空氣進入再生塔

空氣進入再生塔第1頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月第一章電路的基本概念與定律介紹概念:什么是電路?電路元件?電路模型?電路參數(shù)?參考方向?什么是什么是KCL?KVL?第一節(jié)電路和電路模型第二節(jié)電路變量及其參考方向第四節(jié)電壓源和電流源第五節(jié)受控電源第六節(jié)基爾霍夫定律第七節(jié)電功率和電位的計算第三節(jié)電阻、電感和電容HOME第2頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月什么是電路?

電路是由電路器件(例如晶體管)和電路元件(例如電容、電感、電阻等）相互連接而成，具有傳輸電能、處理信號、測量、控制、計算等功能。

最簡單的電路是由電源、負載、中間環(huán)節(jié)構(gòu)成的。

下面的就是這個簡單電路和電路模型：可以看到電流的通路：電壓源中間環(huán)節(jié)負載電池中間環(huán)節(jié)負載實際電路電路模型HOME第一節(jié)電路和電路模型第3頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月實際的電路是很復(fù)雜的，本書只討論電路模型而非實際電路本身。比如上圖的電池等效成了電壓源；而燈泡等效成了電阻。

電容電感電壓源電流源它從復(fù)雜實際電路等效而來,是由電路元件構(gòu)成的。電阻何為電路模型？何為電路元件？無源電路元件有源電路元件HOME第4頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月1、電流：在導(dǎo)體中，自由電子在電場力的作用下做有規(guī)則的移動形成電流。正電荷移動的方向為電流的實際方向規(guī)定：電路理論中涉及的電路變量通常有：電流、電壓、電功率I

直流電流

電流的單位是安培！1A=1000mA1mA=1000μA

i交流電流HOME第二節(jié)電路變量及其參考方向第5頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月2、電壓：UABABI電場力把單位正電荷由A搬到B所做的功

表示為UAB也叫電壓降或電位差單位

伏特V1V=1000mV,1mV=1000μV

與電壓代表的意義相同，可以說電位是電壓的一種特例。定義：A點的電位是A點與參考點間的電壓，記做UA方向為從A至B

電場力將電位正電荷從電源的低電位點移到高電位點所做的功。電動勢用E表示，實際方向為電位升的方向，與電壓方向相反。電壓？電位？電動勢？電壓？電位？電動勢？HOME第6頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月電壓、電壓降、電位差、電位、電動勢它們的相同點它們的區(qū)別單位相同都是伏特（V）僅電動勢的方向與其它的相反3.電功率注意電壓的名稱電功率與電壓和電流密切相關(guān)。當正電荷從元件上電壓的“+”極經(jīng)元件移至“-”極時，電場力要對電荷作功，這時，元件吸收能量；反之，正電荷從“-”極到“+”極時，電場力作負功，元件向外釋放能量。功率用p來表示p(t)=u(t)i(t)單位為W、mW、kW定義HOME第7頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月電壓、電流均是直流量，所以應(yīng)有

P=UI在直流電路中記住嘍！4.參考方向

電路變量的參考方向原則上是可以任意假定的,有了參考方向,電流的正負才意義。一般地，無源電路元件的電流參考方向一旦確定,則電壓的參考方向也隨之而定,即取與電流相關(guān)聯(lián)的參考方向。如：電流參考方向I如此確定電流才有如此的電壓IUABUAB電阻元件

始終消耗功率電感和電容元件

不消耗功率電壓源和電流源

有時發(fā)出功率，也有時消耗功率，需要看I和U的方向。HOME第8頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月電壓降是有方向的abab從a到b從b到a有源元件上自有方向+U

Is電壓源電流源在這一節(jié)里要弄懂電路變量和變量的參考方向。HOME第9頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月

無源電路元件：電阻R、電感L、電容C

這里介紹1.電阻文字符號：R圖形符號：（燈泡、電爐等均可視為電阻）當電壓和電流取關(guān)聯(lián)參考方向時，任何時刻它兩端的電壓和電流關(guān)系服從歐姆定律u=Ri{伏安關(guān)系：功率情況：p=ui直流電路中：永遠消耗功率2.電容{文字符號：圖形符號：伏安關(guān)系：功率情況：Cp=ui電流和電壓的變化率成正比在直流電路中P=0電容是儲能元件,不消耗有功功率3.電感文字符號：圖形符號：伏安關(guān)系：功率情況：Lp=ui電壓和電流的變化率成正比在直流電路中P=0電感是儲能元件,不消耗有功功率{第三節(jié)電路元件HOME第10頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月無內(nèi)阻的電壓源即是理想電壓源輸出電壓恒定,即特點外特性uULi特點有內(nèi)阻的電壓源即是實際電壓源輸出電壓不再恒定！外特性iuUL第四節(jié)電壓源和電流源

1.電壓源理想電壓源實際電壓源輸出電流任意（隨RL而定）HOME第11頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月無內(nèi)阻的電流源即理想電流源特點輸出電流恒定輸出電壓隨RL而定有內(nèi)阻的電流源即實際電流源特點輸出電壓和電流均隨RL而定2.電流源理想電流源實際電流源HOME第12頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月實際電壓源與實際電流源的端口處具有相同的伏安特性:對外電路來說,電壓源和電流源可以互相等效兩種實際電源間的等效變換電流源電壓源開路時短路時開路時短路時HOME第13頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月開路電壓對等短路電流對等即即對外電路來說,電壓源和電流源可以互相等效等效互換的條件HOME第14頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月將下圖中的電壓源等效為電流源,并求兩種情況下負載的I、U、P.解：仍然有I=2AU=2VP=4WI=6/3=2AU=2VP=2*2=4W

解得等效為求圖示電路的開路電壓與短路電流。例1-1例1-2HOME第15頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月與理想電壓源并聯(lián)的所有電路元件失效（對外電路來說）與理想電流源串聯(lián)的所有電路元件失效（對外電路來說）化簡如下電路：（a）（b）切記例1-3（c）HOME第16頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月獨立電源獨立電壓源，其電壓不受外電路影響和控制獨立電流源，其電流不受外電路影響和控制受控電源電壓控制的電壓源

VCVS電流控制的電壓源

CCVS電壓控制的電流源

VCCS電流控制的電流源CCCS受控電壓源受控電流源HOME第五節(jié)受控電源第17頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月支路（Branch）：電路中的每一條分支。節(jié)點（Node）：三條以上支路的匯節(jié)點?；芈罚↙oop）：由支路構(gòu)成的閉合路徑。6條支路----b=64個節(jié)點----n=47個回路----L=7該電路擁有預(yù)備知識名詞解釋：1.6.1HOME第六節(jié)基爾霍夫定律網(wǎng)孔（mesh)——在確定的電路圖中不能再分的簡單回路。第18頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月基爾霍夫定律基爾霍夫電流定律（Kirchhoff’sCurrentLaw）基爾霍夫電壓定律（Kirchhoff’sVoltageLaw）簡稱

KCL簡稱

KVLKCL內(nèi)容：KVL內(nèi)容：對任意節(jié)點，任意時刻，對任意閉合回路，任意時刻，沿一定方向繞行一周，各元件上電壓降的代數(shù)和為零。流入（或流出）該節(jié)點的電流代數(shù)和為零。即∑u=o即∑i=o1.6.2HOME第19頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月基爾霍夫電流定律（KCL）祥解I1I2I3I4KCL的依據(jù)：電流的連續(xù)性

I=0即：例如在下圖節(jié)點中可以根據(jù)KCL列寫方程：流入為正流出為負1.6.2定律內(nèi)容∑i=oI1I2I3KCL還可適用于任意封閉的面，對下面封閉面可列方程：I1+I2-I3

=0HOMEU2U3U1+_RR1R+_+_RI=?I=0第20頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月

基爾霍夫電壓定律（KVL）詳解

回路#1

13311URIRI=+#1aI1I2U2+-R1R3R2+_I3bU1回路#2：

#223322URIRI=+回路#3：

12211URIRI=++U2#3第3個方程不獨立1.6.2即：對任意閉合回路，在任一時刻，沿任一回路，所有支路電壓的代數(shù)和為零。。對下圖中各回路列寫方程：HOME第21頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月注意：應(yīng)用KVL時，必須選定回路的繞行方向和各段電壓的參考方向，然后按回路的繞行方向?qū)懛匠淌?。式中，電壓的參考方向與回路的繞行方向一致的取“+”號， 與繞行方向相反的取“-”號第22頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月基爾霍夫電流方程：節(jié)點a：節(jié)點b：獨立方程只有1個基爾霍夫電壓方程：#1#2#32211213322233111RIRIUURIRIURIRIU-=-+=+=獨立方程只有2個aI1I2U2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bU11.6.2HOME第23頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)：電路中有N個節(jié)點，B個支路N=2、B=3bR1R2U2U1+-R3+_a小結(jié)獨立的節(jié)點電流方程有

(N-1)個獨立的回路電壓方程有

(B-N+1)個則：（一般為網(wǎng)孔個數(shù)）獨立電流方程：１個獨立電壓方程：２個1.6.2HOME第24頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月1.7電路中電位的概念及計算一、為什么引入電位在電子電路中常用到電位的概念，如二極管的陽極電位高于陰極電位時，管子導(dǎo)通；又如，在復(fù)雜電路中，先求出電位再求電壓會使問題的分析簡化。二、什么是電位電位：電路中某點至參考點的電壓，記為“V0”。通常設(shè)參考點的電位為零。某點電位為正，說明該點電位比參考點高；某點電位為負，說明該點電位比參考點低。第25頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月電位的計算步驟:(1)任選電路中某一點為參考點，設(shè)其電位為零；(2)標出各電流參考方向并計算；(3)計算各點至參考點間的電壓即為各點的電位。結(jié)論：

(1)電位值是相對的，參考點選取的不同，電路中

各點的電位也將隨之改變；

(2)電路中兩點間的電壓值是固定的，不會因參考

點的不同而變，即與零電位參考點的選取無關(guān)。

借助電位的概念可以簡化電路作圖.第26頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月1.7.2電位的計算a+-12V經(jīng)常這樣表示：12Vaa+12V0Va+12V-4V5030aUAUBR1R2HOME第27頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月圖示電路：求U和I。例1-4解：3+1-2+I=0，I=-2（A）U1=3I=-6（V）U+U1+3-2=0，U=5（V）1A3A2A3V2V3UIU1HOME例1-510V55i1i2ii2S求下圖電路開關(guān)S打開和閉合時的i1和i2。S打開：i1=0i2=1.5(A)i2=i+2i5i+5i2=10S