电路基础知识优秀PPT.ppt
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1、电路基础知识现在学习的是第1页,共50页 第一章第一章 电路模型和电路定律电路模型和电路定律现在学习的是第2页,共50页1.7 1.7 电感元件电感元件1.6 1.6 电容元件电容元件1.8 1.8 电压源和电流源电压源和电流源 1.9 1.9 受控电源受控电源1.10 1.10 基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.1 1.1 电路和电路模型电路和电路模型1.2 1.2 电流和电压的参考方向电流和电压的参考方向1.3 1.3 电功率和能量电功率和能量1.4 1.4 电路元件电路元件1.5 1.5 电阻元件电阻元件现在学习的是第3页,共50页 重点:重点:1.1.电压、电流的参考方向电压、电流的参考方向
2、2.2.电路元件特性电路元件特性3.3.基尔霍夫定律基尔霍夫定律现在学习的是第4页,共50页1.1 电路和电路模型(电路和电路模型(model)1、概念:、概念:电路电路-是电流的通路,是为了某种需要由某些电工设备或是电流的通路,是为了某种需要由某些电工设备或 元件(电气器件)按一定的方式组合起来的。元件(电气器件)按一定的方式组合起来的。电路主要由电源、负载、连接导线及开关等构成。电路主要由电源、负载、连接导线及开关等构成。电源电源(source):提供能量或信号:提供能量或信号.负载负载(load):将电能转化为其它形式的能量,或对:将电能转化为其它形式的能量,或对 信号进行处理信号进行处
3、理.导线导线(line)、开关开关(switch)等:将电源与负载接成通路等:将电源与负载接成通路.现在学习的是第5页,共50页2 2、作用:、作用:1.1.1.1.实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换 电电池池灯灯泡泡2.2.实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理放大放大器器扬声器扬声器话筒话筒现在学习的是第6页,共50页3、结构:、结构:电电池池灯灯泡泡电源电源:提供提供电能的装置电能的装置负载负载:取用取用电能的装置电能的装置中间环节:中间环节:传递、分传递、分配和控制电能的作用
4、配和控制电能的作用现在学习的是第7页,共50页放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒直流电源直流电源直流电源直流电源:提供能源提供能源信号处理:信号处理:放大、检波等放大、检波等负载负载信号源信号源:提供信息提供信息负载大小的概念负载大小的概念:负载增加指负载取用的电流和功率增加。负载增加指负载取用的电流和功率增加。现在学习的是第8页,共50页4、电路模型:、电路模型:R+RoE-手电筒的电路模型手电筒的电路模型灯灯泡泡开关开关电电池池导线导线S 为了便于用数学方法分析电路为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模型化,用足一般要将实际电路模型化,用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟
5、实际电路中的器以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件,从而构成与实际电路相对应的电路模型。件,从而构成与实际电路相对应的电路模型。现在学习的是第9页,共50页1.2 1.2 电流和电压的参考方向电流和电压的参考方向 物理中对电量规定的方向。物理中对电量规定的方向。物理量物理量单单 位位实实 际际方方 向向电流电流IA、mA、A正电荷运动的方向正电荷运动的方向电动势电动势 EV、kV、mV、V电位升高的方向电位升高的方向(低电位低电位 高电位高电位)电压电压U、V、kV、mVV电位降低的方向电位降低的方向 (高电位高电位 低电位低电位)1、实际方向:、实际方向:现在学习的是
6、第10页,共50页 (2 2)、表示方法)、表示方法abIR电流:电流:Uab 双下标双下标电压:电压:+正负号正负号abUI(1 1)、)、概念:概念:+_U+EaRb 在分析计算电路时,在分析计算电路时,对电量任意假定的方向。对电量任意假定的方向。箭标箭标Iab 双下标双下标2 2、参考方向、参考方向(正方向正方向)箭标箭标现在学习的是第11页,共50页实际方向与参考方向一致,电流实际方向与参考方向一致,电流(或电压或电压)值为正;值为正;实际方向与参考方向相反,电流实际方向与参考方向相反,电流(或电压或电压)值为负。值为负。3 3、实际方向与参考方向的关系、实际方向与参考方向的关系4 4
7、、注意:、注意:在参考方向选定后,电流(或电压)在参考方向选定后,电流(或电压)值才有正负之分。值才有正负之分。对任何电路分析时都应先指定各处的对任何电路分析时都应先指定各处的 i,u 的参考方向。的参考方向。abIR例:例:若若 I=5A,则实际方向与参考方向一致,则实际方向与参考方向一致,若若 I=5A,则实际方向与参考方向相反。,则实际方向与参考方向相反。现在学习的是第12页,共50页当电压的参考方向指定后,指定电流从标以电压参考方当电压的参考方向指定后,指定电流从标以电压参考方向的向的“+”极性端流入,并从标极性端流入,并从标“”端流出,端流出,即电流的参考方即电流的参考方向与电压的参
8、考方向一致,也称电流和电压为关联参考方向向与电压的参考方向一致,也称电流和电压为关联参考方向。反。反之为非关联参考方向。之为非关联参考方向。5 5、关联参考方向:、关联参考方向:i+-Ru现在学习的是第13页,共50页小结:小结:(1)分析电路前必须分析电路前必须选定选定电压和电流的电压和电流的参考方向参考方向。(2)参考方向一经选定,必须在参考方向一经选定,必须在图中图中相应位置相应位置标注标注(包括方向和符包括方向和符号),在计算过程中不得任意改变。号),在计算过程中不得任意改变。u=Ri+Riu+Riuu=Ri(3)参考参考方向不同时方向不同时,其,其表达式符号也不同表达式符号也不同,但
9、实际方向不变。,但实际方向不变。现在学习的是第14页,共50页1.3 电功率和能量电功率和能量1、概念:、概念:电功率电功率 在电压电流关联参考方向下,电功率在电压电流关联参考方向下,电功率 p 可写成可写成p(t)=u(t)i(t)p 0 表明元件吸收电能,表明元件吸收电能,p 0 表明元件释放电能,表明元件释放电能,p 0 表明元件吸收电能表明元件吸收电能电能量电能量 单位单位 在国际单位制中,电流(A),电荷(C)库仑,电压(V),电能量(J)焦耳,功率(W)瓦特。现在学习的是第15页,共50页1.4 1.4 电阻元件电阻元件电阻是一种将电能不可逆地转化为其它形式能量(如热能、机械能、光
10、能等)的元件。1.符号符号R2.欧姆定律欧姆定律(Ohms Law)(1)电压与电流的参考方向设定为一致的方向电压与电流的参考方向设定为一致的方向Riu+u R iR 称为电阻,称为电阻,电阻的单位:电阻的单位:(欧欧)(Ohm,欧姆,欧姆)现在学习的是第16页,共50页 伏安特性曲线伏安特性曲线:R tg 线性电阻线性电阻R是一个与电压和电流无关的常数。是一个与电压和电流无关的常数。令令 G 1/RG称为电导称为电导则则 欧姆定律表示为欧姆定律表示为 i G u.电导的单位:电导的单位:S(西西)(Siemens,西门子,西门子)uiO电阻元件的伏安特性为电阻元件的伏安特性为一条过原点的直线
11、一条过原点的直线现在学习的是第17页,共50页(2)电阻的电压和电流的参考方向相反电阻的电压和电流的参考方向相反Riu+则欧姆定律写为则欧姆定律写为u Ri 或或 i Gu注意:注意:公式必须和参考方向配套使用公式必须和参考方向配套使用!3.功率和能量功率和能量Riu+Rip吸吸 ui (Ri)i i2 R u(u/R)u2/Rp吸吸 ui i2R u2/R功率:功率:u+任何时刻任何时刻,电阻元件绝不可能发出电能,它只能消耗电能。电阻元件绝不可能发出电能,它只能消耗电能。因此电阻又称为因此电阻又称为“无源元件无源元件”和和“耗能元件耗能元件”。现在学习的是第18页,共50页Riu+3.开路与
12、短路开路与短路对于一电阻对于一电阻R当当R=0,视其为短路。,视其为短路。i为有限值时,为有限值时,u=0。当当R=,视其为开路。,视其为开路。u为有限值时,为有限值时,i=0。*理想导线的电阻值为零。理想导线的电阻值为零。能量:可用功表示。从能量:可用功表示。从 t 到到t0电阻消耗的能量:电阻消耗的能量:现在学习的是第19页,共50页1.5 电容元件电容元件 (capacitor)线线性性定定常常电电容容元元件件:任任何何时时刻刻,电电容容元元件件极极板板上上的的电电荷荷q与电流与电流 u 成正比。成正比。2、电路符号、电路符号1、电容器、电容器C+qq+-现在学习的是第20页,共50页与
13、电容有关两个变量与电容有关两个变量:C,q对于线性电容,有:对于线性电容,有:q=Cu 3.元件特性元件特性C 称为电容器的电容称为电容器的电容电容电容 C 的单位:的单位:F(法法)(Farad,法拉,法拉)F=C/V=As/V=s/常用常用 F,nF,pF等表示。等表示。Ciu+现在学习的是第21页,共50页4、伏安特性:线性电容的、伏安特性:线性电容的qu 特性特性是过原点的直线是过原点的直线C=q/u tg 5、电压、电流关系:、电压、电流关系:u,i 取关联参考方向取关联参考方向Ciu+或或 quOi=Cdu/dt现在学习的是第22页,共50页6 6、电容元件的功率和能量、电容元件的
14、功率和能量 在电压、电流关联参考方向下,电容元件吸收的功率为在电压、电流关联参考方向下,电容元件吸收的功率为 到到 t从从t -时间内,电容元件吸收的电能为时间内,电容元件吸收的电能为 dtduCuudtduCuip=则电容在任何时刻则电容在任何时刻t所储存的电场能量所储存的电场能量Wc将等于其将等于其 所吸收的能量。所吸收的能量。现在学习的是第23页,共50页由此可以看出,电容是无源元件,它本身不消耗能量。由此可以看出,电容是无源元件,它本身不消耗能量。从从t0到到 t 电容储能的变化量:电容储能的变化量:7 7、小结小结:(1)i的大小与的大小与 u 的的变化率成正比变化率成正比,与,与
15、u 的大小无关;的大小无关;(3)电容元件是一种记忆元件;电容元件是一种记忆元件;(2)电容在直流电路中相当于开路,有电容在直流电路中相当于开路,有隔直作用隔直作用;(4)当当 u,i为关联方向时,为关联方向时,i=Cdu/dt;u,i为为非非关联方向时,关联方向时,i=Cdu/dt 。现在学习的是第24页,共50页1.6 1.6 电感元件电感元件Li+u变量变量:电流电流 i ,磁链磁链 1、线性定常电感元件线性定常电感元件L 称为自感系数称为自感系数L 的单位:亨(利)的单位:亨(利)符号:符号:H(Henry)2、韦安韦安(i)特性)特性 i0现在学习的是第25页,共50页3、电压、电流
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