重庆大学考研电路电路模型和电路定律.pptx

1-1 电路和电路模型第1页/共67页一、电路模型 实际电路：由各种电子器件、电气部件相互联接而成，形式多样，功能各异，不具有单一的电路特性。理想元件：近似描述实际器件或电路的某种单一的物理性质，有精确的定义和数学描述，是构成实际电路模型的基本单元。电路模型：理想元件或理想元件的组合。它在一定的精度范围内，近似地描述实际电路。第2页/共67页例：一个电感线圈的建模（1）直流状态下 一个电阻（2）交流低频情况下 一个电阻与一个电感串联（3）高频情况下 一个电阻与一个电感串联再与一个电容 并联（4）超高频情况下 分布参数电路第3页/共67页二、集总参数电路 电路的三种参数电阻、电容、电感 集总假设：当电路部件及电路的尺寸远小于工作时电 磁信号的波长时，电路参数的分布性对电路的性能的影响不那么明显，可以不考虑电路的空间尺寸而用集总的电阻、电容、电感作为电路的参数。集总参数电路：由理想的集总参数元件相互联接而成的电路。一种理想的集总参数元件只描述一种电磁现象。在集总假设的前提条件下，电路中的电压和电流是时间的函数，而与空间坐标无关。第4页/共67页1-2 电路变量第5页/共67页（1）定义单位时间内通过导体横截面的电量，规 定正电荷运动方向为电流方向。定义式为（2）符号 i (或 I)（3）单位 安培 A（4）分类 交流电流与直流电流一、电流和电压1.电流第6页/共67页2.电压（1）定义a、b两点间电压表征单位正电荷由a点 转移到b点时所获得或失去的能量。其定义式为：（2）符号 u (或 U)（3）单位 伏特 V（4）分类 交流电压与直流电压第7页/共67页二、电流和电压的参考方向1概念的引入：在求解电路的过程中，常常出现许多的未知电量，其方向不能预先确定，因此需要任意选定电压电流的方向作为其参考方向，以利于解题。规定：如果电压或电流的实际方向与参考方向一致则其值为正，若相反，则为负。这样就可以用计算得出值的正负与设定的参考方向来确定电量的实际方向。第8页/共67页2参考方向的应用（1）两种表示方式：箭头或双下标u1.5Vabu1.5Vab电路中的电压、电流的参考方向可以任意指定。第9页/共67页3关联（一致）参考方向 电流的参考方向为从指定的电压的高电位点指向低电位点，这种情况被称为元件电压和电流的参考方向是关联参考方向（或一致参考方向）。iu关联参考方向iu非关联参考方向第10页/共67页1-2 电功率和能量第11页/共67页一、电功率（1）定义单位时间内能量的变化。把能量传输 （流动）的方向称为功率的方向，定义式为：（2）符号 p（P）（3）单位 瓦W（4）说明:当选取电压电流参考方向关联时，功率 p(t)0，为吸收功率，吸收能量 功率 p(t)0，电容电荷量增加，电容电压上升，是电容充电的过程。时，i|u(t0)|时，W 0，电容吸收能量，充电u当|u(t)|u(t0)|时，W 0，电感磁通链增加，电感电流增大，是电感充磁的过程。时，u|i(t0)|时，W 0，电感吸收能量，充磁u当|i(t)|i(t0)|时，W 0，电感放出能量，放磁从t0到t 时刻，电感元件吸收的电能为：功率：第63页/共67页在任一瞬时t电感元件储存的磁场能量为 表明电感元件所储存的磁场能量WL 总是非负的，即电感元件释放的能量不能超过至该时刻以前所储存的能量，电感元件是一种无源元件。第64页/共67页u电感为储能元件，并不消耗电能u电感为电流记忆元件，其电流与初值有关u电感为动态元件，其电压电流为微分关系u电感为电流惯性元件，即电压为有限值时，电 流不能跃变u电感元件隔交通直，通低频阻高频9关于电感元件的说明第65页/共67页例1-9-1 已知图(a)所示的电感元件的电压的波形如图(b)所示，且i(0)0，试画出电感元件的电流的波形。(b)(a)第66页/共67页感谢您的观看！第67页/共67页