中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電路的基本概念與基本定律(存儲(chǔ)版)
【正文】 a = Uab=106 = 60 VVc = Ucb = E1 = 140 VVd = Udb =E2 = 90 V bac 20?4A6? 10A E290V???E1140V5?6A ???dUab = 106 = 60 VUcb = E1 = 140 VUdb = E2 = 90 V Uab = 106 = 60 VUcb = E1 = 140 VUdb = E2 = 90 V 結(jié)論：結(jié)論：(1)電位值是相對(duì)的，參考點(diǎn)選取的不同，電路中電位值是相對(duì)的，參考點(diǎn)選取的不同，電路中 各點(diǎn)的電位也將隨之改變；各點(diǎn)的電位也將隨之改變；(2) 電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的，不會(huì)因參考電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的，不會(huì)因參考 點(diǎn)的不同而變，點(diǎn)的不同而變， 即與零電位參考點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)。整個(gè)電路的功率 P, 設(shè)接受功率為正 , 發(fā)出功率為負(fù) , 故 P=16+3224=24W ???P1的電壓與電流參考方向相關(guān)聯(lián) , 故解 ：P2和 P3的電壓與電流參考方向非關(guān)聯(lián) ,故 P2=U2I=(8)4=32W ( 接受 32W) ? P3=U3I=64=24W ( 發(fā)出 24W) ??P1=U1I=44=16W (接受 16W)思考題，每條線段表示一個(gè)二端元件，試求各電路中的未知電流 i。a) 3 V b) 6V c) 9V答案： (b)解答：例 1 求電流 i解例 2解求電壓 u++ 4V5Vi =?3?++4V5V1A+ u =? 3?例 3 求電流 i例 4 求電壓 u解解要求能熟練求解含源支路的電壓和電流。 當(dāng)電位器 RP的滑動(dòng)觸點(diǎn)向下滑動(dòng)時(shí)，回路中的電流 I 減小，所以 A電位增高、 B點(diǎn)電位降低。某點(diǎn)電位為正，說(shuō)明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)高；某點(diǎn)電位為負(fù)，說(shuō)明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)低。RoP = PE – ? P負(fù)載取用功率電源產(chǎn)生功率內(nèi)阻消耗功率③ 電源輸出的功率由負(fù)載決定。 電源有載工作、開(kāi)路與短路 開(kāi)關(guān)閉合 ,接通電源與負(fù)載負(fù)載端電壓U = IR 特征 : 電源有載工作電源有載工作 IR0 R???E U??? I① 電流的大小由負(fù)載決定。+–US2+–U1+–US1 R1R2R3+ –U2+ –U3I1I3 I2Ⅰ Ⅱ①②解： 對(duì) ① 結(jié)點(diǎn)有：對(duì) Ⅰ 回路有： 對(duì) Ⅱ 回路有： 例 4 如圖，已知 R1=， R2=1kΩ， R3=2kΩ， uS=10V，電流控制電流源的電流 iC=50i1。 電流定律可以推廣應(yīng)用于包圍部分電路的任一假設(shè)的閉合面。例 求：電壓 u2解5i1+_u2_i1++ 3?u1=6V 1. 8 基爾霍夫定律基爾霍夫定律支路： 電路中的每一個(gè)分支。太陽(yáng)光照射到 PN結(jié)上，形成一個(gè)從 N區(qū)流向 P區(qū)的電流。RUS+_iu+_rr =1000 ?， US =1000 V， R =1~2 ? 時(shí) 當(dāng) R =1 ? 時(shí)， u= V 當(dāng) R =2 ? 時(shí)， u= VR1Aiu+_將其等效為 1A的電流源 ： 當(dāng) R =1 ? 時(shí)， u=1 V 當(dāng) R =2 ? 時(shí)， u=2 V與上述結(jié)果誤差均很小?！ “l(fā)出功率，起電源作用物理意義：2 電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)； 物理意義： 電場(chǎng)力做功，電源吸收功率吸收功率，充當(dāng)負(fù)載uS+_iu+_uS+_iu+_例 計(jì)算圖示電路各元件的功率解發(fā)出吸收吸收滿足 ： P（ 發(fā) ）＝ P（ 吸 ）i+_ +_ 10V5V+ 理想電流源： 電源輸出電流為 iS，其值與此電源的端電壓 u 無(wú)關(guān)。直流： uS為常數(shù)交流： uS是確定的時(shí)間函數(shù)，如 uS=Umsin?t(1)電路符號(hào) uS+ _i(3). 伏安特性US(a) 若 uS = US ，即直流電源，則其伏安特性為平行于電流軸的直線，反映電壓與 電源中的電流無(wú)關(guān)。② 研究某一初始時(shí)刻 t0 以后的電感電流，不需要了解 t0以前的電流，只需知道 t0時(shí)刻開(kāi)始作用的電壓 u 和 t0時(shí)刻的電流 i（ t0）。u、 i 取關(guān)聯(lián)參考方向表明從 t0到 t 電容儲(chǔ)能的變化量：l 電容的儲(chǔ)能實(shí)際電容器的模型_q+ q?iC＋ －uGC＋ －ui實(shí)際電容器電力電容沖擊電壓發(fā)生器電感元件i (t)+ u (t)電感線圈 把金屬導(dǎo)線繞在一骨架上構(gòu)成一實(shí)際電感線圈，當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，將產(chǎn)生磁通，是一種抵抗電流變化、儲(chǔ)存磁能的部件。l 單位1F=106 ?F1 ?F =106pF3. 電容的電壓 ? 電流關(guān)系電容元件 VCR的微分形式u、 i 取關(guān)聯(lián)參考方向C＋ －ui② 當(dāng) u 為常數(shù) (直流 )時(shí)， i =0，電容相當(dāng)于開(kāi)路，電容有隔斷直流作用；表明C＋ －u+q q① 某一時(shí)刻電容電流 i 的大小取決于電容電壓 u 的變化率，而與該時(shí)刻電壓 u 的大小無(wú)關(guān)。* 理想導(dǎo)線的電阻值為零。 通常取 U、 I 參考方向相同。缺少參考方向的物理量，其數(shù)值含義不清： t0~t時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)力將單位正電荷從 A點(diǎn)移動(dòng)到 B點(diǎn)所做的功 .：設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為 U ,流入此部分電路的電流為 I， 則這部分電路消耗的功率為 :單位時(shí)間能量的變化率 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向?qū)τ?直流 P=UI功率是有正負(fù)的，且可用以判斷此元件是 電源 還是 負(fù)載1. u、 i 取 關(guān)聯(lián)參考方向 P =ui 0 為 負(fù)載 ，吸收P =ui＜ 0 為 電源 ，放出2. u、 i取 非關(guān)聯(lián)參考方向 P=ui 0 為 電源 ，放出P =ui＜ 0 為 負(fù)載 ，吸收I I +–UE+–I例 求圖示電路中各方框所代表的元件吸收或產(chǎn)生的功率。Iab 雙下標(biāo)2. 電路基本物理量的參考方向電路基本物理量的參考方向aRb箭 標(biāo) a bRI正負(fù)極性 +–a bU U+_實(shí)際方向與參考方向 一致 ，電流 (或電壓 )值為 正值 ；實(shí)際方向與參考方向 相反 ，電流 (或電壓 )值為 負(fù)值 。 今后分析的都是指電路今后分析的都是指電路模型，簡(jiǎn)稱電路。由理想電路元件構(gòu)成的模型。 第第 1章章 電路模型和電路定律電路模型和電路定律 電功率和能量電功率和能量 電路和電路模型電路和電路模型 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 電路元件電路元件 電阻元件電阻元件 電壓源和電流源電壓源和電流源 受控源受控源 基爾霍夫定律基爾霍夫定律本章要求本章要求 :第第 1章章 電路的基本概念與基本定律電路的基本概念與基本定律、電流的參考方向。臺(tái)。二、電路模型： （簡(jiǎn)稱電路） 用于分析計(jì)算的電路圖形。 開(kāi)關(guān) 用來(lái)控制電路的通斷。ab問(wèn)題 的提出：在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量的實(shí)際方向，電路如何求解？E1A BRE2IR電流方向A?B？電流方
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