電路分析基礎(chǔ)(邱關(guān)源 羅先覺 著) 第一章

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第1章

電路模型和電路定律本章內(nèi)容

1.1

電路和電路模型電流和電壓的參考方向電功率和能量電路元件

1.5

電阻元件

1.21.3

1.61.7

電壓源和電流源受控電源

1.4

1.8

基爾霍夫定律

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重點：1.電壓、電流的參考方向2.電功率的計算和判斷

3.電阻元件和電源元件的特性4.基爾霍夫定律及其應(yīng)用

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1.1電路和電路模型1.實際電路功能由電工設(shè)備和電氣器件按預(yù)期

目的連接構(gòu)成的電流的通路。a能量的傳輸、分派與轉(zhuǎn)換；b信息的傳遞、控制與處理。共性建立在同一電路理論基礎(chǔ)上。

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2.電路模型開關(guān)

電路圖燈泡

10BASE-Twallplate

電池導(dǎo)線

電路模型理想電路元件

反映實際電路部件的主要電磁性質(zhì)的理想電路元件及其組合。有某種確定的電磁性能的理想元件。返回上頁下頁

5種基本的理想電路元件：電阻元件：表示消耗電能的元件電感元件：表示產(chǎn)生磁場，儲存磁場能量的元件電容元件：表示產(chǎn)生電場，儲存電場能量的元件電壓源和電流源：表示將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件。

注意①5種基本理想電路元件有三個特征：(a)只有兩個端子；(b)可以用電壓或電流按數(shù)學(xué)方式描述；(c)不能被分解為其他元件。返回上頁下頁

注意①具有一致的主要電磁性能的實際電路部件，在一定條件下可用同一電路模型表示；②同一實際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其電路模型可以有不同的形式。

例電感線圈的電路模型

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1.2電流和電壓的參考方向電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、磁鏈、能量、電功率等。在線性電路分析中人們主要關(guān)心的物理量是電流、電壓和功率。

1.電流的參考方向電流電流強度帶電粒子有規(guī)則的定向運動單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量

Δqdqi(t)limΔt0Δtdtdef

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單位方向

A(安培)、kA、mA、A

1kA=103A1mA=10-3A1A=10-6A

規(guī)定正電荷的運動方向為電流的實際方向元件(導(dǎo)線)中電流滾動的實際方向只有兩種可能:實際方向

A

B

AB問題對于繁雜電路或電路中的電流隨時間變化時，電流的實際方向往往很難事先判斷。返回上頁下頁

實際方向

參考方向iA

任意假定一個正電荷運動的方向即為電流的參考方向。

參考方向B

電流的參考方向與實際方向的關(guān)系：iA參考方向?qū)嶋H方向BAi參考方向?qū)嶋H方向B

i0

i0返回上頁下頁

電流參考方向的兩種表示：用箭頭表示：箭頭的指向為電流的參考方向。iA參考方向B

用雙下標(biāo)表示：如iAB

,電流的參考方向由A指向B。A

iAB

B

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2.電壓的參考方向電位

單位正電荷q從電路中一點移至參考點(=0)時電場力做功的大小。單位正電荷q從電路中一點移至另一點時電場力做功(W)的大小。

電壓U

dWUdqdef

實際電壓方向

電位真正降低的方向。

單位

V(伏)、kV、mV、V返回上頁下頁

a

例

b

已知：4C正電荷由a點均勻移動至b點電場力做功8J,由b點移動到c點電場力做功為12J,求①以b點為參考點，求a、b、c點的電位和電壓Uab、Ubc;

c解(1)

②若以c點為參考點，再求以上各值。

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解

(2)

a

b

c結(jié)論電路中電位參考點可任意選擇；參考點一經(jīng)選定，電路中各點的電位值就唯一確定；當(dāng)選擇不同的電位參考點時，電路中各點電位值將改變，但任意兩點間電壓保持不變。返回上頁下頁

問題繁雜電路或交變電路中，兩點間電壓的實際方向往往不易判別，給實際電路問題的分析計算帶來困難。電壓(降)的參考方向參考方向U實際方向假設(shè)高電位指向低電位的方向。參考方向U–實際方向

+

–

+

+

–

–

+上頁下頁

U0

U0返回

電壓參考方向的三種表示方式：(1)用箭頭表示：

U

(2)用正負(fù)極性表示

+(3)用雙下標(biāo)表示

U

A

UAB

B返回上頁下頁

3.關(guān)聯(lián)參考方向元件或支路的u,i采用一致的參考方向稱之為關(guān)聯(lián)參考方向。反之，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。

i+u關(guān)聯(lián)參考方向

iu非關(guān)聯(lián)參考方向

+

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例A

+

iB

u-

電壓電流參考方向如圖中所標(biāo)，問：對A、B兩部分電路電壓電流參考方向關(guān)聯(lián)否？答：A電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)；B電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)。

注意①分析電路前必需選定電壓和電流的參考方向②參考方向一經(jīng)選定，必需在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注(包括方向和符號),在計算過程中不得任意改變③參考方向不同時，其表達式相差一負(fù)號，但電壓、電流的實際方向不變。返回上頁下頁

1.31.電功率

電功率和能量單位時間內(nèi)電場力所做的功。

dwdwdqpuidtdqdt功率的單位：W(瓦)(Watt,瓦特)能量的單位：J(焦)(Joule,焦耳)返回上頁下頁

2.電路吸收或發(fā)出功率的判斷u,i取關(guān)聯(lián)參考方向

+uiu

P=uiP