第一章 电路的基本规律
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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。
第一章:电路的基本概念和基本定律1,一般电路是由电源、负载、连接导线、控制和保护装置等四个部分按照一定方式连接起来的闭合回路;2,电路的工作状态一般有三种:通路、开路和断路;3,电荷在电路中有规律的定向移动形成电流,产生电流有两个基本条件:第一,导体内有可作定向移动的自由电荷;第二,要有使自由电荷做定向移动的电场;4,电流是表示带电粒子定向移动强弱的物理量,它表示单位时间(1秒)通过导体截面电荷的多少,即电流I=电荷(q)/时间(t);5,电流用I表示。
电流的单位是安培,用符号A表示,1安培(A)表示一秒钟通过导体截面的电荷是1库伦(C);6,规定正电荷运动的方向为电流方向,这和导体中电子运动的方向正好相反;7,电流的大小和方向不随时间改变的电流称为直流电流,电流的大小和方向随时间做周期变化称为交流电流;8,实际电路中电流的大小可以用电流表来测量,测试量时将电流表串联在电路中,并使电流从正端流入,负端流出。
测量前一定要选择好量程,使其大于实际电流的数值,否则可能烧坏电流表;9,严禁用电流表(或万用表电流档)测量电压,这样肯定烧坏电流表或万用表;10,电压表示单位正电荷在电场中从一个位置A移动到另一个位置B,电场力所做的功,记做:电压U=W(功)/q(电量);11,电压用U表示。
电压的单位是伏特,用V表示;12,电路中,某一点到参考点的电压叫该点的电位,任意两点之间的电位差就是这两点之间的电压;13,电能即电流做功的过程,它和加在这段电路两端的电压、通过这段电路的电流以及通电时间成正比,即:(电能做功)W=UIt;14,电能的单位常用千瓦时,就是我们说的1度电;15,电功率表示电路中单位时间内电流所做的功,即:电功率(P)=W/t=UI; 16,电压可以用电压表来测量,测量时电压表的正负极和被测电压一致且并联在电路两端,同时将电压表放在适当的量程上;17,电能是一段时间内电流所做的功,或者说是一段时间内负载消耗的能量;电功率是指单位时间内电流所做的功,或者说是单位时间负载消耗的电能。
第一章电路基本概念和基本定律知识要点·了解电路和电路模型的概念;·理解电流、电压和电功率;理解和掌握电路基本元件的特性;·掌握电位和电功率的计算;会应用基尓霍夫定律分析电路。
随着科学技术的飞速发展,现代电工电子设备种类日益繁多,规模和结构更是日新月异,但无论怎样设计和制造,几乎都是由各种基本电路组成的。
所以,学习电路的基础知识,掌握分析电路的规律与方法,是学习电工学的重要内容,也是进一步学习电机、电器和电子技术的基础。
本章的重点阐明有关电路的基本概念、基本元件特性和电路基本定律。
电路和电路模型1.1.1 电路的概念1. 电路及其组成简单地讲,电路是电流通过的路径。
实际电路通常由各种电路实体部件(如电源、电阻器、电感线圈、电容器、变压器、仪表、二极管、三极管等)组成。
每一种电路实体部件具有各自不同的电磁特性和功能,按照人们的需要,把相关电路实体部件按一定方式进行组合,就构成了一个个电路。
如果某个电路元器件数很多且电路结构较为复杂时,通常又把这些电路称为电网络。
手电筒电路、单个照明灯电路是实际应用中的较为简单的电路,而电动机电路、雷达导航设备电路、计算机电路,电视机电路是较为复杂的电路,但不管简单还是复杂,电路的基本组成部分都离不开三个基本环节:电源、负载和中间环节。
电源是向电路提供电能的装置。
它可以将其他形式的能量,如化学能、热能、机械能、原子能等转换为电能。
在电路中,电源是激励,是激发和产生电流的因素。
负载是取用电能的装置,其作用是把电能转换为其他形式的能(如:机械能、热能、光能等)。
通常在生产与生活中经常用到的电灯、电动机、电炉、扬声器等用电设备,都是电路中的负载。
中间环节在电路中起着传递电能、分配电能和控制整个电路的作用。
最简单的中间环节即开关和联接导线;一个实用电路的中间环节通常还有一些保护和检测装置。
复杂的中间环节可以是由许多电路元件组成的网络系统。
图1-1所示的手电筒照明电路中,电池作电源,灯作负载,导线和开关作为中间环节将灯和电池连接起来。