吉林大学电工电子技术课件

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,吉林大学电工电子技术课件,第一节 电路和电路模型,第二节,电路的基本物理量及其参考方向,第三节,理想电路元件,第四节 基尔霍夫定律,第五节 电路中的电位及其计算,第一章 电路的基本概念和基本定律,第一节 电路和电路模型,一、电路,二、电路模型,返回,一、电 路,电路是由某些电气元件按一定方,式连接起来的总体，它提供了电,流流通的路径。,电路主要由,电源,、,负载,和,中间环,节,三部分组成。,1.,定义,:,2.,组成,:,返回,例如：手电筒电路,电源,中间环节,负载,电源：,其它形式的能量,（,信号,）,电能,（,电信号,）,负载：,电能,（,电信号,）,其它形式的能量,（,信号,）,*,一般不希望中间环节产生能量或 信号的转换,返回,3.,作用,：,（,1,）,实现能量的传输,、,分配和转换,.,（,2,）,实现信号的传递与处理。,（,3,）,信息的存储。,二、电路模型,1.,定义：,电路模型就是将实际电路中的各种,元件按其主要物理性质分别用一些,理想电路元件来表示所构成的电路,图。,返回,2.,常见的理想电路元件,电阻,电容,电压源,电流源,返回,电感,3.,手电筒的电路模型,R,0,R,U,S,电源,中间环节,负载,电路模型只反映实际电路的作用及其相互的连接方式，不反映实际电路的内部结构、几何形状及相互位置。,返回,S,第二节 电路的基本物理量及其参考方向,一、电流及其参考方向,二、电压及其参考方向,三、关联参考方向,四、电能和电功率,返回,一、电流及其参考方向,1.,定义：,在电场的作用下，电荷有规则的定向移动形成电流，我们把单位时间内通过导体横截面积的电荷量定义为电流强度。,i,=,d,q,/,d,t,大小和方向都随时间改变的叫交流,用,i,表示,大小和方向都不随时间改变的叫直流,用,I,表示,返回,2.,单位：,1,安培（,A,）,=1000,毫安,(mA),1,毫安,(mA)=1000,微安,(,A),3.,实际方向：,规定正电荷运动的方向。,4.,参考方向,：,在分析和计算电路时往往任意选定某一方向作为电流的正方向,，也称参考方向。,5,.,电流参考方向的表示方法,:,a,b,I,a,b,I,ab,返回,二、电压及其参考方向,1.,定义,：,电场力把单位正电荷从,a,点移到,b,点所,作的功定义为,a,、,b,两点间的电压。,u=,d,w,/,d,q,交流电压用,u,表示,直流电压用,U,表示,*,参考方向与实际方向的关系,在规定的参考方向下，若计算结果,I, 0,参考方向与实际方向一致,I, 0,参考方向与实际方向一致,U, 0,，说明元件在吸收功率，一定是,负载，,求出的,P,0,则,P, 0,吸收能量,电能 磁场能,0,则,P,0,则,P,0,吸收功率,电容充电,0,则,P,0,发出功率,电容放电,返回,W,C,=,t,0,P,d,t,=,C,u,C,2,1,2,能量不能突变,电容两端的电压不能突变,电容是一种储能元件,不消耗电能,*,W,C,与,U,成正比，与,i,无关，,当,i,=0,时，,W,C,仍可能存在。,2,电路中能量转换过程,电阻 耗能元件,电,电感,源 储能元件,电容,返回,常用电阻,常用电感,常用电容,1.,电压源,理想电压源,(,恒压源,),U,S,I,U,特点,:,(1),输出电压恒定,U,=,U,S,(2),输出电流取决于外,电路。,(3),内阻,R,0,=0,伏安特性：,U,S,U,I,返回,二、 有源理想元件,实际电压源,U,S,U,R,0,U = U,S,I R,0,I,U,I,I R,0,伏安特性,:,U,S,I,U,当,R,0,R,时，,R,0,0,U,=,U,S,返回,2.,电流源,理想电流源,(,恒流源,),I,I,S,U,U,伏安特性,:,I,I,S,特点,:,(1),输出电流恒定,I= I,S,与端电压无关。,(2),输出端电压取决于外,电路。,(3),内阻,R,0,=,返回,实际电流源,I,S,I,U,R,0,I= I,S,U,R,0,U,I,U,伏安特性,I,I,S,U,/,R,0,返回,例,1,、电路如图，求理想电压源和理想电流源的功率。,U,S,1V,R,1,I,S,1A,解,:,该电路为串联电路,各元件的电流均为,I,S.,P,U,S,=,U,S,I,S,=1W,P,R,=,I,S,2,R,= 1W,P,IS,=,(,P,US,+,P,R,),=,2W,此时电压源吸收功率,(,负载,),功率平衡：,P,吸,=,P,发,U,返回,在电路中起电源作用，但其大小和方向受,电路中其它支路的电流或电压控制，这种电源,称为受控源。,VCVS,CCVS,VCCS,CCCS,u,1,r i,1,i,1,g,u,1,常见的受控电流源和电压源，如下图,3.,受控源,返回,电流控制的电流源,I,i,r,i,I,i,I,0,r,0,电压控制的电压源,r,i,r,0,u,i,u,0,u,i,返回,第四节,基尔霍,夫定律,一、,基尔霍夫,电流定律（,KCL),二、,基尔霍夫,电压定律 （,KVL,),返回,几个概念,支路,:,电路中的每一分支叫做支路。一个支路通,过同一个电流。,节点,:,由三条或三条以上的支路相连接的点叫,做节点。,回路,:,电路中的任一闭合路径叫做回路。,返回,图中有,6,个节点,+,a,b,d,c,e,f,图中有,4,个节点,图中有,6,条支路,图中有,8,条支路,图中有,3,个回路,图中有,7,个回路,一、,基尔霍夫,电流定律,(KCL),对于电路中的任,一节点，在任一瞬间,流入节点的电流之和,一定等于流出该节点,的电流之和。,(,第一,定律,),a,b,I,1,I,2,I,3,E,1,E,2,R,1,R,3,R,2,如图：,I,1,I,2,I,3,对电路中的任一节点，在任一瞬间，该节点,上电流代数和等于零。,I,如图,I,1,I,2,I,3,规定,流入节点的电流取正,流出节点的电流取负。,返回,I,i, ,I,O,推广：适用于封闭面,A,I,B,I,A,I,C,B,C,I,AB,I,BC,I,CA,I,A,I,B,I,C,0,I,B,I,C,I,E,I,B,I,C,I,E,满足三极管电流分配关系,返回,例：,标出图中未知电流大小。,2A,8A,3A,3,4,6A,1A,5A,二、,基尔霍夫,电压定律,(KVL),在任一瞬间，沿任一闭合回路绕行一周，各部分电压降的代数和等于零，即,U,。与绕向一致的电压取正，反之取负。,返回,R,1,R,2,U,1,U,2,I,1,I,2,U,S,1,U,S,2,a,U,1,U,S1,U,S2,U,2,= 0,I,1,R,1,U,S1,U,S2,I,2,R,2,0,在电路中任意回路,绕行方向上电动势,的代数和等于电阻,上电压降的代数和,U,S,IR,规定,与绕向一致的电压 和电流取正，反之取负。,U,S1,U,S2,I,1,R,1,I,2,R,2,返回,推广,:,适用于开口电路,U,开,=,U,说明,:,上述两定律适用于任何变化的电压和电流。,例,1.,已知,E,1,=7V,，,E,2,=16V,，,E,3,=14V,，,R,1,=16,R,2,=3,，,R,3,=9,。,求：,K,打开时，,U,ab,=,？,K,闭合时，,I,3,=,？,1,、,K,打开，,I,3,=0,U,R,3,=0,E,1,+,U,ab,+,E,3,E,2,= 0,U,ab,=7,14+16=9V,2,、,K,闭合，,U,ab,=0,E,1,+,E,3,E,2,+,I,3,R,3,= 0,I,3,=(,E,1,E,3,+,E,2,),R,3,=9,9=1A,E,1,R,1,a,b,K,E,3,E,2,R,2,R,3,I,3,解：,返回,第五节 电路中的电位及其计算,一、电位,二、电源的习惯画法,返回,一,、电位,电路中某点的电位等于该点到参考点之间的,电压，参考点就是零电位点。,U,e,=0,I,=9/9A=1A,U,a,=5V,U,b,=5V,2V=3V,U,c,=5V,6V=,1V,U,d,=,4V,U,ab,=2V,3,e,5V,4V,a,b,c,d,2,4,返回,e,5V,4V,a,b,c,d,3,2,4,若参考点选在,d,点则：,U,a,= 9V,U,b,= 7V,U,c,= 3V,U,d,= 0V,U,e,= 4V,U,ab,= 2,V,电路中某点的电位与参考点的选择有关，而任意两点之间的电压与参考点的选择无关。,返回,e,5V,4V,a,b,c,d,3,2,4,二、电路中电源的习惯画法,与参考点相联的一端不画，另外一端标出极性，,写出电位值。如图,+5V,4V,9,a,d,返回,e,5V,4V,a,b,c,d,3,2,4,9V,9,a,返回,谢谢大家！,结 语,