電路模型與電路定律PPT

1、關(guān)于電路模型和電路定律PPT第一張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 電壓、電流的參考方向3. 基爾霍夫定律 重點：2. 電阻元件和電源元件的特性第二張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月1-1 電路和電路模型1.實際電路功能(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)備和電氣器件按預期目的連接構(gòu)成的電流的通路。共性第三張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月 反映實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. 電路模型導線電池開關(guān)白熾燈電路圖理想電路元件有某種確定的電磁性能的理想元件。電路模型第四張，

2、PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月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，儲存磁場能量的元件。電容元件：表示產(chǎn)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(zhuǎn)變成 電能的元件。5種基本理想電路元件有三個特征： （a）只有兩個端子； （b）可以用電壓或電流按數(shù)學方式描述； （c）不能被分解為其他元件。注意第五張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月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。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注意第六張，PPT共一百一

3、十九頁，創(chuàng)作于2022年6月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度帶電粒子有規(guī)則的定向運動單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷第七張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月方向 規(guī)定正電荷的 運動方向為電流的實際 方向單位1kA=103A1mA=10-3A1 A=10-6AA（安培）、kA、mA、A元件(導線)中電流流動的實際方向只有兩種可能: 實際方向AB實際方向AB 對于復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。問題第八張，PPT

4、共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月參考方向 大小方向(正負）電流(代數(shù)量)任意假定一個正電荷運動的方向即為電流的參考方向。i 0i 0參考方向u+參考方向u+ 0 吸收正功率 (實際吸收)p0 發(fā)出正功率 (實際發(fā)出)p0, 電容吸收功率。當電容放電時，p 0, 電感吸收功率。當電流減小，p0, 電感發(fā)出功率。 電感能在一段時間內(nèi)吸收外部供給的能量并轉(zhuǎn)化為磁場能量儲存起來，在另一段時間內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電感元件是無源元件、儲能元件，它本身不消耗能量。表明第八十三張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月從t0到 t 電感儲能的變化量為 電感的儲能0第八十四張，PPT共一百一十九頁

5、，創(chuàng)作于2022年6月電感的儲能只與當時的電流值有關(guān)，電感電流不能躍變，反映了儲能不能躍變。電感儲存的能量一定大于或等于零。表明第八十五張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月 實際電感線圈的模型+-u (t)iLG+-u (t)iLCG+-u (t)iL第八十六張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月貼片型功率電感貼片電感第八十七張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月貼片型空心線圈可調(diào)式電感環(huán)形線圈立式功率型電感第八十八張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月電抗器第八十九張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月1-8-3 電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)1.電容的

6、串聯(lián)u1uC2C1u2+-i 等效電容第九十張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月iu+-C等效u1uC2C1u2+-i第九十一張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月 串聯(lián)電容的分壓u1uC2C1u2+-iiu+-C第九十二張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月i2i1u+-C1C2i等效2.電容的并聯(lián) 等效電容iu+-C第九十三張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月 并聯(lián)電容的分流i2i1u+-C1C2iiu+-C第九十四張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 電感的串聯(lián)等效 等效電感u1uL2L1u2+-iiu+-L第九十五張，PPT共一百一十九

7、頁，創(chuàng)作于2022年6月 串聯(lián)電感的分壓u1uL2L1u2+-iiu+-L第九十六張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月等效4.電感的并聯(lián) 等效電感iu+-Lu+-L1L2i2i1i第九十七張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月 并聯(lián)電感的分流iu+-Lu+-L1L2i2i1i第九十八張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月注意 以上雖然是關(guān)于兩個電容或兩個電感的串聯(lián)和并聯(lián)等效，但其結(jié)論可以推廣到 n 個電容或 n 個電感的串聯(lián)和并聯(lián)等效。第九十九張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月電梯按鈕前視圖C1電容模型側(cè)視圖實例C1C3C2未觸摸時觸摸時按鈕結(jié)構(gòu)第一百張，

8、PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月u(t)+-uS(t)+-固定電容C1Cu(t)+-uS(t)+-輸出電壓：0第一百零一張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月C1Cu(t)+-uS(t)+-C2C2輸出電壓： 控制計算機檢測到輸出電壓的下降，導致電梯到達相應樓層。0第一百零二張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月1-9 基爾霍夫定律 基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律 （KCL）和基爾霍夫電壓定律( KVL )。它反映了電路中所有支路電壓和電流所遵循的基本規(guī)律，是分析集總參數(shù)電路的基本定律。基爾霍夫定律與元件特性構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)。第一百零三張，PPT共一百一十九頁，

9、創(chuàng)作于2022年6月+_R1uS1+_uS2R2R31.幾個名詞電路中通過同一電流的分支。元件的連接點稱為結(jié)點。b=3an=4b支路電路中每一個兩端元件就稱為一條支路。i3i2i1結(jié)點b=5或三條以上支路的連接點稱為結(jié)點。n=2注意 兩種定義分別用在不同的場合。第一百零四張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月由支路組成的閉合路徑。兩結(jié)點間的一條通路。由支路構(gòu)成。對平面電路，其內(nèi)部不含任何支路的回路稱網(wǎng)孔。l=3123路徑回路網(wǎng)孔網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔。+_R1uS1+_uS2R2R3注意第一百零五張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2.基爾霍夫電流定律 (KCL)令流

10、出為“+”，有：例 在集總參數(shù)電路中，任意時刻，對任意結(jié)點流出（或流入）該結(jié)點電流的代數(shù)和等于零。流進的電流等于流出的電流第一百零六張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月例三式相加得：KCL可推廣應用于電路中包圍多個結(jié)點的任一閉合面。 表明第一百零七張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月KCL是電荷守恒和電流連續(xù)性原理在電路中任意結(jié)點處的反應。KCL是對結(jié)點處支路電流加的約束，與支路上接的是什么元件無關(guān)，與電路是線性還是非線性無關(guān)。KCL方程是按電流參考方向列寫的，與電流實際方向無關(guān)。明確第一百零八張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月3.基爾霍夫電壓定律 (KVL)U

11、3U1U2U4標定各元件電壓參考方向。 選定回路繞行方向，順時針或逆時針。在集總參數(shù)電路中，任一時刻，沿任一回路，所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零。I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_第一百零九張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月U1US1+U2+U3+U4+US4= 0U2+U3+U4+US4=U1+US1 或R1I1+R2I2R3I3+R4I4=US1US4KVL也適用于電路中任一假想的回路。注意U3U1U2U4I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_第一百一十張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月例KVL的實質(zhì)反映了電路遵從能量守恒。KVL是對回

12、路中的支路電壓加的約束，與回路各支路上接的是什么元件無關(guān)，與電路是線性還是非線性無關(guān)。KVL方程是按電壓參考方向列寫的，與電壓實際方向無關(guān)。明確aUSb_-+U2U1第一百一十一張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月4. KCL、KVL小結(jié)KCL是對支路電流的線性約束，KVL是對回路電壓的線性約束。KCL、KVL與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無關(guān)。KCL表明在每一結(jié)點上電荷是守恒的；KVL是能量守恒的具體體現(xiàn)(電壓與路徑無關(guān))。 KCL、KVL只適用于集總參數(shù)的電路。第一百一十二張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月思考：i1=i2?3.AB+_1111113+_2i2i1UA =UB?I = 01.？AB+_1111113+_22.i1第一百一十三張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月例1-8求電流 i。解解求電壓 u。第一百一十四張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月+-4V5Vi =?3+-4V5V1A+-u =?3例1-9求電流 i。例1-10求電壓 u。解解要求能熟練求解含源支路的電壓和電流。第一百一十五張，PPT共一百一十九頁，創(chuàng)作于2022年6月解-10V10V+-1AI =?10例1-11求電流 I。例1-12求電壓 U。解4V+-10AU =?2+-3AII1第一百一十六張，