西安交通大学：《电路》课程电子教案（PPT教学课件）第1章 电路元件和电路定律（circuit elements, circuit laws）

第1章电路元件和电路定律 (circuit elements) (circuit laws) ●重点: 1.电压、电流的参考方向 2.电路元件特性 3.基尔霍夫定律

1. 电压、电流的参考方向 3. 基尔霍夫定律 ⚫ 重点： 第1章 电路元件和电路定律 (circuit elements) (circuit laws) 2. 电路元件特性

1.1电路和电路模型( model) 1实际电路由电工设备和电气器件按预期目的连 接构成的电流的通路。 功能」→a能量的传输、分配与转换; b信息的传递与处理。 共性→建立在同一电路理论基础上

1.1 电路和电路模型（model) 1. 实际电路 功能 a 能量的传输、分配与转换； b 信息的传递与处理。 共性 建立在同一电路理论基础上 由电工设备和电气器件按预期目的连 接构成的电流的通路

2.电路模型( (circuit model 电路图 开关 灯泡 R 电池 R 导线 ●电路模型◆反映实际电路部件的主要电磁 性质的理想电路元件及其组合。 ●理想电路元件·→有某种确定的电磁性能的理想元件

反映实际电路部件的主要电磁 性质的理想电路元件及其组合。 2. 电路模型 (circuit model) Rs RL Us 10BASE-T wall plate 导线 电 池 开关 灯泡 电路图 ⚫理想电路元件 有某种确定的电磁性能的理想元件 ⚫电路模型

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:表示产生磁场,储存磁场能量的元件 电容元件:表示产生电场,储存电场能量的元件 电源元件:表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件 注 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; 同一实际电路部件在不同的应用条件下,其 模型可以有不同的形式

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：表示产生磁场，储存磁场能量的元件 电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件 电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件 注 ⚫ 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； ⚫ 同一实际电路部件在不同的应用条件下，其 模型可以有不同的形式

例 3.集总参数电路 由集总元件构成的电路 集总元件→→假定发生的电磁过程都集中在元件内部进行 集总条件 d<<儿 集总参数电路中、河以是时间的函数,但与 注同标无关

例 3. 集总参数电路 由集总元件构成的电路 集总元件 假定发生的电磁过程都集中在元件内部进行 集总条件 d   注 集总参数电路中u、i可以是时间的函数，但与 空间坐标无关

12电流和电压的参考方向 (reference direction) 电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、能 量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关心的物理量 是电流、电压和功率。 1.电流的参考方向( current reference direction) ●电流→带电粒子有规则的定向运动 ●电流强度 单位时间内通过导体横截面的电荷量 i()=lm△gdg def M+0△tdt

1.2 电流和电压的参考方向 (reference direction) 电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、能 量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关心的物理量 是电流、电压和功率。 1. 电流的参考方向 (current reference direction) t q t q i t d d (t) lim Δ 0 def = = → Δ Δ ⚫电流 ⚫电流强度 带电粒子有规则的定向运动 单位时间内通过导体横截面的电荷量

1kA=103A 单位 A(安培)、kA mA、A 1mA=10-3A 1uA=10-6A ●方向 规定正电荷的运动方向为电流的实际方向 元件导线)中电流流动的实际方向只有两种可能: 实际方向 A B 实际方向 A B 问题复杂电路或电路中的电流随时间变化时 电流的实际方向往往很难事先判断

⚫ 方向 规定正电荷的运动方向为电流的实际方向 ⚫ 单位 1kA=103A 1mA=10-3A 1  A=10-6A A（安培）、kA 、mA、A 元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能: 实际方向   实际方向 A A B B 问题 复杂电路或电路中的电流随时间变化时， 电流的实际方向往往很难事先判断

参考方向」→→任意假定一个正电荷运动的方向即为电 流的参考方向 电流代数量) 参考方向 大小 B 方向(正负) 电流的参考方向与实际方向的关系: i参考方向 i参考方向 B 实际方向 实际方向B i>0 i<0

⚫参考方向 i 参考方向 大小 方向(正负） 电流(代数量) 任意假定一个正电荷运动的方向即为电 流的参考方向。 A B i 参考方向 i 参考方向 i > 0 i < 0 实际方向 实际方向 电流的参考方向与实际方向的关系： A B A B

电流参考方向的两种表示: 用箭头表示:箭头的指向为电流的参考方向。 A B 用双下标表示:如iB,电流的参考方向由A指向B。 AB A B

电流参考方向的两种表示： • 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。 • 用双下标表示：如 iAB , 电流的参考方向由A指向B。 i A B iAB A B

2电压的参考方向( voltage reference direction) ●电位p 单位正电荷q从电路中一点移至参考点 (φ=0)时电场力做功的大小 ●电压U 单位正电荷q从电路中一点移至另一点时 电场力做功(W)的大小 def dw U q 实际电压方向→电位真正降低的方向 ●单位:V(伏)、kV、mV、μV

⚫ 电压U dq dW U def = ⚫ 单位：V (伏)、kV、mV、V 2. 电压的参考方向 (voltage reference direction) 单位正电荷q 从电路中一点移至另一点时 电场力做功（W）的大小 ⚫ 电位 单位正电荷q 从电路中一点移至参考点 （＝0）时电场力做功的大小 ⚫ 实际电压方向 电位真正降低的方向