1电路和电路模型

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教 案
任课教师：
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〖学一学〗
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备课笔记
〖学一学〗
为了便于对实际电路分析，需要将实际电路元器件用能够代表其主要电磁特性的理想元件来表示，用理想电路元件组成的电路为实际电路的电路模型。

四、理想电路元件与电路模型
实际电路器件品种繁多，其电磁特性多元而复杂，采取模型化处理可获得有意义的分析效果。

理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其电特性单一、确切，可定量分析和计算。

理想电路元件分有无源和有源两大类：
第四环节：【课堂总结 布置作业】
〖课堂总结〗
1、电路的概念和组成
2、电路的功能
3、理想电路元件的画法与电路模型的概念。

〖布置作业〗
举出几个实际电路，让学生根据所学的知识进行电路模型的识别，电路功能的分析，并画出实际电路的电路模型。

重庆科创职业学院授课方案（教案）课名：电路分析教师：许艳英班级：编写时间：课题：1.1 电路和电路模型教学目的及要求：了解电路的基本组成及各部分的作用，熟悉电路的功能及电路模型、集中参数电路的基本概念教学重点：电路模型的概念和理想电路元件的概念；教学难点：电路模型教学步骤及内容： 1.1 电路和电路模型旁批栏：1、电路的组成及其功能•电路的概念由实际元器件构成的电流的通路称为电路。

•电路的组成电路通常由电源、负载和中间环节三部分组成。

•电路的功能电路可以实现电能的传输、分配和转换。

电路可以实现电信号的传递、变换、存储和处理。

2、电路模型用抽象的理想电路元件及其组合，近似地代替实际的器件，从而构成了与实际电路相对应的电路模型。

•理想电路元件理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其电特性单一、精确，可定量分析和计算。

•利用电路模型研究问题的特点1、电路模型是用来探讨存在于具有不同特性的、各种真实电路中共同规律的工具。

2、电路模型主要针对由理想电路元件构成的集总参数电路，集总参数电路中的元件上所发生的电磁过程都集中在元件内部进行，任何时刻从元件两端流入和流出的电流恒等、且元件端电压值确定。

因此电磁现象可以用数学方式来精确地分析和计算。

3、电路分析基本理论中运用电路模型，其主要任务就是在寻求实际电路共有的一般规律、探讨各种实际电路共同遵守的基本规律时带来方便。

旁批栏：旁批栏：（3）何谓理想电路元件？如何理解“理想”二字在实际电路中的含义？何谓电路模型？解析：理想电路元件是从实际电路器件中科学抽象出来的假想元件，由严格的定义来精确地加以阐述、理想电路元件是具有单一电磁特性的简单电路模型单元。

电路理论中研究的都是由理想元件构成的、与工程应用中的实际电路相对应的电路模型。

在实际的电路中，“理想”电路元件是不存在的。

白炽灯、电炉等设备，只所以在研究它们时可以把它们作为一个“理想”的电阻元件进行分析和研究，原因就是它们在实际电路中表现的主要电磁特性是耗能，其余电磁特性与耗能的电特性相比可以忽略；工频电路中的电感线圈只所以用一个电阻元件和一个电感元件的串联组合来表征，原因就是：在工频情况下，电感线圈的主要电磁特性就是线圈的耗能和储存磁场能量，其余电磁特性可以忽略。

授课日期： 2012 年 2 月 17 日 第 1 周 星期 5 授课课题： 第一节 电路的组成及作用 授课时数 2 教学目标要求： 知识目标：（1）了解电路的两种功能。

（2） 掌握电路的三种状态。

（3）掌握电路的四个基本部分。

能力目标：了解电路的各部分的功能，学会看电路图并自己画电路图分析。

教学重点难点：电路的两种功能、电路的三种状态 电路图。

教学方法：多媒体教学 授课式 教学过程及内容： 引入日常生活中，我们见过的电路有哪些？它们是由些什么元器件组成的？能完成什么样功能？（由学生举例日常生活中常见的电路）这些是我们今天要学习的内容。

授新第一节 电路的组成及作用一、电路的基本组成 1．什么是电路电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式联接起来的总体，为电流的流通提供了路径。

2．电路的基本组成电路的基本组成包括以下四个部分：(1) 电源(供能元件)：为电路提供电能的设备和器件(如电池、发电机等)。

(2) 负载(耗能元件)：使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电器)。

(3) 辅助元件：控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。

(4) 联接导线：将电器设备和元器件按一定方式联接起来(如各种铜、铝电缆线等)。

3．电路的状态(1) 通路(闭路)：电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换。

(2) 开路(断路)：电路中没有电流通过，又称为空载状态。

(3)短路(捷路)：电源两端的导线直接相连接，输出电流过大对电源来说属于严重过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。

二、电路的两种功率能简单的直流电路图1-2 手电筒的电路原理图 ● 第一种作用是对能量进行转换，传输和分配。

如发电机。

● 第二种作用是对信号进行传递，控制和“加工处理”。

如电视机。

三、电路模型和电路图由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型，也叫做实际电路的电路原理图，简称为电路图。

1第1章电路的基本概念与基本定律1.11.1电路和电路模型电路和电路模型1.21.2电路中的基本物理量电路中的基本物理量 1.3 1.3 电阻电阻电阻、、电感电感、、电容元件 1.4 1.4 电压源和电流源电压源和电流源 1.5 1.5 基尔霍夫定律基尔霍夫定律2实际电路是实际电路是为实现某种应用目的由若干电器设备或器件按一定方式用导线连接而成的电流通路成的电流通路。

实现电能的传输和转换 电力电路或强电电路实现信号的传递和处理 电子电路或弱电电路1.1 电路和电路模型一、电路的定义3负载电源电源（（或信号源或信号源）：）：）：提供电能提供电能提供电能（（或信号源或信号源））的部分的部分。

负载负载：：吸收或转换电能的部分吸收或转换电能的部分。

中间环节中间环节：：连接和控制它们的部分连接和控制它们的部分。

电路的组成中间环节4电路在工作时电路在工作时，，对电源来说对电源来说，，通常处于下列三种方式之一种方式之一：：负载负载、、空载和短路。

负载与电源接通负载与电源接通，，负载中有电流通过有电流通过，，负载电流的大小与负载电阻有关与负载电阻有关。

负载都是并联负载都是并联。

因此当负，负载电阻减小负载电阻减小，，负，即功率增大即功率增大。

一般所说的负载的大小一般所说的负载的大小，，指的是负载电流或功率的大小的是负载电流或功率的大小，，而不是指负载电阻的大小不是指负载电阻的大小。

负载工作方式：5空载开路这时电源两端的外电阻等于零，电源输出的电流仅由电源内阻限制限制，，此电流称为短路电流此电流称为短路电流。

6为了保证电器设备和器件为了保证电器设备和器件（（包括电线包括电线、、电缆电缆））可以安全、可靠和经济地工作可靠和经济地工作，，每种电器设备每种电器设备、、器件在设计时都对其规定了工作时允许的最大电流对其规定了工作时允许的最大电流、、最高电压和最大功率等参数值等参数值，，这些数值统称为额定值这些数值统称为额定值。

第一章 ª 重点：电路模型和电路定律1. 电压、电流的参考方向 2. 电功率、能量 3. 电路元件特性 4. 基尔霍夫定律KCL、KVL§1.1 电路和电路模型 §1.1 电路和电路模型 §1.2 电流和电压的参考方向 §1.2 电流和电压的参考方向 §1.3 电功率和能量 §1.3 电功率和能量 §1.4 电路元件 §1.4 电路元件 §1.5 电阻元件 §1.5 电阻元件 §1.6 电压源和电流源 §1.6 电压源和电流源 §1.7 受控电源 §1.7 受控电源 §1.8 基尔霍夫定律 §1.8 基尔霍夫定律§1.1 电路和电路模型一、电路：电工设备构成的整体，它为电流的流通提供路径。

电路主要由电源、负载、连接导线及开关(中间环节)等构成。

电源(source)：提供能量或信号的发生器。

又称激励或激励源。

负载(load)：将电能转化为其它形式能量的用电设备，或对 信号进行处理的设备。

导线(line)、开关（switch)：将电源与负载接成通路装置。

响应：由激励而在电路中产生的电压、电流。

电源: 提供 电能的装置升压 变压器 输电线负载: 取用 电能的装置电灯 电动机 电炉 ...发电机降压 变压器中间环节：传递、分 配和控制电能的作用二、电路模型 (circuit model) 1. 理想电路元件：根据实际电路元件所具备的电磁性质来设 想的具有某种单一电磁性质的元件，其u，i关系可用简单 的数学式子严格表示。

几种基本的电路元件： 电阻元件：表示消耗电能的元件。

电感元件：表示各种电感线圈产生磁场，储存磁场能的元件。

电容元件：表示各种电容器产生电场，储存电场能的元件。

电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件。

第一章电路模型和电路定律§1－1 电路和电路模型1．实际电路实际电路——由电器设备组成（如电动机、变压器、晶体管、电容等等），为完成某种预期的目的而设计、连接和安装形成电流通路。

图1是最简单的一种实际照明电路。

它由三部分组成：1）提供电能的能源（图中为干电池），简称电源或激励源或输入，电源把其它形式的能量转换成电能；2）用电设备（图中为灯泡），简称负载，负载把电能转换为其他形式的能量。

3）连接导线，导线提供电流通路，电路中产生的电压和电流称为响应。

任何实际电路都不可缺少这三个组成部分。

图1 手电筒电路实际电路功能：1）进行能量的传输、分配与转换（如电力系统中的输电电路）。

2）进行信息的传递与处理（如信号的放大、滤波、调协、检波等等）。

实际电路的外貌结构、具体功能以及设计方法各不相同，但遵循同一理论基础，即电路理论。

2．电路模型电路模型——足以反映实际电路中电工设备和器件（实际部件）的电磁性能的理想电路元件或它们的组合。

理想电路元件——抽掉了实际部件的外形、尺寸等差异性，反映其电磁性能共性的电路模型的最小单元。

发生在实际电路器件中的电磁现象按性质可分为：1）消耗电能；2）供给电能；3）储存电场能量；4）储存磁场能量假定这些现象可以分别研究。

将每一种性质的电磁现象用一理想电路元件来表征，有如下几种基本的理想电路元件：1）电阻——反映消耗电能转换成其他形式能量的过程（如电阻器、灯泡、电炉等）。

2）电容——反映产生电场，储存电场能量的特征。

3）电感——反映产生磁场，储存磁场能量的特征。

4）电源元件——表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件需要注意的是：1）具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一定条件下可用同一模型表示；2）同一实际电路部件在不同的工作条件下，其模型可以有不同的形式。

如在直流情况下，一个线圈的模型可以是一个电阻元件；在较低频率下，就要用电阻元件和电感元件的串联组合模拟；在较高频率下，还应计及导体表面的电荷作用，即电容效应，所以其模型还需要包含电容元件。