中南大学电路与模拟电子技术课件(计算机类专用)-第1章--电路模型与电路定律.ppt

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1、第1章电路模型与电路定律第1章电路的基本元件和电路定律重点内容1.电流和电压的参考方向；2.基尔霍夫定律：基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。注意：电路分析中，电流和电压全部是针对它们的参考方向来进行考虑。1第1章主要内容本章主要内容1.1电路和电路模型1.2电路主要物理量和参考方向1.6基尔霍夫定律1.3电阻元件1.4独立电源：电压源和电流源1.5受控源1.7电位的计算21.1电路和电路模型11.1电路和电路模型一、电路的作用1.实现能量的传输与转换（白炽灯照明电路、电力系统等）2.进行信号的传递与处理（扩音机电路）3.进行信息的存储（计算机的存储器电路）二、电路的组成

2、与模型1.电路的组成：电路由三个部分组成，即电源、负载和中间环节。电路是电流的电路，是根据特定需要，由相应的电工设备或电器元件按一定的方式连接而成。3实际电路是由电气器件相互联接而构成的电流的通路。如手电筒电路：电源是产生电能和电信号的装置。负载是取用电能并将其转换为其他形式能量的装置。中间环节是传输、控制电能或信号的部分。41.10基尔霍夫定律2、电路模型（1）电路模型的特点；1、每一种电路模型所反映的物理性质可以用数学表达式精确地描述；2、任何一个实际器件中所发生的物理现象都可以用各种电路模型的适当组合来表示。（2）理想电路元件电气设备的种类很多，即便是很简单的实际器

3、件，在工作时所发生的物理现象也往往是很复杂的。如绕线电阻有源元件：独立电源（电压源、电流源）；受控源（压控流源、压控压源、流控流源、流控压源）无源元件：电阻、电容、电感、理想变压器等；51.1电路和电路模型31.1电路和电路模型三、电路分析的目的由理想元件代替实际电路器件组成的电路叫电路模型。给定电路结构及电路参数，求各部分的电压、电流以及在电压电流基础上对电路中功率的计算。1.1电路和电路模型61.2电流和电压的参考方向11.2电路主要物理量和参考方向（1）一、电流和电流的参考方向<二>电流的参考方向<1>用箭头表示，如右图；如iAB=2A，说明参考方向与实际方向一致；

4、<一>电流（又叫电流强度）单位时间内通过的电量，即：正电荷定向移动的方向为电流的实际方向。<2>用双下标表示，如iABiAB=-2A，说明参考方向与实际方向相反。71.2电流和电压的参考方向21.2电路主要物理量和参考方向（2）二、电压和电压的参考方向<二>电压的参考方向<1>用箭头表示；如uAB=2V，说明参考方向与实际方向一致；电压的实际方向：高电位指向低电位。<一>电压单位正电荷在电场力的作用下从A点到B点电场力所做的功为AB两点之间的电压，即：uAB=-2V，说明参考方向与实际方向相反。<2>用双下标，如uAB；<3>用正负符号。81.2电流和电压的参考方向31.

5、2电路主要物理量和参考方向（3）<三>、关联参考方向注意：在电路分析中，没有特别说明，电压和电流一般为关联参考方向。在电路分析中，对一个元件既要假设通过它的电流参考方向，又要假设该元件两端电压的参考极性，两个都可任意假定，而且独立无关。当电压和电流的参考方向一致时，称电压和电流为关联参考方向；相反，当电压和电流的参考方向相反时，称电压和电流为非关联参考方向。91.3电功率和能量1三、能量电压单位为伏特（V），电流单位为安培（A），则能量单位为焦耳（J）。根据电压定律，从t0到t的时间内元件吸收的能量W求得为：1.2电路主要物理量和参考方向（4）101.3电功率和能量2四、

6、功率电压单位为伏特（V），电流单位为安培（A），则功率单位为瓦特（W）。<一>在电压和电流为关联参考方向下功率是单位时间内所做的功，即：乘积“ui”表示元件吸收功率，即：p>0，表示该元件吸收功率；p<0，表示该元件发出功率。1.2电路主要物理量和参考方向（5）111.3电功率和能量3<二>在电压和电流为非关联参考方向下u=3VP负载=3V*2A=6W（吸收功率）P电源=3V*2A=6W（发出功率）u=-3VP负载=-3V*2A=-6W（吸收功率）乘积“ui”表示元件发出功率，即：p>0，表示该元件发出功率；p<0，表示该元件吸收功率。121.5电阻元件11.3电阻元件（

7、1）一、线性电阻（简称电阻）根据欧姆定律：电压单位为伏特，电流单位为安培，则电阻R单位为欧姆（W）。G为电导，单位为西门子（S）。欧姆定律在非关联参考方向情况下电阻符号为：131.5电阻元件21.3电阻元件（2）二、电阻消耗的功率电阻一般把吸收的电能转换成热能消耗掉。电阻消耗的功率根据电压和电流是否关联进行定义。<一>在关联参考方向下p=ui=i2R>0，吸收电能，说明电阻是一个无源元件。<二>在非关联参考方向下p=ui=-i2R<0，吸收电能，同样说明电阻是一个无源元件。141.5电阻元件31.3电阻元件（3）三、伏—安特性