01第一讲 绪论电路模型及参考方向电功率
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《电功率》讲义一、什么是电功率电功率,简单来说,就是衡量电能消耗快慢的物理量。
就好比我们跑步的速度,速度快,在相同时间内跑的距离就远;电功率大,在相同时间内消耗的电能就多。
想象一下,家里的各种电器,有的耗电快,有的耗电慢。
比如电暖器,功率大,开一会儿就能让房间暖和起来,消耗的电能也多;而小夜灯,功率小,开很久消耗的电能也比较少。
电功率的单位是瓦特(W),简称“瓦”。
常用的还有千瓦(kW),1 千瓦= 1000 瓦。
二、电功率的计算公式电功率的计算主要有两个公式:P = W / t 和 P = UI 。
先来说说 P = W / t ,其中 P 表示电功率,W 表示电功,t 表示时间。
这个公式就像是计算跑步速度,路程(电功)除以时间,得到的就是单位时间内的“消耗电能速度”(电功率)。
再看 P = UI ,这里的 U 是电压,I 是电流。
可以把电流想象成水流,电压就像是水压,水压越大,水流越强,它们的乘积就表示电能消耗的快慢,也就是电功率。
假如一个灯泡两端的电压是 220 伏,通过它的电流是 05 安,那么这个灯泡的电功率就是 P = 220 × 05 = 110 瓦。
三、额定功率和实际功率我们在使用电器时,经常会听到“额定功率”和“实际功率”这两个词。
额定功率是指电器正常工作时的功率。
就像一辆汽车,设计时速是120 公里/小时,这就是它的“额定速度”。
同样,每个电器都有自己的额定功率,一般会在电器的铭牌上标明。
而实际功率呢,是指电器在实际使用时消耗的功率。
还是以汽车为例,如果道路不好,或者车上装的东西太多,汽车可能跑不到 120 公里/小时,这就是实际速度达不到额定速度。
对于电器来说,如果电压不稳定,实际功率就可能不等于额定功率。
比如说,一个标有“220V 100W”的灯泡,只有在它两端的电压是220 伏时,它的实际功率才是 100 瓦。
如果电压低于 220 伏,实际功率就会小于 100 瓦,灯泡会变暗;如果电压高于 220 伏,实际功率就会大于 100 瓦,灯泡会过亮,甚至可能会烧坏。
绪论1. “电路分析”是电类(强电、弱电)专业本科生必修的重要的是电气程专业的主本课程的地位修的一门重要的专业基础课。
是电气工程专业的主干技术基础课程。
通过对本课程的学习,使同学们基本论分析计算电路的掌握电路的基本理论、分析计算电路的基本方法和进行实验的基本技能,为后续课程准备必要的电路知识知识。
前续课程高等数学大学物理等前续课程:高等数学、大学物理等。
后续课程:模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统等与系统等。
3.研究的内容●电路理论的研究体系:电路分析(analysis):在给定的激励(excitation)下,求结构已知的电路的响应(response)。
激励给定响应待求?电路已知re电路综合(synthesis):在特定的激励下,为了得到预期的响在特定的激励为得到预期的响应而研究如何构成所需的电路。
激励已知目标给定电路未知re●电路分析(analysis)研究内容:以电路模型为基础,编写描述电路的方程式,通过响应的求解、分析,认识已知电路的功能和特性。
根据所分析电路的不同可分为:1、电阻电路分析;2、动态电路分析;动态电路分析3、正弦稳态电路分析4、二端口网络二端口网络(简单电路)5. 教材及主要参考书1.教材:12006[]邱关源,《电路》,高等教育出版社,第五版,2.参考书:[2]汪缉光,刘秀成主编,《电路原理》(第二版),清华大学出版社。
[3](美)尼尔森.《电路》.北京:电子工业出版社,20086. 具体要求及成绩评定⑴自主学习要求:⑵听课要积极主动⑶课后及时做思考题、作业,有问题及时课后时做考题作有问题时解决认真作业,必须独立完成;必须抄题目、画电路,电路图使用铅笔和尺子,下一节课前必须交上一节课的作业。
20 %平时成绩成绩评定标准:实验成绩期末考试20 %60 %(平时成绩:考勤、作业、课堂练习提问、答疑)第一章电路模型和电路定律第章电路模型和电路定律1.1电路和电路模型.1.2电流和电压的参考方向1.3电功率和能量1.4电路元件141.5电阻元件1.6电压源和电流源161.7受控电源1.8基尔霍夫定律教学目标1.牢固掌握电路模型和理想电路元件的特性。
教案授课题目(章、节)第1章电路模型和电路定律1-1 电路及电路模型;1-2电流、电压的参考方向;1-3电功率和能量授课方式理论课授课时间学时 2教学目标掌握集总参数电路模型、电压和电流参考方向及关联参考方向等概念。
深刻理解电压、电流、功率、能量等物理量的意义相互之间的关系。
教学方法重点和难点重点:1.电路与电路模型;2.电流和电压的参考方向;3.吸收功率与输出功率难点:1.电流和电压的参考方向;2.关联参考方向;3.吸收功率与输出功率的判断教学内容1.课程介绍:(1)电路分析基础课的地位与作用;(2)课程性质特点,学习方法2.授课内容与学时分配:理论(48学时)3.考核项目:考勤、作业、考试4.考核方式:平时成绩(30分),考试成绩(70分)第一章电路模型和电路定律§1-1 电路和电路模型一、实际电路1.定义:为了某种需要,由电路部件(例如:电阻器、蓄电池等)和电路器件(例如:晶体管、集成电路等)相互连接而成的电流通路装置。
2.实际电路举例3.实际电路的主要作用:(1)电能的传输、分配与转换(2)传递和处理信号教学内容4.基本概念:(1)激励:电源或信号源产生的电压或电流,也称为输入。
(2)响应:由激励在电路各部分产生的电压和电流,也称为输出。
(3)电路分析:在已知电路结构和元件参数的条件下,讨论电路激励和响应之间的关系。
(4)电路理论:研究电路中发生的电磁现象,并用电流、电荷、电压、磁通等物理量描述其过程。
注意:电路理论主要是计算电路中各部件、器件的端子电流和端子间的电压,一般不涉及内部发生的物理过程。
本书讨论的电路不是实际电路,而是其电路模型。
(因为实际电路形式多样而且复杂,为了便于分析和计算常把实际电路抽象成电路模型)二、电路模型1.概念:实际电路的电路模型是由理想电路元件相互连接而成的电路。
2.理想电路元件:有某种确定的电磁性能的假想元件,具有精确的数学定义。
3.5种理想电路元件主要有:(1)电阻元件R:表示消耗电能的元件。
电气与信息工程系教案第 1 次课授课时间(教案续页)讲授与指导内容讲课、互动内容设计课时分配备注1.自我介绍2.课程介绍:(1)电路课的地位与作用;(2)电气工程及其自动化专业介绍及就业方向。
3.授课内容与学时分配:理论(36学时),试验是(12学时)4.考核方式:平时成绩(40分),考试成绩(60分)第一章电路模型和电路定律§1-1 电路和电路模型一、实际电路1.定义:为了某种需要,由电路部件(例如:电阻器、蓄电池等)和电路器件(例如:晶体管、集成电路等)相互连接而成的电流通路装置。
2.实际电路举例3.实际电路的主要作用:(1)电能的传输、分配与转换(2)传递和处理信号4.基本概念:(1)激励:电源或信号源产生的电压或电流,也称为输入。
(2)响应:由激励在电路各部分产生的电压和电流,也称为输出。
(3)电路分析:在已知电路结构和元件参数的条件下,讨论电大家想一想为什么要学习电路课?今后本专业可以的就业方向。
从实际中举两三个实例,总结出实际电路的主要作用:(1)电能的传输、分配与转换;(2)传递和处理信号。
1分钟6分钟2分钟16分钟较高频率模型 注意:a.必须考虑工作条件,并按不同的精度要求把给定工作情况下的主要物理功能反应出来。
b.不同的实际电路部件,只要具有相同的主要电磁性能,在一定条件下可用同一个模型表示。
3.结论:a.在不同的条件下,同一实际器件可能采用不同的模型;b.模型对电路的分析结果有很大的影响,模型取得复杂会造成分析困难,取得简单不足以反映所求解的真实情况。
四、学习本课程需注意的几个问题1.电路一般是指由理想电路元件构成的抽象电路或电路模型,而非实际电路;2.理想电路元件简称为电路元件;3.本书的“网络”(network )和“电路”(circuit )将不加区别地被引用;4.在本书中,随时间变化的物理量一般用小写字母表示,如u(u(t))、i(i(t))、q(q(t))等。
《电功率》讲义一、什么是电功率电功率,简单来说,就是衡量电流做功快慢的物理量。
就好比我们跑步的速度,速度快,说明在相同时间内跑的路程长;电功率大,就表示在相同时间内电流做的功多。
如果把电流比作水流,电流做功就像是水流推动水车转动。
水车转得快,说明水流做功的速度快,也就是电功率大。
那电功率是怎么计算的呢?我们先来看一个常见的公式:P = W /t ,其中 P 表示电功率,W 表示电功,t 表示时间。
打个比方,假设在 10 秒钟内,一个电器消耗的电能是 100 焦耳,那么它的电功率就是 100 焦耳除以 10 秒,等于 10 瓦。
二、电功率的单位电功率的单位有瓦(W)、千瓦(kW)。
1 千瓦等于 1000 瓦。
我们平时家里用的电器,电功率通常用瓦来表示,比如一个灯泡的电功率可能是 40 瓦;而像大型的机器设备,电功率就常用千瓦来表示,比如一台电动机的电功率可能是 5 千瓦。
为什么要有不同的单位呢?这就好比我们测量长度,短的东西用厘米、毫米,长的东西用米、千米。
对于电功率比较小的电器,用瓦就足够了;但对于电功率很大的设备,用千瓦能让数值更简洁、更方便我们理解和计算。
三、影响电功率的因素电功率的大小受到哪些因素的影响呢?主要有两个:电压和电流。
我们来看一个公式:P = UI ,这里的 U 表示电压,I 表示电流。
这就意味着,在电流一定的情况下,电压越高,电功率越大;在电压一定的情况下,电流越大,电功率越大。
比如说,一个电阻不变的灯泡,接到不同电压的电源上,电压越高,灯泡就越亮,因为电功率变大了,电流做功更快,转化出的光能也就更多。
再比如,我们给一个用电器增加电流,在电压不变的情况下,它的电功率也会增大。
四、常见电器的电功率在我们的日常生活中,不同的电器有不同的电功率。
像手电筒里的小灯泡,电功率一般在 1 瓦左右;台灯的电功率大概在 10 瓦到 20 瓦;电视机的电功率通常在几十瓦到几百瓦不等;空调的电功率就比较大了,一般在 1000 瓦以上。
第一章电路模型和基尔霍夫定律1讲授板书1、了解电路和电路模型的基本概念;2、熟悉电流、电压的概念及参考方向;3、掌握电功率和能量的的概念。
电流、电压概念及实际方向和参考方向的判别电压电流的实际方向和参考方向的联系和差别1. 组织教学 5分钟3. 讲授新课65分钟1)电路及电路模型25 2)电流电压等概念及方向25 3)功率能量252. 复习旧课0分钟4.巩固新课5分钟5.布置作业5分钟一、学时:2二、班级:06电气工程(本)/06数控技术(本)三、教学内容:[讲授新课]:第一章电路模型和电路定律(电路和电路模型电流和电压的参考方向电功率和能量)§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)。