1电路模型与定律
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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本章要点1.电路模型、电路元件的概念;2.电压、电流参考方向概念;3.元件、电路功率的计算方法;4.电阻、独立电源、受控电源的概念;电路中电流和电压之间相互约束。
分为两种:元件约束、集合约束。
由基尔霍夫定律体现。
1‐1 电路和电路模型电路在不同的场景应用时复杂程度也不同,小到手电筒,大到输电网络。
电路由电子器件构成,借助电压、电流完成信号传输、测量、控制、计算。
电能或电信号发生器成为电源,用电设备或信号接收装置等称为负载。
通常激励称为输入,如电源;响应称为输出,如用电设备。
电路模型就是利用理想电路元件或他们的组合模块建立的模型。
建模时要考虑工作条件,并按不同准确度的要求把给定工作情况下的主要物理现象和功能反映出来。
1‐2 电流和电压的参考方向Uab 即电压方向为a →b ,Iab 即电流方向为a →b 。
1‐3 电功率和能量电功率与电压和电流密切相关。
当正电荷从原件“+”极经元件运动到元件”‐”极时,元件吸收能量;当正电荷从原件“‐”极经元件运动到元件”+”极时,元件释放电能量; 元件吸收或释放能量(△W)计算:△W=u*△qI=ୢ୯ୢ୲,△W=u*i*△t,功率p=୲=ui;P>0、W>0时,元件吸收功率与能量;p<0、W<0时,元件释放电能或发出功率。
所有的电子器件本身都有功率的限制,使用时要注意。
1‐4 电路元件电路元件为电路中最基本的组成单元。
元件与元件之间或通过端子与外部链接,构成电路。
电路物理量包括电流i 、电压v 、电荷q 及磁通量Φ等。
电路元件可分为线性元件、非线性元件,有源器件、无源器件等。
1‐5 电阻元件欧姆定律u=ri 。
R 即为电阻。
R 是一个正实常数。
单位:Ω(欧姆)。
线性电阻元件为无源器件。
电阻元件一般把吸收的电能转换为热能或光能等。
电阻元件也有非线性器件。
1‐6 电压源和电流源电源即电池、发电机、信号源等。
是有源二端器件。
电压源两端电压恒定,与通过元件的电流无关,电流大小由外部电路决定。