第一章电路的基本概念和定律 1.1电路及电路模型 >1.2电路变量 >1.3电压源和电流源 >1.4电阻元件 1.5基尔豁夫定律 1.6等效电路概念的运用 >1.7实际电源的两种模型及相互转换 1.8受控源 1.9电阻Y形与△形连接的等效变换 返回
1 第一章 电路的基本概念和定律 ➢1.1 电路及电路模型 ➢1.2 电 路 变 量 ➢1.3 电压源和电流源 ➢1.4 电 阻 元 件 ➢1.5 基 尔 豁 夫 定 律 ➢1.6 等效电路概念的运用 ➢1.7实际电源的两种模型及相互转换 ➢ 1.8 受 控 源 ➢1.9 电阻Y形与 形连接的等效变换 返回
学习目标 ●熟练掌握基尔霍夫电流、电压定律,并 能灵活地运用于电路的分析计算。 深刻理解支路上电流、电压参考方向及 电流、电压间关联参考方向的概念。 ●理解理想电压源、理想电流源的伏安特 性,以及它们与实际电源两种模型的区别 ●正确运用等效概念和方法来化简和求解 电路 ●了解受控源的特性,会求解含受控源的 电路
2 学 习 目 标 l 熟练掌握基尔霍夫电流、电压定律，并 能灵活地运用于电路的分析计算。 l 深刻理解支路上电流、电压参考方向及 电流、电压间关联参考方向的概念。 l 理解理想电压源、理想电流源的伏安特 性，以及它们与实际电源两种模型的区别。 l 正确运用等效概念和方法来化简和求解 电路。 l 了解受控源的特性，会求解含受控源的 电路
1.1电路及电路模型 1.1.1电路及其功能 实际电气装置种类繁多,如自动控制设 备,卫星接收设备,邮电通信设备等;实际 电路的几何尺寸也相差甚大,如电力系统或 通信系统可能跨越省界、国界甚至是洲际的, 但集成电路的芯片有的则小如指甲 为了分析研究实际电气装置的需要和方 便,常采用模型化的方法,即用抽象的理想 元件及其组合近似地代替实际的器件,从而 构成了与实际电路相对应的电路模型
3 1.1 电路及电路模型 1.1.1电路及其功能 实际电气装置种类繁多，如自动控制设 备，卫星接收设备，邮电通信设备等；实际 电路的几何尺寸也相差甚大，如电力系统或 通信系统可能跨越省界、国界甚至是洲际的， 但集成电路的芯片有的则小如指甲。 为了分析研究实际电气装置的需要和方 便，常采用模型化的方法，即用抽象的理想 元件及其组合近似地代替实际的器件，从而 构成了与实际电路相对应的电路模型
1.1.2实际电路组成 下图1-1是我们日常生活中的手电筒电路,就是 个最简单的实际电路。它由3部分组成:(1)是 提供电能的能源,简称电源;(2)是用电装置,统 称其为负载,它将电能转换为其他形式的能量; (3)是连接电源与 负载传输电能的金 S 属导线,简称导线 电源、负载连接导 线是任何实际电路 都不可缺少的3个组 成部分。 图1-1手电筒电路 4
4 1.1.2 实 际 电 路 组 成 下图1-1是我们日常生活中的手电筒电路，就是 一个最简单的实际电路。它由3部分组成：（1）是 提供电能的能源,简称电源；（2）是用电装置，统 称其为负载，它将电能转换为其他形式的能量； s 1 3 2 图 1-1 手电筒电路 （3）是连接电源与 负载传输电能的金 属导线，简称导线。 电源、负载连接导 线是任何实际电路 都不可缺少的3个组 成部分
1.13电路模型 实际电路中使用着电气元、器件,如电 阻器、电容器、灯泡、晶体管、变压器等。 在电路中将这些元、器件用理想的模型符号 表示。如图1-2 电路模型图—将实际电路中各个部件用 其模型符号表示而画出的图形。如图1-3 R C () R 图1-2理想电阻、电容元 件模型符号 图1-3电路模 型图 5
5 1.1.3 电 路 模 型 实际电路中使用着电气元、器件，如电 阻器、电容器、灯泡、晶体管、变压器等。 在电路中将这些元、器件用理想的模型符号 表示。如图1-2。 电路模型图——将实际电路中各个部件用 其模型符号表示而画出的图形。如图1-3。 + - Us R 图1-3 电路模 型图 R C 图1-2 理想电阻、电容元 件模型符号
1.2电路变量 1.2.1电流 电流—在电场作用下,电荷有规则的移动 形成电流,用表示。电流的单位是安培。 电流的实际方向规定为正电荷运动的方向 电流的参考方向—假定正电荷运动的方向 为表示电流的强弱,引入了电流强度这个物 理量,用符号()表示。电流强度的定义是单位 时间内通过导体横截面的电量
6 1.2 电 路 变 量 1.2.1 电流 电流——在电场作用下，电荷有规则的移动 形成 电流，用u表示。电流的单位是安培。 电流的实际方向——规定为正电荷运动的方 向。 电流的参考方向——假定正电荷运动的方向。 为表示电流的强弱，引入了电流强度这个物 理量，用符号i(t)表示。电流强度的定义是单位 时间内通过导体横截面的电量
1.21电流 电流强度简称电流,即:i()=a 式中如为通过导体横截面的电荷量,若 dq为常数,这种电流叫做恒定电流,简称 流电流,常用大写字母表示。电流的单位 是安培(A),简称安。 电流的实际方向:规定为正电荷运动的方向 电流的参考方向:假定为正电荷运动的方向。 并且规定:若二者方向一致,电流为正值,反 之,电流为负值
7 1.2.1 电 流 电流强度简称电流，即： 电流的实际方向：规定为正电荷运动的方向。 电流的参考方向：假定为正电荷运动的方向。 并且规定：若二者方向一致，电流为正值，反 之，电流为负值。 dt dq i(t) = 式中dq 为通过导体横截面的电荷量，若 dq/dt为常数，这种电流叫做恒定电流，简称 直流电流，常用大写字母I表示。电流的单位 是安培（A），简称安
1.22电压 电压—即电路中两点之间的电位差,用L表 即 电压的实际方向—电位真正降低的方向。 电压的参考方向—即为假设的电位降低的方向 关联参考方向——电流的流向是从电压的“+” 极流向“”极;反之为非关联参考方向 图1-4u、i关联参考方向 图1-5u、谁关联参考方向 8
8 1.2.2 电 压 电压——即电路中两点之间的电位差， 用u表 示。即 电压的实际方向——电位真正降低的方向。 电压的参考方向——即为假设的电位降低的方向。 关联参考方向——电流的流向是从电压的“+” 极流 向 “-”极；反之为非关联参考方向。 图1-4 u、i 关联参考方向 图1-５ u、i非关联参考方向 u + _ i _ + u i dq dw u(t) =
12.3电功率 电功率:即电场力做功的速率,用表示 电功率的计算 当电流与电压为关联参考方向时,一段电路(或 元件)吸收的功率为: 或 P= UI 当电流与电压为非关联参考方向时 p=-un 或 P= -UI 由于电压和电流均为代数量,显然功率也是代数量,二 端电路是否真正吸收功率,还要看计算结果p的正负 而定,当功率为正值,表示确为吸收功率;反之负值 9
9 1.2.3 电 功 率 电功率:即电场力做功的速率，用p表示。 电功率的计算： 当电流与电压为关联参考方向时，一段电路（或 元件）吸收的功率为： p=ui 或 P= UI 当电流与电压为非关联参考方向时 p=-ui 或 P= -UI 由于电压和电流均为代数量，显然功率也是代数量，二 端电路是否真正吸收功率，还要看计算结果p的正负 而定，当功率为正值，表示确为吸收功率；反之负值
1.3电压源和电流源 131电压源 不论外部电路如何变化,其两端电压总能 保持定值或一定的时间函数的电源定义 为理想电压源简称电压源 它有两个基本性质: 1、其端电压是定值或是 定的时间函数,与流过的电 s(t1) 流无关 2、电压源的电压是由它本 身决定的,流过它的电流则 是任意的。电压源的伏安特 0 性曲线是平行于i轴其值为图1-6电压源伏安特性曲线 ls(t)的直线。如图16所示 10
10 1.3 电 压 源 和 电 流 源 1.3.1 电压源 不论外部电路如何变化,其两端电压总能 保持定值或一定的时间函数的电源定义 为理想电压源,简称电压源。 它有两个基本性质: 1、其端电压是定值或是一 定的时间函数，与流过的电 流无关。 2、电压源的电压是由它本 身决定的，流过它的电流则 是任意的。电压源的伏安特 性曲线是平行于 i 轴其值为 uS (t) 的直线。如图1-6所示. 图 1– 6 电压源伏安特性曲线