第1章电路分析基础

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主讲：陈川

课程简介电工学是非电专业一门技术基础课。其任务 是使学生通过本课程的学习,获得电工技术和电 子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能 ，了解电气技术和其他科技领域的相互联系和 相互促进的关系，为今后的学习和工作奠定理 论和实践基础。 通过电工学实验, 学习各种常用的电工电子 仪器仪表的使用方法, 掌握电工电子方面的实践 技能。 主要内容包括：电路理论，电机与控制，模 拟电子技术，数字电子技术.以及现代新技术等 内容。

电工实验台：

PLC实验台：

PLC实验箱：

第一章

电路分析基础

1.1 电路的基本概念 1.2 电路的基本定律/电位的分析 1.3 电路的串联和并联 1.4 支路电流法 1.5 叠加原理 1.6 理想电压源和理想电流源 1.7等效电源定理的概念 1.8小结 作业:

1.1电路的基本概念1.1.1电路的组成、电路元件和电路模型 电路的组成I

电 池

灯 泡

+

_电源 电路=电源+中间环节+负载

E

R

U

负载

电路元件

理想电路元件：电阻(R)、电感(L)、 电容(C)、和理想电源(Us 、Is)等。

电路模型

实际电路都是根据人们的需要将实际的电路 元件或器件搭接起来，以完成人们的预想要 求。 如发电机、变压器、电动机、电阻器及电容 器等但是，实际元器件的电磁特性十分复杂。 为便于对电路的分析和数学描述，常将实际 元器件理想化(即模型化) 由理想电路元件组成的电路就是电路的电路 模型。

电路与电路模型

实际电路：灯 泡

导线 导线开关 开关 电 池 电 池

电路模型：+干电池

S E 开关 R0

I

R

电 珠

1.1.2电路的主要物理量及其参考方向

电流概念:电荷有规则的定向运动 大小:单位时间通过导体横截 面的电荷量 方向:正电荷移动的方向 单位:安培(A)、毫安(mA) 、 微安( A)S

电流 电压 电动势Iabb

a

i =dq / dt I=q/t(直流)

参考方向：分析计算时，任意设定的假想方向， 又叫正方向。电路中用箭头表示。

问题：为什么要设参考方向？电流方向 A B? 电流方向 B A?

A

IR R

B

U1 解决方法：

U2

(1) 在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；

(2) 根据参考方向和电路的基本定律，列出物理量间 相互关系的代数表达式； (3) 根据计算结果确定实际方向。

参考方向：分析计算时，任意设定， 电路中用箭头表示。 根据计算结果的正负确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与参考方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。

例：

I

若 I = 2A,则电流从 a 流向 b; R

a

b

若 I = –2A,则电流从 b 流向 a 。

电压

W电场力 U q

概念：电荷在导体中

作定向运动时，一定要受到 力的作用。如果这个力源是电场，则电荷运动就

要消耗电场能量，或者说电场力对电荷作了功。为衡量电场力对电荷作功的能力，引入一新的物

理量——电压

大小：a、b两点间电压 Uab 在数值上等于电场力 把单位正电荷从a点移到b点所作的功。也就是单 位正电荷在移动过程中所失去的电能。

电 压

方向：正电荷在电场的作用下，从高电位向低电位移动。规定这时正电荷的的移动方 向为电压的正方向。 在分析电路之前，可以任意选择某一方向为 电压的参考方向。当实际电压方向与参考方 向一致时，电压值为正，反之为负。

单位：伏特(V)千伏(kV) 毫伏(mV)

电 压

关联方向 当a、b两点间所选择的电压参 考方向由a指向b时，也选择电流的参考 方向经电路由a指向b,这种参考方向的 定义方式成为关联方向。a I a I

如图为 关 联 方 向 定义的 电压和电流

U b

U b