电路基础.ppt

教材教材电路基础（第二版）吴大正 西安电子科技大学出版社2000参考书参考书电路分析基础（第三版）李翰荪 高等教育出版社1993电路 （第四版）邱关源 高等教育出版社1999第二章第二章 电阻电路分析电阻电路分析第一章第一章 电路的基本规律电路的基本规律第四章第四章 正弦稳态分析正弦稳态分析第三章第三章 动态电路动态电路2、电阻及电源、电阻及电源1、电路模型及定律、电路模型及定律4、电阻电路一般分析方法、电阻电路一般分析方法3、电阻电路（含源）的等效变换、电阻电路（含源）的等效变换6、动态元件（电容、电感）、动态元件（电容、电感）5、电路定理、电路定理7、一阶、二阶电路时域分析、一阶、二阶电路时域分析10、变压器、变压器8、相量法、相量法9、互感耦合电路、互感耦合电路第一章第一章 电路的基本规律电路的基本规律目目目目 录录录录12、电路的频率响应、电路的频率响应11、三相电路、三相电路14、电路方程的矩阵形式、电路方程的矩阵形式13、二端口网络、二端口网络15、非线性电路、非线性电路第五章第五章 电路的频率响应和谐振现象电路的频率响应和谐振现象第六章第六章 二端口电路二端口电路第七章第七章 非线性电路非线性电路电力电子系统电力电子系统信号与系统信号与系统微波与电磁场微波与电磁场第1章 电路的基本规律电路和电路模型电路和电路模型1.1电源电源1.5电流、电压和功率电流、电压和功率1.2不含源电路等效不含源电路等效1.6基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.3含源电路等效含源电路等效1.7电阻元件电阻元件1.4习题习题1.8 由电器件相互连接所构成的电流通路称为电路。实际电路的组成提供电能的能源,简称电源；电源、负载、导线是任何实际电路都不可缺少的三个组成部分。用电装置，统称其为负载。它将电源提供的能量转换为其他形式的能量；连接电源与负载而传输电 能的金属导线，简称导线。电路(circuit)1、2、实际电路在运行过程中的表现相当复杂，如：一个手电筒，电池和灯泡要在数学上精确描述相当困难。为了用数学的方法从理论上判断电路的主要性能，必须对实际器件在一定条件下，忽略其次要性质，按其主要性质加以理想化，从而得到一系列理想化元件。这种理想化的元件称为实际器件的“器件模型”。电路模型3、实际器件在不同的应用条件下，其模型可以有不同的形式；说明不同的实际器件只要有相同的主要电气特性，在一定的条件下可用相同的模型表示。如灯泡、电炉等在低频电路中都可用理想电阻表示。4、理想电阻元件：只消耗电能，如电阻器、灯泡、电炉等，可以用理想电阻来反映其消耗电能的这一主要特征；理想电容元件：只储存电能，如各种电容器，可以用理想电容来反映其储存电能的特征；理想电感元件：只储存磁能，如各种电感线圈，可以用理想电感来反映其储存磁能的特征；几种常见的理想化元件（器件模型）5、电路几何尺寸l 远小于其工作时电磁波波长的电路称为集中参数电路，否则称为分布参数电路。例（1）电力输电线，其工作频率为50Hz，相应波长为6000km，故30km长的输电线，可以看作是集中参数电路。（2）而对于电视天线及其传输线来说，其工作频率为108Hz的数量级，如10频道，其工作频率约为200MHz，相应工作波长为1.5m，此时0.2m长的传输线也是分布参数电路。集中参数电路(lumped circuit)与分布参数电路(distributed circuit)6、电路分析电路分析微波与电磁场微波与电磁场 tO 为了定量地描述电路的性能，电路中引入一些物理量作为电路变量；通常分为两类：基本变量和复合变量。电流、电压由于易测量而常被选为基本变量。复合变量包括功率和能量等。一般它们都是时间t的函数。在电场力作用下，电荷有规则的定向移动形成 电流，用 i(t)或i表示。单位：安培（A）。电流的大小-电流强度，简称电流式中dq 为通过导体横截面的电荷量，电荷的单位：库仑（C）。E自由电子s 电流的形成1、2、实际方向规定为正电荷运动的方向。参考方向假定正电荷运动的方向。规定：规定：若参考方向与实际方向方向一致，电流为正值，反 之，电流为负值。为什么要引入参考方向？电流的方向3、如果电路复杂或电源为交流电源，则电流的实际方向难以标出。交流电路中电流方向是随时间变化的。1、原则上可任意设定；2、习惯上：A、凡是一眼可看出电流方向的，将此方向为参考方向；B、对于看不出方向的，可任意设定。参考方向假设说明两点：判断R3上电流I3的方向？1、今后，电路图上只标参考方向。电流的参考方向是任意指定的，一般用箭头在电路图中标出，也可以用双下标表示；如iab表示电流的参考方向是由a到b。2、电流是个既具有大小又有方向的代数量。在未设定参考方向的情况下，讨论电流的正负毫无意义。电流总结4、3、交流电交流电（Alternating Current，简写AC）是指大小和方向都发生周期性变化的电流 直流电直流电（Direct Current，简写DC）是指方向不随时间发生改变的电流，但电流大小可能不固定，而产生波形。电路中，电场力将单位正电荷从某点a移到另一点b所做的功，称为两点间的电压。电压的单位：伏特(V)。电压的极性（方向）实际极性：规定两点间电压的高电位端为“+”极，低电位端 为“-”极。两点电位降的方向也称为电压的方向。参考极性：假设的电压“+”极和“-”极。若参考极性与实际极性一致，电压为正值，反之，电压为负值。电压的定义1、2、电流和电压的参考方向可任意假定，而且二者是相互独立的。若选取电流i的参考方向从电压u的“+”极经过元件A本身流向“-”极，则称电压u与电流i对该元件取关联参考方向。否则，称u与i对A是非关联的。uA与iA关联uB与iB非关联u与i对元件1关联u与i对元件2非关联 关联参考方向3、1今后，电路图中只标电压的参考极性。在没有标参考极性的情况下，电压的正、负无意义。3、电路图中不标示电压/电流参考方向时，说明电压/电流参考方向与电流/电压关联。2、电压的参考极性可任意指定，一般用“+”、“-”号在电路图中标出，有时也用双下标表示，如uab表示a端为“+”极，b端为“-”极。电压说明4、问电流、电压既有大小又有方向，那么它们是标量（代数量）还是矢量？功率与电压u、电流i的关系 单位时间电场力所做的功称为电功率，即：简称功率，单位是瓦特（W）。如图(a)所示电路N的u和i取关联方向,由于i=d q/dt，u=dw/dq，故电路消耗的功率为p(t)=u(t)i(t)对于图(b)，由于对N而言u和i非关联，则N消耗的功率为p(t)=-u(t)i(t)功率的定义1、2、利用前面两式计算电路N消耗的功率时，若p0，则表示电路N确实消耗（吸收）功率；若p0，则表示电路N吸收的功率为负值，实质上它将产生（提供或发出）功率。当电路N的u和i非关联（如图a），则N产生功率的公式为由此容易得出，当电路N的u和i关联（如图a），N产生功率的公式为p(t)=-u(t)i(t)p(t)=u(t)i(t)功率的计算3、对于一个二端元件（或电路），如果w(t)0，则称该元件（或电路）是无源的或是耗能元件（或电路）。根据功率的定义 ，两边从-到t积分，并考虑w(-)=0，得（设u和i关联）能量的计算4、前面介绍电流、电压、功率和能量的基本单位分别是安（A)、伏（V)、瓦（W)、焦耳（J)，有时嫌单位太大（无线电接收），有时又嫌单位太小（电力系统），使用不便。我们便在这些单位前加上国际单位制（SI）词头用以表示这些单位被一个以10为底的正次幂或负次幂相乘后所得的SI单位的倍数单位。因数原文名称（法）中文名称符号109giga吉G106mega兆M103kilo千k10-3milli毫m10-6micro微10-9nano纳n10-12pico皮p常用国际单位制（SI）词头5、作业：P36:1-1,1-2,1-4,1-6