電路第一章匯編

1、電路ElectriccircuitHUST荷蘭機(jī)器人足球世界杯 中國隊(duì)黑馬奪冠引言電源系統(tǒng) 機(jī)電傳動控制 運(yùn)動控制系統(tǒng) 智能測控系統(tǒng) 人工智能控制 通信系統(tǒng)2 課程的意義從學(xué)術(shù)的觀點(diǎn)來看電路理論課程是高等學(xué)校電氣與電 子信息類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課。 數(shù)字電路 微機(jī)原理 機(jī)電傳動控制 數(shù)控技術(shù) 機(jī)器視覺 智能測控從實(shí)際情況來看3電路原理是許多高級課程的先修課程。電路原理具有廣闊的工程應(yīng)用背景， 熟練掌握對現(xiàn)實(shí)生活有幫助。理論基礎(chǔ)大學(xué)物理電磁學(xué)數(shù)學(xué)線性代數(shù)（矩陣運(yùn)算）高等數(shù)學(xué)（微積分、微分方程）復(fù)變函數(shù)（復(fù)數(shù)運(yùn)算）4教學(xué)內(nèi)容安排1、電阻性電路2、動態(tài)電路3、正弦穩(wěn)態(tài)電路Chap1：電路的基本概念與基本

2、定律 Chap2：電路中等效的問題 Chap3：電路的一般分析方法 Chap4：線性電路的基本定理Chap5：電路暫態(tài)過程分析Chap6：正弦穩(wěn)態(tài)電路分析 Chap7：三相電路 Chap8：周期性非正弦電路分析5教學(xué)任務(wù)電路分析（analysis）：在給定的激勵（excitation）下， 求結(jié)構(gòu)已知電路的響應(yīng)（response）電路綜合（synthesis）：在特定的激勵下，為了得到預(yù) 期的響應(yīng)而研究如何構(gòu)成所需的電路激勵 已知e電路 已知響應(yīng) 待求r激勵 已知e電路 未知目標(biāo) 給定r即以數(shù)學(xué)的方式計(jì)算元件 端電壓、端電流，一般不 涉及元件內(nèi)部的物理過程6學(xué)習(xí)方法1、電路的基本規(guī)律，注意相關(guān)

3、概念的內(nèi)涵和外延；2、電路分析方法；3、理論聯(lián)系實(shí)際，與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合；4、軟件仿真相結(jié)合；5、善于歸納和總結(jié)。死記硬背 生搬硬套！習(xí)題加深理解 綜合應(yīng)用抽象思維7電路原理與電機(jī)控制，主編 李承，清華大學(xué)出版社教材8參考書：電路原理電阻性網(wǎng)絡(luò)，主編 黃冠斌，華中科技 大學(xué)出版社電路原理時域與頻域分析，主編 楊傳普，華中 科技大學(xué)出版社電路原理，主編 顏秋容 譚丹，電子工業(yè)出版社注意事項(xiàng)91. 作業(yè)：每章一交。抄題，畫圖，標(biāo)電壓電流的 參考方向2. 考試：閉卷，考試占70，平時作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào) 告占30，13周考試公共郵箱：shiJ_，密碼：dianlu個人郵箱：實(shí)驗(yàn)安排實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、記錄卡西三樓4.1元

4、320周麗華87542726轉(zhuǎn)0驗(yàn)地點(diǎn)：西二樓30910機(jī)械12011202實(shí)驗(yàn)一：第6周 周二 7-8節(jié) 實(shí)驗(yàn)二：第7周 周三 3-4節(jié) 實(shí)驗(yàn)三：第8周 周三 1-2節(jié)機(jī)械1003第6周 周三 1-2節(jié) 第7周 周二 7-8節(jié) 第8周 周三 3-4節(jié)實(shí)驗(yàn)安排實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、記錄卡西三樓4.1元320周麗華87542726轉(zhuǎn)0驗(yàn)地點(diǎn)：西二樓30911機(jī)械1004 實(shí)驗(yàn)一：第6周 周三 1-2節(jié) 實(shí)驗(yàn)二：第7周 周二 7-8節(jié) 實(shí)驗(yàn)三：第8周 周三 3-4節(jié)機(jī)械10051006第6周 周三 3-4節(jié) 第7周 周三 1-2節(jié) 第8周 周二 7-8節(jié)第

5、1章 電路的基本概念和定律12重點(diǎn)：1. 電壓、電流的參考方向2. 電路元件特性3. 基爾霍夫定律1.1電路組成和電路模型1. 電路的組成(1) 電路由各種電氣設(shè)備和器件按實(shí)際需要組合而成， 為電流的流通提供路徑。電源（source）負(fù)載（load）中間環(huán)節(jié)（導(dǎo)線、開關(guān)、繼電器等）10BASE-T wall plate導(dǎo)線電池開關(guān)燈泡13(2)電路的功能：發(fā)電輸配電用電 實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換 實(shí)現(xiàn)信號的傳遞與處理聲音14圖像 信號電信號聲音圖像 信號火電水電核電2. 理想電路元件由實(shí)際元件抽象出來具有某種單一電磁性質(zhì)的假想 元件電阻（resistor）： 表示消耗電能的元件。L電感（ i

6、nductor ）：表示各種電感線圈產(chǎn)生磁場、儲存能量的元件。C電容（ capacitor ）：表示各種電容器產(chǎn)生電場、儲存能量的元件。R15電源（ source ）： 表示各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件。uSiS理想電流源（ideal current source）理想電壓源（ideal voltage source）2. 理想電路元件uS16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。10BASE-T wall plateU S導(dǎo)線電池開關(guān)燈泡RiR f3. 電路模型 (circuit model)實(shí)際電路17電路模型注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

7、用同一模型表示；同一實(shí)際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其模型可以 有不同的形式。直流狀態(tài)，僅消耗能量交流低頻，儲存磁場 能量交流低頻，儲存磁場能 量、消耗能量交流高頻，消耗能量、儲存磁場能量和電場能量184. 集總參數(shù)和分布參數(shù)導(dǎo)線理想無阻、無感、與電路其它部分之間不產(chǎn) 生電容，單純起流通電流的作用。集總參數(shù)電路熱損耗 磁場效應(yīng) 電場效應(yīng)電阻 R集總的電感 L電容C電磁現(xiàn)象物理過程用常微分方程描述19在集總參數(shù)電路中必須考慮電路元件參數(shù)分布性的電路。參數(shù)的分布性指電路 中同一瞬間相鄰兩點(diǎn)的電位和電流都不相同。這說明分布參 數(shù)電路中的電壓和電流除了是時間的函數(shù)外，還是空間坐標(biāo) 的函數(shù)。典型的分布參

8、數(shù)(distributed parameter)電路是傳 輸線(transmission line ) 。如果電路尺寸的遠(yuǎn)小于其工作電磁波的波長，則可將該電路 建模為集總參數(shù)電路。否則只能建模為分布參數(shù)電路。29在分布參數(shù)電路中如果電路尺寸的遠(yuǎn)小于其工作電磁波的波長，則可將該電路建模為集總參數(shù)電路。否則只能建模為分布參數(shù)電路。u2lu1+-12mm集總參數(shù)電路已知： u1 Um sin100 t求： u221分布參數(shù)電路50Hz電磁波的波長 = 3 108 0.02=6000 km長度l 1.5kml 1500km延遲 時間t 1500 5 106 s 3 108t 1500000 5 10

9、3 s 3 108末端 電壓u2 Um sin100( t 0.000005) Usin(100 t 0.09 )u2 Um sin100( t 0.005) Usin(100 t 90 )直流交流低頻集總參數(shù)電路模型分布參數(shù)電路模型交流高頻225. 電路的分析過程實(shí)際電路電路模型電路分析分析結(jié)果10BASE-T wall plate導(dǎo)線 實(shí)際電路電池開關(guān)燈泡RiU S電路模型23R f1.2 電路的基本物理量1. 電流 tdti(t) lim q dq t 0def電流電流強(qiáng)度帶電粒子在電場作用下的定向運(yùn)動（電流的大小用電流強(qiáng)度來表示） 單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量單位24A（安培）、

10、kA、mA、A10VB10A方向規(guī)定正電荷的運(yùn)動方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向I9141+20V90999-復(fù)雜電路或電路中的 電流隨時間變化時， 電流的實(shí)際方向往往 很難事先判斷252. 電流的參考方向元件（導(dǎo)線）中電流流動的實(shí)際方向只有兩種可能:實(shí)際方向?qū)嶋H方向AABB參考方向任意假定一個正電荷運(yùn)動的方向即為電 流的參考方向。i大小電流方向AB26i參考方向i參考方向i 0i 0參考方向U+實(shí)際方向ABAU 0吸收正功率P0吸收正功率P0吸收負(fù)功率（實(shí)際吸收）（實(shí)際發(fā)出）+2.u， i 取非關(guān)聯(lián)參考方向iu元件發(fā)出的功率P發(fā) = uiP= ui吸元件吸收的功率電壓、電流采用參考方向時功率的計(jì)算和判斷

11、：_+i81uP吸 = -ui元件吸收的功率電阻Rui+-u Rip u i i2R u2 / R理想電壓源i+_電壓源不能短路！理想電流源u+_電流源不能開路！822. 基爾霍夫電流定律 (KCL)在集總參數(shù)電路中，任意時刻，對任意節(jié)點(diǎn)流出令流出為“+”，有：例或流入該節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和等于零。m i(t ) 0k 1or i入i出流進(jìn)的電 流等于流 出的電流i183i5i4i32ii1 i2 i3 i4 i5 0i1 i2 i3 i4 i5KCL的推廣i1i1 i2 i3 0兩條支路電流大小相等， 一個流入，一個流出。84只有一條支路相連，則 i=0。Ai=0BAiBiABi2i3R1I1US1+R2I2R3I3+R4I4+US4=03. 基爾霍夫電壓定律 (KVL)在任何集總參數(shù)電路中，在任一時刻，沿任一閉合路徑（按 固定繞向)，各支路