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1、电路基础-1-孔亮亮目目 录录第一章第一章 电路的基本规律电路的基本规律 第二章第二章 电阻电路分析电阻电路分析 第七章第七章 线性电路动态过程的时域分析线性电路动态过程的时域分析第三章第三章 电路的基本定理电路的基本定理 第四章第四章 正弦电流电路的稳态分析正弦电流电路的稳态分析 第五章第五章 三相电路三相电路第六章第六章 非正弦周期电流电路非正弦周期电流电路2第一章第一章 电路的基本定律电路的基本定律1 11 1 电路和电路元件电路和电路元件1 12 2 元件中的电流、电压和功率元件中的电流、电压和功率 1 17 7 含独立源电路的等效变换含独立源电路的等效变换1 13 3 无源二端元件无
2、源二端元件 1 14 4 有源二端元件有源二端元件1 15 5 基尔霍夫定律基尔霍夫定律1 16 6 无源电路的等效变换无源电路的等效变换311 电路和电路元件电路和电路元件v电路的作用电能的应用p实现电能的传递、分配和转换信号处理p实现信号的传递、分配和转换411 电路和电路元件电路和电路元件v电路元件定义：理想化电气器件（或部件）的抽象模型例例直流直流低频交流低频交流高频交流高频交流511 电路和电路元件电路和电路元件v电路元件电路元件几种基本的电路元件几种基本的电路元件p电阻电阻R：表示消耗电能的元件：表示消耗电能的元件反映电热效应反映电热效应p电感电感L：表示产生磁场，储存磁场能量的元
3、件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件反映磁场效应反映磁场效应p电容电容C：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反映电场效应反映电场效应p电源电源U：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件注注：具有相同的主要电磁性能的实际电气器件，在一：具有相同的主要电磁性能的实际电气器件，在一定条件下可用同一模型表示；同一实际器件在不同的定条件下可用同一模型表示；同一实际器件在不同的应用条件下，其模型可以有不同的形式应用条件下，其模型可以有不同的形式611 电路和电路元件电路和电路元件v电路模型定义：由若干个电路元件连接而成的理想化电路
4、，简称电路导线导线电电池池开关开关灯泡灯泡电路图电路图电源电源负载负载激励激励响应响应输入输入输出输出711 电路和电路元件电路和电路元件v元件的分类集总参数元件分布参数元件时变参数元件非时变参数元件线性元件非线性元件812 元件中的电流、电压和功率元件中的电流、电压和功率v电流定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量电流的大小用电流强度来衡量电流的大小用电流强度来衡量恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流。或称直流电流(Direct Current)，用I 表示 电电路路中中的的主主要要物物理理量量有有电电压压、电电流流、电电荷荷、磁磁链链、能能量量、电
5、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关心心的的物物理理量量是电流、电压和功率。是电流、电压和功率。A、kA、mA、A1kA=103A1mA=10-3A1 A=10-6A912 元件中的电流、电压和功率元件中的电流、电压和功率v电流的方向参考方向：可以任意选定一个方向作为电流的参考方向实际方向：规定正电荷的运动方向为电流的实际方向大小大小方向方向(正负）正负）电流电流(代数量代数量)i 参考方向参考方向i 参考方向参考方向i 0i 0参考方向参考方向U+实际方向实际方向+实际方向实际方向参考方向参考方向U+0，吸收功率；相反时，P0，电容充电，电压增高（充电充电）；
6、如果i0，电容放电，电压减小（放电放电）设t-时，u(-)=0能量 记忆元件记忆元件无源、无损元件无源、无损元件3113 无源二端元件无源二端元件v电感元件定义 P13电感器p把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感器，当电流通过线圈时，将产生磁通，是一种储存磁能的部件。电路符号+-u(t)iLi(t)+-u(t)磁链（t)N (t)3213 无源二端元件无源二端元件韦安特性p p线性电感 电感（自感）亨利（亨）H电感线圈在通过交流电流i时，线圈周围就会建立磁场，而在线圈两端会出现感应电压u。流过线圈的电流i与线圈两端的感应电压u之间存在如下关系注注:电感电压u 的大小取决于i的变化率,与i的大小
7、无关，电感是动态元件；当i为常数(直流)时，u=0，电感相当于短路；实际电路中电感的电压u为有限值，则电感电流i不能跃变，必定是时间的连续函数3313 无源二端元件无源二端元件p线性电感上式就是电感的伏安关系表达式。当i(-)=0时，上式也可写成：能量记忆元件记忆元件无源、无损元件无源、无损元件3413 无源二端元件无源二端元件p线性电感电动势e变动的电流产生变动的磁链，变动的磁链产生感应电动势(自感电动势)方向：从低电位指向高电位楞次定律 线性物理意义：总是力图反抗磁链的变动3514 有源二端元件有源二端元件v电压源us定义：端电压为确定值或确定的时间函数，与流过的电流无关的二端元件流过电流
8、的方向从低电位到高电位，电流值取决于外接电路恒定的电压 Usi3614 有源二端元件有源二端元件v电压源us功率：能量：3714 有源二端元件有源二端元件v电流源is定义：端口电流恒定或是一定的时间函数，与端口电压无关的二端元件端口电压取决于外接电路恒定的电流Is3814 有源二端元件有源二端元件v电流源is功率能量3915 基尔霍夫定律基尔霍夫定律电流（电流（KCL)电压（电压（KVL)(Kirchhoffs Laws)40支路支路：没有分支的电路称为支路。：没有分支的电路称为支路。（支路电压、支路电流）（支路电压、支路电流）节点节点：若干条支路的端点的结合点。（广义节点）：若干条支路的端点
9、的结合点。（广义节点）回路回路：电路中任意一个闭合路径。：电路中任意一个闭合路径。网孔网孔：回路平面上不含支路的回路。：回路平面上不含支路的回路。几个重要的术语几个重要的术语几个重要的术语几个重要的术语4115 基尔霍夫定律基尔霍夫定律v基尔霍夫电流定律（KCL）对集总电路的任一节点，任何时刻，所有连于此节点的支路电流的代数和恒等于零 流出节点的电流总和恒等于流入节点的电流总和电荷守恒电荷守恒令流入为令流入为“+”“+”，有：，有：421 3 2例例三式相加得：三式相加得：表明表明KCL可推广应用于电路中包可推广应用于电路中包围多个节点的任一闭合面围多个节点的任一闭合面明确明确（1）KCL是电
10、荷守恒和电流连续性原理在电路中任是电荷守恒和电流连续性原理在电路中任 意结点处的反映；意结点处的反映；（2）KCL是对支路电流加的约束，与支路上接的是是对支路电流加的约束，与支路上接的是 什么元件无关，与电路是线性还是非线性无关；什么元件无关，与电路是线性还是非线性无关；（3）KCL方程是方程是按电流参考方向列写按电流参考方向列写，与电流实际，与电流实际 方向无关。方向无关。1 15 5 基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律4315 基尔霍夫定律基尔霍夫定律v基尔霍夫电流定律的推广KCL还可以推广到电路中任意一个闭合面。将闭合面S看成一个广义节点，可得-I1-I2+I3=0 即 I
11、3=I1+I2结论结论：在任一时刻，流入任一闭合面的电流之和等于流出该：在任一时刻，流入任一闭合面的电流之和等于流出该闭合面的电流之和。闭合面的电流之和。44KCL：流出结点流出结点a流入结点流入结点a45acac点点46474815 基尔霍夫定律基尔霍夫定律v基尔霍夫电压定律（KVL）对集总电路的任一闭合回路，任何时刻，沿此回路的所有支路电压的代数和恒等于零 与循行方向一致为正，与循行方向相反为负（2 2）选定回路循行方向，顺时针或逆时针）选定回路循行方向，顺时针或逆时针U1US1+U2+U3+U4+US4=0I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4（1 1）标定
12、各元件电压参考方向）标定各元件电压参考方向 U2+U3+U4+US4=U1+US1 R1I1+R2I2R3I3+R4I4=US1US449明确明确（1）KVL的实质反映了电路遵从能量守恒定律的实质反映了电路遵从能量守恒定律;（2）KVL是对回路电压加的约束，与回路各支路上是对回路电压加的约束，与回路各支路上接的是什么元件无关，与电路是线性还是非线接的是什么元件无关，与电路是线性还是非线性无关；性无关；（3）KVL方程是方程是按电压参考方向按电压参考方向列写，与电压实际方列写，与电压实际方向无关。向无关。v电路中任意两点之间的电压：等于以这两点作为端点的任意路径上各个电压之和。1 15 5 基尔
13、霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律v基尔霍夫电压定律（KVL）50P2223 例题一、二51525316 无源电路的等效变换无源电路的等效变换v等效概念外特性从电路的外部端子的u和i之间的伏安特性等效若两电路N1和N2的外特性完全相同，就称N1和N2是等效的。等效电路的内部结构和元件参数可能完全不同，但对其外部电路，无论接入N1或N2，效果完全相同5416 无源电路的等效变换无源电路的等效变换例例5516 无源电路的等效变换无源电路的等效变换v电阻的串并联、分压公式、分流公式串联5616 无源电路的等效变换无源电路的等效变换v电阻的串并联、分压公式、分流公式并联5716 无源电路的等
14、效变换无源电路的等效变换v串联的分压公式v并联的分流公式只有两个电阻时的串并联P2526 例题一串联电路中各电阻上电压的大小与其阻值成正比，即 UU1U2=RR1R2 并联电路中电流的分配与电阻的阻值成反比，电阻值大时，通过电阻的电流就小 5816 无源电路的等效变换无源电路的等效变换星形连接与三角形连接的等效互换5916 无源电路的等效变换无源电路的等效变换6016 无源电路的等效变换无源电路的等效变换v对称星形电路v对称三角形电路v电容、电感的串联和并联 P29316162P28 例题二6317 有源（含独立源）电路的等效变换有源（含独立源）电路的等效变换v理想电源的串联和并联6417 有
15、源（含独立源）电路的等效变换有源（含独立源）电路的等效变换6517 有源（含独立源）电路的等效变换有源（含独立源）电路的等效变换v非理想电源模型的等效互换6617 有源（含独立源）电路的等效变换有源（含独立源）电路的等效变换v非理想电源模型的等效互换6717 有源（含独立源）电路的等效变换有源（含独立源）电路的等效变换v非理想电源模型的等效互换6817 有源（含独立源）电路的等效变换有源（含独立源）电路的等效变换v只对外电路等效，对电源内部不一定等效v理想电源之间不能转换v电压源不能短路，电流源不能开路vP36 例题P供出供出UIP供出供出UI69第一章第一章(电路的基本规律电路的基本规律)复
16、习复习v电路与电路模型电路电路：将电气设备和电器元件根据功能要求按一定方式连接起来而构成的集合体电路模型电路模型：把各种理想的电路元件连接而成的电路为理想电路又称电路模型v电流与电压的关联参考方向电流电流：电荷的定向移动形成电流，规定正电荷移动方向为正方向电压电压：电场中a、b两点之间的电位之差为a、b之间的电压，表示为uab关联参考方向关联参考方向：对一个确定的电路元件或支路而言，若电流的参考方向是从电压参考方向的“+”流向“-”，则称电流与电压为关联参考方向70第一章第一章(电路的基本规律电路的基本规律)复习复习v电功率与能量电功率电功率：能量能量：是功率在时间上的累积，用微分与积分来描述
17、能量与功率之间的关系可以是P吸收吸收UIP供出供出UIP吸收吸收UIP供出供出UI71第一章第一章(电路的基本规律电路的基本规律)复习复习v电路元件与电源电阻元件电容元件Cui72第一章第一章(电路的基本规律电路的基本规律)复习复习v电路元件与电源电感元件理想电流源理想电压源+-u(t)iL73第一章第一章(电路的基本规律电路的基本规律)复习复习v基尔霍夫定律KCL：对集总参数电路中的任何一个节点，在任一时刻，流出或流入该节点的各支路电流的代数和等于零KVL：对集总参数电路中的任何一个回路，在任一时刻，沿着该回路中任一指定参考方向的各支路电压的代数和等于零74第一章第一章(电路的基本规律电路的
18、基本规律)复习复习v无源电路的等效变换等效等效若两电路N1和N2的外特性(伏安特性)完全相同，就称N1和N2是等效的。电阻的串联电阻的串联p串联电路中各电阻上电压的大小与其阻值成正比75第一章第一章(电路的基本规律电路的基本规律)复习复习v无源电路的等效变换电阻的并联电阻的并联p并联电路中电流的分配与电阻的阻值成反比76第一章第一章(电路的基本规律电路的基本规律)复习复习星形连接与三角形连接的等效互换星形连接与三角形连接的等效互换77第一章第一章(电路的基本规律电路的基本规律)复习复习星形连接与三角形连接的等效互换星形连接与三角形连接的等效互换p对称星形连接&三角形连接v有源（含独立源）电路的等效变换理想电压源理想电流源78第一章第一章(电路的基本规律电路的基本规律)复习复习v非理想电源模型的等效互换Us，Is与与Rs之间满之间满足欧姆定足欧姆定律律79此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢