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1、第一章电路的基本概念和基本定律,电路的基本概念和基本定律,第一章,电路的基本概念 1.1.1 电路中的物理量 1.1.2 电路元件电路的基本定律1.2.1 欧姆定律1.2.2 克希荷夫定律,1.1,1.2,1.1 电路的基本概念,电路的物理量 电路元件(一)无源元件(二)有源元件,煤矿机电论文,电路的物理量,电流电压电动势,电路中物理量的正方向,物理量的正方向：,物理量的实际正方向,物理量正方向的表示方法,电路分析中的假设正方向（参考方向）,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？,电流方向BA？,(1)在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；,
2、解决方法,(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。,(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；,例,已知：E=2V,R=1问：当U分别为 3V 和 1V 时，IR=?,(4)为了避免列方程时出错，习惯上把 I 与 U 的方向 按相同方向假设。,(1)方程式U/I=R 仅适用于假设正方向一致的情况。,(2)“实际方向”是物理中规定的，而“假设 正方向”则 是人们在进行电路分析计算时,任意假设的。,(3)在以后的解题过程中，注意一定要先假定“正方向”(即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程 计算
3、。缺少“参考方向”的物理量是无意义的.,提示,例,电 功 率,功率的概念：设电路任意两点间的电压为 U,流入此 部分电路的电流为 I，则这部分电路消耗的功率为:,在 U、I 正方向选择一致的前提下，,“吸收功率”（负载）,“发出功率”（电源）,若 P=UI 0,若 P=UI 0,当 计算的 P 0 时,则说明 U、I 的实际方向一致，此部分电路消耗电功率，为负载。,所以，从 P 的+或-可以区分器件的性质，或是电源，或是负载。,结 论,在进行功率计算时，如果假设 U、I 正方向一致。,当计算的 P 0 时,则说明 U、I 的实际方向相反，此部分电路发出电功率，为电源。,伏-安 特性,线性电阻,
4、非线性电阻,(一)无源元件,1.1.2 电路元件,2.电感 L：,（单位：H,mH,H）,单位电流产生的磁链,电感中电流、电压的关系,电感和结构参数的关系,电感是一种储能元件,储存的磁场能量为：,电感的储能,3.电容 C,单位电压下存储的电荷,（单位：F,F,pF）,电容符号,有极性,无极性,电容上电流、电压的关系,电容和结构参数的关系,电容的储能,电容是一种储能元件,储存的电场能量为：,无源元件小结,理想元件的特性（u 与 i 的关系）,L,C,R,实际元件的特性可以用若干理想元件来表示,参数的影响和电路的工作条件有关。,U为直流电压时,以上电路等效为,注意 L、C 在不同电路中的作用,1.
5、电压源,伏安特性,电压源模型,(二)有源元件,主要讲有源元件中的两种电源：电压源和电流源。,理想电压源（恒压源）:RO=0 时的电压源.,特点：(1）输出电 压不变，其值恒等于电动势。即 Uab E；,（2）电源中的电流由外电路决定。,恒压源中的电流由外电路决定,设:E=10V,当R1 R2 同时接入时：I=10A,例,恒压源特性中不变的是：_,E,恒压源特性中变化的是：_,I,_ 会引起 I 的变化。,外电路的改变,I 的变化可能是 _ 的变化，或者是_ 的变化。,大小,方向,+,_,I,恒压源特性小结,E,Uab,a,b,R,2.电流源,电流源模型,理想电流源（恒流源):RO=时的电流源.
6、,特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电 流源电流 IS；,（2）输出电压由外电路决定。,恒流源两端电压由外电路决定,设:IS=1 A,恒流源特性小结,恒流源特性中不变的是：_,Is,恒流源特性中变化的是：_,Uab,_ 会引起 Uab 的变化。,外电路的改变,Uab的变化可能是 _ 的变化，或者是 _的变化。,大小,方向,理想恒流源两端可否被短路？,恒流源举例,当 I b 确定后，I c 就基本确定了。在 IC 基本恒定的范围内，I c 可视为恒流源(电路元件的抽象)。,c,e,b,Ib,+,-,E,+,-,晶体三极管,Uce,Ic,I,E,R,_,+,a,b,Uab=?,Is,原则：Is不
7、能变，E 不能变。,电压源中的电流 I=IS,恒流源两端的电压,恒压源与恒流源特性比较,Uab的大小、方向均为恒定，外电路负载对 Uab 无影响。,I 的大小、方向均为恒定，外电路负载对 I 无影响。,输出电流 I 可变-I 的大小、方向均由外电路决定,端电压Uab 可变-Uab 的大小、方向均由外电路决定,3.两种电源的等效互换,等效互换的条件：对外的电压电流相等。,I=I Uab=Uab,即：,等效互换公式,则,等效变换的注意事项,注意转换前后 E 与 Is 的方向,(2),（不存在）,(4),进行电路计算时，恒压源串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变换。RO和 RO不一定是电源内阻。
8、,应用举例,(接上页),R1,R3,Is,R2,R5,R4,I3,I1,I,(接上页),IS,R5,R4,I,R1/R2/R3,I1+I3,欧姆定律 克希荷夫定律(一)克氏电流定律(二)克氏电压定律,注意：用欧姆定律列方程时，一定要在 图中标明正方向。,欧姆定律,广义欧姆定律(支路中含有电动势时的欧姆定律),当 UabE 时，I 0 表明方向与图中假设方向一致当 UabE 时，I 0 表明方向与图中假设方向相反,1.2.2 克希荷夫氏定律（克氏定律）,用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系,其中包括克氏电流和克氏电压两个定律。,名词注释：,支路：ab、ad、.（共6条）,回路：abda、
9、bcdb、.（共7 个）,节点：a、b、.(共4个）,例,(一)克氏电流定律,对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于由节点流出的电流。或者说，在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为 0。,克氏电流定律的依据：电流的连续性,例,或：,电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。,I1+I2=I3,I=0,克氏电流定律的扩展,I=?,(二)克氏电压定律,对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其电位升等于电位降。或，电压的代数和为 0。,例如：回路 a-d-c-a,即：,或：,克氏电压定律也适合开口电路。,例,关于独立方程式的讨论,问题的提出：在用克氏电流定律或电压定律列方程时，究竟可以列出多少个独立的方程？,设：电路中有N个节点，B个支路,N=2、B=3,小 结,1,+,+,-,-,3V,4V,1,+,-,5V,I1,I2,I3,第一章,结 束,
