大連理工大學電路課件第一章

第一章電路基本概念與定律本章要點1.1

電路與電路模型1.2電路變量1.3基爾霍夫定律1.4電路元件及歐姆定律1.5獨立電源元件1.6含源支路的歐姆定律1.7簡單電路分析第一章電路的基本概念和基本定律

§1-1電路及電路模型電路是電氣設備或器件按一定方式連接而構成的集合。電路元件電路模型：由若干理想電路元件組成的電路電路系統(tǒng)(信息加工、處理）輸入（激勵）輸出（響應）(電壓、電流信號)(電壓、電流信號)電阻器電容器電感器電路的作用（1）能量轉(zhuǎn)換：實現(xiàn)電能傳送、轉(zhuǎn)換等。例如，供電電路；（2）信號處理：實現(xiàn)電信號產(chǎn)生、加工、傳輸、變換等。例如，電話線路、放大器電路等。實際電路元件：

電源:提供電能的設備

如干電池、光電池、發(fā)電機、信號發(fā)生器

負載：吸收電能的設備

電阻器、電感器、電容器及其組成電路理想化抽象化集總理想電源元件理想負載元件理想耦合元件：電壓源電流源電阻器電容器電感器受控源、耦合電感、理想變壓器+-理想電路元件：只顯示單一電磁現(xiàn)象的電路元件§1-2

電路變量1、電流：定義：電流電壓

電荷磁通

功率能量方向：1）實際正方向：規(guī)定為正電荷運動的方向。

2）參考正方向：任意假定的方向。注意：必須指定電流參考方向，這樣電流的正或負值才有意義。帶電質(zhì)點的定向運動

電場力把單位正電荷從一點移向另一點所做的功單位

A、mA、A、nAAndre-MarieAmpere(1775-1836)安培2、電壓：定義：方向：1）實際正方向：規(guī)定為從高電位指向低電位。

2）參考正方向：任意假定的方向。注意：必須指定電壓參考方向，這樣電壓的正值或負值才有意義。單位

V、kV、mV、VAlessandroAntonioVolta(1745-1827)伏特電壓的性質(zhì):兩點之間電壓（電場力做功）與路徑無關。W=1J1CxyUxy=1v判斷電壓和電流的實際方向+5sin(πt)V－－1.5mA+－3Vt=0.6s、1.5s電壓的實際方向.3、電流和電壓的種類tttt直流電流或電壓時變電流或電壓u,iu,iu,iu,i當電流參考方向從電壓參考方向的“＋”的一端流入，經(jīng)元件從電壓“－”的一端流出；即電流、電壓參考方向一致，稱電壓、電流對于該元件為關聯(lián)參考方向。

4、電流和電壓的關聯(lián)參考方向I1101.5A810VI2I3+U1－+U３－+U２－總結(jié)：1、參考方向是任意假定的方向。u,i參考方向盡量取得與實際方向一致。2、計算中，必須標出參考方向，選定后當作實際方向使用。3、明確你所設的關聯(lián)方向是針對那個元件判斷右圖各對U、I方向關聯(lián)還是非關聯(lián)？由電壓定義dw=u.dq由電流定義dq=i.dtdw=u.i.dt特殊情況，直流：P=UI(瓦特，W) W=UIt (焦耳，J）討論：U、I關聯(lián)方向，P吸=UI

或者P發(fā)=－UI U、I非關聯(lián)方向，P吸=－UI

或者P發(fā)=UI

5、功率和電能量電阻靠、電腹壓源卡、電舒流源舅的功岔率10電阻層吸收賄的功迎率：P吸=U1I1=1裂0×佛1=拳10也W8電阻扛吸收丹的功躍率：P吸=－U2I2=－(跳－星1.瘦5×8綠)給×1蕩.5德=1賽8W1.減5A電流湖源發(fā)霞出的稱功率圖：P1.跟5A發(fā)=U3Is=2黑2×創(chuàng)1.紙5=此33奪W10V電壓搖源發(fā)眨出的貿(mào)功率姐：P10V發(fā)=UsI3=1甩0×童(－啦0.妖5)=－5WI1101.釣5A810VI2I3+U1－+U３－+U２－§1-3基爾豬霍夫拾定律1、往支路種：流硬過同咐一電躁流的惹一段籌電路姑。2、訪節(jié)點桌：三靠條或凝三條墻以上撲支路紛的匯皮合點漠。3、蜘回路老：從目某一戚節(jié)點見出發(fā)盒，沿巧支路帽巡行充，又鍛回到揮原節(jié)疲點形夜成的變閉合轉(zhuǎn)路徑縫。途絞中，瓶每個凍節(jié)點禿只經(jīng)畏過一牲次。6條叛支路寶，4個脈節(jié)點墳，7個黎回路一、繭基爾括霍夫芝電流視定律妙（KC華L）1濱定理樹表述戶：集總賀參數(shù)善電路灶中任帥一節(jié)矮點、描任一通時刻促，流授入、雖流出購節(jié)點傻的電斷流代踐數(shù)和粗為零某。i=食0（流出廳為正包，流錢入為瞎負）流入播=流漫出，i入=倆i出對a：味-I1-I2+I3=0或：I1+I2=I3對b：I1-I4-I6=0或：I1=I4+I6對c：I2+I4-I5=0或：I2+I4=I52批廣義KC途L：對于障包圍n個節(jié)觸點的周封閉撇面也清適用啟。-I2+I3-I4-I6=03KC勺L實質(zhì)盟：電大流連的續(xù)性4剛應用寨注意烈事項蹲：只要貨是集畝總參治數(shù)電她路，KC牲L都適洪用。敢即，KC今L與元襯件性粉質(zhì)無挪關。KC俊L不受難電流仆變化甚規(guī)律鑒影響問。3A1A-2A二、巧基爾領霍夫鑄電壓圾定律尺（KV登L）1鴨定理戴表述有：在集嶺總參乓數(shù)電蛛路任怖一回膽路中嬌、任貓一時藥刻，嚇沿固知定的族繞行淘方向繞，各值元件嚴上電務壓降愧代數(shù)灣和為掘零。u=滑0（電壓糊參考島方向岸與繞筋行方宣向一澤致，u為正脆，電壓療參考閃方向淚與繞酒行方忠向相鳳反，u為負少）abc對ab術ca回路斧，Uab+Ubc+Uca=Ua-Ub+Ub-Uc+Uc-Ua=0對圖拴中所勾選回疼路1勿，有合：R3I2+R2I3－E5+R5I5=0對圖碌中所椅選回腔路2骨，有料：R1I1－R3I2+R4I4=0122竿廣監(jiān)義KV渣L定律撞：對四假想那回路KV亂L定律政也成穩(wěn)立：－R5I5+E5－E6+Ufc=03物KV斑L定律攏的實艙質(zhì)：盞單位夏正電嫂荷移愁動一貿(mào)周，拜電場故力做亡功為谷零。4華應用商注意盛事項清：a)只要聰是集扣總參形數(shù)電善路，KV帥L都適羨用。KV赴L與元廚件性獲質(zhì)無洲關。b)KV跑L不受悔電壓但變化抵規(guī)律揀影響欲?！?-4電阻跪元件咳及歐火姆定巖律一、浙電阻欄元件（無跟源二昨端元接件）1、伏該安關濁系可燈用u-葵i平面山過坐陶標原飼點的杏曲線臭來描灑述的暗二端逝元件蔥。i/Au/V0i+u-i/Au/V0電阻極元件井作用瞇：電能靜轉(zhuǎn)換浩為熱游能2、分司類：線性誤電阻：伏醬安關襪系為u-等i平面杏過坐樣標原諷點的沫直線息。非線雜性電喬阻：伏妹安關卻系為u-招i平面孝過坐銷標原順點的溫曲線筒。i+u-i+u-R24從元層件參工數(shù)是斤否隨柿時間逮變換駛的意感義可廁分為蛇：時不故變電說阻：伏安偷關系惰為u-總i平面峽過坐貸標原選點的一條糠曲線。（然定常灑電阻報）u潔/Vi駝/A0時變條電阻：伏安嫂關系特為u-鐵i平面傾過坐客標原肅點的一族多曲線。3、線省性時蛾不變先電阻盜的特受點：1）伏安匙關系朗為u-愛i平面慈過坐濱標原陰點的展一條碧直線逃，斜漠率為R。2）端電農(nóng)壓與載通過蓬的電嗓流成補正比即：u=藝Ri或U=權RI注意士：電流舉、電偽壓為詞關聯(lián)堂參造考方絡向3）耗能烏元件伸：p=落ui帶=R鬧i2=u2/R辟>0R單位脈：(歐姆)Ge搭or扮g既Si頓mo取n摸Oh曉m嫁(1羨78貓7-評18俊45塌)，歐辦姆4、線啟性時桂不變牛電導：1）伏安堵關系紛為i-阻u平面壘過坐交標原每點的夸一條鋸直線中，斜獨率為G。2）通過稀的電回流與零端電缺壓成歐正比即：i=uG或I=恰U鹿G注意?。弘娏黛`、電蔑壓為痛關聯(lián)杠參糞考方毒向3）耗能資元件芹：p=餐ui幟=i2/G=u2G>故0G單位復：S(西門國子)uiuii吳+衰u咸-i菌+吃u欄-“特嘴殊電術阻”峽：開濾路和值短路i110全0+u1－u1=-辣2+冒4e-3刃tV，求i1I1101.鋤5A810VI2I3發(fā)電教機、販干電惠池、群穩(wěn)壓絨電源1）錫端電旦壓恒獸定：佳恒常肚數(shù)或協(xié)恒函呼數(shù)2）企輸出并電流姓大小凈、方俘向均昂由外守電路侵決定爹。I3=－網(wǎng)0.都5A特點印及伏米安特蕩性ttusUs(傾t)Us(傻t)t§1-5獨立斃電源舒元件一、余獨立哲電壓肅源如果隸一個梨兩端音元件仇接入刮任意徒電路爪后，懲該元累件兩窄端的鍬電壓折始終伸保持嫁定值附，與拒流過暗它的費電流軟無關忌，則扶此兩怎端元期件為豬電壓奏源I141.慕5A810VI2I3I1=2乏.5A，I3=I1－1剃.5回=1A求電居流I3二、覆獨立撿電流棕源特點掏及伏翻安特涂性1）脆電流掙恒定駁：恒射常數(shù)練或恒都函數(shù)2）薄端電瞇壓的輝大小餓、方例向均振由外嘩電路踩決定肝。上圖拳中，U3=1攪0+雨12剛=2楊2V若把恩10V電壓課源改丑為5V，奮U３=?I1101.燭5A810VI2I3+U1－+U３－+U２－如果臺一個買兩端培元件爭接入勺任意確電路勒后，嫂該元朝件提多供的毀電流宜始終立保持遵規(guī)定形值，憲與它弓兩端混的電閑壓無姻關，疲則此炕兩端謊元件敢為電氏流源求圖云示電慚路中避電壓U（答枯：－4V）電流脊源置氧零Is閥=0,用開勉路替脆代,秧擦去盯圓圈電壓巾源置鎖零Us約=0,用短聚路替界代,蕩擦去擔圓圈含源晃支路歐：理詞想電拍壓源呼與電富阻相漲串聯(lián)限的支橋路（a）Ua疑b=市Ua目c+流Uc唇b其中Ua賀c=偵IR哲,U掙cb庸=E代入窩上式搬，得U=扒IR遭+E從而豆，有絮稱含陸源支囑路的濾歐姆大定律周。（b）有U=鐘-半IR怕+E從而漁，請同慮學們婦寫出(c斬)圖的歐姆享定律§1-6含源踢支路猜歐姆詞定律§1-鮮7裹受控恭源ibieib控制ie桿，i控制u受控邀電壓來源的午電壓賤和受舅控電蒜流源呈的電碼流都瓶不是冰給定剛時間榜函數(shù)已，而唱是受黃電路免中某駁部分零的電味壓或抹電流瀉控制殺的，銜因此宣受控呢源又玩稱為切非獨鋸立電唱源分類：VCVSu2=u1VCCSi2=gu1CCVSu2=ri1CCCSi2=i1Vo銅lt柏ag雞e督C角on率tr泡ol采le俯dVo吉lt挽ag乒e炸So仔ur型ceVo舊lt丹ag斥e環(huán)Co架nt大ro嗎ll醋edCu產(chǎn)rr嶺en蓄t游S借ou滅rc冒eCu情rr柱en佳t仰C蛙on抹tr眾ol朱le廣dVo隆lt皮ag戒e截So蜜ur安ceCu蒸rr憐en牽t灣C拔on棟tr死ol覽le丑dCu昆rr款en汗t貨So精ur沫ce§1-百8擔簡單地電路身分析例1刊：已藍知I1=1裁A，求U3、I2和I3123）鈴對節(jié)責點a列KC哲L方程摩：－I1＋I2+I3=0所以I3=0舊.5呈A解：喘1）碰對回必路1倉列KV端L方程籠：2I1+U3－７擊＝0所以U3=5v2）浮對回穿路2際列KV即L方程?。?I1+惱2呈I2+丑4季I1－７通＝0所以I2=0垂.5魯A例2:下刪圖電榜路,各求i1,束i2,散i例3:下鬼圖電氣路，餓求U例4：求凍下圖秩中電末流I。例5:uab=-襲5v營，求us、受控壤源發(fā)奶出功舒率I1=6母×2騎/(蝴2+蛛4)臉=2吐AI2=6課×1慚/(小1+啞5)德=1區(qū)AI=杯I1－I2=1醒A由KV剖L:u毒－霉(－霉5)秀=4懶×0播.5書uu抖=5鞋v由KC巖L:I忍=u積/5財+0吊.5菌u=餅3.柿5A由KV磁L:us=2接I+天u=拖12佳vP發(fā)=－uab×0弊.5角u=哭12硬.5圾W電壓獲不是動造成憂傷