电路(邱关源第五版)课件第一章ppt.ppt
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1、从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。1.1.电压、电流的参考方向电压、电流的参考方向3.3.基尔霍夫定律基尔霍夫定律l 重点重点:2.2.电阻元件和电源元件的特性电阻元件和电源元件的特性返 回从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比
2、较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。1-1 1-1 电路和电路模型电路和电路模型1.1.1.1.实际电路实际电路实际电路实际电路功能功能(a)能量的传输、分配与转换;能量的传输、分配与转换;(b)信息的传递、控制与处理。信息的传递、控制与处理。建立在同一电路理论基础上。建立在同一电路理论基础上。由电工设备和电气器件按预期由电工设备和电气器件按预期目的连接构成的电流的通路。目的连接构成的电流的通路。下 页上 页共性共性返 回从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下
3、工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。反映实际电路部件的主要电磁反映实际电路部件的主要电磁 性质的理想电路元件及其组合。性质的理想电路元件及其组合。2.2.电路模型电路模型导线导线电电池池开关开关白炽灯白炽灯电路图电路图l理想电路元件理想电路元件有某种确定的电磁性能的理想有某种确定的电磁性能的理想元件。元件。l电路模型电路模型下 页上 页返 回从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少
4、使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。5种基本的理想电路元件:种基本的理想电路元件:电阻元件:电阻元件:表示消耗电能的元件。表示消耗电能的元件。电感元件:电感元件:表示产生磁场,储存磁场能量的元件。表示产生磁场,储存磁场能量的元件。电容元件:电容元件:表示产生电场,储存电场能量的元件。表示产生电场,储存电场能量的元件。电压源和电流源:电压源和电流源:表示将其他形式的能量转变成表示将其他形式的能量转变成 电能的元件。电能的元件。5种基本理想电路元件有三个特征:种基本理想电路元件
5、有三个特征:(a a)只有两个端子;只有两个端子;(b b)可以用电压或电流按数学方式描述;可以用电压或电流按数学方式描述;(c c)不能被分解为其他元件。不能被分解为其他元件。下 页上 页注意返 回从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。具有相同的主要电磁性能的实际电路部件,在一具有相同的主要电磁性能的实际电路部件,在一定条件下可用同一电路模型表示。定条件下可
6、用同一电路模型表示。同一实际电路部件在不同的应用条件下,其电路同一实际电路部件在不同的应用条件下,其电路模型可以有不同的形式。模型可以有不同的形式。下 页上 页例例电感线圈的电路模型电感线圈的电路模型注意返 回从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。1-2 1-2 电流和电压的参考方向电流和电压的参考方向 电电路路中中的的主主要要物物理理量量有有电电压压、电电流
7、流、电电荷荷、磁磁链链、能能量量、电电功功率率等等。在在线线性性电电路路分分析析中中人人们们主主要要关心的物理量是电流、电压和功率。关心的物理量是电流、电压和功率。1.1.1.1.电流的参考方向电流的参考方向电流的参考方向电流的参考方向l电流电流l电流强度电流强度带电粒子有规则的定向运动带电粒子有规则的定向运动单位时间内通过导体横截面的电荷单位时间内通过导体横截面的电荷下 页上 页返 回从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞
8、开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。l方向方向 规定正电荷的规定正电荷的 运动方向为电流的实际运动方向为电流的实际 方向方向l单位单位1kA=103A1mA=10-3A1 A=10-6AA(安(安培培)、)、kA、mA、A元件元件(导线导线)中电流流动的实际方向只有两种可能中电流流动的实际方向只有两种可能:实际方向实际方向AB实际方向实际方向AB 对于复杂电路或电路中的电流随时间变化对于复杂电路或电路中的电流随时间变化时,电流的实际方向往往很难事先判断。时,电流的实际方向往往很难事先判断。下 页上 页问题返 回从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有
9、挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。l参考方向参考方向 大小大小方向方向(正负)正负)电流电流(代数量代数量)任意假定一个正电荷运动的方任意假定一个正电荷运动的方向即为电流的参考方向。向即为电流的参考方向。i 0i 0参考方向参考方向u+参考方向参考方向u+0 吸收正功率吸收正功率 (实际吸收实际吸收)p0 发出正功率发出正功率 (实际发出实际发出)p0 发出负功率发出负功率 (实际吸收实际吸收)l u,i 取
10、非取非关联参考方向关联参考方向下 页上 页+-iu+-iu返 回从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。例例3-1 求图示电路中各求图示电路中各方框所代表的元件吸方框所代表的元件吸收或发出的功率。收或发出的功率。下 页上 页已知:U1=1V,U2=-3V,U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3V,I1=2A,I2=1A,,I3=-1A。564123I2
11、I3I1+U6U5U4U3U2U1返 回从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。解解对一完整的电路,满足:对一完整的电路,满足:发出的功率吸收的功率发出的功率吸收的功率下 页上 页注意返 回564123I2I3I1+U6U5U4U3U2U1从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,
12、在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。下 页上 页1-4 1-4 电路元件电路元件是电路中最基本的组成单元。是电路中最基本的组成单元。1.1.1.1.电路元件电路元件电路元件电路元件返 回5种基本的理想电路元件:种基本的理想电路元件:电阻元件:电阻元件:表示消耗电能的元件。表示消耗电能的元件。电感元件:电感元件:表示产生磁场,储存磁场能量的元件。表示产生磁场,储存磁场能量的元件。电容元件:电容元件:表示产生电场,储存电场能量的元件。表示产生电场,储存电场能量的元件。电压源和电流源:
13、电压源和电流源:表示将其他形式的能量转变成表示将其他形式的能量转变成 电能的元件。电能的元件。注意 如果表征元件端子特性的数学关系式是线如果表征元件端子特性的数学关系式是线性关系,该元件称为线性元件,否则称为非线性性关系,该元件称为线性元件,否则称为非线性元件。元件。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。2.2.2.2.集总参数电路集总参数电路集总参数电路集总
14、参数电路由集总元件构成的电路由集总元件构成的电路集总元件集总元件假定发生的电磁过程都集中在元假定发生的电磁过程都集中在元件内部进行。件内部进行。集总条件集总条件下 页上 页 集总参数电路中集总参数电路中u、i 可以是时间的函可以是时间的函数,但与空间坐标无关。因此,任何时刻,流数,但与空间坐标无关。因此,任何时刻,流入两端元件一个端子的电流等于从另一端子流入两端元件一个端子的电流等于从另一端子流出的电流;端子间的电压为确定值。出的电流;端子间的电压为确定值。注意返 回从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此
15、不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。下 页上 页例例iiz集总参集总参数电路数电路两线传输线的等效电路。两线传输线的等效电路。当两线传输线的长度当两线传输线的长度 l 与电磁波的波长满足:与电磁波的波长满足:返 回+-从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再
16、说明。下 页上 页iiz分布参分布参数电路数电路当两线传输线的长度当两线传输线的长度 l 与电磁波的波长满足:与电磁波的波长满足:返 回等效电路为等效电路为:+-从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。1-5 1-5 电阻元件电阻元件2.2.2.2.线性时不变电阻元件线性时不变电阻元件线性时不变电阻元件线性时不变电阻元件l 电路符号电路符号R电阻元件电阻元件对电
17、流呈现阻力的元件。其特性可对电流呈现阻力的元件。其特性可用用u-i平面上的一条曲线来描述:平面上的一条曲线来描述:iu任何时刻端电压与电流成正比的电阻元件。任何时刻端电压与电流成正比的电阻元件。1.1.1.1.定义定义定义定义伏安伏安特性特性下 页上 页O返 回从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。l u-i 关系关系R 称为电阻,单位:称为电阻,单位:(欧欧
18、 姆姆)满足欧姆定律满足欧姆定律l 单位单位G 称为电导,单位称为电导,单位:S(西西门子门子)u、i 取关联取关联参考方向参考方向下 页上 页伏安特伏安特性曲线性曲线为一条为一条过原点过原点的直线的直线uiORui+返 回从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。如电阻上的电压与电流参考方向非关如电阻上的电压与电流参考方向非关联,公式中应冠以负号。联,公式中应冠
19、以负号。说明线性电阻是无记忆、双向性的元说明线性电阻是无记忆、双向性的元件。件。欧姆定律欧姆定律只适用于线性电阻只适用于线性电阻(R 为常数为常数)。)。则欧姆定律写为则欧姆定律写为u R i i G u公式和参考方向必须配套使用!公式和参考方向必须配套使用!下 页上 页注意Rui-+返 回从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。3.3.功率和能量功率和能量电阻
20、元件在任何时刻总是吸收功率的。电阻元件在任何时刻总是吸收功率的。p u i(R i)i i2 R -u2/Rp u i i2R u2/Rl 功率功率Rui+-下 页上 页表明Rui-+返 回从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。ui从从 t0 到到 t 电阻吸收的能量:电阻吸收的能量:4.4.4.4.电阻的开路与短路电阻的开路与短路电阻的开路与短路电阻的开路与
21、短路l 能量能量l 短路短路l 开路开路ui下 页上 页Riu+u+iOO返 回从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。1-6 1-6 电压源和电流源电压源和电流源l电路符号电路符号1.1.理想电压源理想电压源l定义定义i+_下 页上 页其两端电压总能保持定值或一定其两端电压总能保持定值或一定的时间函数,其值与流过它的电的时间函数,其值与流过它的电流流 i 无关
22、的元件叫理想电压源。无关的元件叫理想电压源。返 回从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。电源两端电压由电源本身决定,与外电路无关;电源两端电压由电源本身决定,与外电路无关;与流经它的电流方向、大小无关。与流经它的电流方向、大小无关。通过电压源的电流由电源及通过电压源的电流由电源及外电路共同决定。外电路共同决定。l理想电压源的电压、电流关系理想电压源的电压、电流
23、关系ui直流电压直流电压源的伏安源的伏安特性曲线特性曲线下 页上 页例例Ri-+外电路外电路电压源不能短路!电压源不能短路!O返 回从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。+_iu+_l电压源的功率电压源的功率电压、电流参考方向非关联。电压、电流参考方向非关联。电流(正电荷电流(正电荷 )由低电位)由低电位向高电位移动,外力克服电场力作功,向高电位移动,外力克服
24、电场力作功,电源发出功率。电源发出功率。发出功率,起电源作用发出功率,起电源作用物理意义:物理意义:下 页上 页+_iu+_电压、电流参考方向关联。电压、电流参考方向关联。物理意义:物理意义:电场力作功,电源吸收功率。电场力作功,电源吸收功率。吸收功率,充当负载。吸收功率,充当负载。返 回从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。例例6-1计算图示电路各元件的功率
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