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《電工電子技術(shù) 教學(xué)課件 作者 張惠敏 第1章電路的基本概念和基本分析方法.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、第1章電路的基本概念和基本分析方法1.1電路基本知識1.2電阻元件和歐姆定律1.3電壓源、電流源及其等效變換1.4直流電路的基本分析方法1.5電路基本定理1.6受控源及含受控源電路的分析1.1電路基本知識1.1.1電路及其作用1.1.2電路模型1.1.3電流及其參考方向1.1.4電壓及其參考方向1.1.5電位1.1.6電功率和電能1.1.1電路及其作用圖1.1所示為一個(gè)簡單的照明電路。圖1.1照明電路由電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)三個(gè)基本部分組成。①電源——提供電能的設(shè)備。其作用是將其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能。如發(fā)電機(jī)、電池等。②負(fù)載——使用電能的設(shè)備。其作用是將電源供給的電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌?/p>
2、式的能量。如電燈、電爐、電動(dòng)機(jī)等。③中間環(huán)節(jié)——將電源和負(fù)載連接成一個(gè)電流通路。其作用是傳輸、分配和控制電能。如連接導(dǎo)線、控制和保護(hù)設(shè)備。電路功能其一，進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸與分配。其二，實(shí)現(xiàn)信息的傳遞與處理。1.1.2電路模型表1.1列出了幾種常用的理想電路元件及其圖形符號。用規(guī)定的電路符號表示各種理想元件得到的電路模型圖稱為電路圖，圖1.2就是圖1.1的電路模型。圖1.2電路模型表1.1常用的理想電路元件及符號1.1.3電流及其參考方向電流不但有大小，而且有方向。規(guī)定：正電荷定向運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。以后對大小和方向都不隨時(shí)間變化的物理量均用大寫字母來表示，如直流電流
3、，用大寫字母I表示；對變化的電流，用小寫字母i表示。在一些簡單電路中，電流的實(shí)際方向是顯而易見的。但在一些較復(fù)雜的電路中，電流的實(shí)際方向往往很難預(yù)先判斷，特別是在交流電路中電流的實(shí)際方向在不斷改變，很難在電路中標(biāo)明電流的實(shí)際方向。為了解決這個(gè)問題，引入電流的“參考方向”的概念。當(dāng)不知道電流的實(shí)際方向時(shí)，先任意假設(shè)一個(gè)方向作為電流的正方向并標(biāo)注在電路圖上，這個(gè)任意假設(shè)的方向就稱為電流的參考方向。如圖1.3所示，圖中箭頭所示的方向是任意假設(shè)的電流的參考方向，若在這個(gè)參考方向下計(jì)算出的電流為正值，說明所設(shè)參考方向與實(shí)際方向一致；若得出的電流為負(fù)值，說明所設(shè)參考方向與實(shí)際方向相反。參
4、考方向不一定就是實(shí)際方向。1.1.4電壓及其參考方向參考方向是一個(gè)極為重要的概念，電路的分析計(jì)算都是在選定的參考方向下進(jìn)行的，使用時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)。①電流、電壓的實(shí)際方向是客觀存在的，不會(huì)因?yàn)閰⒖挤较蜻x取的不同而改變。②在對電路進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，對所提及的電流、電壓必須首先選取其參考方向，并標(biāo)注在電路圖上，然后才能對電路進(jìn)行分析計(jì)算。在未選取參考方向的情況下，所求得的電流、電壓的值為正或?yàn)樨?fù)都沒有意義。③電流、電壓的參考方向可以任意假定，參考方向選取的不同，算出的電流、電壓值相差一個(gè)負(fù)號。但參考方向一經(jīng)選定，在電路的分析計(jì)算過程中不能再改變。④雖然電壓、電流的參考方向可任意選定，
5、但為了分析方便，常將同一元件上的電流和電壓的參考方向選為一致，稱為關(guān)聯(lián)參考方向；反之，為非關(guān)聯(lián)參考方向，如圖1.4所示。圖1.4關(guān)聯(lián)與非關(guān)聯(lián)參考方向1.1.5電位在電路中任選一點(diǎn)為參考點(diǎn)，常用符號“⊥”表示，某點(diǎn)的電位就是該點(diǎn)與參考點(diǎn)的電壓。電位用字母V表示，單位是伏特（V）。在電路中若指定某點(diǎn)為參考點(diǎn)，如O點(diǎn)，則A點(diǎn)的電位為VA=UAO參考點(diǎn)本身的電位為零，所以參考點(diǎn)又稱零電位點(diǎn)。如果已知A、B兩點(diǎn)的電位分別為VA、VB，則此兩點(diǎn)間的電壓為UAB=UAO+UOB=UAO-UBO=VA-VB可見，兩點(diǎn)間的電壓就等于這兩點(diǎn)的電位之差，所以，電壓又叫電位差。圖1.5例1.1圖1.1.
6、6電功率和電能1.電功率單位時(shí)間內(nèi)電路吸收或發(fā)出電能的速率稱為電功率，簡稱功率，用p或P表示。習(xí)慣上都把吸收或發(fā)出電能說成是吸收或發(fā)出功率。功率的單位是瓦特（W），簡稱瓦，常用的單位還有千瓦（kW）、毫瓦（mW）。如圖1.6所示的一段電路，電壓和電流選為關(guān)聯(lián)參考方向，在這樣的參考方向下，可以認(rèn)為正電荷由高電位端移向低電位端，電場力做功，電路吸收功率。其值為圖1.6電壓和電流為關(guān)聯(lián)參考方向下的功率在直流情況下，有P=UI若電壓和電流選為非關(guān)聯(lián)參考方向，如圖1.7所示，在這樣的參考方向下，可以認(rèn)為正電荷由低電位端移向高電位端，非電場力做功，電路發(fā)出功率。圖1.7電壓和電流為非關(guān)聯(lián)參考
7、方向下的功率為了與吸收功率區(qū)分開，計(jì)算公式為：p=-ui在直流情況下，有P=-UI【例1.2】試求圖1.8所示電路中各元件吸收或發(fā)出的功率。圖1.8例1.2圖2.電能1.2電阻元件和歐姆定律1.2.1電阻元件1.2.2歐姆定律1.2.3電阻元件的伏安關(guān)系1.2.4電阻元件的功率1.2.1電阻元件電阻元件是反映材料或器件對電流呈現(xiàn)阻力、消耗電能的一種理想元件，用字母R表示。電阻元件的單位是歐姆（Ω），常用的單位還有千歐（kΩ）、兆歐（MΩ）。電阻元件的突出作用是耗能。如果電阻元件值
