第1讲 电压电流约束关系(1)

1电路分析基础理论学时：60实验学时：12学分：4授课人：胡长岭2联系地址:•住宅：西安石油大学北院23#402•TEL:[phone](M)88382650(H)•E-mail:[e-mail]3第一讲4本次课教学要求1、了解本课程的教学进度与安排；2、理解集总电路模型；3、掌握电路的基本变量；4、熟练掌握基尔霍夫定律。重点1、集总电路模型；2、电路中电流、电压、功率的参考方向；3、基尔霍夫定律。5教学安排教材:《电路分析基础》（第4版）李瀚荪编高等教育出版社参考教材:1．邱关源，《电路》第5版，高等教育出版社2．胡翔骏，《电路分析》第2版，高等教育出版社3.其它冠名《电路》或《电路分析》的参考文献。6学时分配Ch1电压、电流的约束关系6Ch2网孔分析和节点分析6Ch3叠加方法和节点分析4Ch5电容元件与电感元件4Ch6一阶电路6Ch7二阶电路2Ch4分解方法及单口电路87学时分配（续）Ch8阻抗和导纳6Ch9正弦稳态功率和能量三相电路4Ch10频率响应多频正弦稳态电路3Ch11耦合电感和理想变压器3总复习2合计608第一章集总参数电路中电压、电流的约束关系——电路分析的基本知识什么是电路？电路分析研究的对象？电路的基本定律及应用？电路元件及特性？简单电路的计算？9本章内容1-1电路及集总电路模型1-2电路变量电流、电压及功率1-3基尔霍夫定律1-4电阻元件1-5电压源1-6电流源1-7受控源1-8分压公式和分流公式1-9两类约束KCL、KVL方程的独立性1-10支路分析10本章教学要求理解电路变量及其参考方向理解电阻元件、电压源、电流源及伏安特性了解受控源特性，会求解受控源电路掌握KCL、KVL，并灵活运用于电路分析计算掌握分压公式、分流公式掌握支路分析方法11§1-1电路及集总电路模型电路的种类电路集总参数电路分布参数电路线性电路非线性电路时变非时变集总参数电路：电路的几何尺寸远小于最高工作频率的波长。)()()(fv频率光速波长如：市电网的频率为50Ｈz，则公里波长6000106103)(6850m12电路的组成最简单的电路必须有：电源：供给能量；负载：消耗能量开关：控制能量；导线：传输能量实际电路元件不是理想的：电池：端电压不恒定；导线：有电阻、磁场；灯泡：有磁场；开关：有接触电阻。手电筒电路13电路模型电路元件模型：实际元件理想化–在一定条件下得出；–表征了实际元件的主要特性和物理现象–是一种近似关系。电路模型：理想化的电路元件所构成–电路理论：以电路模型为基础（Ｒ、Ｌ、Ｃ等）实际电路电路模型电路分析指导电路分析：建立在电路模型的基础之上14常用电路符号P4表1-1教学要求：熟记基本符号15§1-2电路变量及参考方向电流及其参考方向电流：单位时间内通过导体横截面的电荷量。方向：正电荷流向。–为什么要用参考方向？在复杂电路中，特别是交流电路，电流的方向是随时变化的，电流的真实方向事先是很难确定的。需要假定一个参考方向，作为计算的标准。–解决的方法：电流只有两个方向，可用正负号解决。i＞０电流方向与参考方向一致；i＜０电流方向与参考方向相反。–注意：分析计算电路必须先设参考方向，参考方向一经设定就不可随意改动。在未标出参考方向的情况下，电流的正负是毫无意义的。dtdqti)(16电压及其参考方向如：dqdwuABAB+_RuARiA5iARiA5iARUV5UARUV5U电压（降）：电路中a、b两点间的电压是单位正电荷由a点转移到b点所失去的能量。17关联参考方向uiEI+U_R1NU2NIE+U_R+_1I2I3I关联方向非关联方向非关联方向关联方向？18功率在关联参考方向下：0iup0iupui网络功率:电荷传输过程中电路吸收能量的速率。iudtudqdtdwtp)(消耗功率发出功率对整个网络而言，功率总是平衡的，即消耗功率＝发出功率19功率（续）在非关联参考方向下：0iup0iupui网络P10例1-1例1-2消耗功率发出功率iup计算举例20倍率字母介绍P11表1-2要求：熟记关于功率参考方向的补充说明：P9了解即可21词头换算率词头换算率词头换算率幺_(y_)10-24毫_(m_)10-3吉_(G_)109仄_(z_)10-21厘_(c_)10-2太_(T_)1012阿_(a_)10-18分_(d_)10-1拍_(P_)1015飞_(f_)10-15十_(da)101艾_(E_)1018皮_(p_)10-12百_(h_)102泽_(Z_)1021纳_(n_)10-9千_(k_)103尧_(Y_)1024微_(μ)10-6兆_(M)106————表1-2国际单位制词头及换算关系22§1-3基尔霍夫定律几个电路名词：P121.支路;2.节点;3.回路;4.网孔34561i2i3i4i5i6i②①③④12KCL：bkki10对节点①对节点②0321iii0634iii23nkki10注意：KCL是支路电流的线性约束；KCL只适用于集总参数电路，而不管电路元件是线性与非线性、时变与非时变等。即与元件性质无关。KCL是“电流连续性原理”的反映，在任一节点上，电荷不会积累。推广到“广义节点”的KCL：1i2i3i4i5ini面闭封广义节点24举例1A5A2AI=??3i5i5i5i5A10A6A3AI=？25KVL:注意：先设回路方向，沿回路方向电压降为正，电压升为负nkku10基尔霍夫电压定律1234562u3u5u1u6u4uⅠⅡ回路Ⅰ：0654uuu05412uuuu回路Ⅱ：26注意：KVL是支路电压的线性约束；KVL只适用于集总参数电路，而不管电路元件是线性与非线性、时变与非时变等。即与元件性质无关。推广到“假想回路”的KVL：16524305243ABABUUV3V5V24BA例：如图所示电路中，求A、B间的电压？27在图示电路中，U1=____V；U2=____V；U3=____V；＋2V－－5V＋＋10V－＋U2－＋2V－＋U3－＋4V－＋U1－举例-5-4028例：图示电路中I1=-0.1mA，则I2为____mA，I0为____mA，电压U为_____mV。例：图示电路中电流I1为___A，I2为____A。举例I010I2I2I110I15Ω10Ω＋U－10A6A3Ω4Ω2ΩI1I20.98.141.5I1=10I1+I2,∴I2=-9I1=0.9mAI0+I2=10I2,∴I0=9I2=8.1mAU=5I0-10I1=40.5+1=41.5mV-374A1A提示：想办法求出2Ω电阻的电压29课外作业PP.51~541-1，1-2，1-5，1-10END