电路基础教案

i1 i2 i3 0 i出 0
② KCL 的 物 理 解 释 ： dq入 dq出
dt
dt
是电荷守恒的反映，是电流连续性原理在集中参数电路的表现。
③ KCL 是给网络所加的拓朴约束
④ KCL 也适用于广义节点
4
例 ： i6 i2 i3 i4 0
三 、 基 尔 霍 夫电 压 定 律 （ KVL）（Kirchhoff’ s Voltage Law）
t0
W
(t)
1 2
LiL2
(t)
W
(t0
)
W吸
(t,
t0
)
所以电压元件也为动态元件，记忆性元件，储能元件
§1-7 独立源（激励源）(Source)
一、电压源
1．符号：
us(t) i(t)+ -
+
u(t) -
2．定义：具有二端的有源元件
u(t) us (t) （ 当 u(t) us(t)极 性 同 时 ） 与 i(t)无 关
us(t) u(t) -
负
对 负 载 而 言 ： u(t), ivs (t) 方 向 一 致
对 电 源 而 言 ： u(t), ivs (t) 方 向 相 反
载
所 以 ， p负吸 pvs出 us (t)ivs (t)
⑤ 当 us (t) 0 （ 电 压 源 停 止 作 用 时 ， 其 电 压 要 置 零 ）
验证。
4． 讨 论 ： ① u(t) Ri(t)
u-i 相约束，无记忆。
与.时同，所以电阻电路与.电路的分析计算式同。
②当
ui
参考方向同时，
p吸 (t) ui
Ri 2
u2 R
0
当
ui
参考方向反时，
p吸 (t)
ui
Ri 2
u2 R
0
因 p吸 (t) 0 ， 所 以 R 为 耗 能 元 件 。
R2
i1 (t)
us (t) R1
i2
(t)
us (t) R2
ivs (t)
i1
i2
us (t) R1
us (t) R2
增 加 支 路 或 减 少 支 路 ， ivs (t) 均 要 变 ， 但 u(t) us (t) 不 变 。 所以 ivs 可以为任意值，为理想电压源。
④输出功率
ivs(t)
++
二、电流及其参考方向
1． 电 流 的 定 义 ： i(t) dq dt
2．电流的方向：正电荷运动的方向 D．C．
A i(t)
Rs
i=I
I
+
R
Us
-
0
B
A．C．
A
t
电流方向是从 A R B
i(t)
电 流 是 一 个 代 数 量 ，对 于 工 频 电
~
R
i 从 A R B 每 秒 钟 变 换 50 次 ，所 以
电源，负载，激励电压电流，响应电压电流，激励信号，响应信号。
三、电路元件
1．实际电路元件 2．（ 理 想 ） 电 路 元 件
四、电路模型
1．电路模型
1
2．集中参数电路模型
条件：电路线性尺寸 ， 100
—电路周围电磁波的波长
能量损耗集中在电阻 R 中进行
电场储能集中在电容 C 中进行
电场储能集中在电感 L 中进行
图3
4．电压电流关系：设 t=0 为计时起点
①
iC
dq dt
C
duC dt
C 为 动 态 元 件 ，当 iC 时 ，uC 连 续 变
பைடு நூலகம்元件
化。uC
(t)
1 C
t
iC
(t)dt
uc
(0)
1 C
t 0
iC
(t
'
)dt
C 为有记忆的
7
②
iC
(t)
C
duC dt
uC
(t)
uC
(0)
1 C
t
0 iC (t)dt
联接导线不发热，也无电磁场效应（理想导线）
§1-2 电流与电压的参考方向
一、电气量表示符号及其单位
电流：i(t).)
I(D. C.)
电压：u(t)(A. C.)
U(D. C.)
功率：p(t)(瞬时功率) P(平均功率)
能量：W
单 位 ： A（ 安 培 ）（ ampere） 单 位 ： V（ 伏 特 ）（ volt） 单 位 ： W（ 瓦 特 ）（ watt） 单位：J（焦耳）
2．电压的参考极性
同 理 ：在 分 析 计 算 电 路 时 ，不 管 电 压 的 真 实 极 性（ 方 向 ），而 给 电 压 任 意 指 定（ 假
设 ） 极 性 （ 方 向 ） — — 叫 参 考 极 性 （ 方 向 ）。
计算出 u 后，若 u>0，表真实极性与参考极性同
若 u<0，表真实极性与参考极性反
i>0 a
b
+ u>0
-
对电流呈现阻力的元件。 沿电流流动方向，必然有电 压降存在 所以为 u-i 相约束的元件。
二、电阻元件 u-i 平面上的任意一条直线或曲线就定义一个电阻元件。
分类：时变、时不变、线性、非线性电阻元件。
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三 、 线 性 电 阻 元 件 （ 简 称 “ 电 阻 ”）
iR
1．符号：
§1-3 基尔霍夫定律(Kirchhoff’s Law)
一、名词介绍
⑤
6 i6
7 i7
② ①
i1
1
② i2 2
②③
③② i4③ 1 ②4
i3 3
5
③
③
i5
④
支路 节点:简单节点
一般节点 广义节点 回路、网孔
二 、 基 尔 霍 夫电 流 定 律 （ KCL）（Kirchhoff’ s Current Law）
5．电场储能：设 uC 、 iC 方向同。
W吸 (t0 , t)
t
t0 uC (t)dC (t)
uC (t )
uC t0
Cu
C
duC
1 2
Cu
2 C
(t)
1 2
Cu
2 C
(t0
)
WC (t) WC (t0 )
WC
(t)
1 2
CuC2
(t)
WC
(t0
)
W吸
(t0
,
t)
C 为储能元件
一、复习
四、电路理论的内容
1．电路的分析 2．网络的综合与设计 3．网络故障的诊断
五、参考书
第一章 基尔霍夫定律和电阻元件
内容：
两
个基本
概念：
电路模型 参考方向
两
类
约
束
关
系
：
电路联接形式所确定的拓扑约束关系 电路元件自身特性所确定的约束关系
最基本的网络方程法——支路法
§1-1 电路与电路模型
一、电路的定义 二、电路的功能（作用）
§1-6 电感元件
1． 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 ： e(t) d dt
2． 楞 次 定 律 ： 设 e 与 参 数 方 向 符 合 右 手 螺 旋 关 系 ， 则 e(t) d dt
二、空芯电感线圈 设 i，e，u 参考方向一致，与 方向符合右手螺旋关系
i(t) (t) e(t) d dt
ivs(t) A
+
+
N us(t)=0 u(t)=0
-
-
B
ivs(t) A + N
u(t)=0
B
u
i 0
当 us (t) 0 时 ， 电 压 源 相 当 于 一 根 短 接 线
二、电流源（与电压源为对偶元件）
i(t) is(t)
1．符号： +
uis(t)
2．定义：具有二端的有源元件
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i(t) is (t) 与 u(t) 无 关
q
常数 C
（单位：F，μF，pF）
u
图 1－a 3．电容的电流 ① 恒稳. ：I＝0，具有隔直流的作用（见图 2）
图 1－b
图2 ② 变动.(或.)（见图 3）
S
倒向
a
时，
i充
与
uC
方向同，
i充
dq dt
S
倒向
b
时，
i放
与
uC
方向反，
i放
dq dt
因 为 i传导 i位移 ， 所 以 电 容 电 流 是 连 续 的 。
二、电压及其参考方向
dq
1． 电 压 的 定 义 ： u dw dq
A
B
单位正电荷由 A→B 转移过程中所失去或获得的能量，叫 AB 间的电压。
若失去能量，则由 A→B 是电位降了 u
A
B
+
u-
若获得能量，则由 A→B 是电位升了 u 由“-”极性→“+”极性是电位升方向。
A
B
-
u+
由“+”极性→“-”极性是电位降方向。
《电路基础》教案
湖北职业技术学院 机电工程学院 曾建新
二〇一五年一月
绪论
一、《 电 路 原 理 》 课 程 的 重 要 性 二、《 电 路 原 理 》 课 程 的 学 习 方 法 三、《 电 路 原 理 》 课 程 讨 论 的 对 象
电路理论只讨论电路的电气行为，不讨论其热效应、机械效应、化学效应，只 预测和解释在装置两端的电压电流，而不涉及装置内部发生的物理现象。