電路教學(xué)課件：第一章 電路模型和電路定律

1、緒論教材：電路（第五版邱關(guān)源）、電路習(xí)題解析課程內(nèi)容： 直流電阻電路、動態(tài)電路、交流穩(wěn)態(tài)電路上課形式： 講課、自學(xué)、課堂練習(xí)、隨堂筆記和練習(xí)作業(yè)要求： 抄題、畫電路圖、每周一交作業(yè)。（課代表）成績評定： 考試成績80%+平時20%（平時：課堂練習(xí)、作業(yè)、出勤）1第一章 電路模型和電路定律（7）3$1.1 電路和電路模型一、電路（工程實際電路） 例1.電力系統(tǒng)的工作結(jié)構(gòu)框圖發(fā)電機升壓變壓器降壓變壓器電動機、電爐等輸電線2例2.擴音機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖話筒放大電路揚聲器3電路作用： 能量傳輸和能量轉(zhuǎn)換；信號處理電路組成： 電源、信號源，中間環(huán)節(jié)，負載（用電設(shè)備）這里給出兩個概念： 激勵：電源和信號源 響應(yīng)

2、： 電路中產(chǎn)生的電流和電壓4二、電路模型用理想電路元件或其組合取代實際電路元器件和設(shè)備所得理想電路。三、常用的理想電路元件及其電氣圖形符號 電 阻（R） 電容（C）電感（L） 電壓源（Us) 電流源（Is） 受控源， 開關(guān)注：本課程討論的對象不是實際的電路，而是實際電路的電路模型。5實際電路抽象成電路模型的例子燈泡或6$1-2 電流和電壓的參考方向（9）8一、電路分析中的幾個重要的物理量：電量（Q，q）電荷的數(shù)量。單位：庫侖、庫、C電流（I，i） 單位時間流過的電量。單位：安培、安、A電能量（W）電荷流過元件，元件吸收的能量。單位：焦 、J 電壓（U，u）電位差。單位電荷從一點移到另一點所吸收

3、的能量電功率（P，p）單位時間吸收的能量。單位：瓦特、瓦、W電路分析中，i, u ,p是最常見的三個物理量7二、電流、電壓的 參考方向電流參考方向：人為假定的電流方向。電壓的參考方向：人為假定的電壓極性方向。1、電流的參考方向：I02、電壓參考方向：I0U0 吸收功率p0 發(fā)出功率p0,則Us作為負載,吸收能量+-USI2. P=UsI 為 產(chǎn)生電功率，若P0,則Us作為電源工作,釋放能量。28二 、電流源 支路電流為某一恒定值或函數(shù)，與端電壓無關(guān)IsIsUiI=Is27I+ u -Is外電路1、直流理想電流源2、理想電流源伏安特性29 3、實際直流電流源伏安特性： I=Is-U/R0R0Is

4、IIUIsIsR028+U-外電路30電流源兩個重要特性：30對外電路而言，以上兩組電路等效 N1的等效網(wǎng)絡(luò)不是理想電流源。31電流源的功率:1. P=IsU 為吸收電功率，若P0 則Is作為負載工作。2. P=IsU 為產(chǎn)生電功率，若P0 則Is作為電源工作。- U +ISIS+ U -32習(xí)題：第26 頁 1-4 （a,d,e) 1-6 3333$1-7 受控電源（18）34實際電路中的受控現(xiàn)象：三極管IbIcIf+-U他勵直流發(fā)電機34一、受控源非獨立電源，其大小受電路中其它支路電壓或電流控制二、分類 (根據(jù)控制量不同分為四類） (見18) 特性方程電壓控制電壓源（VCVS）：特性方程電

5、流控制電壓源（CCVS）：35特性方程電壓控制電流源（VCCS）：特性方程電流控制電流源（CCCS）：36is5+ u1-2i+ u2-例 1 已知u2 =0.5 u1,iS=2A,求 iu1 =10Vu2 =5Vi=2.5A37習(xí)題1-9 請問圖示電路中受控源是否可看作電阻，并求a,b端的等效電阻受控源端口電壓U,端口電流0.2U,等效電阻:圖(a)38圖(b)I受控源端口電壓-5I,端口電流I,等效電阻:39$1-8 基爾霍夫定律（20）12354123支路b=5 節(jié)點 n=3 回路L=640一、支路、節(jié)點、回路支路組成電路的每 一個兩端元件節(jié)點支路的連接點回路由支路構(gòu)成的閉合路徑40二、

6、基爾霍夫電流定律（KCL）根據(jù)KCL：i1-i2+i3=0即 i1+ i3 = i2i1i2i3例1-10-141任一節(jié)點上總的流入電流的“代數(shù)和”為零節(jié)點上總的流入的電流恒等于流出的電流41例1-10-2 三式相加：i1+i2+i3=0結(jié)論：對于包圍n個節(jié)點的閉合面，KCL定律一樣成立(如圖)練習(xí)1-1242i1i2i3i4i6i5根據(jù)KCL：節(jié)點1： i1-i4-i5=0節(jié)點2：i2+i4-i6=0節(jié)點3: i3+i6+i5=042例1-10-4 求 I、 I 、 I”10A5AII”2AI根據(jù)KCL：節(jié)點1 I=10-5=5A節(jié)點2 I”=10-2=8A節(jié)點3 I=5-I”=5-8= -

7、3A節(jié)點44343三、基爾霍夫電壓定律（KVL）例1-10-5+ u1 -+ u2 -+ u3 -ab根據(jù)KVL： U1+U2-U3=0即 U1+U2=U3=Uab44沿任一回路，所有支路電壓“代數(shù)和”恒為零回路中元件電壓降總和等于元件“電壓升”總和任意二個節(jié)點間的電壓有唯一值，與路徑無關(guān)44例 1 求：U解一：根據(jù)KVL： 設(shè)閉合回路45+8V-+5V-+ U -+20V-ab5+U+8-20=0U=7V解二：根據(jù)兩節(jié)點電壓有唯一值，設(shè)a、b Uab = 5+U+8=2045例2已知：U1=U3=1V，U2=4V，U4=U5=2V，求：Ux （22頁）+ u2 -+ u4 -+ u3 -+

8、ux -+ u1 -+ U6 -+ u5 -123根據(jù)KVL：461：-U1+U2+U6-U3=02： -U6+U4+U5-Ux=0 解出Ux=6V若取外圍大回路一個方程可求出Ux4647例1： 已知R1=1，R2=2 ， R3 =3 ，Us1=3V，Us2=1V，求R1兩端的電壓U1根據(jù)KVL：U1=0.82V設(shè)有關(guān)I、U參考方向-U1+U2+Us2=0U3+U1-Us1=0+ uS1 - + u1 -+ us2 -R1 R2 R3 12I2I3I1+ U3 -+ U2 -KCL： I1+I2-I3=0幾個KCL和KVL的綜合實例：47例2 求Us和受控源功率44I+U-+Us-5 +4.9

9、v-0.98I0.1 6 48i1+Us-+ U1 -+ 3U1 -49練習(xí)1-18 已知 Us=10V ，i1=2A，R1=4.5 ,R2=1 ,求i2R1i2R2根據(jù)KVL：49習(xí)題1-11我國自葛洲壩至上海的高壓直流輸電線示意圖如圖所示，輸電線對地耐壓每根為500kv,導(dǎo)線允許電流為1kA,每根導(dǎo)線電阻為27（全長1088km）。試問：當(dāng)首端輸出電壓UL為1000kv時，可傳輸多少功率到上海？傳輸效率是多少？當(dāng)U1=1000kv（最大輸出）R（導(dǎo)線）=27*2=54U2=U1-IR=946KVP1=U1*I=109WP2=U2*I=946MW傳輸效率：50結(jié)論： 求解電阻電路中的 I，U，其實就是根據(jù)KCL，KVL、VCR列方程組，然后求解方程組。 對復(fù)雜電路直接列方程組求解可能很困難，要用后面介紹的由KVL、KCL推出的各種具體的分析方法 5151習(xí)題： 1-5(a,c ) 1-7(a,c)1-8（a,c) 1-2052思考題一、求圖示電路中的未知電流。 53二、圖示電路，求uab 圖題1-454三、求圖示電路中電壓U1、U2