1.1 电路和电路模型 (课件）-高二《电工电子技术与技能》同步教学（电子工业版）

1() 1() 第一章 电路的基本概念和基本定律 1.1 电路和电路模型 1.2 电路的基本物理量 1.3 电路元件 1.4 电路定律 1() 1() 1.1 电路和电路模型 1.1.1 电路 1. 电路及其组成 电源 —— 中间环节 —— 负载 提供能量 又称为激励 转换或消耗能量 为响应 连接电源与负载的网络 2.电路的作用 ⑴ 传输、分配、转换电能；--能量领域 ⑵ 传送、处理、储存信号。--信息领域 1() 电阻器 电容器 线圈 电池 运算放大器 晶体管 1() 1() 低频信号发生器的内部结构 1() 1() 1.1.2 电路模型 从实际电路中抽象出来的、由理想元件组成的电路。 理想元件是假想元件，具有单一的电磁性质，具有精确的定义与相应的数学模型。 理想电阻、理想电感、理想电容 R L C 1() 1() 1.2 电路的基本物理量 1.2.1 电流 ⑴ 电流的定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量。 （1.2.1） 在国际单位制中 电荷的基本单位：库[仑]（简称库、用C表示） 时间的基本单位：秒（用s表示） 1() 1() 辅助单位：千安（kA）毫安（mA）微安（μA） 电流的基本单位：安[培]（简称安、用A表示） ⑵ 电流的实际方向与参考方向： 正电荷移动的方向为电流的实际方向。 R1 R2 R3 R5 R6 R4 ＋ － US IS a b 为计算而假设的方向，称为参考方向。 参考方向可以任意设定。 参考方向可以用箭头表示，也 可以用双下标表示，如 Iab。 1() 1() 电流的参考方向与实际方向相同，电流为正值； 与实际方向相反则为负值。 【例1.2.1】：设下图电流表达式为 判断 t 为0.001s和0.006s时 的电流实际方向。 b a i 可以确定在t＝0.001s时，电流的实际方向与参考方向相同； 在t＝0.006s时，电流的实际方向与参考方向相反。 1() 1() 1.2.2 电压及其参考方向 1. 电压的定义：电场力把单位正电荷从a点移动倒b点所做的功，称为a、b两点之间的电压，即 （1-2） dW > 0时，u > 0，说明a点电位高于b点电位，正电荷在移动过程中失去能量； dW < 0时，u< 0，说明a点电位低于b点电位，正电荷在移动过程中获得能量。 1() 1() 在国际单位制中，电压的单位为伏[特]（用V表示）， 辅助单位有：千伏（kV）毫伏（mV）微伏（μV） 2. 电压的实际方向与参考方向： 电压的实际方向规定为高电位点指向低电位点。 即电压降的方向 进行电路分析时，需要设置电压的参考方向。参考方向可以用正负极性表示，也可以用双下标表示， 如 uab。实际方向与参考方向相同电压为正值，反之为负值。 1() 1() 3. 关联参考方向与非关联参考方向： ＋ u － i 关联参考方向 － u ＋ i 非关联参考方向 若未说明，电压电流均为关联参考方向。 1() 4.电位 在电路中任选一点作为参考点，该点电位为零。 电路中任意一点的电位就是该点到参考点的电压，并设参考点为电压的参考负极。 1() 引入电位的概念后，电路图的画法将会发生变化。 两点之间的电压就是两点之间的电位差。参考点可以任意选择，但只能有一个。参考点不同，各点的电位也将不同。 参考点 1() 1() 【例1.2.1】 各元件参数及支路电流标在图中，分别以b、a点为参考点，求各点电位及Ucd。 解 ⑴ b点为参考点 ⑵ a点为参考点 1() 1() 1.2.3 电功率 1.电功率(简称功率) 的定义：单位时间内电场力所做的功，即 （1-3） 由 和 （1-4a） 在直流电路中 （1-4b） 用 p 表示随时间变化的功率；用P 表示恒定功率。 得到 1() 在国际单位制中，功率的单位是瓦[特]，简称瓦，用W表示。 当u、i 为关联参考方向时，功率的计算为 或 2.元件或电路状态的判别 根据参考方向是否关联而采用同一公式计算出的功率值： 若p > 0，元件或电路在吸收功率，等效为负载； 若p < 0，元件或电路在发出功率，等效为电源。 1() 【例1.2.2】 计算图中各元件的功率，判别哪些元件是电源或是负载？ + + － (a) + － (b) － (c) 解 (a) 是电源 (b) 是电源 (c) 是负载 $$