电路分析基础(很好用)

aS
R0 + +U
_E –
b
I RL
路端电压U。
电压的大小反映 了电场力作功的 本领；电压是产 生电流的根本原 因；其方向规定 由“高”电位端 指向“低”电位 端。
电位V是相对于参考点的电压。 参考点的电位:Vb=0；a点电位：Va=E-IR0=IR
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电路分析基础
2、电压、电位和电动势
其电压、电流方向应选取非关联参考方向；假定某元件是负
载时，其电压、电流方向应选取关联参考方向。
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40W的灯泡照明25小时
• 日常生活中，用电度表测量电功。当用电器工作时，电度
表转动并且显示电流作功的多少。显然电功的大小不仅与电 压电流的大小有关，还取决于用电时间的长短。
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电路分析基础
3、电功和电功率
• 单位时间内电流所作的功称为电功率，电功率的大小
表征了设备能量转换的本领。 P=UI=I2R=U2/R
3、电路分析基本理论中运用电路模型，其主要任务就 是在寻求实际电路共有的一般规律、探讨各种实际电 路共同遵守的基本规律时带来方便。
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电路分析基础
电路由哪几部分 组成？各部分的 作用是什么？
如何在电路 中区分电源 和负载？
试述电路的功 能？何谓“电 路模型”？
何谓理想电路元件？ 其中“理想”二字在 实际电路的含义？
国际单位制：U 【V】，I【A】，电功率P用瓦特【W】。
• 用电器的铭牌数据值称为额定值，额定值指用电器长 期、安全工作条件下的最高限值，一般在出厂时标定。
• 额定电功率反映了设备能量转换的本领。例如额定值
为“220V、1000W”的电动机，是指该电动机运行在
220V电压时、1秒钟内可将1000焦耳的电能转换成机械
集总参数 元件有何 特征？
学好本课程，应注意抓好四个主要环节：提前预习、 认真听课、及时复习、独立作业。还要处理好三个基本 关系：听课与笔记、作业与复习、自学与互学。
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电路分析基础
1.2 电路的基本物理量
1、电流
• 电流的大小
稳恒直流情况下
dq i=
dt Q I= t
…… （1-1） …… （1-2）
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电路分析基础
2、电路模型
• 理想电路元件
+
IS
R
L
C
US –
电阻元件 只具耗能 的电特性
电感元件 只具有储 存磁能的 电特性
电容元件 只具有储 存电能的
电特性
理想电压源 输出电压恒 定，输出电 流由它和负 载共同决定
理想电流源 输出电流恒
定，两端电压 由它和负载共 同决定。
理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其电特性
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1、电路的组成及其功能
• 电路的功能
电力系统中
电路可以实现电能的传输、 分配和转换。
电子技术中
电路可以实现电信号的传递、 变换、存储和处理。
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电路分析基础
2、电路模型
开关 负 载
电 源
连接导线
实体电路
电源
中间环节 SI
R0
+ _ US
+
RL U
–
负载
电路模型
用抽象的理想电路元件及其组合，近似地代替实际的 器件，从而构成了与实际电路相对应的电路模型。
单一、精确，可定量分析和计算。
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电路分析基础
2、电路模型
• 利用电路模型研究问题的特点 1、电路模型是用来探讨存在于具有不同特性的、各种 真实电路中共同规律的工具。
2、电路模型主要针对由理想电路元件构成的集总参数 电路，集总参数电路中的元件上所发生的电磁过程都 集中在元件内部进行，任何时刻从元件两端流入和流 出的电流恒等、且元件端电压值确定。因此电磁现象 可以用数学方式来精确地分析和计算。
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1.1 电路和电路模型
1、电路的组成及其功能
• 电路的概念
由实际元器件构成的电流的通路称为电路。
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电路分析基础
1、电路的组成及其功能
• 电路的组成
电源
火线 零线
..
连接导线和其余 设备为中间环节
负载
电路通常由电源、负载和中间环节三部分组成。
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• 三者的定义式
Uab =
Wa－Wb q
Va =
Wa－W0 q
E
=
W源 q
显然电压、电位和电动势的定义式形式相同，因此 它们的单位一样，都是伏特[V]。
• 三者的区别和联系
电压等于两点电位之差： Uab=Va－Vb
电源的开路电压在数值上等于电源电动势；
电路中某点电位数值上等于该点到参考点的电压。
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单位换算
• 电流的方向
1A=103mA=106μA=109 nA
习惯上规定以正电荷移动的方向为电流的正方向。
电路图上标示的电流方向为参考方向，参考方向是为列 写方程式提供依据的，实际方向根据计算结果来定。
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电路分析基础
2、电压、电位和电动势
电动势E只存
在电源内部， 其数值反映了 电源力作功的 本领，方向规 定由电源负极 指向电源正极
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电路分析基础
3、电功和电功率
• 电流能使电动机转动、电炉发热、电灯发光，说明电流具
有做功的本领。电流做的功称为电功。 W=UIt
单位：U【V】；I【A】；t【s】时，电功W为焦耳【J】 若U【KV】；I【A】；t【h】时，电功W为度【KW·h】
1000W的电炉加热1小时 1度电的概念 100W的灯泡照明10小时
能和热能；“220V、40W”的电灯，表明该灯在220V
电压下工作时，1秒钟内可将40焦耳的电能转换成光能
Fra Baidu bibliotek
和热能。
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4、参考方向
• 关联和非关联
aI
aI
＋
U
负载 元件
－
＋
U
电源 元件
－
b 关联参考方向
b 非关联参考方向
实际电源上的电压、电流方向总是非关联的，实际负载上 的电压、电流方向是关联的。因此，假定某元件是电源时，
电路分析基础
第1章 电路的基本概念和基本定律
1.1 电路和 电路模型
1.6 直流电路 中的几个问题
1.2 电路的 基本物理量
1.3 基尔 霍夫定律
1.5 电路 的等效变换
1.4 电压源 和电流源
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电路分析基础
本章的学习目的和要求
本章内容是贯穿全课程的重要理论基础，要求在 学习中给予足够的重视。通过对本章学习，要求理 解理想电路元件和电路模型的概念；进一步熟悉电 压、电流、电动势和电功率等基本物理量的概念； 深刻理解和掌握参考方向在电路分析中的作用；初 步理解和掌握基尔霍夫定律的内容及其应用；领会 电路等效的概念和掌握电路等效的基本方法。