资源描述
12几种电容器的形状3u掌握主要物理量的概念掌握主要物理量的概念(电流、电压、电动势、电流、电压、电动势、功率、电阻）功率、电阻）u建立起电路的概念建立起电路的概念u常用电路元件的伏安特性常用电路元件的伏安特性u电路的负载、开路及短路状态电路的负载、开路及短路状态u欧姆定律及应用欧姆定律及应用4主要物理量主要物理量电荷的定向移动形成电流。电荷的定向移动形成电流。电流大小：单位时间内通过导体截面的电量。电流大小：单位时间内通过导体截面的电量。大写大写 I 表示直流电流表示直流电流tqI 正电荷运动方向规定为正电荷运动方向规定为电流的实际方向电流的实际方向。电流的方向用箭头或双下标变量表示。电流的方向用箭头或双下标变量表示。任意假设的电流方向称为任意假设的电流方向称为电流的参考方向电流的参考方向。如果求出的电流值为正，说明参考方向如果求出的电流值为正，说明参考方向与实际方向一致，否则说明参考方向与实际与实际方向一致，否则说明参考方向与实际方向相反。方向相反。I正值I负值(a)(b)电路中电路中a a、b b点两点间的点两点间的电压电压定义为单位正电荷由定义为单位正电荷由a a点移至点移至b b点电场力所做的功。点电场力所做的功。电路中某点的电路中某点的电位电位定义为单位正电荷由该定义为单位正电荷由该点移至参考点电场力所做的功。点移至参考点电场力所做的功。电路中电路中a a、b b点两点间的电压等于点两点间的电压等于a a、b b两点两点的电位差的电位差。baabVVUqUWab电压的实际方向电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处。规定由电位高处指向电位低处。与电流方向的处理方法类似，与电流方向的处理方法类似，可任选一方向为可任选一方向为电压的参考方向电压的参考方向例：例：当当ua=3V ub=2V时时u1=1V最后求得的最后求得的u为正值，说明电压的实际为正值，说明电压的实际方向方向与参考与参考方向方向一致，否则说明两者相反。一致，否则说明两者相反。u2=1V+u1 abu2+ab83、功率：、功率：定义：定义：计算计算:(1)电压与电流采用关联参考方：电压与电流采用关联参考方：P=UI=I2R=U2/R 支路吸收功率支路吸收功率TWP+u(t)-i(t)退出910 1 电路的作用与组成部分电路的作用与组成部分 电路电路电流流通的闭合路径（电流流通的闭合路径（为了某种需要而将某些为了某种需要而将某些电工设备或元件按一定方式连接起来的电流通路电工设备或元件按一定方式连接起来的电流通路）。）。2.电路的作用电路的作用传输和转换电能；传输和转换电能；传递和处理信号。传递和处理信号。11电源：电源：将非电能转换成电能的装置将非电能转换成电能的装置(干电池干电池,蓄电池蓄电池,发电机发电机)或或信号源。信号源。中间环结：中间环结：把电源与负载连接起来的部分把电源与负载连接起来的部分(连接导线连接导线,开关开关)负载：负载：将电能转换成非电能的用电设备将电能转换成非电能的用电设备(电灯电灯,电炉电炉,电动机电动机)3、电路的组成：电路的组成：12电池电池灯泡灯泡EIRU+_负载负载电源电源电路的组成电路的组成13 3、电路模型、电路模型v理想元件：（模型元件）理想元件：（模型元件）Rv电路模型：电路模型：理想元件理想元件组成的电路组成的电路。v电电 路路 图：图：电路模型画电路模型画在一个平面上所形成的图在一个平面上所形成的图形。形。退出14三、常用电路元件的伏安特性三、常用电路元件的伏安特性151、电阻元件、电阻元件 （无源二端元件）（无源二端元件）定义定义：伏安关系可用伏安关系可用u-i平面过坐标原点的曲线来描述的二端元平面过坐标原点的曲线来描述的二端元件。件。u/Vu/Vi/Ai/A00i+u -退出16 电阻元件作用：电阻元件作用：电能转换为热能电能转换为热能 分类分类：线性电阻线性电阻：伏安关系为：伏安关系为u-i平面过坐标原点的直线。平面过坐标原点的直线。非线性电阻非线性电阻：伏安关系为：伏安关系为u-i平面过坐标原点的曲线。平面过坐标原点的曲线。退出17电容元件是一种能够贮存电场能量的元电容元件是一种能够贮存电场能量的元件，是实际电容器的理想化模型。件，是实际电容器的理想化模型。伏安关系：伏安关系：符号：符号：i C+u dtduCi dtduCi只有电容上的电压变化时，电只有电容上的电压变化时，电容两端才有电流。在直流电路容两端才有电流。在直流电路中，电容上即使有电压，但中，电容上即使有电压，但，相当于开路，即，相当于开路，即 电容具电容具有有隔直作用隔直作用。C称为电容元件的电容，单位是法拉（称为电容元件的电容，单位是法拉（F）。）。存储能量：存储能量：2C21CuW 183、理想电压源元件、理想电压源元件 （有源二端元件）（有源二端元件）1、定义、定义：能独立向外电路能独立向外电路提供恒定电压的提供恒定电压的二端元件。二端元件。2、符号表示、符号表示 3、伏安关系、伏安关系：平行于平行于i轴轴的一条直线。的一条直线。+Us -4、特点、特点：恒压不恒流恒压不恒流（端电压（端电压u与与i无关，电流无关，电流i由外电路确定）。由外电路确定）。Us退出194、理想电流源元件、理想电流源元件 （有源二端元件）（有源二端元件）1、定义、定义：能独立向外电路能独立向外电路提供恒定电流的提供恒定电流的二端元件。二端元件。2、符号表示、符号表示 3、伏安关系伏安关系：平行于平行于u轴轴的一条直线。的一条直线。Is4、特点、特点：恒流不恒压恒流不恒压（电流（电流i与与u无关，端电压无关，端电压u由外电路确定）。由外电路确定）。Is退出20三、三、电路的工作状电路的工作状态态（开路、短路和通路）（开路、短路和通路）受控电源受控电源（后面介绍）（后面介绍）理想电压源理想电压源电源电源实际电源实际电源理想电源理想电源电压源电压源理想电流源理想电流源电流源电流源R0IsU0E+_U0R0E（R0=0）Is（R0 ）211.5.1 电源有载工作（通路）电源有载工作（通路）电路特征：电路特征：I=E/(R0+R)U=IR=E IR0P=PE-P 将上式乘以将上式乘以I，得，得（注意：电源输出的功率（注意：电源输出的功率和电流由负载决定。）和电流由负载决定。）上式表明：当上式表明：当R变化时，变化时，电源端电压变化不大，则电源端电压变化不大，则此电源此电源带负载的能力强带负载的能力强。当当RR0时时UE一、电压和电流一、电压和电流+_IRUabESR0ab22电源的外特性曲线电源的外特性曲线 表示电源端电压与输出电流之间的关系表示电源端电压与输出电流之间的关系曲线，称为外特性曲线。曲线，称为外特性曲线。U=IR=E IR0IU0EIR023二二.功率与功率平衡功率与功率平衡20IREIUI 电源的电源的发出功率发出功率=负载的负载的取用功率取用功率+电源内阻上的电源内阻上的消耗功率消耗功率P-电源输出的功率电源输出的功率PE-电源产生的功率电源产生的功率PR-电源内阻上消耗的功率电源内阻上消耗的功率IUE+_RabSR0功率平衡方程式：功率平衡方程式：P =PE -PR24开关开关S断开时，外电路的电阻无穷大断开时，外电路的电阻无穷大,电流为零，电流为零，电源的端电压电源的端电压U端端等于电源电动势等于电源电动势E。二、开路（二、开路（断路或空载断路或空载）电路特征：电路特征：I=0U=0 U端端=EPE=P=0I=0+_RUEabSU0R0（其中：（其中：PE =EI、P=UI）25三三.短路短路U=0 I=00SREI20EIRPP SI短路电流短路电流P=0电路特征：电路特征：+-E E+-0RUIsI=0+_RUEabSR0当当R0 0时，时，Is （烧毁电源）。（烧毁电源）。注意：注意：电压源不允许短路！电压源不允许短路！IS261-4 欧姆定律欧姆定律 U和和 I 为关联正方向时：为关联正方向时：IUR U和和 I 为非关联正方向时：为非关联正方向时：IUR 线性电阻：线性电阻：遵循欧姆定律的电阻，其阻值的遵循欧姆定律的电阻，其阻值的大小和电流电压无关。大小和电流电压无关。27 广义欧姆定律广义欧姆定律 (支路中含有电动势时的欧姆定律支路中含有电动势时的欧姆定律)EIRUabREUIab当当 UabE 时，时，I 0 表明方向与图中假设方向一致表明方向与图中假设方向一致当当 UabE 时，时，I 0 表明方向与图中假设方向相反表明方向与图中假设方向相反E+_baIUabR
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