大学电路理论课程教案-基尔霍夫定侓及其方程1.ppt

电的特点,1、是一种优良的能量形式 便于 转换 化学能 电能 机械能 电能 热能 电能 输送 控制,2、是一种良好的信息载体,电的应用技术,电力技术（强电） -电能的产生、输送、分配、拖动 电子技术 （弱电） -电信号的获取、传输、变换、处理,电路,电的应用靠电路来实现 电路：电器件构成的电流通路 电器件： 电源- 电池、发电机、 信号源、传感器、发射机 用电器-电炉、电灯、电动机 接收机 电传输设备和测量、控制装置,电子信息系统,例：图1.3.1 (P7),传感器,信号预处理电路,A/D 转换,计算机,D/A 转换,控制,显示,物理 世界,电子信息系统,例：图1.3.2 (P9),无线电 接收机,无线电 发射机,等幅RF 振荡器,音频 信号,开环控制系统,方框图,控制器,被控 对象,给定值输入量,输出量,干扰,开环控制系统,例：,220V,调压器,闭环控制系统,方框图,控制器,被控 对象,给定值输入量,输出量,干扰,测量元件,偏差量,反馈量,闭环控制系统,例：,220V,调压器,放大器,设定温度,电动机,电路及模型,电路理论建立在模型的基础上 电路模型由理想化元件组成 理想化元件： 1、表征在元件中所发生的主要物理现象 2、理想化元件的物理特征，可以用严格的数学表达式描述 例：电炉、电灯 电能的消耗现象-电阻元件 u = R I,电路理论,电路 模型,电路 行为,实际 电路,分析,综合,建模,设计,电路理论,专业学科,课程设置,电路基本理论 线性电子线路 非线性电子线路 数字电路 集成电路设计 计算机原理,电气工程师的：看家本领 面包和黄油,第1章基尔霍夫定律,1.1电路元件及其表征 集中参数元件与电路 1、元件端子：元件与电路其他部分连接的唯一途径。元件至少有2个端子。,2、元件端对：任意两个端子构成一组端对。,3、端子电流和端对电压,4、电流和电压的参考方向,1）电流参考方向,R,1,2,I,I12,若 I = 2A ，表示实际电流方向与参考方向（箭头）相同。 若 I= -2A，表示实际电流方向与参考方向（箭头）相反。,1 2,R,或：,4、电流和电压的参考方向,2）电压参考方向,R,1,2,+ U -,若 U = 2V ，表示实际电压方向与参考方向相同。 若 U= -2V，表示实际电压方向与参考方向相反。,R,1 2,U12,U12,4、电流和电压的参考方向,关联参考方向,R,+ U ,伏安关系：U = R I U = - R I 消耗功率： P = U I P = - U I,I,I R,+ U ,非关联参考方向,1.2 电路的结构,例:图1.2,A,B,F,C,D,G,E,1,2,3,4,5,6,1.2 电路的结构,节点：元件端子之间的相互连接点（1、2、3、4、5、6） 支路：两个节点之间的路径（1-A-2、2-B-3、1-C-5、4-D-5等） 回路：支路构成的闭合路径 平面电路：,1.2 电路的结构,例:图,平面图：所有元件能布置在一个平面上 端线不交叉重叠,1.3基尔霍夫电流定律KCL,在任意时刻，流入某节点的电流总和等于流出该节点的电流总和,I1,I2,I3,I4,I1 + I3 = I2 + I4,在任意时刻，流入某节点的各电流代数和等于零。,n ,I1 - I2 + I3 - I4 = 0,Ii = 0,1.3基尔霍夫电流定律,例：图中，已知 I1 = -5A I2 =2A I3 = 3A 求： I4,I1,I2,I3,I4,解：I1 - I2 + I3 - I4 = 0,（-5）- （2）+ （3）- （I4）= 0,I4 = - 4 A,1.4 KCL,例:图1.7,A,B,F,C,D,G,E,1,2,3,4,5,6,任一高斯面的端线电流代数和为0,1.4基尔霍夫电压定律KVL,在任意时刻，沿任一回路的所有支路电压的代数和为零。U=0,+ U1 -,+ U3 -,- U2 +,- U4 +,B,C,（从B 出发，顺时针饶向，） 有 U1 U2 U3 + U4 = 0 或 U1 +U2 + U3 U4 = 0,1.4基尔霍夫电压定律KVL,例：图中，已知 U1 = 5V U2 =4V U4 = -3V 求： U3,+ U1 -,+ U3 -,- U2 +,- U4 +,B,C,解： 因 U1 U2 U3 + U4 = 0 （5） （4） U3 +（-3）=0 得 U3 = - 2 V,1.4基尔霍夫电压定律KVL,在任意时刻，沿任一回路的所有元件端对电压的代数和为零。,+ U1 -,- U3 +,（从1 出发，顺时针饶向，） 有 U1 + U2 + U3 = 0,N,+ U2 -,1,2,3,或 U12 + U23 + U31 = 0,