电路-邱光源-第一章课件.ppt

《电路-邱光源-第一章课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路-邱光源-第一章课件.ppt（60页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、X电路应用举例电路应用举例1、电力工业（能源、电力、电工制造）、电力工业（能源、电力、电工制造）10kV330kV10kV400V 电工理论学科是电力工业主要依靠的技术学科电工理论学科是电力工业主要依靠的技术学科X电路应用举例电路应用举例 2、基础工业（运输、铁路、冶金、化工、机械、基础工业（运输、铁路、冶金、化工、机械）必必不不可可少少的的支支持持技技术术电电工工理理论论学学科科是是基基础础工工业业X电路应用举例电路应用举例 3、高新技术、高新技术（生物、光学、半导体、卫星、空间站、核弹、导弹等）（生物、光学、半导体、卫星、空间站、核弹、导弹等）电电路路是是高高新新技技术术必必不不可可少少的

2、的组组成成部部分分X参考书目参考书目3、电路原理电路原理江泽佳主编江泽佳主编；1、电路电路邱关源主编，第邱关源主编，第5版版;2 2、电路分析基础电路分析基础李翰逊编李翰逊编；X学习方法学习方法1、预习、预习2、听讲、提问题、回答问题、听讲、提问题、回答问题3、复习、做作业（每次、复习、做作业（每次23题）题）考试方法考试方法卷面卷面90%+平时成绩平时成绩10%X第一章第一章 电路模型和电路定律电路模型和电路定律一一.实际电路的组成实际电路的组成1-1电路和电路模型电路和电路模型由电阻器、电容器、线圈、变压器、晶体管、运算放大器、传由电阻器、电容器、线圈、变压器、晶体管、运算放大器、传输线、

3、电池、发电机和信号发生器等输线、电池、发电机和信号发生器等电气器件和设备连接而成的电路，电气器件和设备连接而成的电路，称为实际电路称为实际电路。实际实际器件和设备举例器件和设备举例:X电容器电容器电电池池晶体晶体管管电阻器电阻器运算放运算放大器大器线线圈圈X低频信号发生器的内部结构低频信号发生器的内部结构X导线导线电电池池开关开关灯泡灯泡(a)(a)实实实实 际际际际 电电电电路路路路(b)(b)电电电电 路路路路 模模模模型型型型电源电源负载负载X2.负载负载：吸收电能或接受电信号的装置或器件：吸收电能或接受电信号的装置或器件3.传输控制器件传输控制器件：如开关、大型电台的中心控制室如开关、

4、大型电台的中心控制室负载负载吸收电能：如灯泡吸收电能：如灯泡接收电信号：如收音机、电视机接收电信号：如收音机、电视机1.电源电源：向外提供电能或电信号的装置或器件：向外提供电能或电信号的装置或器件电能源：各种电池及电力网电能源：各种电池及电力网电能源：各种电池及电力网电能源：各种电池及电力网信号源：传送各种电信号，如电视台信号源：传送各种电信号，如电视台信号源：传送各种电信号，如电视台信号源：传送各种电信号，如电视台电源电源1.1.理想元件理想元件理想元件理想元件：具有某种确定的电或磁性质的具有某种确定的电或磁性质的具有某种确定的电或磁性质的具有某种确定的电或磁性质的假想元件，每一种理想元件只

5、表示一种电或磁现假想元件，每一种理想元件只表示一种电或磁现假想元件，每一种理想元件只表示一种电或磁现假想元件，每一种理想元件只表示一种电或磁现象，具有精确定义或数学模型。象，具有精确定义或数学模型。象，具有精确定义或数学模型。象，具有精确定义或数学模型。二、电路模型二、电路模型X电磁现象电磁现象电磁现象电磁现象理想元件理想元件理想元件理想元件数学模型数学模型数学模型数学模型定义式定义式定义式定义式电能的消耗电能的消耗电能的消耗电能的消耗存储磁场能存储磁场能存储磁场能存储磁场能存储电场能存储电场能存储电场能存储电场能例例例例:线圈的几种电路模型线圈的几种电路模型(a)(b)线圈的电路模型线圈的电

6、路模型X三三.集中参数电路集中参数电路(Lumped parameter curcuit)根据实际电路的几何尺寸根据实际电路的几何尺寸(d)与其工作信号波长与其工作信号波长()的关系，可以将它们分为两大类：的关系，可以将它们分为两大类：(1)集中参数电路：集中参数电路：满足满足d条件的电路。条件的电路。电力系统：f=50Hz =c/f=6000km(2)分布参数电路：分布参数电路：不满足不满足d00:电流的真实方向与参考方向相同电流的真实方向与参考方向相同iR0 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

7、)lu,i取非取非关联参考方向关联参考方向+-iu+-iuX关联方向关联方向非关联方向非关联方向结论：结论：3、功率守恒原理功率守恒原理X+U-+-+-X作业：作业：1-1；1-3X例例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产生的功率。收或产生的功率。已知：U1=1V,U2=-3V，U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3V，I1=2A,I2=1A,，I3=-1A 564123I2I3I1+U6U5U4U3U2U1X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注意564123I2I3I1+U6U5U4U3U2U1

8、X电路定律电路定律欧姆定律欧姆定律1-4电路元件电路元件元件约束元件约束：每一个元件上电压、电流的关系：每一个元件上电压、电流的关系拓扑约束拓扑约束：反映电路的连接：反映电路的连接+-X 常用的各种二端电阻器件 电阻器晶体二极管X说明说明：+-+-+-Xiuui线线性性电电阻阻非非线线性性电电阻阻X1-5 1-5 电压源和电流源电压源和电流源 1定义定义：若一二端元件，无论若一二端元件，无论其中电流值如其中电流值如何变化，其两端电压始何变化，其两端电压始终保持为一确定的时间终保持为一确定的时间函数函数us(t),则称则称此二端元件为电压源。此二端元件为电压源。一电压源一电压源符号符号符号符号+

9、-+-i直流直流t方波函数方波函数t正弦交流正弦交流X伏安特性：伏安特性：2 2特性特性无论电压源电流如何变化，电压总为给定值无论电压源电流如何变化，电压总为给定值u us s(t(t)+-能够独立地向外提供电能，为激励。能够独立地向外提供电能，为激励。X并联于理想电压源各支路电流、功率，可分别计算，并联于理想电压源各支路电流、功率，可分别计算，互不影响互不影响+-+-+-+-+-（等效电路等效电路）X+-X例例计算图示电路各元件的功率计算图示电路各元件的功率解解发出发出吸收吸收吸收吸收满足满足：P（发发）P（吸吸）i+_+_10V5V-+X二电流源二电流源1定定义义：若若一一二二端端元元件件

10、，无无论论端端电电压压值值如如何何，其其电电流流始始终终保保持持为为一一确确定定的的时时间间函函数数is(t),则则称称此此二二端端元元件为电流源件为电流源。实际电流源的例子实际电流源的例子-光电池光电池 +-电路符号电路符号直流电流源直流电流源X +-电路符号电路符号直流电流源直流电流源X2特性特性与电流源串联的各元件，可分别计算，互不影响与电流源串联的各元件，可分别计算，互不影响输出电流不受外电路影响，两端电压由外电路定输出电流不受外电路影响，两端电压由外电路定+-+-+-X例：例：+-1A1A+-+-+-X电流源不能开路电流源不能开路可以短路可以短路X例例计算图示电路各元件的功率计算图示

11、电路各元件的功率解解发出发出发出发出满足满足：P（发）（发）P（吸）（吸）u2Ai+_5V-+X解解:由广义节点知由广义节点知:I=0+-I作业：作业：1-4，1-5(b,c)X二二定定义义：如如某某电电源源向向外外提提供供的的电电压压或或电电流流受受电电路路中中其其它它电电压压或或电电流流控控制制，该该电电源源称称为为受受控控电电源源（简称受控源）（简称受控源）控制支路控制支路+-+-受控支路受控支路一引言一引言1-6受控源（非独立源）受控源（非独立源）ibicibX说明：说明：+-三三.理想受控源分类理想受控源分类X+-+-+-+-+-+-X2有源元件，但不是激励有源元件，但不是激励3.耦

12、合元件耦合元件 1 1 被控量与控制量共存亡被控量与控制量共存亡被控量与控制量共存亡被控量与控制量共存亡四四.特点特点4.静态元件静态元件+-无意义无意义+-RX解：解：+-+-+例：例：+-X讨论：讨论：负号（与负号（与u0参考方向的选择有关）参考方向的选择有关）耦合元件耦合元件求：电压求：电压u2解解5i1+_u2_i1+-3u1=6V五五.分析方法分析方法列方程时列方程时,受控源同独立源一样处理受控源同独立源一样处理X1-7 1-7 基尔霍夫定律基尔霍夫定律支路支路(branch)分支分支：流过同一电流的网络分支（：流过同一电流的网络分支（3）元件元件：一个两端元件为一条支路（：一个两端

13、元件为一条支路（5）节点节点(node)：两个或两个以上支路的连接点两个或两个以上支路的连接点（A,B,C,D）回路回路(loop)：电路中任一闭合的路径电路中任一闭合的路径（ABCD,ABD,BCD）网孔网孔(mesh)：内部没有支路的回路（：内部没有支路的回路（ABD）1定义名词定义名词B4321ADC5X +i iKK流入节点流入节点流入节点流入节点-i iKK流出节点流出节点流出节点流出节点例：例：例：例：节点节点节点节点a a的的的的KCLKCL方程为方程为方程为方程为a a2 2 基基 尔尔 霍霍 夫夫 电电 流流 定定 律律(Kirchhoffs CurrentLaw)定律内容定

14、律内容定律内容定律内容：对于对于集中参数电路集中参数电路中的任一节点，中的任一节点，在任一时刻，流入（或流出）该节点的所有支路在任一时刻，流入（或流出）该节点的所有支路的电流的代数和为零。的电流的代数和为零。X图图中中各各电电流流方方向向为为参参考考方方向向，而而各各电电流流值值可可为为正或负。正或负。说明说明物理性质：电荷守恒定律的体现物理性质：电荷守恒定律的体现特点：特点：a.KCL由电路的连接方式定，而与元件性质无关。由电路的连接方式定，而与元件性质无关。b.与电流的变化规律无关（与电流的变化规律无关（直流直流,变动电流均适用变动电流均适用）c.只适用集中参数电路只适用集中参数电路d.可

15、列出的独立方程数为可列出的独立方程数为n-1，n是电路中的节点数是电路中的节点数Xe.推广：推广：KCL适用于封闭面（适用于封闭面（广义节点广义节点）例例：54321DB例例三式相加得：三式相加得：1 3 2X 3.基基尔尔霍霍夫夫电电压压定定律律(Kirchhoffs VoltageLaw)定定定定律律律律内内内内容容容容：对对于于集集中中参参数数电电路路中中的的任任一一回回路路，在在任任一一时时刻刻，沿沿着着该该回回路路的的任任一一绕绕行行方方向向，回回路路中所有支路电压的代数和为零。中所有支路电压的代数和为零。I+-+X例：从例：从a点出发，沿点出发，沿abcda回路绕行一周，写出回路绕

16、行一周，写出KVL方程方程说明：说明：(1)图中为各电压的参考方向，各电压值本身可正、图中为各电压的参考方向，各电压值本身可正、可负。可负。54321acbd+-+-+-+-+Xb.只限集中参数电路只限集中参数电路c.如果电路中有如果电路中有b条支路，条支路，n个节点，则可列个节点，则可列b-n1个个独立方程独立方程a.与元件本身无关，只与电路结构有关与元件本身无关，只与电路结构有关(2)特点：特点：54321acbd+-+-+-+-+例例1:X例例2：两种常用形式：两种常用形式：ac+-+-RIUac+-+-RIUX解解I1-10V10V+-1AI=?10例例3求电流求电流I解解4V+-10AU=?2+-3AI例例4求电压求电压 UX2A由广义节点知：由广义节点知：由回路由回路KVL方程：方程：XU2+-I1I2+-1-13,1-14,1-10X例例5.要求图示电路中受控源的功率要求图示电路中受控源的功率+u-