电路 第一章
- 格式:ppt
- 大小:1.52 MB
- 文档页数:38
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。
课题第一章电路的基本概念教学目标1.掌握电路的组成及其作用,电气符号。
2.理解电流产生的条件,掌握电流的计算公式。
3.理解电流的概念、方向,掌握电流的测量。
4.掌握电压、电位和电动势的计算方法和他们的测量以及他们三者之间的关系。
5.了解电阻的概念和电阻与温度的关系,掌握电阻定律以及电阻的测量。
6.掌握欧姆定律和电路的三种状态。
7.理解电能和电功率的概念。
8.掌握焦耳定律以及电能、电功率的计算。
教学重点1.电路各部分的作用,电流的计算公式和电流的测量。
2.电压、电位和电动势的计算方法和他们的测量以及他们三者之间的关系。
3.电阻定律以及电阻的测量,欧姆定律及电路的三种状态。
4.焦耳定律以及电能、电功率的计算,实际功率的计算。
5.额定功率与实际功率的关系。
教学难点1.电流产生的条件,对电路的三种状态的理解。
2.R与U、I无关,温度对导体电阻的影响。
3.额定功率与实际功率的关系。
教学课时16课时教学内容课题§1-1 电流和电压教学目标1.电路的组成及其作用,电气符号。
2.理解电流产生的条件,掌握电流的计算公式。
3.理解电流的概念、方向,掌握电流的测量。
4.掌握电压、电位和电动势的计算方法和他们的测量以及他们三者之间的关系。
教学重点1.电路各部分的作用。
2.电流的计算公式和电流的测量。
3.电压、电位和电动势的计算方法和他们的测量以及他们三者之间的关系。
教学难点1.电流产生的条件和电流的测量。
2.电位的计算方法和测量。
3.电压、电位和电动势三者之间的关系。
讲授式+讨论式+分析式教学形式教学课时8课时教育思想本节内容应与物理联系起来,并进行内容上的比较,注意这不是简单的重复,而是达到温故知新的目的,而且并节内容的图片较多,很直容易理解。
运用公式应灵活,不能读死书,处理生活中的问题也是一样,会随机应变。
新课引入根据初中物理上所学的电路知识,要求学生分析并画出教室里面的日光灯电路和电风扇电路,同时要求学生根据自己所画的电路图分析日光灯电路和电风扇电路的工作原理,老师总结学生的分析并讲解该电路来引入电工基础上的电路内容。
第1章电路的基本概念与基本定理电路理论是电工与电子技术的基本理论。
本章着重介绍电流和电压的参考方向、基尔霍夫定律及电路等效原理等。
通过本章内容的学习可了解和掌握电路中的基本概念和定律,为后续分析复杂电路打下一个基础。
1.1电路的基本概念在高中,我们学过电压、电流、电动势、功率以及欧姆定律等电路的基本概念。
但高中所学的这些电路理论往往解决不了一些复杂电路。
本节将进一步讲解其有关知识。
1.1.1电路的组成人们在日常生活中广泛地使用着各种电器,如热水器、电扇等。
要用电首先要有电源,然后用导线、开关和用电设备或用电器连接起来,构成一个电流流通的闭合路径。
这个电流通过的路径就叫电路。
电路的形式是多种多样的,但从电路的本质来说,其组成都有电源、负载、中间环节三个最基本的部分。
其中电源的作用是为电路提供能量,如发电机利用机械能或核能转化为电能,蓄电池利用化学能转化为电能,光电池利用光能转化为电能等;负载则将电能转化为其他形式的能量加以利用,如电动机将电能转化为机械能,电炉将电能转化为热能等;中间环节用作电源和负载的联接体,包括导线、开关、控制线路中的保护设备等。
图1-1所示的手电筒电路中,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。
1.1.2 电路模型实际电路由各种作用不同的电路元件或器件所组成。
实际电路元件尽管外形和作用千差万别,种类繁多,但在电磁性质方面却可以归为几大类。
有的元件主要是提供电能的,如发电机、电池等;有的元件主要是消耗电能的,如各种电阻器、电灯、电炉等;有的元件主要是储存电场能量,如各种电容器;有的元件主要是储存磁场能量,如各种电感线圈。
为了便于对电路进行分析的计算,我们常把实际元件加以理想化,忽略其次要的因素用以反映它们主要物理性质的理想元件来代替。
这样由理想元件组成的电路就是实际电路的电路模型,简称电路。
手电筒电路的电路模型如图1-2所示。
用来表征上述物理性质的理想电路元件(今后理想两字常略去)分别称为恒压源U S 、恒流源I S 、电阻元件R 、电容元件C 、电感元件L 。
第一章电路模型和电路定律§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)。
2)电容——反映产生电场,储存电场能量的特征。
3)电感——反映产生磁场,储存磁场能量的特征。
4)电源元件——表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件需要注意的是:1)具有相同的主要电磁性能的实际电路部件,在一定条件下可用同一模型表示;2)同一实际电路部件在不同的工作条件下,其模型可以有不同的形式。
如在直流情况下,一个线圈的模型可以是一个电阻元件;在较低频率下,就要用电阻元件和电感元件的串联组合模拟;在较高频率下,还应计及导体表面的电荷作用,即电容效应,所以其模型还需要包含电容元件。
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。