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1、例 讽 筒 伏 晾 默 怕 簇 描 叙 赋 外 磅 养 趟 拽 燕 手 镶 浪 恰 宪 支 鞍 坷 治 凿 慷 瓜 巷 靖 湖 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 绞 厚 淘 须 侥 捍 阔 旺 疫 琶 眯 董 蝗 交 灾 晨 碗 谎 习 嘛 谋 涤 敛 协 勿 轴 条 娘 涵 腔 敢 娱 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 内容概述：内容概述： 本章主
2、要介绍实际电路，电路模型，电路中的基本物 理量：电流、电压、功率和能量，电阻元件，独立电压 源和独立电流源，基尔霍夫电压定律（KVL）和电流定 律（KCL）。 1.电流、电压的参考方向概念及功率的计算。 2. 基尔霍 夫电压定律和电流定律实质及应用。 难点：难点： 1. 功率的计算。 2. 依据基尔霍 夫电压定律和电流定律列方程求解电量 。 重点：重点： 句 凳 蔽 锹 饲 姿 瘪 炼 痰 簧 则 侄 眼 葫 刺 褐 次 秤 敲 笑 粟 开 欢 千 币 珍 犊 轿 析 惹 罐 苟 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章
3、 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 1.3.1 实际电路和电路模型实际电路和电路模型 一、实际电路 实际电路元件：实际电路元件： 实际中电气元件的物理实体。如： 电灯等。 实际电路：实际电路： 由实际电路元件按一定方式连接起来的 物理实体。 如：日光灯等 。 机 论 械 躲 枫 呀 拒 拴 瘸 摩 惹 阮 凰 惯 潜 叁 宦 合 坛 荚 斯 谩 泊 螺 廖 耍 邦 厄 捷 侥 窒 储 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 电路的功能：电路的功能： （1）进行电能的产生
4、、传输、分配与转化。 （2）实现信号的产生、传递、变换、处理与控制。 二、理想电路元件、电路模型 理想电路元件理想电路元件 ：是实际电气器件主要电磁特性的科 学抽象。 电阻R：消耗电能的单一电磁特性； 电感L：建立磁场，储存磁场能量的单一电磁特性； 电容C：建立电场，储存电场能量的单一电磁特性； 绸 啊 看 壳 狱 苛 在 围 字 釜 呢 资 纺 锭 银 撇 低 源 柑 悍 春 单 令 皱 踊 磕 虎 男 佑 玄 本 弃 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 电路模型电路模型
5、 ：由理想电路元件组成的电路。 例如： 一实际线圈 三、电路图 电路原理图：电路原理图： 只表示元件的连接关系。电气 图所用元件图形符号见表1-1。 电路模型图电路模型图 ：由理想电路元件通过一定的连 接构成的图。模型图所用元件图形符号见表1-2。 坎 甘 讨 已 烬 椎 柳 懊 辽 分 懦 原 制 歼 珊 冯 滩 使 刃 熬 荔 奔 凹 产 氖 期 待 莱 骇 媒 钩 应 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 渡 驹 析 柿 赖 图 民 召 辈 再 庞 离 第 相 纹 绚
6、井 镇 谣 棘 邑 贱 钎 磅 注 骏 洼 疼 罢 腊 袋 娶 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 巷 柱 恿 著 与 纶 攘 相 蘸 志 氰 痊 基 迈 先 署 采 订 兴 省 桔 鞠 琅 哀 赖 甥 茫 钉 割 竖 缨 短 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 四、四、 集总参数电路与分布参数电路 1. 集总参数电路：集总参数电路： 其电路的几何尺寸
7、l0，相同； i0 t在时， i0 相同， u0为实际吸收功率， p0为实际发出功率， p0，所以，电阻元件永远消耗功 率。 （5）吸收的电能 u、i 取关联参考方向时，t时间内吸收的电能为 ： 直流时：i=I 上式为：WR=P(t-0)=Pt=RI2t=Gu2t 讨论讨论 ： （1）电阻元件为耗能元件。 （2）R=0， u=0，为短路，短路电流由外电路 决定； R= ， i=0，为开路， 开路电压由外电路决定。 （3）R为无源元件，电源 供给u、i 时 ，WR 0 ，但R本身不产生能量。 业 住 哮 惦 就 壹 虐 盟 扔 谜 聊 敖 殃 野 棵 灶 褒 闺 绪 久 逐 鞘 砒 浴 涨 甩
8、否 晃 糕 二 滁 俐 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 例例1-2 有一个 220V、40W的白炽灯，在额定电压220V 下工作时电流、电阻为多少？该灯泡消耗1kW h电需要多 长时间？ 解： 擎 砧 驶 窟 皋 抚 披 玄 伟 灵 你 摘 桐 滋 蓝 册 晤 秸 纤 恩 鸣 牲 滞 勤 滦 玖 增 打 酗 爸 祸 糊 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和
9、定律 独立电源是指其对外特性由电源本身决定，而不受 电源以外的其它电路所控制。独立电源是实际电源的一 种科学抽象，是理想电路元件。 一、独立电压源 1.理想电压源 （1）定义：输出的电压与流过该元件 的电流无关的二端元件。 电路符号： + _ uS i+ _ U S I i 0 u 直流理想电压源的 V-A特性 1.3.4 电路中的独立电源电路中的独立电源 皮 恢 浙 抒 东 荣 现 霄 荫 裹 黍 僧 嚏 谦 蚊 积 霖 酉 陕 卜 牺 缨 横 溯 愿 档 褪 解 慨 也 翟 侦 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章
10、章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 （3）特例情况： US=0时，V-A特性与 i 轴重合。电源短 路。 （4）电源的功率： uS与i 取非关联非关联 参考方向时， ，实际发出；，实际吸收 。 uS与i 取关联关联 参考方向时， 电源发出发出 功率为： 电源吸收吸收 功率为： ，实际吸收 ； ，实际发出。 （2）特点： （a）其端电压与外电路无关； （b）其电流可以是任意的，由外电路决定 。 掩 洞 嘶 盒 晓 膏 子 英 缠 费 恭 过 翰 承 敏 创 暴 馆 奈 周 踪 羚 皋 田 吼 党 缴 歧 静 障 疯 蚌 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路
11、 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 2.实际电源的电压源模型 实际电源是存在内阻的，通过测量一实际的直 流电源，可得到其 V-A特性曲线，如图示： 可见k为电阻量纲， 令 k=Rs,uoc=uS 有 此式为实际电源的电路方程，由它可 画出实际电压源的电路模型。如图所 示： Rs电源内阻 所以， V-A特性曲线方程： 英 婶 几 恼 种 刨 上 钨 潞 狠 西 亿 南 豪 磐 恋 妊 掖 鳖 宁 街 龟 喳 大 缆 摈 拿 尔 盯 款 庄 毕 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一
12、 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 特例： （1）不接负载时， a，b 端开路 ，此时 开路电压 短路电流 i=0。 （2）a、b短路时， 当RS很小时， iSC很大 , 此种情况不允许出现。 一般情况下，电源与负载连接处于 工作 状态。如图所示： 淳 赚 稍 戚 胃 疾 栓 淘 颗 圆 烈 谭 觉 并 玲 氨 沛 守 作 跪 吓 陡 颤 户 碱 霖 猴 必 孺 捂 迷 乏 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 例例1-3 开路时测得某直流电源端电压为
13、24V，接上外 电阻R后，用电压表测得 R两端电压为 20V，用电流表 测得流经 R的电流 I=10A，求电阻 R与电源内阻 RS。 由题意知 本题的电路模型如图所示。解： + _ 宫 生 垃 魄 单 捆 舅 杜 三 疼 喝 糟 帅 锥 感 痉 藩 谤 嚼 什 孩 链 窿 腐 颇 囱 阎 蓄 给 郝 悼 篙 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 （3）特例： IS=0时，V-A特性与 u 轴重合。此时电源开路 。 （4）电源发出的功率计算与理想电压源相同。即： u i iS
14、+ - 二、独立电流源 1.理想电流源 （1）定义：输出的电流与该元件 的端电压无关的二端元件。 电路符号： 直流理想电流源的 V-A特性如图示。 u 0 i （2）特点： （a）其电流与外电路无关； （b）其端电压可以是任意的，由外电路决 定。 IS 蒙 腊 服 契 蠢 谜 湿 厘 焦 托 襄 皇 其 聂 痔 意 券 虚 滇 歼 鬃 缚 意 缔 懈 缘 鱼 硅 饵 忍 绵 蛰 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 2.实际电源的电流源模型 可测得实际电源端口的V-A特性如图
15、示 。 其V-A特性曲线方程可表为： i=- k u+iS 可见k为电导量纲 令 k=GS 代入上式有 i= -GSu+iS 此式为实际电源的电路方程，由它可画 出实际电源的电流源电路模型。如图示。 拾 液 炼 被 揭 痉 咒 衡 杨 曙 狂 累 徊 颓 步 兵 徐 藕 碟 塘 斤 方 钢 椅 手 木 拭 鬼 畏 追 幂 福 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 （1）a、b端开路，不接负载时， 此时， i=0， 特例： = uOC =0 （2）a、b端短路，即电源短路时，
16、一般情况下，为带负载正常工作。 此时， u=0， = 0 =iSC=iS 蚂 昭 晦 寝 吱 牟 您 乞 邱 充 戚 霄 榨 缺 筹 房 苏 学 污 景 烁 红 袱 钩 挎 盂 却 筹 埃 歉 逼 片 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 解： 电压源吸收的功率为 电流源发出的功率为 例例1-4 计算图示 6电阻上的电流和两电源的功率。 6电阻上的电流： 圆 柠 葱 锄 明 苯 傀 条 锨 侠 终 掏 芒 叉 鲍 椿 水 裕 偶 臭 声 滇 蛾 垄 坚 鳞 确 读 陇 茅 旅
17、 阅 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 小结小结 ： 1. 电阻元件是电路中消耗能量的电磁现象。其u、i关 系为： u=Ri；吸收功率： 2. 理想电压源和理想电流源是忽略了实际电源内阻 后的理想电路元件。前者的电压和后者的电流与负载无 关，而前者的电流和后者的电压则与负载有关。 3. 实际电压源模型是理想电压源与电阻串联，输出 电压随端口电流增大而减小；实际电流源模型是理想电 流源与电导并联，输出电流随端口电压增大而减小。 翔 确 赤 拘 剪 刷 沥 尖 皮 缆 氏 适
18、 终 葡 小 粱 辩 忧 兜 辙 践 煎 暖 匀 完 徘 赵 探 潮 阂 大 叹 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 1.3.5 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 1.支路支路 ：电路中的每一个二端元件 称为一条支路。 习惯上：几个相串联的元件分支构成一条支路。 2.节点节点 ：元件之间的 联接点。 习惯上：三条以及三条以上支路的联接点。 3.回路回路 ：电路中任意闭合路径。 网孔网孔 ：把电路画到平面上，再分不出其他回路的回 路（即网孔是最小的回路）。 a b fg c d e
19、h 电路中常用的几个名称 （10条） （6条） （8个） （4个） （7个） (4个，有 3个内网孔， 1个外网孔） 燎 纵 鄂 帕 磋 卞 辐 灶 僧 危 茫 轿 弊 箭 智 潘 哈 画 斗 猴 共 疾 凝 幢 皇 欲 脆 讶 承 芍 钦 裤 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 i2+ i3= i1 或为： - i1+i2+ i3=0 i入=i出 i 出=0 二、基尔霍夫电流定律 1. 内容：内容： 对于集总参数电路，在任意时刻，流出电 路任一节点的电流之和等于流入该节点
20、的电流之和。 即 若规定流出节点的电流为正，流入的为负，则KCL 又可表示为：流出节点的电流代数和等于零。 即 例如图中节点 a的KCL为： 缸 贸 设 势 银 霞 童 枝 颅 萄 淖 秸 厄 策 肉 贯 腺 著 螟 叛 衔 潮 栽 锁 抛 此 洋 份 郭 标 听 媳 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 例如图中 红色虚线 包围的封闭面有 KCL： 说明：说明： （1）KCL与电路元件的性质无关； （2）KCL 对电路中任意节点的电流施加了线性约束。 -i2-i3+ i4+
21、 i6=0 上式可由节点 b、d 的KCL方程相加得 到： b点： d点： 2. 实质：实质： 电荷守恒，电流连续。 3.推广：推广： KCL可以推广到电路中任意封闭面。 拴 沫 筏 埔 瘸 踏 冒 授 董 耽 请 仰 揽 嗽 隅 徐 琐 庙 闭 托 柏 艳 动 胆 簧 戎 谊 囚 官 恬 舰 神 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 u=0 三、基尔霍夫电压定律 1. 内容：内容： 对于集总参数电路，在任一时刻，任一回路 中，沿该回路全部支路电压的代数和等于零。 即 2.使
22、用KVL的方法： 先选定回路，再规定各支路（或元件的）电压参考 方向，再确定回路绕行方向，最后列出KVL方程。 列写KVL方程时，分电压的参考方向与回路绕行方 向一致的项取正号，反之取负号。 况 截 署 期 扣 剥 植 凸 汾 禾 捣 睁 假 剖 洋 二 铸 焊 姓 郎 摇 贩 钨 榨 烟 随 捅 摊 质 骇 涵 窝 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 例如图示电路， 则有： -u1+u2+ u6-u4=0 2. 实质：实质： 电位的单值性，能量守恒的体现。 3.推广：推广
23、： KVL可以推广到求电路中任意两点之间的电压。 由（1）式有： u1= u2+ u6-u4 （1） 即：电路中两点之间的电压等于由正极找一条路径绕 到负极所有元件电压代数和。 垄 丙 障 论 革 拳 蹭 点 恃 悄 啡 归 韩 幻 焕 朵 惯 翔 泣 德 唉 碰 谱 掣 颊 犁 排 激 魏 添 俯 津 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 说明：说明： （1）KVL与电路元件的性质无关； （2）KVL 对电路中任意回路的各支路电压施加了线性约 束。 例例1-5 图示电路，已
24、知 US=2V，IS1=6A， IS2=2A， R1=3 ， R2=1 ，求各支路 电流I1、I2、 I3，并以 d为参考点，求 a、b、 c三点的电位 Va、Vb、 Vc、再 求三电源各自的功率。 鼠 悠 漳 碘 糠 经 永 丰 挨 插 涨 否 炬 谆 壕 调 瓦 光 蒜 鉴 楞 窘 氨 凳 并 习 壁 展 胎 背 狂 哩 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 解：由 KCL知： I1=IS1=6A I2=IS2=2A I3=I1-I2=4A 由电阻元件的 VCR知： U3
25、=R1I3=3 4=12V U4=R2I3=1 4=4V 以d为参考节点，有 Vc=U4=4V Vb=U3+Vc=16V Va=Vb-US=14V 由KVL知 U2=Vb=16V U1=Va=14V 电流源 IS1发出的功率为 P1=I1U1=6 14=84V 电流源 IS2吸收的功率为 P2=I2U2= 2 16= 32V 电压源 US发出的功率为 P3=I1US=6 2=12V 慷 枫 俘 和 醇 忿 坠 漱 诡 取 剧 笺 忠 差 舔 胀 挠 贡 莉 床 棒 褪 轰 酗 藕 吱 募 疼 胀 无 帐 胃 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课
26、 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 小结：小结： KCL和KVL是集总参数电路的基本定律，其对电 路中节点的电流和回路的电压建立起一种约束关系， 其为列写电路方程的基本依据之一。 乘 蓝 承 拙 同 嫉 斌 驯 窃 父 劈 蝇 厅 宗 色 耪 换 刚 西 街 彼 瘤 间 割 阁 蕊 杀 努 腔 默 牧 僳 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 第第1章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律 扔 讳 晒 妇 紫 徽 雏 豆 哪 宾 毅 向 掏 旺 临 戎 溯 厩 夫 撞 互 侥 日 橡 髓 谗 勇 歹 问 隘 暮 悠 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章 石 生 电 路 基 本 分 析 课 件 第 一 章