兩部分電路電壓電 流參考方向關聯否? 答:A電壓、電流參考方向非關聯; B電壓、電流參考方向關聯。
第1章
1.1
電路模型和電路定律
本章重點
1.5 電阻元件
電路和電路模型 電流和電壓的參考方向 電功率和能量
1.2
1.3
1.6
1.7
電壓源和電流源
受控電源
1.4
電路元件
1.8
基爾霍夫定律
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重點:
1. 電壓、電流的參考方向 2. 電阻元件和電源元件的特性 3. 基爾霍夫定律
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1.1 電路和電路模型
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問題 複雜電路或交變電路中,兩點間電壓的實
際方向往往不易判別,給實際電路問題的 分析計算帶來困難。 假設高電位指向低電 電壓(降)的參考方向 位的方向。 參考方向 參考方向 U U – – + +
+
實際方向
–
–
實際方向
+
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U >0
U<0
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電壓參考方向的三種表示方式: (1) 用箭頭表示:
u, i 取非關聯參考方向
反映實際電路部件的主要電磁 性質的理想電路元件及其組合。 有某種確定的電磁性能的理想 元件。
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5種基本的理想電路元件: 電阻元件:表示消耗電能的元件 電感元件:表示產生磁場,儲存磁場能量的元件 電容元件:表示產生電場,儲存電場能量的元件 電壓源和電流源:表示將其他形式的能量轉變成 電能的元件。
注意
①5種基本理想電路元件有三個特徵:
(a)只有兩個端子;
(b)可以用電壓或電流按數學方式描述;
(c)不能被分解為其他元件。
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①具有相同的主要電磁性能的實際電路部件, 在 一定條件下可用同一電路模型表示; ②同一實際電路部件在不同的應用條件下,其電路 模型可以有不同的形式。 例 電感線圈的電路模型
用雙下標表示:如 iAB , 電流的參考方向由A指向B。 A
iAB
B
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2.電壓的參考方向
電位
電壓U
單位正電荷q 從電路中一點移至參考 點(=0)時電場力做功的大小。 單位正 電 荷 q 從電 路中一 點移至另 一點時電場力做功(W)的大小。
dW U dq
def
實際電壓方向
① 分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向 ② 參考方向一經選定,必須在圖中相應位置標注 (包括方向和符號),在計算過程中不得任意改變 ③參考方向不同時,其運算式相差一負號,但電壓 、電流的實際方向不變。返 回Fra bibliotek上 頁 下 頁
1.3
1.電功率
電功率和能量
單位時間內電場力所做的功。
dw p dt
dw u dq
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單位
方向
A(安培)、 kA、mA、A
1kA=103A
1mA=10-3A
1 A=10-6A
規定正電荷的運動方向為電流的實際方向 元件(導線)中電流流動的實際方向只有兩種可能:
實際方向
A
A B 問題 對於複雜電路或電路中的電流隨時間變 化時,電流的實際方向往往很難事先判斷。
dq i dt
dw dw dq p ui dt dq dt
功率的單位:W (瓦) (Watt,瓦特) 能量的單位:J (焦) (Joule,焦耳)
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2. 電路吸收或發出功率的判斷 + u i u i +
u, i 取關聯參考方向
P=ui 表示元件吸收的功率 P>0 吸收正功率 (實際吸收) P<0 吸收負功率 (實際發出)
1.實際電路
功能 由電工設備和電氣器件按預期
目的連接構成的電流的通路。
a 能量的傳輸、分配與轉換;
b 資訊的傳遞、控制與處理。 共性
建立在同一電路理論基礎上。
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2. 電路模型
開關 燈泡
10BASE-T wall plate
電路 圖
Rs Us RL
電 池 導線
電路模型 理想電路元件
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B
實際方向
任意假定一個正電荷運動的方 向即為電流的參考方向。 i 參考方向 表明 電流(代數量) A 大小 B 方向(正負) 電流的參考方向與實際方向的關係: 參考方向
i A 參考方向 實際方向 B A i 參考方向 實際方向 B
i>0
i<0
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電流參考方向的兩種表示: 用箭頭表示:箭頭的指向為電流的參考方向。 i A 參考方向 B