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1、,电路分析,第一次课,E-mail:答疑时间：单周四下午7、8节地 点：科研二号楼414,联系方式,电 路 分 析 课 件,电 路 分 析 课 件,概 述,电 路 分 析 课 件,第一章 电路的基本概念和定律,教学要求：,1、理解电路与电路模型，电流、电压及其参考方向以及功率；,2、掌握基尔霍夫定律，并能正确应用KCL、KVL列写电路方程；,3、掌握电阻、独立电压源、独立电流源的特性；,4、理解两类约束与电路方程。,电 路 分 析 课 件,11 电路和电路模型,电路是电磁场的特定形式，它是根据一定的要求，将电源、用电设备、导线、开关、控制等环节相互连接而构成的总体。,电 路 分 析 课 件,由
2、电阻器、电容器、线圈、变压器、晶体管、运算放大器、传输线、电池、发电机和信号发生器等电气器件和设备连接而成的电路，称为实际电路。,电阻器,电容器,线圈,电池,运算放大器,晶体管,电 路 分 析 课 件,低频信号发生器的内部结构,电 路 分 析 课 件,作用：实现电能的传输和转换；电信号的传输、处理和存储；测量电量或者存储信息。,高压传输线,通信车,电 路 分 析 课 件,分类：集总参数电路，即实际电路的尺寸远远小于电路工作是信号的波长。这种电路的特点是电路中任意两个端点间的电压及电流是完全确定的，与电路中器件的几何尺寸和空间位置无关。,不满足 条件的电路称为分布参数电路，分布参数电路的特点是电
3、路中的电压电流不仅是时间的函数，也与器件的尺寸和空间位置有关。,电 路 分 析 课 件,例、工频传输电路中，f=50HZ、传输速度为3108m/s,例、音频电路中，f=25KHZ、传输速度为3108m/s,电 路 分 析 课 件,电路模型:用数学表达式反映元器件之间的物理关系，称为数学模型；在电路分析中，常用电路符号来反映这种关系，因此称为电路模型。电路模型反映了电路的主要物理关系。,电路一词的含义:(1)实际电路;(2)电路模型,电 路 分 析 课 件,常用电路图来表示电路模型,(a)实际电路(b)电原理图(c)电路模型(d)拓扑结构图,电 路 分 析 课 件,电路分析,电路综合,实际电路,
4、电路模型,计算分析,电气特性,目的：通过对电路模型的分析计算来预测实际电路的特性，从而改进实际电路的电气特性和设计出新的电路。,电 路 分 析 课 件,12 电路的基本物理量,一、电流,带电粒子(电子、离子)定向移动形成电流。电子和负离子带负电荷，正离子带正电荷。电荷用符号q或Q表示，它的SI（法文的le Systme international dunits）即国际单位为库仑(C）。,电流的SI单位是安培(A)。,单位时间内通过导体横截面的电荷定义为电流强度，简称电流，用符号i 或I表示，其数学表达式为,1、电流的概念,电 路 分 析 课 件,例：一根导线的某截面，0.2s时间内通过3.12
5、1018个电子，问其平均电流多少？,1个电子的电荷量=-1.60210-19库仑1库仑的电荷=6.241018个电子,可知3.121018个电子所带电荷量是：,电 路 分 析 课 件,例：测得某一根导线的电流是100mA，计算2s内通过它的电荷。,电 路 分 析 课 件,恒定电流:量值和方向均不随时间变化的电流，称为恒定电流，简称为直流(dc或DC)，一般用符号I表示。,2、电流的分类：,时变电流:量值和方向随时间变化的电流，称为时变电流，一般用符号i表示。时变电流在某一时刻t的值i(t)，称为瞬时值。,交流电流:量值和方向作周期性变化且平均值为零的时变电流，称为交流电流，简称为交流(ac或A
6、C)。,电 路 分 析 课 件,其中dq为由a点移动到b点的电荷量，单位为库仑(C)，dW为电荷移动过程中所做的功，其单位为焦耳(J)，电压的单位为伏特(V)。,二、电压,电压是指电路中两点A、B之间的电位差(简称为电压)，其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功。,电 路 分 析 课 件,习惯上电流的正方向是正电荷移动的方向，电压的正方向是电位差下降的方向。,三、电压、电流参考方向及关联参考方向,1、电压、电流参考方向,在实际的电路中，不知道知道电流的实际方向，先假设一个方向，这个假设的方向称为参考方向。当实际电流与假设参考电流一致时，电流取正号，否则，取反号。,电 路 分
7、 析 课 件,例如在图示的二端元件中，每秒钟有2C正电荷由a点移动到b点。,电 路 分 析 课 件,电路中任一电流有两种可能的参考方向，当对同一电流规定相反的参考方向时，相应的电流表达式相差一个负号，即,今后，在分析电路时，必须事先规定电流变量的参考方向。所计算出的电流i(t)0，表明该时刻电流的实际方向与参考方向相同；若电流i(t)0，则表明该时刻电流的实际方向与参考方向相反。,电 路 分 析 课 件,与电流类似，电路中各电压的实际方向往往不能事先确定，在分析电路时，必须规定电压的参考方向或参考极性，用“+”号和“-”号分别标注在电路图的a点和b点附近。若计算出的电压uab(t)0，表明该时
8、刻a点的电位比b点电位高；若电压uab(t)0，表明该时刻a点的电位比b点电位低。,电 路 分 析 课 件,2、关联参考方向,将电压电流参考方向一致的称为关联参考方向。,电 路 分 析 课 件,定义关联参考方向的目的是为了方便简化电路图。,电 路 分 析 课 件,四、电功率,当电压电流采用关联参考方向时，二端元件或二端网络吸收的功率为,与电压电流是代数量一样，功率也是一个代数量。当p(t)0时，表明该时刻二端元件实际吸收（消耗）功率；当p(t)0时，表明该时刻二端元件实际发出（产生）功率。它的SI单位为瓦特（W）。,电 路 分 析 课 件,根据能量守恒定律，对于一个完整的电路来说，在任一时刻，所有元件吸收功率的总和必须为零。若电路由b个二端元件组成，且全部采用关联参考方向，则,二端元件或二端网络从t0到t时间内吸收的电能为,电 路 分 析 课 件,例：已知U1=1V,U2=-6V,U3=-4V,U4=5V,U5=-10V,I1=1A,I2=-3A,I3=4A,I4=-1A,I5=-3A。试求：(1)各二端元件吸收的功率；(2)整个电路吸收的功率。,
