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1、http:/ 电路的基本概念及基本定律（时间：4次课，8学时）http:/ 电路的基本概念及其基本定律n1.1 电路及其组成电路及其组成n1.2 电路的基本物理量和参考方向电路的基本物理量和参考方向n1.3 电气设备的额定值及电路的电气设备的额定值及电路的 工作状态工作状态n1.4 电路的基本定律电路的基本定律http:/ 电路及其组成1.1.1 电路及其组成电路及其组成1.1.2 电路的功能电路的功能http:/ 电路及其组成 基本概念：n电路：有电流通过的路径。http:/ 电路的功能按工作任务划分，电路功能有两类。按工作任务划分，电路功能有两类。n能量的转换、传输和分配如供电电路用发电机
2、将其他形式的能量转换成电能，再通过变压器和输电线送到负载，将电能转换成其他形式的能量 n信号的处理如电话机、电视机、收音机等。将声音或图像信号转换成电信号经各种处理后，送到负载，负载再将电信号转换成声音或图像信号。http:/ 电路的功能http:/ n用特定的符号代表元件连接成的图形叫电路图 http:/ 理想电路元件的符号 图1.4 电路图 http:/ 电路的基本物理量和参考方向n1.2.1 电电路的基本物理量和参考方向路的基本物理量和参考方向n1.2.2 元件的伏安关系元件的伏安关系http:/ 电路的基本物理量和参考方向1、电流和电流的参考方向：基本概念：n电荷的定向移动形成电流。n
3、规定正电荷的运动方向为电流的方向 n表征电流强弱的物理量叫电流强度，简称电流。n电流在数值上等于单位时间内通过导体横截面的电荷量n电流的大小和方向均不随时间变化而变化，这种电流称为直流电流。直流电流通常用大写字母表示随时间变化的电流一般用小写字母 表示。n电流的单位为安培（A）。也有KA、mA、uA。http:/ 电流的实际方向和参考方向的联系http:/ 电压、电位、电动势的单位均为电压、电位、电动势的单位均为伏特（伏特（V V）。）。http:/ 电压参考方向的表示法http:/ 元件类型判别：当、参考方向一致时，该元件是负载；当、参考方向相反时，该元件是电源。n电能，单位为（焦耳）也可以
4、用Ws或kWh 作单位.http:/ 由题意可知，元件1发出功率205W，元件2、4、5共吸收功率135W，则元件3吸收功率70W。例1 图1.9示电路是5个元件组成的电路，关联方向下，如果 ，计算元件3是吸收或发出的功率。图图1.9 例例1-1图图http:/ 。电阻率 是单位长度单位截面积时导体的电阻值。越大，物质的导电能力就越差。另外，金属导体的电阻率还受温度的影响，一般的金属导体，温度越高，电阻率越大。http:/ 1.64 ，求共用了多长，求共用了多长的导线？的导线？解：解：http:/ 电阻元件的伏安关系关联参考方向关联参考方向非关联参考方向非关联参考方向http:/ 成正比，比例
5、系数称为电感系数L。即 式中，电感系数L的单位为H(亨利)；磁链和磁通的单位均为Wb(韦伯)。图1.12 线性电感元件http:/ 平板电容器http:/ 线性电容元件http:/ 电气设备的额定值及电路的工作状态n1.3.1 电气设备的额定值电气设备的额定值n1.3.2 电路的电路的3种工作状态种工作状态http:/ 电气设备的额定值 基本概念：n额定电流 ：为使电气设备工作温度不超过其最高允许温度，对电气设备长期运行时的最大容许电流设定了一个限制值，该限制值便是电气设备的额定电流。n额定电压 ：为了限制电气设备的电流及限制绝缘材料承受的电压，允许加在各电气设备上的电压也有一个限值，该限值便
6、是电气设备的额定电压。电压等级标准：交流用330kV、220kV、110kV、35kV、10kV、660V、380V、220V等 直流用660V、220V、110V等 干电池为V、3V、6V等 http:/ 额定功率 ：额定功率是指电气设备正常运行时的输入功率或输出功率，对电阻性负载而言 满载：电气设备工作电流、电压、功率等于额定值;低于轻载(或欠载)：电气设备工作电流、电压、功率低于额定值；超载(或过载)：电气设备工作电流、电压、功率高于额定值。注意：使用时不应使实际值超过额定值，并且尽量使电气设备工作在满载状态。http:/ 电路的3种工作状态电路有3种工作状态：通路、开路、短路。电路电流
7、：电源端电压：负载消耗功率：在E和 为常数时，通路状态下电路电流 取决于负载电阻 。负载重，即小，就大；负载轻，即大，就小。1、通路图1.15（a）http:/ 在图在图1.16所示电路中，已知所示电路中，已知E=100V，。试。试分别求出图示分别求出图示(a)、(b)、(c)所示所示3种电路中的种电路中的 、及负载消耗的功率及负载消耗的功率 及电源发出功率及电源发出功率 。图图1.16 例例1-4图图http:/ 电路的基本定律电路的基本定律n1.4.1 欧姆定律欧姆定律http:/ 欧姆定律一个包含电源、负载在内的电路称为全电路。流过电路的电流：电源两端电压：图图1.17 全电路欧姆定律全
8、电路欧姆定律http:/ 基本概念：支路：电路中通过同一电流的每个分支。图1.18所示电路中有3条支路：amf、bne、cd。节点：3条或3条以上支路的连接点。图1.18所示电路中有两个节点：b点和e点。回路：电路中任一闭合路径。图1.18所示电路中有3个回路：abnefma、bcdenb、abcdefma。网孔：内部不含有支路的回路，即“空心回路”。图1.18所示电路中有两个网孔：abnefma、bcdenb。图1.18 复杂电路 http:/ 也可表述成，任一瞬间流入某个节点的电流代数和为0。若流入节点的电流为正，那么流出节点的电流就取负。http:/ http:/ 流入此虚线所示封闭面的
9、电流代数和恒等于零，即流进封闭面的电流等于流出封闭面的电流。图1.19 KCL推广形式 http:/ 求图1.20所示电路中未知电流。已知 ，解：解：该电路有4个节点、6条支路。根据基尔霍夫电流定律节点a：节点c：节点d：图1.20 例1-5图 http:/ 图1.21所示为一晶体管电路。已知 ，求 。解解：晶体管VT可假想为一闭合节点，则根据KCL有图1.21 例1-6图 http:/ 复杂电路中回路绕行方向 http:/ KVL推广形式推广形式http:/ 列出图1.24所示晶体管电路的回路的电压方程。各支路电流参考方向及回路绕行方向已标出。解：解：根据KVL列方程回路I：回路：回路：图1
10、.24 例1-7图 http:/ 电路如图1.25所示，应用KVL计算 、。解解：回路I、回路绕行方向及电流参考方向如图所示。则根据KVL，回路II有同理，根据KVL，在回路中有 把 代入上式，得 图1.25 例1-8图 http:/ 电路中电位的计算电路中电位的计算http:/ 如图1.26所示，若分别以A点、B点、C点、D点为参考点，求各点电位值和 、。解：解：若选A点为参考点，则UAB=VA-VB=0-VB=9V，即VB=-9V。同理可计算电路中其他各点的电位值，见下表：电位/电压参考点A点0-9V-3V-6V9V-6V3VB点9V0-6V-9V9V-6V3VC点3V-6V0-3V9V-
11、6V3VD点6V-3V3V09V-6V3V图1.26 例1-9图 http:/ 如图1.27所示，已知 ，。试求电路中各点的电位。解解：该电路电流参考方向及回路绕行方向如图1.27所示，则根据KVL及欧姆定律有该电路选择A点作为参考点，则 图1.27 例1-10图http:/ 电源电源http:/ 称为独立源。根据独立源在电路中表现的称为独立源。根据独立源在电路中表现的是电压还是电流，可分成是电压还是电流，可分成电压源电压源和和电流源电流源。独立源http:/ 能够提供一个数值恒定或者与时间具有确定函数关系的电压的电能够提供一个数值恒定或者与时间具有确定函数关系的电压的电源源(如干电池、发电机
12、如干电池、发电机)称为电压源。称为电压源。图1.28 电压源及其伏安特性http:/ 电压源及其伏安特性http:/ 计算图1.30所示电路中各元件上的功率。解：解：由图可知，电流源上电压与电流为关联参考方向：(电流源吸收或消耗功率)电压源上电压与电流为非关联参考方向：(电压源发出功率)图1.30 例1-11图 http:/ 一个实际电压源模型可等效成一个一个实际电压源模型可等效成一个理想电压源和内电阻串联理想电压源和内电阻串联的模型，如的模型，如1.31图虚线框内所示。图虚线框内所示。实际电源模型及等效变换 ，且 越大，越低。图1.31 实际电压源模型 http:/ 的增加，电流 逐渐减小。
13、图1.32 实际电流源模型http:/ 两种电源模型的等效变换http:/ 化简图1.34所示电路，使其成为一个电压源串联组合电路和电流源并联组合电路。解：解：图1.34所示电路可等效为图1.35所示电路。图1.34 例1-12图图1.35 等效变换过程 http:/ 受控电压源的电压和受控电流源的电流受电路中另一处的电压或电流控制，为非独立电源。根据受控源在电路中呈现的是电压还是电流，以及这一电压或电流是受另一处的电压还是电流控制可分为4类：电压控制电压源(VCVS)电压控制电流源(VCCS)电流控制电压源(CCVS)电流控制电流源(CCCS)http:/ 受控源的符号http:/ 根据图1.37所示电路，求 、。解：解：该受控源是电流控制电流源，根据部分电路欧姆定律得图图1.37 例例1-13图图