1第一章電路基本概念和基本定律

第第頁(yè)1第一章電路基本概念和基本定律一、電能的應(yīng)用電能應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(zhuǎn)換(2)便于傳輸

(3)便于掌握2.不足之處難于儲(chǔ)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(shè)干電氣設(shè)備或器件按肯定的方式連接起來(lái)而構(gòu)成的電流通路1.電路的作用⑴電能產(chǎn)生、傳輸和轉(zhuǎn)換

發(fā)電機(jī)熱能,水能,核能轉(zhuǎn)電能

升壓變壓器

降壓變壓器

電燈電動(dòng)機(jī)電能轉(zhuǎn)換為光能,熱能和機(jī)械能

傳輸安排電能

(電源)

(中間環(huán)節(jié))

(負(fù)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(hào)的傳遞和處理

揚(yáng)聲器話筒放大器

將語(yǔ)音轉(zhuǎn)換為電信號(hào)(信號(hào)源)

信號(hào)轉(zhuǎn)換、放大、信號(hào)處理(中間環(huán)節(jié))

接受轉(zhuǎn)換信號(hào)的設(shè)備(負(fù)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(hào)源):將非電能轉(zhuǎn)換成電能的裝置(干電池,蓄電池,發(fā)電機(jī))中間環(huán)結(jié)：把電源與負(fù)載連接起來(lái)的部分(連接導(dǎo)線,開(kāi)關(guān))負(fù)載：將電能轉(zhuǎn)換成非電能的用電設(shè)備(電燈,電爐,電動(dòng)機(jī))

第一節(jié)電路與電路模型二、電路模型手電筒電路

S

開(kāi)關(guān)電源導(dǎo)線負(fù)載

US

+

–

R

R0

實(shí)際電路

電路模型

第一節(jié)電路與電路模型二、電路模型實(shí)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(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、電池、電阻器等，它們的電磁性質(zhì)是很繁復(fù)的。為了便于分析與計(jì)算實(shí)際電路，在肯定條件下常忽視實(shí)際部件的次要因素而突出其主要電磁性質(zhì)，把它看成抱負(fù)電路元件。所謂電路模型，就是把實(shí)際電路的本質(zhì)抽象出來(lái)所構(gòu)成的理想化了的電路。將電路模型用規(guī)定的抱負(fù)元件和抱負(fù)導(dǎo)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(jiǎn)稱電路。電路模型只能反映實(shí)際電路的作用及其連接方式，不反映實(shí)際電路的結(jié)構(gòu)、位置。

第一節(jié)電路與電路模型二、電路模型抱負(fù)電路元件：1.電阻:電路中消耗電能的抱負(fù)元件2.電容:電路中儲(chǔ)存電場(chǎng)能的抱負(fù)元件3.電感:電路中儲(chǔ)存磁場(chǎng)能的抱負(fù)元件抱負(fù)電路元件是一種抱負(fù)化的模型，簡(jiǎn)稱電路元件。要求這些電路元件只包含單一的電磁關(guān)系，即每個(gè)元件僅有一個(gè)電磁約束關(guān)系，且電磁過(guò)程均發(fā)生在元件內(nèi)部，所以在任何時(shí)刻，從具有兩個(gè)端鈕的抱負(fù)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(gè)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(chǎn)生磁場(chǎng)L儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量(電感性)抱負(fù)電路元件

以上所說(shuō)電路元件，都具有兩個(gè)端鈕，稱為二端元件。這些元件又稱為集總參數(shù)元件，由集總參數(shù)元件組成的電路稱為集總參數(shù)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(dòng)形成電流。電流的大小是用單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面的電量進(jìn)行衡量的，稱為電流強(qiáng)度，用符號(hào)i表示

當(dāng)電流i的大小和方向均不變時(shí)，稱為直流電流，簡(jiǎn)稱為直流(DC),常用大寫的I表示

國(guó)際單位制(SI)中，電荷的單位是庫(kù)侖(C),時(shí)間的單位是秒(s),電流的單位是安培，簡(jiǎn)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(xí)慣上規(guī)定正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向?yàn)殡娏鞯恼较?，并稱為電流的實(shí)際方向。在分析與計(jì)算電路時(shí)，?？扇我膺x定某一方向作為電流的參考方向。當(dāng)電流的實(shí)際方向與其參考方向全都時(shí)，那么電流為正值；當(dāng)電流的實(shí)際方向與其參考方向相反時(shí)，那么電流為負(fù)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(yīng)當(dāng)指出：電流的實(shí)際方向是客觀存在的；參考方向是假設(shè)的電流方向，可以任意假定，但是一經(jīng)規(guī)定，在計(jì)算過(guò)程中便不得任意轉(zhuǎn)變；在電路分析計(jì)算中，沒(méi)有規(guī)定參考方向的電流數(shù)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(dòng)勢(shì)及其參考方向1.電壓及其參考方向電場(chǎng)力把單位正電荷從電場(chǎng)中a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)所做的功，稱為a、b兩點(diǎn)的電壓，用uab表示

上式中，正電荷的電量用正值，負(fù)電荷的電量用負(fù)值；電荷失去能量用正值，電荷獲得能量用負(fù)值。當(dāng)dw/dq為定值時(shí)，稱為直流電壓，常用大寫的U表示電壓的單位為伏特，簡(jiǎn)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(dòng)勢(shì)及其參考方向電壓方向(實(shí)際方向)——習(xí)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?yàn)殡妷赫较?。電壓參考方向的表示方法?/p>

U箭頭表示

+U-

aUabb

‘+’、‘-’極性表示雙下標(biāo)表示Uab=-Uba

在規(guī)定的參考方向下，計(jì)算后，假設(shè)u0,實(shí)際方向與參考方向全都u0,實(shí)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(dòng)勢(shì)及其參考方向電壓和電流方向的關(guān)系

U

關(guān)聯(lián)參考方向

U

非關(guān)聯(lián)參考方向

I

I

2.電位電路中某點(diǎn)的

電位定義為單位正電荷由該點(diǎn)移至參考點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功。即該點(diǎn)對(duì)參考點(diǎn)的電壓。用V表示。假設(shè)取O點(diǎn)為參考點(diǎn)，那么a點(diǎn)電位Va=Uao,b點(diǎn)電位Vb=Ubo電路中a、b點(diǎn)兩點(diǎn)間的電壓等于a、b兩點(diǎn)的電位差。

第二節(jié)電路的基本物理量二、電壓、電位、電動(dòng)勢(shì)及其參考方向

2.電位

參考點(diǎn)的電位等于零。所以參考點(diǎn)又稱為零電位點(diǎn)。參考點(diǎn)可任意選取。在電路中以接地符號(hào)“⊥”表示。高于參考點(diǎn)的電位是正電位。低于參考點(diǎn)的電位是負(fù)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(dòng)勢(shì)及其參考方向

3.電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)是衡量外力即電源力做功技能的物理量。外力克服電場(chǎng)力把單位正電荷從電源的負(fù)極搬運(yùn)到正極所做的功，稱為電源的電動(dòng)勢(shì)。用e或E表示。

電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向習(xí)慣上規(guī)定為電能增加的方向，即電位上升(從低電位點(diǎn)到高電位點(diǎn))的方向，也即由電源的負(fù)極指向正極。單位與電壓?jiǎn)挝幌嗤?，也是“V”。

第二節(jié)電路的基本物理量二、電壓、電位、電動(dòng)勢(shì)及其參考方向

3.電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)的參考方向——任選一方向?yàn)殡妱?dòng)勢(shì)的正方向。表示方法：a.箭頭b.正負(fù)號(hào)電動(dòng)勢(shì)和電壓的關(guān)系：c.雙下標(biāo)

E

U電壓與電動(dòng)勢(shì)規(guī)定正方向相反時(shí)E=U

E

U電壓與電動(dòng)勢(shì)規(guī)定正方向相同時(shí)E=-U

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

電動(dòng)勢(shì)

電場(chǎng)力把單位電場(chǎng)力把單位正電正電荷從一點(diǎn)荷從一點(diǎn)移到另一移到參考點(diǎn)所點(diǎn)所做的功。做的功。實(shí)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(jīng)電源內(nèi)部移到“+”極板所做的功。V(伏特)、kV(千伏)、mV