哈工程电工基础第一章.ppt

电工基础电工基础任课教师：李鸿林任课教师：李鸿林信息与通信工程学院信息与通信工程学院电工电子教学中心电工电子教学中心电子信箱：电子信箱：电话：电话：82519805-60182519805-601（2121号楼号楼参考书目参考书目电路电路 邱关源主编邱关源主编 高等教育出版社高等教育出版社电路基础电路基础 姜钧仁主编姜钧仁主编 哈尔滨工程大学出版社哈尔滨工程大学出版社电路、电路基础等相关习题集电路、电路基础等相关习题集第一章第一章 电路模型和电路定律电路模型和电路定律1 1、电路模型电路模型-研究的对象研究的对象2 2、电路元件电路元件-电路的组成电路的组成3 3、电路变量电路变量-电路的描述电路的描述4 4、电路定律电路定律-电路的分析电路的分析首页首页上页上页返回返回下页下页作业作业习题一习题一 3、8、12、14、171.11.1 电路和电路模型电路和电路模型首页首页上页上页返回返回下页下页1什么是什么是电路电路本节研究的问题本节研究的问题2电路有什么电路有什么作用作用3电路的电路的组成组成部分部分4什么是电路模型什么是电路模型-电路电路5理想理想电路元件电路元件6有关电路的有关电路的基本概念基本概念首页首页上页上页返回返回下页下页2节点节点1支路支路(2)4网孔网孔3回路回路有关电路的基本概念有关电路的基本概念1.21.2 电流、电压及其参考方向电流、电压及其参考方向首页首页上页上页返回返回下页下页1电流的定义、方向、单位、参考方向、标注电流的定义、方向、单位、参考方向、标注本节研究的问题本节研究的问题2电压的定义、方向、单位、参考方向、标注电压的定义、方向、单位、参考方向、标注4电压与电位电压与电位3关联参考方向与非关联参考方向关联参考方向与非关联参考方向1.31.3 电功率与能量电功率与能量首页首页上页上页返回返回下页下页1关联参考方向下，功率表达式及其意义关联参考方向下，功率表达式及其意义本节研究的问题本节研究的问题2非关联参考方向下，功率表达式及其意义非关联参考方向下，功率表达式及其意义3电源与负载的判断电源与负载的判断4功率平衡功率平衡5电能的计算电能的计算首页首页上页上页返回返回下页下页例例11 求各元件或电路的功率。图中求各元件或电路的功率。图中 ；例题讲解例题讲解1.41.4 电阻元件电阻元件首页首页上页上页返回返回下页下页1电阻元件的定义电阻元件的定义:其特性可以用其特性可以用 u-i平面的一条曲线来平面的一条曲线来表示的二端元件。表示的二端元件。本节研究的问题本节研究的问题2电阻的伏安特性电阻的伏安特性*3电阻分类电阻分类4欧姆定律欧姆定律5功率与电能计算功率与电能计算1.51.5 电容元件电容元件首页首页上页上页返回返回下页下页1电容元件的定义电容元件的定义:其特性可以用其特性可以用 q-u平面的一条曲线来平面的一条曲线来表示的二端元件。表示的二端元件。本节研究的问题本节研究的问题2电容的库伏特性电容的库伏特性3电容分类电容分类4电容的伏安关系电容的伏安关系5功率与电能分析功率与电能分析首页首页上页上页返回返回下页下页例题讲解例题讲解例例12 已知某电容元件的电容已知某电容元件的电容，加在，加在其上的电压其上的电压 的波形如图所示，电压、的波形如图所示，电压、电流取关联参考方向，试画出其电流取关联参考方向，试画出其电流电流 的波形的波形,并计算在并计算在 和和 时电容元件的时电容元件的储能储能。1.61.6 电感元件电感元件首页首页上页上页返回返回下页下页1电感元件的定义电感元件的定义:其特性可以用其特性可以用-i平面的一条曲线来平面的一条曲线来表示的二端元件。表示的二端元件。本节研究的问题本节研究的问题2电感的韦安特性电感的韦安特性3电感分类电感分类4电感的伏安关系电感的伏安关系5功率与电能分析功率与电能分析首页首页上页上页返回返回下页下页1、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 定律可叙述为：不论任何原因，当穿过闭合导体回路所包围面积的磁通量发生变化时，在回路中都会出现感应电动势,而且感应电动势的大小总是与磁通量对时间 t 的变化率成正比。用数学公式可表示为 2 2、楞次定律、楞次定律 感生电流具有这样的方向，就是感生电流的磁场，总要阻碍引起感生电流的磁通量的变化，感生电流的方向总是使其产生的磁场，力图阻碍引起感生电流的磁通量的变化。知识回顾知识回顾1.71.7 电压源与电流源电压源与电流源首页首页上页上页返回返回下页下页1独立电压源独立电压源:能够对外提供按给定规律变化的确定电压能够对外提供按给定规律变化的确定电压的二端电路元件。的二端电路元件。本节研究的问题本节研究的问题2电压源的特点电压源的特点3直流电压源直流电压源恒压源的伏安关系恒压源的伏安关系4独立电流源：能够对外提供按给定规律变化的确定电独立电流源：能够对外提供按给定规律变化的确定电流的二端电路元件，流的二端电路元件，5电流源的特点电流源的特点6直流电流源直流电流源恒流源的伏安关系恒流源的伏安关系1.81.8 受控源受控源首页首页上页上页返回返回下页下页本节研究的问题本节研究的问题1.91.9 基尔霍夫定律基尔霍夫定律首页首页上页上页返回返回下页下页1基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律KCL及其应用及其应用本节研究的问题本节研究的问题2基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律KVL及其应用及其应用a定律内容定律内容b数学描述数学描述c扩展形式：扩展形式：d物理实质：电流的连续性、电荷守恒物理实质：电流的连续性、电荷守恒a定律内容定律内容b数学描述数学描述c扩展形式：开口网络扩展形式：开口网络d物理实质：电位的单值性、能量守恒物理实质：电位的单值性、能量守恒首页首页上页上页返回返回下页下页定理内容定理内容对于任一电路中的任一节点，在任一时刻，流出该节点对于任一电路中的任一节点，在任一时刻，流出该节点的所有支路电流的代数和等于零。的所有支路电流的代数和等于零。1基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律KCL首页首页上页上页返回返回下页下页例例14 电电路路如如图图所所示示，已已知知 ,求流经电阻求流经电阻 、的电流。的电流。例题讲解例题讲解首页首页上页上页返回返回下页下页图示电路中，已知I1=11mA，I4=12mA，I5=6mA。求I2，I3和I6。练习练习首页首页上页上页返回返回下页下页用基尔霍夫电流定律求图示电路中的电流I1，I2和I3。练习练习首页首页上页上页返回返回下页下页定理内容定理内容对于任一电路中的任一回路，在任一时刻，沿该回路绕对于任一电路中的任一回路，在任一时刻，沿该回路绕行一周途径各元件或支路电压的代数和等于零。行一周途径各元件或支路电压的代数和等于零。2基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律KVL首页首页上页上页返回返回下页下页例例15 电路如图所示，已知电路如图所示，已知 ,求求 、和和 。例题讲解例题讲解首页首页上页上页返回返回下页下页图示电路中，已知：R1=4，R2=3，R3=2，US1=1V，US2=5V，I=2A，IS=1A。用基尔霍夫定律求US3=?练习练习首页首页上页上页返回返回下页下页求图示电路中各电源发出或吸收的功率值，并说明哪个是电源，哪个是负载?练习练习首页首页上页上页返回返回下页下页图示电路中，已知：US1=100V，US2=80V，R2=2，I=4A，I2=2A，试用基尔霍夫定律求电阻R1和供给负载N的功率。练习练习首页首页上页上页返回返回下页下页112 求图中各元件电压、电流和功率。求图中各元件电压、电流和功率。课后习题课后习题首页首页上页上页返回返回下页下页116 电路如图，已知电路如图，已知，求求 课后习题课后习题6V18V首页首页上页上页返回返回下页下页补充习题补充习题如图所示，电流如图所示，电流i等于（等于（）。）。2A1A首页首页上页上页返回返回下页下页补充习题补充习题如图所示，电压如图所示，电压u等于（）。等于（）。8V首页首页上页上页返回返回下页下页117 电路如图，用电路如图，用KCL和和KVL求电流求电流i。课后习题课后习题1 1、电路研究的对象：电路模型、电路研究的对象：电路模型2 2、电压电流的参考方向：关联、非关联、电压电流的参考方向：关联、非关联3 3、功率与能量、功率与能量4 4、电路元件：无源元件、有源元件、电路元件：无源元件、有源元件5 5、基尔霍夫定律：、基尔霍夫定律：KCLKCL、KVLKVL本章小结本章小结首页首页上页上页返回返回下页下页练习练习*如图所示，电压如图所示，电压u等于（）。等于（）。-6V 5V(32/7)首页首页上页上页返回返回下页下页练习练习首页首页上页上页返回返回下页下页练习练习首页首页上页上页返回返回下页下页证明猜想证明猜想首页首页上页上页返回返回下页下页例题讲解例题讲解首页首页上页上页返回返回下页下页法则证明法则证明首页首页上页上页返回返回下页下页法则证明法则证明首页首页上页上页返回返回下页下页例题讲解例题讲解首页首页上页上页返回返回下页下页练习练习首页首页上页上页返回返回下页下页课堂小结课堂小结首页首页上页上页返回返回下页下页1电路电路电路电路电路是电流的通路。它是为实现某一功能由一些电电路是电流的通路。它是为实现某一功能由一些电的设备和器件相互联接组成的总体。的设备和器件相互联接组成的总体。首页首页上页上页返回返回下页下页2电路的作用电路的作用电路电路*电能的传输、分配及转换。如电力系统电能的传输、分配及转换。如电力系统*信号的产生、变换和处理。如收音机、电视机等信号的产生、变换和处理。如收音机、电视机等首页首页上页上页返回返回下页下页3电路的组成电路的组成电路电路*电源：电源：*负载：负载：*联接导线：联接导线：首页首页上页上页返回返回下页下页1理想电路元件理想电路元件电路模型电路模型2电路模型电路模型-电路电路首页首页上页上页返回返回下页下页1元件的分类元件的分类本节研究的问题本节研究的问题2电阻的伏安特性电阻的伏安特性3电阻分类电阻分类4欧姆定律欧姆定律5功率与电能计算功率与电能计算