電路邱關(guān)源羅先覺第五版第一章

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1、第1章電路模型和電路定律電路和電路模型1.1電阻元件1.5電流和電壓的參考方向1.2電壓源和電流源1.6電功率和能量1.3受控電源1.7電路元件1.4基爾霍夫定律1.8首頁本章重點(diǎn)1.電壓、電流的參考方向3.基爾霍夫定律重點(diǎn)：2.電阻元件和電源元件的特性返回1.1電路和電路模型1.實(shí)際電路功能a能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換；b信息的傳遞、控制與處理。建立在同一電路理論基礎(chǔ)上。由電工設(shè)備和電氣器件按預(yù)期目的連接構(gòu)成的電流的通路。下頁上頁共性返回反映實(shí)際電路部件的主要電磁性質(zhì)的理想電路元件及其組合。2.電路模型導(dǎo)線電池開關(guān)燈泡電路圖理想電路元件有某

2、種確定的電磁性能的理想元件。電路模型下頁上頁返回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(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件電容元件：表示產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件電壓源和電流源：表示將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件。5種基本理想電路元件有三個(gè)特征：（a）只有兩個(gè)端子；（b）可以用電壓或電流按數(shù)學(xué)方式描述；（c）不能被分解為其他元件。下頁上頁注意返回具有相同的主要電磁性能的實(shí)際電路部件，在一定條件下可用同一電路模型表示；同一實(shí)際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其電路模型可以有不同的形式。下頁上頁例電感線圈的電路模型注意返回

3、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。在線性電路分析中人們主要關(guān)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(qiáng)度帶電粒子有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量下頁上頁返回方向規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向單位1kA=103A1mA=10-3A1?A=10-6AA（安培）、kA、mA、?A元件(導(dǎo)線)中電流流動(dòng)的實(shí)際方向只有兩種可能:??實(shí)際方向AB實(shí)際方向AB對(duì)于復(fù)雜電路或電路中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，電流的實(shí)際方向往往很難事先判斷。下頁上頁問題返回參考方向大小方向(

4、正負(fù)）電流(代數(shù)量)任意假定一個(gè)正電荷運(yùn)動(dòng)的方向即為電流的參考方向。i>0i<0實(shí)際方向?qū)嶋H方向電流的參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系：下頁上頁i參考方向ABi參考方向ABi參考方向AB表明返回電流參考方向的兩種表示：?用箭頭表示：箭頭的指向?yàn)殡娏鞯膮⒖挤较颉?用雙下標(biāo)表示：如iAB,電流的參考方向由A指向B。下頁上頁i參考方向ABiABAB返回電壓U單位2.電壓的參考方向單位正電荷q從電路中一點(diǎn)移至另一點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做功（W）的大小。電位?單位正電荷q從電路中一點(diǎn)移至參考點(diǎn)（?＝0）時(shí)電場(chǎng)力做功的大小。實(shí)際電壓方向電位真正降低的方向。下頁上頁V(伏

5、)、kV、mV、?V返回例已知：4C正電荷由a點(diǎn)均勻移動(dòng)至b點(diǎn)電場(chǎng)力做功8J，由b點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)電場(chǎng)力做功為12J，若以b點(diǎn)為參考點(diǎn)，求a、b、c點(diǎn)的電位和電壓Uab、Ubc;若以c點(diǎn)為參考點(diǎn)，再求以上各值。解(1)下頁上頁acb返回acb解(2)下頁上頁結(jié)論電路中電位參考點(diǎn)可任意選擇；參考點(diǎn)一經(jīng)選定，電路中各點(diǎn)的電位值就唯一確定；當(dāng)選擇不同的電位參考點(diǎn)時(shí)，電路中各點(diǎn)電位值將改變，但任意兩點(diǎn)間電壓保持不變。返回復(fù)雜電路或交變電路中，兩點(diǎn)間電壓的實(shí)際方向往往不易判別，給實(shí)際電路問題的分析計(jì)算帶來困難。電壓(降)的參考方向U>0參考方向U+–參

6、考方向U+–<0U假設(shè)高電位指向低電位的方向。下頁上頁問題+實(shí)際方向–+實(shí)際方向–返回電壓參考方向的三種表示方式：(1)用箭頭表示：(2)用正負(fù)極性表示(3)用雙下標(biāo)表示UU+ABUAB下頁上頁返回元件或支路的u，i采用相同的參考方向稱之為關(guān)聯(lián)參考方向。反之，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向3.關(guān)聯(lián)參考方向i+-+-iuu下頁上頁返回分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注(包括方向和符號(hào))，在計(jì)算過程中不得任意改變參考方向不同時(shí)，其表達(dá)式相差一負(fù)號(hào)，但電壓、電流的實(shí)際方向不變。例電壓電

7、流參考方向如圖中所標(biāo)，問：對(duì)A、B兩部分電路電壓電流參考方向關(guān)聯(lián)否？答：A電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)；B電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)。下頁上頁注意＋－uBAi返回1.3電功率和能量1.電功率功率的單位：W(瓦)(Watt，瓦特)能量的單位：J(焦)(Joule，焦耳)單位時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力所做的功。下頁上頁返回2.電路吸收或發(fā)出功率的判斷u,i取關(guān)聯(lián)參考方向P=ui表示元件吸收的功率P>0吸收正功率(實(shí)際吸收)P<0吸收負(fù)功率(實(shí)際發(fā)出)P=ui表示元件發(fā)出的功率P>0發(fā)出正功率(實(shí)際發(fā)出)P<0發(fā)出負(fù)功率(實(shí)際吸收)u,i取非關(guān)聯(lián)參考方向下頁上頁+-

8、iu+-iu返回例求圖示電路中各方框所代表的元件吸收或產(chǎn)生的功率。下頁上頁已知：U1=1V,U2=-3V，U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3V，I1=2A,I2=1A,，I3=-