0800103电路原理第一章基本概念(远程32)1102.ppt
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1、,电路原理,32,1,范承志,电路原理,2011年1月,远程教学课件,浙江大学电工电子教学中心 范承志,电路原理教程,电路原理课程介绍,1)电路原理是研究电路中发生的电磁现象,利用电路基本理论和基本定律进行分析计算,是理工类学生的一门重要基础课程;,2)本课程研究内容包括电网络分析计算方法, 正弦稳态交流电路分析, 动态电路分析等;,3)课程知识的应用领域包括电气工程及自动化、电力电子、电气信息工程、通信工程、电子仪器及测量、计算机、光电工程等.,课程特点: 本课程定位为理工类学生的基础课,主要讲述电路的一般分析计算方法,具有较强的理论性。,本课程研究内容是电子线路、信号处理、高频电子线路、自
2、动控制理论、微机控制、计算机、电气驱动、电力电子、电力系统等后续课程的基础。,电路原理课程介绍,课程主要内容,基本概念(电路元件, 参考方向, 基尔霍夫定律) ; 电路分析方法 (支路法, 回路法, 节点法) ; 电路定理(线性定理, 戴微南定律, Y转换) ; 正弦交流电路的相量计算, 阻抗导纳,功率; 电路谐振 ; 正弦交流电路互感现象, 对称三相电路计算 ; 一阶过渡过程(换路定律,RL , RC电路,),主要教材: 电路原理 浙江大学出版社 周庭阳等 电路原理 机械工业出版社 范承志等,电路原理课程介绍,主要参考书:电路 高教出版社 邱关源,第一章 电路的基本概念和基本定律,主要内容:
3、 1 电路元件; 2 电压电流的参考方向; 3 基尔霍夫定律; 4 无源电阻网络的简化; 5 Y变换.,第一节 电路和电路元件,1)由电气设备以各种方式连接组成的总体称为电路。 简单电路如手电筒,包括电池、灯泡、开关及连线,复杂的电路如超大规模集成电路、通信网络、自动控制系统、高压电网等。,2)实际电路元件根据其主要物理性质,抽象成理想化的电路模型元件,这些元件包括电阻元件、电感元件、电容元件、独立电源元件、受控源元件、二端口和多端元件等。,3)电路计算基本物理量及单位: 电流(安培) 1安培=1库仑/秒 1A=103mA= 106A 电压(伏特) 1伏特=1焦尔/1库仑 1V=103mV=
4、106V 电功率(瓦特)1瓦特=1安培*1伏特 1KW=103W 电能 (焦尔)1焦尔=1瓦特*秒 电能 (度) 1度= 1千瓦小时( KWh)=3.6106J,1.1 电阻元件,电阻:端电压与电流有确定函数关系,体现电能转化为其它形式能量的二端器件,用字母 R 来表示,单位为欧姆 。实际器件如灯泡,电热丝,电阻器等均可表示为电阻元件。,伏安特性是用图形曲线来表示电阻端部电压和电流的关系,当电压电流成比例时(特性为直线),称为线性电阻,否则称为非线性电阻。,线性电阻的电压电流特性符合欧姆定律 U=RI,1.2 电容元件,1)电容元件是体现电场能量的二端元件,用字母 C 来表示, 其单位为法拉
5、(F)。,2)电容上储存的电荷 与端电压 U 之间关系,1.3 电感元件,1)电感元件是体现磁场能量的二端元件,用字母 L 来表示, 其单位为亨利 (F)。,2)电感交链的磁通链 与电流 i 之间有 = L i,3)当电压和电流如图方向时,有,电路原理,32,2,范承志,1.4 独立电源元件,1)独立电压源 独立电压源两端提供一个恒定或随时间按一定规律变化的电压,与流过电压源的电流无关。,右图是电压源的常用符号,Us 表示电压源从正到负有Us 伏压降。,非零电压源不能直接短路,两个不等值的电压源不能并联。 当电压源数值Us = 0 时,相当于一根短路线。,2)独立电流源 独立电流源端部流出一个
6、恒定或随时间按一定规律变化的电流,与电流源端部电压无关。,右图是电流源的常用符号,Is 表示电流源端部流出的电流值。,非零电流源不能开路 ,两个不等值的电流源不能串联。 当电流源数值Is = 0 时,相当于电路开路。,I1 = Us1 / R1 I2 = Us2 / R2 I3 = (Us1Us2) / R3 I11 = I1I3 I22 = I2I3,电流计算举例,当电压源数值Us = 0 时,相当于一根短路线。,当 Us2 = 0 V 时, I2 = 0 I22 = I3,受控电源是一些实际电路器件的理想化模型,它们的输出电压和电流受到电路中其它部分电压或电流的控制,故又称非独立电源。受控
7、电源分受控电压源和受控电流源,它们为四端元件。,1.5 受控源元件,电流控制电流源 Current Control Current Source 简写为 CCCS,三极管集电极电流 IC 受基极电流 Ib 控制。实际三极管元件等效于一个电流控制的电流源。,受控源物理模型,受控源类型,电流控制电压源,Current Control Voltage Source (CCVS),含受控源电路计算,例1 图示电路,已知Us=10V, R1=R2=R3=10, =10, 求R3上电压为多少?,解:控制变量 I=,R3上电压,受控电压源电压 I=101=10V,第二节 电压电流的参考方向,1)支路电流的参
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