电路理论12.ppt
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1、1.3 电功率和能量,电功率是指单位时间内元件(一段电路)所吸收或发出的电能。,直流情况:,电功率单位:瓦特(W) 电能单位:焦耳(J),James Watt (1736-1819)瓦特,James Prescort Joule (1818-1889)焦耳,关联参考方向:,非关联参考方向:,代表元件吸收的功率,代表元件发出的功率,在闭合电路中,根据能量守衡关系:,P(吸收)= P(发出),功率平衡问题,10W,-10W,图中u与i是关联参考方向,则,该元件发出功率,是电源。,图中u与i是非关联参考方向,则,该元件吸收功率,是负载。,小结:,若电流的实际方向从元件的正极流出,该元件发出功率,起电
2、源作用。,若电流的实际方向从元件的正极流入, 该元件吸收功率,起负载作用。,(1)求两个电源的电压US1和US2; (2)并说明功率的平衡 。,例,解:,(1)求电压US1;,据含源支路欧姆定律,得,电流的实际方向从端流出: US1发出功率是电源,对电路供电。,求电压US2;,据含源支路欧姆定律,得,电流的实际方向从端流入: US2吸收功率 是负载,该电源充电。,(2)说明功率的平衡,电源1 发出的功率:,电源2 吸收的功率:,电阻R01 吸收的功率:,电阻R02 吸收的功率:,P(吸收)= P(发出),电路的基本物理量,电流、电压、电位、电动势,电压,-电场力将单位正电荷(1C)从A点移至B
3、 点所做的功(1J)即为a b两点之间的电压(1V)。,电位,-电路中某点的电位就是该点到电路参考点之间的电压。记作Va, 参考点一般为零电位点。则,R 2,电位的特点:电位值是相对的,参考点选得不同,电路中其它各点的电位也将随之改变;电位为单下标标记。 电压的特点:电路中两点间的电压值是固定的,不会因参考点的不同而改变。 电压需要标下标时,标双下标。,注意:电位和电压的区别。,a 点电位:,b 点电位:,或,电位在电路中的表示法,参考电位在哪里?,电路中各点电位的计算,一 问: 当Uab 5V 时,a,b两点的实际电位哪点高?,解:,(结果为负, 表示参考方向与实际方向相反),课堂讨论,实际
4、方向:,答:b点电位高于a点电位。,二 问: 当U16V, U24V时,Uab ?V,三问: Uab是否表示,a 端电位一定高于b 端电位?,否!,解:,解:,例,已知 US1 =5V, US2 =20V, US3 =30V, US4 =15V, US5 =60V, R1 =7, R2 =20, R3 =15,求a, b, c, d, e各点电位以及各支路电流I1,I2,I3 。,据电位的概念, 有,各支路电流为,电路中各点电位的计算,1.4 电路元件,注意:用欧姆定律列方程时,一定要在图中标明参考方向。,u和i 参考方向相同(关联方向),u 和i 参考方向相反 (非关联方向),电阻电路欧姆定
5、律,电路元件是电路中最基本的组成单元,通过其端子与外部连接。,假定:流入与流出二端元件的 电流相等;两端子间的 电压为单值量。,电阻器,电容器,线圈,电池,运算放大器,晶体管,低频信号发生器的内部结构,电阻是一种将电能不可逆地转化为其它形式能量 (如热能、机械能、光能等)的元件。,1. 符号,2. 欧姆定律 (Ohms Law),u R i,R 称为电阻,,电阻的单位: (欧) (Ohm,欧姆),1.5 电阻元件,电阻:反映电能消耗的电路参数,伏安特性曲线:,R tg , 线性电阻R是一个与电压和电流无关的常数。,令 G 1/R,G称为电导,则 欧姆定律表示为 i G u .,电导的单位: S
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