第1章基本概念和基本规律
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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电能的传输与转换;②信号的传递与处理。
2 .电路元件与电路模型(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电压源与电阻串联的电路在一定条件下可以转化为电流源与电阻并联的电路,两种电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与变换前完全相同,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、电压的参考方向与实际方向一致,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, 在电路的整个分源之间的等效变换条件为:U s I s R o 或 1SR o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。
一.几个基本概念:1.孤立系,闭系和开系:与其他物质既没有物质交换也没有能量交换的系统叫做孤立系;与外界没有物质交换但有能量交换的系统叫做闭系;与外界既有物质交换也有能量交换的系统叫做开系。
2.平衡态:经验表明,一个孤立系统,不论其初态多么复杂,经过足够长的时间后,将会达到这样的状态,系统的各种宏观性质在长时间内不会发生任何变化,这样的状态称为热力学平衡态。
3.准静态:所谓准静态过程,它是进行的非常缓慢的过程,系统所经历的每一个状态都可以看做是平衡态。
4.可逆过程与不可逆过程:如果一个过程发生后,无论用任何曲折复杂的方法都不可能把它留下的后果完全的消除而使一切恢复原状,这过程称为不可逆过程;反之,如果一个过程发生后,它所产生的影响可以完全消除而令一切恢复原状,这过程称为可逆过程。
5.理想气体:我们把严格遵从玻意耳定律、焦耳定律和阿氏定律的气体称为理想气体。
二.热力学定律1.热平衡定律(即热力学第零定律):如果物体A和物体B各自与处在同一状态C达到平衡,若令A与进行热接触,他们也将处在热平衡,这个实验事实称为热平衡定律。
2.热力学第一定律:自认界的一切物质都具有能量,能量有各种不同的形式,可以从一种形式转化成另一种形式,从一个物体传递到另一个物体,在传递与转化中能量的数量不变。
第一定律也可以表述称为第一类永动机是不可能制成的。
3.热力学第二定律:1)克氏表述:不可能把热量从低温物理传到高温物体而不引起其他变化。
2)开氏表述:不可能从单一热源吸热使之完全变成有用功而不引起其他变化。
热力学第二定律也可表述为第二类永动机是不可能制成的。
关于热力学第二定律有几点需要说明:在两个表述中所说的不可能,不仅指【1】在不引起其他变化的条件下,直接从单一热源吸热而使之完全变成有用的功,或者直接将热量从低温物体送到高温物体是不可能的。
而且指【2】不论用多么复杂的方法,在全部过程终了时,其最终的唯一后果是从单一热源吸热而将之完全变成有用功,或者热量从低温物体传到高温物体是不可能的。
第一章世界的物质性及其发展规律一、基本概念1、世界观----是人们对整个世界的总体看法和根本观点。
(P24)2、方法论----是人们认识和改造世界所遵循的根本方法的学说和理论体系,方法论同世界观是统一的。
(P24)3、哲学----是系统化、理论化的世界观,又是方法论。
(P24)4、唯物主义----把世界的本原归结为物质,主张物质第一性,意识第二性,意识是物质的产物。
(P25)5、唯心主义----把世界的本原归结为精神,主张意识第一性,物质第二性,物质是一时的产物。
(P25)6、可知论----认为世界是可以被认识的。
(P25)7、不可知论----认为世界是不能被人所认识或不能被完全认识的。
(P25)8、辩证法----坚持用联系的、发展的、全面的观点看世界,认为发展的根本原因在于实物的内部矛盾。
(P26)9、形而上学----主张用孤立的、静止的、片面的观点看问题,否认事物内部矛盾的存在和作用。
(P26)10、物质----是标志客观实在的哲学范畴,这种客观实在是人通过感觉感知的,它不依赖于我们的感觉而存在,为我们的感觉所复写、摄影、反映。
(P26)11、意识----物质世界长期发展的产物,人脑的机能和属性,是物质世界的主观映像。
(P27)12、运动----是物质的存在方式和根本属性,是标志一切事物和现象的变化及其过程的哲学范畴。
(P28)13、静止----是物质运动在一定条件下的稳定状态,包括空间位置和根本性质暂时未变这样两种运动的特殊状态。
(P28)14、时间----指物质运动的持续性、顺序性,特点是一维性,即一去不复返。
(P28)15、空间----指物质运动的广延性、伸张性,特点是三维性。
(P28)16、旧唯物主义----是“半截子”唯物主义,他们在自然观上是唯物主义,一到社会历史领域,就陷入了唯心主义。
(P29)17、实践----是人类能动地改造世界的客观物质性活动。
(P30)18、物质生产劳动----是人类最基本的实践活动,它是以自然为对象,运用人们自身的力量,借助于物质工具和手段,改造物质自然界以获取人们生存和发展所需要的物质生活资料,改善人们的生活环境及条件的活动。
第一章基本概念1.基本概念热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力系统,简称系统。
边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界。
外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。
闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统,也称控制质量。
开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统,又称控制体积,简称控制体,其界面称为控制界面。
绝热系统:系统与外界之间没有热量传递,称为绝热系统。
孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换,称为孤立系统。
单相系:系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。
复相系:由两个相以上组成的系统称为复相系,如固、液、气组成的三相系统。
单元系:由一种化学成分组成的系统称为单元系。
多元系:由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。
均匀系:成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。
非均匀系:成分和相在整个系统空间呈非均匀分布,称非均匀系。
热力状态:系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况,称为工质的热力状态,简称为状态。
平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时建立了热的和力的平衡,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态。
状态参数:描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
如温度(T)、压力(P)、比容(υ)或密度(ρ)、内能(u)、焓(h)、熵(s)、自由能(f)、自由焓(g)等。
基本状态参数:在工质的状态参数中,其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来,称为基本状态参数。
温度:是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量,其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。
热力学第零定律:如两个物体分别和第三个物体处于热平衡,则它们彼此之间也必然处于热平衡。
压力:垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强。
相对压力:相对于大气环境所测得的压力。