1第一章電路基本概念和基本定律

第第頁1第一章電路基本概念和基本定律一、電能的應用電能應用在工業(yè)、農業(yè)及國民經濟各部門，在日常生活中也是不可缺少的。

1.電能的優(yōu)越性(1)便于轉換(2)便于傳輸

(3)便于掌握2.不足之處難于儲存

第一章

電路的基本概念與基本定律

第一節(jié)電路與電路模型第二節(jié)電路的基本物理量第三節(jié)基爾霍夫定律

第一節(jié)電路與電路模型一、電路的作用和組成電路——由假設干電氣設備或器件按肯定的方式連接起來而構成的電流通路1.電路的作用⑴電能產生、傳輸和轉換

發(fā)電機熱能,水能,核能轉電能

升壓變壓器

降壓變壓器

電燈電動機電能轉換為光能,熱能和機械能

傳輸安排電能

(電源)

(中間環(huán)節(jié))

(負載)

第一節(jié)電路與電路模型一、電路的作用和組成1.電路的作用⑵信號的傳遞和處理

揚聲器話筒放大器

將語音轉換為電信號(信號源)

信號轉換、放大、信號處理(中間環(huán)節(jié))

接受轉換信號的設備(負載)

第一節(jié)電路與電路模型一、電路的作用和組成2.電路的組成電源(信號源):將非電能轉換成電能的裝置(干電池,蓄電池,發(fā)電機)中間環(huán)結：把電源與負載連接起來的部分(連接導線,開關)負載：將電能轉換成非電能的用電設備(電燈,電爐,電動機)

第一節(jié)電路與電路模型二、電路模型手電筒電路

S

開關電源導線負載

US

+

–

R

R0

實際電路

電路模型

第一節(jié)電路與電路模型二、電路模型實際的電路是由一些按需要起不同作用的元件或器件所組成，如發(fā)電機、變壓器、電動機、電池、電阻器等，它們的電磁性質是很繁復的。為了便于分析與計算實際電路，在肯定條件下常忽視實際部件的次要因素而突出其主要電磁性質，把它看成抱負電路元件。所謂電路模型，就是把實際電路的本質抽象出來所構成的理想化了的電路。將電路模型用規(guī)定的抱負元件和抱負導線畫在平面上形成的圖形稱作電路圖。今后我們分析的都是電路模型，簡稱電路。電路模型只能反映實際電路的作用及其連接方式，不反映實際電路的結構、位置。

第一節(jié)電路與電路模型二、電路模型抱負電路元件：1.電阻:電路中消耗電能的抱負元件2.電容:電路中儲存電場能的抱負元件3.電感:電路中儲存磁場能的抱負元件抱負電路元件是一種抱負化的模型，簡稱電路元件。要求這些電路元件只包含單一的電磁關系，即每個元件僅有一個電磁約束關系，且電磁過程均發(fā)生在元件內部，所以在任何時刻，從具有兩個端鈕的抱負元件的某一端鈕流入的電流恒等于從另一端鈕流出的電流，并且元件兩個端鈕間的電壓值也是完全確定的。

第一節(jié)電路與電路

模型例如：

消耗電能(電阻性)R

忽視L

R

i

產生磁場L儲存磁場能量(電感性)抱負電路元件

以上所說電路元件，都具有兩個端鈕，稱為二端元件。這些元件又稱為集總參數元件，由集總參數元件組成的電路稱為集總參數電路

第二節(jié)電路的基本物理量一、電流及其參考方向

電荷(電子、離子等)有規(guī)章的定向移動形成電流。電流的大小是用單位時間內通過導體某一橫截面的電量進行衡量的，稱為電流強度，用符號i表示

當電流i的大小和方向均不變時，稱為直流電流，簡稱為直流(DC),常用大寫的I表示

國際單位制(SI)中，電荷的單位是庫侖(C),時間的單位是秒(s),電流的單位是安培，簡稱安(A),有用中還有千安(kA)毫安(mA)和微安(μA)等。

第二節(jié)電路的基本物理量一、電流及其參考方向習慣上規(guī)定正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向為電流的正方向，并稱為電流的實際方向。在分析與計算電路時，常可任意選定某一方向作為電流的參考方向。當電流的實際方向與其參考方向全都時，那么電流為正值；當電流的實際方向與其參考方向相反時，那么電流為負值。

Iab=-Iba

第二節(jié)電路的基本物理量一、電流及其參考方向

應當指出：電流的實際方向是客觀存在的；參考方向是假設的電流方向，可以任意假定，但是一經規(guī)定，在計算過程中便不得任意轉變；在電路分析計算中，沒有規(guī)定參考方向的電流數值的含義是不完整、不正確的

第二節(jié)電路的基本物理量二、電壓、電位、電動勢及其參考方向1.電壓及其參考方向電場力把單位正電荷從電場中a點移動到b點所做的功，稱為a、b兩點的電壓，用uab表示

上式中，正電荷的電量用正值，負電荷的電量用負值；電荷失去能量用正值，電荷獲得能量用負值。當dw/dq為定值時，稱為直流電壓，常用大寫的U表示電壓的單位為伏特，簡稱伏(V),有用中還有千伏(kV),毫伏(mV)和微伏(μV)等。

第二節(jié)電路的基本物理量二、電壓、電位、電動勢及其參考方向電壓方向(實際方向)——習慣上規(guī)定為正電荷電能減削的方向，即電位降低(由高電位端指向低電位端)的方向。電壓參考方向——任選一方向為電壓正方向。電壓參考方向的表示方法：

U箭頭表示

+U-

aUabb

‘+’、‘-’極性表示雙下標表示Uab=-Uba

在規(guī)定的參考方向下，計算后，假設u0,實際方向與參考方向全都u0,實際方向與參考方向相反

第二節(jié)電路的基本物理量二、電壓、電位、電動勢及其參考方向電壓和電流方向的關系

U

關聯參考方向

U

非關聯參考方向

I

I

2.電位電路中某點的

電位定義為單位正電荷由該點移至參考點電場力所做的功。即該點對參考點的電壓。用V表示。假設取O點為參考點，那么a點電位Va=Uao,b點電位Vb=Ubo電路中a、b點兩點間的電壓等于a、b兩點的電位差。

第二節(jié)電路的基本物理量二、電壓、電位、電動勢及其參考方向

2.電位

參考點的電位等于零。所以參考點又稱為零電位點。參考點可任意選取。在電路中以接地符號“⊥”表示。高于參考點的電位是正電位。低于參考點的電位是負電位。電位的單位與電壓相同，也是“V”。

第二節(jié)電路的基本物理量二、電壓、電位、電動勢及其參考方向

3.電動勢電動勢是衡量外力即電源力做功技能的物理量。外力克服電場力把單位正電荷從電源的負極搬運到正極所做的功，稱為電源的電動勢。用e或E表示。

電動勢的實際方向習慣上規(guī)定為電能增加的方向，即電位上升(從低電位點到高電位點)的方向，也即由電源的負極指向正極。單位與電壓單位相同，也是“V”。

第二節(jié)電路的基本物理量二、電壓、電位、電動勢及其參考方向

3.電動勢電動勢的參考方向——任選一方向為電動勢的正方向。表示方法：a.箭頭b.正負號電動勢和電壓的關系：c.雙下標

E

U電壓與電動勢規(guī)定正方向相反時E=U

E

U電壓與電動勢規(guī)定正方向相同時E=-U

第二節(jié)電路的基本物理量二、電壓、電位、電動勢及其參考方向電壓電位含義單位

電動勢

電場力把單位電場力把單位正電正電荷從一點荷從一點移到另一移到參考點所點所做的功。做的功。實際方向(高電位向低電位)參考方向(任選)Uab=dw/dqUab=Va-Vb

電源力把單位正電荷從“-”極板經電源內部移到“+”極板所做的功。V(伏特)、kV(千伏)、mV