1.1 电路的基本概念(课件）-高二《电子电工技术与技能》同步教学（北京理工大学出版社）

第1章 直流电路 本章知识点 1．了解电路模型及理想电路元件的意义。 2．理解电压与电流参考方向的意义。 3．掌握电路的基本定律并能正确应用。 4．了解电源的有载工作、开路与短路状态，理解电功率和额定值的意义。 5．理解实际电源的两种模型及其等效变换。 6．掌握支路电流法、叠加原理和戴维南定理等电路的基本分析方法。 1.1 电路的基本概念 1.1.1 电路的组成与功能 图1-1所示的是一个最简单的实际电路——手电筒电路,它由电池、灯泡、开关及连接导线组成。电源（如电池）、负载（如灯泡）、导线和控制设备（如开关及连接导线）是电路的基本组成部分。 1.1 电路的基本概念 1.1.2 电路模型 在进行电路的分析和计算中，如果要考虑一个器件所有的电磁性质则将是十分困难的。为此，对于组成实际电路的各种器件，我们忽略其次要因素，只抓住其主要电磁特性，把工程实际中的各种设备和电路元件用有限的几个理想化的电路元件来表示。 图1-2即为图1-1的电路模型。 用特定的符号表示实际电路元件而连接成的图形叫做电路图。 1.2电路的基本物理量 1.2.1 电流 在物理中已经讲述过，电荷的定向移动形成电流。电流的实际方向一般是指正电荷运动的方向。电流的大小通常用电流强度来表示，电流强度指单位时间内通过导体横截面的电荷量。电流强度习惯上简称为电流。 电流主要分为两类：一类为恒定电流，另一类为交流电流。 对于直流电流，单位时间内通过导体横截面的电荷量是恒定不变的，其电流强度为： 1.2电路的基本物理量 1.2.1 电流 对于交流电流，若假设在一很小的时间间隔dt内，通过导体横截面的电荷量为dq，则该瞬间电流强度为 电流的单位是安培，SI符号为A。 1.2电路的基本物理量 1.2.1 电流 在分析比较复杂的电路时，某一段电路中电流的实际方向很难立即判断出来，有时电流的实际方向还会不断改变，因此在电路中很难标明电流的实际方向。为了分析方便，我们引入电流的“参考方向”这一概念。 在一段电路或一个电路元件中，事先任意假设的一个电流方向称为电流的参考方向。电流的参考方向可以任意假设，但电流的实际方向是客观存在的，因此，所假设的电流参考方向并不一定就是电流的实际方向。 1.2电路的基本物理量 1.2.1 电流 当 i>0时，电流的实际方向与假设的参考方向一致；当i<0时，电流的实际方向与假设的参考方向相反。 图 1-3 电流的参考方向与实际方向 (a) i>0； (b) i<0 1.2电路的基本物理量 1.2.1 电流 例 1-1 如图1-4 所示，电路上电流的参考方向已选定。试指出各电流的实际方向。 解： 图1-4（a）中，I>0,表明I的实际方向与参考方向相同，电流I由a流向b，大小为2A。 图1-4（b）中，I<0,表明I的实际方向与参考方向相反，电流I由a流向b，大小为2A。 图1-4 例1-1图 1.2电路的基本物理量 1.2.2 电压及其参考方向 在物理中已经讲述过，直流电路中a、b两点间电压的大小等于电场力把单位正电荷由a点移动到b点所做的功。电压的实际方向就是正电荷在电场中受电场力作用移动的方向。 在直流电路中，电压为一恒定值，用U表示，即 在变动电流电路中，电压为一变值，用u表示，即 电压的单位是伏特（volt），简称伏，SI符号为V 1.2电路的基本物理量 1.2.2 电压及其参考方向 在电路分析中，也需要指定电压的参考方向。 电压的参考方向一般用“＋”、“－”极性表示（电压参考方向由“＋”极性指向“－”极性），如图1-5所示 图1-5 电压的参考方向表示法 1.2电路的基本物理量 1.2.2 电压及其参考方向 当然，电压的参考方向也可用实线箭头或双下标uab（电压参考方向由a点指向b点）表示。 当u>0，即电压值为正时，电压的实际方向与它的参考方向一致；反之，当u<0，即电压值为负时，电压的实际方向与它的参考方向相反。 图1-6 电压的参考方向与实际方向 1.2电路的基本物理量 1.2.2 电压及其参考方向 在电路分析中，电流的参考方向和电压的参考方向都可以各自独立地任意假设。但为了分析问题的方便，对一段电路或一个元件，通常采用关联参考方向，即电压的参考方向与电流的参考方向是一致的。电流从标电压“＋”极性的一端流入，并从标电压“—”极性的另一端流出，如图1-7所示。 图1-7 电流和电压的关联参考方向 1.2电路的基本物理量 1.2.2 电压及其参考方向 例 1-2 如图1-8 所示，电路上电压的参考方向已选定。试指出各电压的实际方向。 解： 图1-8（a）中，U>0,U的实际方向与参考方向相同，电压U由a指向b，大小为10V。 图1-8（b）中，U<0,U的实际方向与参考方向相反，电压U由b指向a，大小为10V。 图