《电工电子学》第一章电路的基本概念与基本定律(课时).总结
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第一章、电路的基本概念和基本定律一、基本概念:1、电路:电流的通路。
作用:实现电能的转传输和转换;传递和处理信号。
2、电源:供应电能的设备。
将其它形式的能量转换成电能3、负载:取用电能的设备。
将电能转换为其它形式的能量。
4、中间环节:连接电源和负载的部分。
起传输和分配电能的作用。
5、电路分析:在已知电路结构和元件参数的条件下,讨论电路的激励与响应之间的关系。
6、激励:电源或信号源的电压或电流叫激励。
7、响应:由于激励在电路各部分产生的电压和电流叫响应。
8、电路模型:由一些理想电路元件所组成的电路,称电路模型,简称电路。
9、电压和电流的方向:(1)电流的方向:1实际方向:规定正电荷定向运动的方向或负电荷定向移动的反方向为电流的实际方向。
2参考方向:在电路分析和计算时,可任意选定某一方向作为电流的方向,称为参考方向,或称为正方向。
在电流的参考方向选定后,凡实际电流(电压)的方向与参考方向相同时,为正值;凡实际电流(电压)的方向与参考方向相反时,为负值(2)电压的实际方向:规定由高电位(“+”极)端指向低电位(“-”极)端,即为电位降低的方向。
电源电动势的实际方向:规定在电源内部由低电位端指向高电位端,即电位升高的方向。
注:电路图上所标的电流、电压、电动势的方向,一般都是参考方向。
电流的参考方向通常用箭头表示;电压的参考方向除用“+”、“—”表示外,还常用双下标表示。
例:表示a 点的参考极性为“+”,b 点的参考极性为“-”。
故有:10、1V 的含义:表示当电场力把1C 的电荷从一点移动到另一点所做的功为1J 时,这两点间的电压为1V.11、电位:两点间的电压就是两点的电位差。
计算电位时,必须选定电路中某一点作为参考点,它的点位称为参考电位,通常设参考电位为零。
比参考电位高的为正,低点为负。
参考点在电路图上通常标上“接地”符号。
二、基本规律:1、Ⅰ.部分电路欧姆定律:流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,即:式中R 为该段电路的电阻。
第一章 电路的基本概念和基本定律本章是学习电工技术的理论基础,介绍了电路的基本概念和基本定律:主要包括电压、电流的参考方向、电路元件、电路模型、基尔霍夫定律和欧姆定律、功率和电位的计算等。
主要内容: 1.电路的基本概念(1)电路:电流流通的路径,是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成的系统。
(2)电路的组成:电源、中间环节、负载。
(3)电路的作用:①电能的传输及转换;②信号的传递及处理。
2.电路元件及电路模型(1)电路元件:分为独立电源和受控电源两类。
①无源元件:电阻、电感、电容元件。
②有源元件:分为独立电源和受控电源两类。
(2)电路模型:由理想电路元件所组成反映实际电路主要特性的电路。
它是对实际电路电磁性质的科学抽象和概括。
采用电路模型来分析电路,不仅使计算过程大为简化,而且能更清晰地反映该电路的物理本质。
(3)电源模型的等效变换①电压源及电阻串联的电路在一定条件下可以转化为电流源及电阻并联的电路,两种电源之间的等效变换条件为:0R I U S S =或0R U I SS =②当两种电源互相变换之后,除电源本身之外的其它外电路,其电压和电流均保持及变换前完全相同,功率也保持不变。
3.电路的基本物理量、电流和电压的参考方向以及参考电位 (1)电路的基本物理量包括:电流、电压、电位以及电功率等。
(2)电流和电压的参考方向:为了进行电路分析和计算,引入参考方向的概念。
电流和电压的参考方向是人为任意规定的电流、电压的正方向。
当按参考方向来分析电路时,得出的电流、电压值可能为正,也可能为负。
正值表示所设电流、电压的参考方向及实际方向一致,负值则表示两者相反。
当一个元件或一段电路上的电流、电压参考方向一致时,称它们为关联参考方向。
一般来说,参考方向的假设完全可以是任意的。
但应注意:一个电路一旦假设了参考方向,在电路的整个分析过程中就不允许再作改动。
(3)参考电位:人为规定的电路种的零电位点。
电路每章知识点总结1.1 电路的基本概念电路是由电子器件(如电压源、电流源、电阻、电容、电感等)连接在一起,在其中电子流动的路径。
电路分为直流电路和交流电路。
1.2 电路元件的基本特性电路元件包括电阻、电容、电感、电源等。
电阻是电压和电流之间的关系,电容是电压与电荷之间的关系,电感是电流对电压的延迟响应。
1.3 电路的基本定律基本电路定律包括基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律和欧姆定律。
基尔霍夫电流定律是指在交汇节点处,每一支路的电流之和等于零;基尔霍夫电压定律是指在闭合回路内,各支路电压的代数和等于零;欧姆定律是指电流和电压成正比关系。
第二章:直流电路2.1 直流电路的基本特点直流电路是指电流的方向始终保持不变的电路。
在直流电路中,电流的大小和方向都是固定的。
2.2 直流电路的分析方法直流电路的分析方法包括节点分析法和支路电流分析法。
节点分析法是一种用来分析电路的计算方法,在计算中用到的量有节点电压、支路电流和等效电阻等概念。
支路电流分析法是指在电路分析中,将电路看做由一系列电流的支路构成的。
2.3 直流电路中的电压源和电流源直流电路中的电压源和电流源分别是用来提供恒定电压和恒定电流的器件。
第三章:交流电路3.1 交流电路的基本特点交流电路是指电流方向和大小在一定时间内均不是固定的电路。
在交流电路中,电流的方向和大小都是随时间变化的。
3.2 交流电路中的频率与周期频率是指单位时间内一个周期内的变化次数,单位是赫兹(Hz)。
周期是指波形图中一个完整的波形图的时间间隔。
3.3 交流电路中的交流电压与交流电流交流电压和交流电流是指在交流电路中,电压和电流都是随时间变化的。
第四章:电路分析方法4.1 等效电路分析法等效电路分析法是讲把一个复杂的电路分析成一个简单的电路,分析其特性表现。
4.2 非线性电路的分析方法非线性电路是指电路中的电压和电流之间呈现非线性关系的电路,其分析方法与线性电路不同。
4.3 交叉耦合电路的分析方法交叉耦合电路是指电路中不同元件之间存在相互影响的情况,其分析方法需考虑这些影响因素。
第一章电路的基本概念与基本定律知识要点一、内容提要直流电路的基本概念和基本定理是分析和计算电路的基础和基本方法。
这些基础和方法虽然在直流电路中提出,但原则上也适用于正弦交流电路及其它各种线性电路。
并且,这些方法也是以后分析电子线路的基础。
本章重点讲述电路中几个基本物理量、参考方向、电路的工作状态及基本定律。
二、基本要求1.了解电路模型及理想电路元件的意义;2.能正确应用电路的基本定侓;3.正确理解电压、电流正方向的意义;4.了解电路的有载工作、开路与短路状态,并能理解电功率和额定值的意义;5.熟练掌握分析与计算简单直流电路和电路中各点电位的方法。
三、学习指导本章重点讲述了三个问题:电压、电流和参考方向。
同时,对克希荷夫定律和电路中电位的概念及计算进行了详细的分析推导和计算。
虽然这些问题都比较简单,但由于它们贯穿电工学课程始终,所以读者应通过较多的例题和习题逐步建立并加深这些概念,使之达到概念清晰,运用自如灵活,能解决实际问题的目的。
1.1 电路的组成及作用在学习本课程中,首先应掌握电路的两大作用(即强电电路电的传输、分配和转换;弱电电路中是否准确地传递和处理信息),及其三大组成部分(即电源、中间环节、负载)。
要特别注意信号源与一般电源的概念与区别:信号源输出的电压与电流的变化规律取决于所加的信息;电源输出的功率和电流决定于负载的大小。
1.2 电路模型由理想电路元件组成的电路;其中理想电路元件包括电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。
电源的电压或电流称为激励;激励在各部分产生的电压和电流称为响应。
1.3 电路的几个基本物理量若要正确地分析电路,必须先弄清楚电路中的几个基本物理量。
因为电流、电压和电动势这些物理量已在物理课中讲过,但是本章主要讨论它们的参考方向(正方向)和参考极性。
在本章学习的过程中应注意两点:第一,在分析任何一个电路中列关系式时,必须首先在电路图上标明电压、电动势和电流的参考方向和参考极性;第二,考虑电压和电流本身给定的正负,即要注意两套正负符号。
第一章电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基尔霍夫定律是电工技术和电子技术的基础。
§1-1 电路中的物理现象和电路模型一、实际电路电路:由电气器件或设备,按一定方式连接起来,完成能量的传输、转换或信息的处理、传递。
组成:电源、负载和中间环节。
日光灯实际电路二、理想电路元件、电路模型实际电路的分析方法:用仪器仪表对实际电路进行测量,把实际电路抽象为电路模型,用电路理论进行分析、计算。
1、理想电路元件实际的电路是由一些按需要起不同作用的元件或旗舰所组成,如发电机、变压器、电动机、电池、电阻器等,它们的电磁性质是很复杂的。
例如:一个白炽灯在有电流通过时,如下图所示:为了便于分析与计算实际电路,在一定条件下常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质,把它看成理想电路元件。
2、电路模型将实际电路中的元件用理想电路元件表示、连接,称为实际电路的电路模型。
如下图所示:U S三、电路的分类1、分布参数电路电路本身的几何尺寸相对于工作波长不可忽略的电路。
2、集中参数电路如果电路本身的几何尺寸l相对于电路的工作频率所对应的波长λ小的多,则在分析电路时可以忽略元件和电路本身几何尺寸。
例如:工作频率为50Hz,波长λ=6000km,所以在工频情况下,多数电路满足l<<λ,可以认为是集中参数电路。
集中参数电路分为:线性电路(元件参数为常数)★非线性电路(元件参数不为常数)§1-2电路中的基本物理量一、电流及电流的参考方向1、电流:带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动形成的电流。
dtdqi =(单位时间内通过某一截面的电荷量) 电流的单位:A (安培)、kA (千安)、mA(毫安)、μA (微安)A 10A 1 , A 10mA 1 , A 10kA 1-633===-μ2、电流的参考方向电流的实际方向:正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向(客观存在) 电流的参考方向:任意假定。
实际方向(2A )(参考方向与实际方向相同)A)2( 0=>i i 实际方向(2A )(参考方向与实际方向相反)A)2( 0-=<i i二、电压、电位及电压的参考方向1、电位(物理中的电势)电场力把单位正电荷从一点移到参考点所做的功。
电路所有知识点总结一、电路的基本理论1、电路基本概念电路是由电子元器件和电子元器件之间的连接方式组成的,能够实现特定功能的电气网络。
根据电路的连接方式和功能,电路可以分为串联电路、并联电路、混合电路等多种类型。
2、电流、电压和电阻电流是电荷载体在电路中传输的数量,通常用符号I表示,单位为安培(A)。
电压是电路中电荷载体的势能差,通常用符号U表示,单位为伏特(V)。
电阻是电路中对电流的阻碍作用,通常用符号R表示,单位为欧姆(Ω)。
3、基本电路定律欧姆定律:在恒定温度下,电流通过一个电阻与其两端的电压成正比,即I=U/R。
基尔霍夫定律:电路中的电流和电压分布满足电流守恒和能量守恒的原则,即电路中的所有分支电流的代数和等于零,电路中的所有电压降的代数和等于零。
4、电路的稳态分析方法稳态分析是指分析电路工作在稳定状态下的电流和电压分布情况。
常用的稳态分析方法有节点电流法、支路电压法、复分析法等。
5、交流电路和直流电路交流电路是指电源提供交流电的电路,直流电路是指电源提供直流电的电路。
在分析交流电路时需要考虑频率、相位等因素,而在分析直流电路时通常可以简化计算。
6、功率与能量电路中的功率是指电功的速率,通常用符号P表示,单位为瓦特(W)。
电路中的能量是指电流和电压的相互转换产生的能量。
电路中的功率和能量是电路分析和设计的重要参考依据。
二、电子元器件的基本特性1、电阻器电阻器是限制电流的元件,通常用于限制电路中的电流大小。
电阻器的主要特性包括阻值、功率、温度系数等。
2、电容器电容器是用于存储电荷的元件,通常用于电路中的滤波、耦合、延时等功能。
电容器的主要特性包括电容量、工作电压、损耗等。
3、电感器电感器是利用电磁感应原理工作的元件,通常用于电路中的滤波、耦合、储能等功能。
电感器的主要特性包括感值、工作电流、损耗等。
4、二极管二极管是一种非线性元件,通常用于电路中的整流、稳压、开关等功能。
二极管的主要特性包括正向导通特性、反向截止特性、反向击穿电压等。