第一章電路的基本概念和定律電子教案-wenkub
2023-05-02 07:51:53 本頁面
【正文】 ，它對支路電壓施加了線性約束。由此可以斷言：當兩個單獨的電路只用一條導線相連接時(圖l－10)，此導線中的電流必定為零。KCL不僅適用于結點，也適用于任何假想的封閉面，即流出任一封閉面的全部支路電流的代數(shù)和等于零。注：平面電路是指能夠畫在一個平面上而沒有支路交叉的電路。圖示電路中 {1,2}、{1,3,4}、{1,3,5,6}、{2,3,4}、{2,3,5,6}和{4,5,6}都是回路。(2) 結點：電路元件的連接點稱為結點。一、電路的幾個名詞 電路由電路元件相互連接而成。圖1－8 例1－1 圖1－8 例1－1例11 在圖1－8電路中，已知U1=1V, U2=6V, U3=4V,U4=5V, U5=10V, I1=1A, I2=3A , I3=4A, I4=1A, I5=3A。若電路由b個二端元件組成，且全部采用關聯(lián)參考方向，則二端元件或二端網(wǎng)絡從t0到t時間內(nèi)吸收的電能為功率的SI單位是瓦[特](W)。三、電功率下面討論圖示二端元件和二端網(wǎng)絡的功率。與電流類似，電路中各電壓的實際方向或極性往往不能事先確定，在分析電路時，必須規(guī)定電壓的參考方向或參考極性，用“+”號和“”分別標注在電路圖的a點和b點附近。電路中a點到b點的電壓，就是a 點電位與b點電位之差，即量值和方向均不隨時間變化的電壓，稱為恒定電壓或直流電壓，一般用符號U表示。二、電壓和電壓的參考極性電荷在電路中移動，就會有能量的交換發(fā)生。當規(guī)定電流參考方向由a點指向b點時，該電流i=2A,如圖(a)所示；若規(guī)定電流參考方向由b點指向a點時,則電流i=2A，如圖(b)所示。為了電路分析和計算的需要，我們?nèi)我庖?guī)定一個電流參考方向，用箭頭標在電路圖上。時變電流在某一時刻t的值i(t) ，稱為瞬時值。電荷用符號q或Q表示，它的SI單位為庫[侖](C)。1－2 電路的基本物理量電路的特性是由電流、電壓和電功率等物理量來描述的。電路模型的表示方法：(1) 電路圖(2) 電路數(shù)據(jù)(表格或矩陣)它表示(1) 電路元件的特性(2) 元件間的連結關系 圖1－1 手電筒電路(a) 實際電路 (b) 電原理圖 (c) 電路模型 (d) 拓撲結構圖圖1－2 晶體管放大電路(a)實際電路 (b)電原理圖 (c)電路模型 (d)拓撲結構圖電路模型近似地描述實際電路的電氣特性。：掌握電路的基本理論和電路分析的方法。、電容器、線圈、變壓器、晶體管、運算放大器、傳輸線、電池、發(fā)電機和信號發(fā)生器等電氣器件和設備連接而成的電路，稱為實際電路。這些電路的特性和作用各不相同。第一章 電路的基本概念和定律電子教案167。電路的一種作用是實現(xiàn)電能的傳輸和轉換。根據(jù)實際電路的幾何尺寸(d)與其工作信號波長(λ)的關系，可以將它們分為兩大類：(1) 集總參數(shù)電路：滿足dλ條件的電路。6. 電路模型是實際電路抽象而成，它近似地反映實際電路的電氣特性。根據(jù)實際電路的不同工作條件以及對模型精確度的不同要求，應當用不同的電路模型模擬同一實際電路。電路分析的基本任務是計算電路中的電流、電壓和電功率。單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷定義為電流，用符號i 或I表示，其數(shù)學表達式為電流的SI單位是安[培](A)。交流電流:量值和方向作周期性變化且平均值為零的時變電流，稱為交流電流，簡稱為交流(ac或AC)。若電流實際方向與參考方向相同，電流取正值；若電流實際方向與參考方向相反，電流取負值。若采用雙下標表示電流參考方向，則寫為iab=2A或iba=2A。單位正電荷由電路中a點移動到b點所獲得或失去的能量，稱為ab兩點的電壓，即其中dq為由a點移動到b點的電荷量，單位為庫[侖](C)，dW為電荷移動過程中所獲得或失去的能量，其單位為焦[耳](J)，電壓的單位為伏[特](V)。量值和方向隨時間變化的電壓，稱為時變電壓，一般用符號u表示。若計算出的電壓uab(t)0，表明該時刻a點的電位比b點電位高；若電壓uab(t)0，表明該時刻a點的電位比b點電位低。當電壓電流采用關聯(lián)參考方向時，二端元件或二端網(wǎng)絡吸收的功率為與電壓電流是代數(shù)量一樣，功率也是一個代數(shù)量。在實際應用中感到這些 SI 單位太大或太小時，可以加上表14中的國際單位制的詞頭，構成SI的十進倍數(shù)或分數(shù)單位。解：各二端元件吸收的功率為整個電路吸收的功率為167。在敘述基爾霍夫定律之前，需要先介紹電路的幾個名詞。圖示電路中，a、b、c點是結點，d點和e點間由理想導線相連，應視為一個結點。(4) 網(wǎng)孔：將電路畫在平面上內(nèi)部不含有支路的回路，稱為網(wǎng)孔。二、基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律(Kirchhoff’s Current Law),簡寫為KCL，它陳述為：對于任何集總參數(shù)電路的任一結點，在任一時刻，流出該結點全部支路電流的代數(shù)和等于零，其數(shù)學表達式為對電路某結點列寫 KCL方程時，流出該結點的支路電流取正號，流入該結點的支路電流取負號。例如對圖示電路中虛線表示的封閉面，寫出的KCL方程為從以上敘述可見：KCL的一個重要應用是：根據(jù)電路中已知的某些支路電流，求出另外一些支路電流，即集總參數(shù)電路中任一支路電流等于與其連接到同一結點(或封閉面)的其余支路電流的代數(shù)和，即流出結點的i1取正號時，流出結點的ik取負號。i=0圖l－10在任一時刻，流入任一結點(或封閉面)全部支路電流的代數(shù)和等于零，意味著由全部支路電流帶入結點(或封閉面)內(nèi)的總電荷量為零，這說明KCL是電荷守恒定律的體現(xiàn)。u2=2VU1=1Vu1=1Vu2=2Vu5=5Vu5=5V例如圖1－11電路中，若已知u1=1V, u2=2V和u5=5V，則由KVL可求得：此例說明，根據(jù)KVL，可以從一些電壓求出另一些電壓。沿電路任一閉合路徑(回路或閉合結點序列)各段電壓代數(shù)和等于零，意味著單位正電荷沿任一閉合路徑移動時能量不能改變，這表明KVL是能量守恒定律的體現(xiàn)。167。本節(jié)先介紹一種常用的二端電阻元件。它表明了電阻電壓與電
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