电路分析基础绪论课件.ppt

1、 绪绪 论论1.电路理论电路理论2.课程地位和任务课程地位和任务 3.课程的结构体系课程的结构体系 电电 路路 分分 析析 基基 础础电路分析电路分析电路综合电路综合电路结构电路结构电路特性电路特性元件参数元件参数1-1 电电路及路及集总集总电路模型电路模型 Circuit and Lumped circuit model 第一章第一章 集总参数电路中电压、电集总参数电路中电压、电流的约束关系流的约束关系Chapter One Restricted Relation between Voltage and Current in Lumped circuit 一、电路一、电路一、电路一、电路组成

2、：组成：定义：定义：电路是为了实现一定的任务将所需的电器元电路是为了实现一定的任务将所需的电器元 件或设备按一定规则进行组合的总体。件或设备按一定规则进行组合的总体。强电强电-传输传输，分配和转换电能；分配和转换电能；弱电弱电-信息的传递处理与加工；信息的传递处理与加工；测量电路；测量电路；存储信息。存储信息。电电 源源-提供提供，产生电信号或电能的元件。产生电信号或电能的元件。负负 载载-吸收电能并将电能转化为非电能的元件。吸收电能并将电能转化为非电能的元件。中间环节中间环节-联接电源和负载的元件。联接电源和负载的元件。功能：功能：电源，负载和中间环节组成。电源，负载和中间环节组成。电压和电

3、流电压和电流激励源激励源说明说明:1.理想电路元件并非实际电器元件本身。理想电路元件并非实际电器元件本身。2.理想电路元件与实际电器元件它们之理想电路元件与实际电器元件它们之间的对应关系，不一定是唯一的。间的对应关系，不一定是唯一的。，集总参数概念：集总参数概念：它是一种假设它是一种假设,是指在似稳条件下，实际电路的几何尺寸是指在似稳条件下，实际电路的几何尺寸远远小于电路正常工作时信号最高频率所对应的波长。远远小于电路正常工作时信号最高频率所对应的波长。当电磁波的波长很当电磁波的波长很长时长时,它的辐射能它的辐射能量很小可忽略不计量很小可忽略不计6000km50103 50Hz,8f 民用电路

4、：民用电路：12km1025103 25kHz,38f 视频电路：视频电路：音音、10cm0.1600cm105103 500MHz,88 路：路：电电 波波 微微 计算机电路：计算机电路：f1-2 1-2 电路变量电路变量 电电流、电压及功率流、电压及功率1-2 电路变量电路变量 电流、电压及功率电流、电压及功率Circuit Variable Current、Voltage and power电流：电流：电流是指电荷在电场作用下的定向移动，其大小称为电电流是指电荷在电场作用下的定向移动，其大小称为电流强流强度度，用，用i(t)表示。我们把每单位时间内通过导体横截面的表示。我们把每单位时间内

5、通过导体横截面的电量定义为电流强度，简称为电流。电量定义为电流强度，简称为电流。，若用若用q表示电量，则电流强度为：表示电量，则电流强度为：i(t)=dq/dt 如果电流的大小和方向不随时间变化这种电流叫稳横电流，如果电流的大小和方向不随时间变化这种电流叫稳横电流，简称直流（简称直流（direct current,缩写为缩写为dc 或或 DC），一般用大写的符），一般用大写的符号号 I 表 示。表 示。，如果电流的大小和方向都随时间变化，这种电流叫做交变如果电流的大小和方向都随时间变化，这种电流叫做交变电流，简称交流（电流，简称交流（alternating current,缩写为缩写为ac或或

6、AC)用小写字用小写字母母i(t)表示，有时只写表示，有时只写i。，电流的单位是电流的单位是“安培安培”，简称，简称“安安”，用符号，用符号 A 表示。安表示。安培是国际单位制的基本单位之一。培是国际单位制的基本单位之一。1安培安培(A)=1 库仑库仑(C)/1秒秒(S)电流电压：电压：电压有时也叫电压有时也叫“电位差电位差”。电路中。电路中a,b两点间的电压两点间的电压uab表明表明了单位正电荷从了单位正电荷从a点移动到点移动到b点的过程中，电场所用的功。点的过程中，电场所用的功。即：即：u(t)=dw/dq dq是由是由a点移动到点移动到b点的电量，单位为库仑点的电量，单位为库仑(C)，d

7、w是移动过是移动过程中电荷获得或失去的能量，单位为焦耳程中电荷获得或失去的能量，单位为焦耳(J)。电压的单位是电压的单位是“伏特伏特”，简称，简称“伏伏”，用符号，用符号“V”表示。表示。1伏特伏特(V)=1焦耳焦耳(J)/1库仑库仑 电压是从能量方面表示电场的做功能力的，他总是与电路电压是从能量方面表示电场的做功能力的，他总是与电路中两个点相联系。如果正电荷由中两个点相联系。如果正电荷由a点移动到点移动到b点，获得能量，则点，获得能量，则a点为低电位，定为负极，点为低电位，定为负极，b点为高电位，定为正极；如果正电荷点为高电位，定为正极；如果正电荷从从a点移动到点移动到b点，失去能量，则点，

8、失去能量，则a点为高电位，定为正极，点为高电位，定为正极，b点点为低电位，定为负极。正电荷在电路中移动时电能的得或失体为低电位，定为负极。正电荷在电路中移动时电能的得或失体现为电位的升高或降低，即电压升或电压降。现为电位的升高或降低，即电压升或电压降。.按电压大小和极性随时间变化情况按电压大小和极性随时间变化情况,电压可分为恒定电压和电压可分为恒定电压和交变电压交变电压,恒定电压也叫直流电压恒定电压也叫直流电压,用符号用符号U表示；交变电压用符表示；交变电压用符号号u(t)表示表示,有时简写成有时简写成u。电压关联参考方向关联参考方向非关联参考方向非关联参考方向关联参考方向关联参考方向：关联参

9、考方向：电流参考方向与电压参考极性电流参考方向与电压参考极性“+”到到“-”的方向一致。的方向一致。+-无源无源元件元件无源无源元件元件+-iu关联方向关联方向非关联方向非关联方向例1-2-1例例1-2-1 图图(a)中的方框用来泛指电路元件。设中的方框用来泛指电路元件。设 1A 的电流由的电流由 a 向向 b流过图中所示元件，试问如何表示这一电流？流过图中所示元件，试问如何表示这一电流？解：解：i1=1Ai 2=-1Ai1=-i 2例例1-2-2 如下图中，若如下图中，若5010-6 C的正电荷由的正电荷由a移动至移动至b，且电，且电 压降为压降为6V，问电荷是失去能量，还是获得能量？该，问

10、电荷是失去能量，还是获得能量？该 能量是多少？能量是多少？+6V -解：解：(J)661030061050quw真实方向真实方向答答:失去能量失去能量例例1-2-3 图图(a)所示元件两端电压为所示元件两端电压为1V。已知正电荷由该元件的。已知正电荷由该元件的 b点移向点移向a点获得能量，试标出电压的真实极性。试为点获得能量，试标出电压的真实极性。试为 该电压选择参考极性，并写出相应的电压表示式。该电压选择参考极性，并写出相应的电压表示式。解：解：+-u1 1=-=-u2 2例例1-2-4（1）在上题图）在上题图(b)及及(c)中中,若电流均为若电流均为2A，且均由，且均由a流向流向 b，求该

11、两元件吸收或提供的功率；，求该两元件吸收或提供的功率；（2）在图）在图(c)中，若元件产生功率为中，若元件产生功率为4W，求电流。，求电流。(1)）吸收功率吸收功率(1b 2W21iuP）()(2c吸吸收收功功率率2W21iuPA4 14u4i iu4 iuP222 (2)解：解：i=2A真实极性真实极性1-3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律Kirchhoffs Current Law.1.支路：电路中的每一个分支称为支路支路：电路中的每一个分支称为支路;2.节点：支路与支路的联接点称为节点节点：支路与支路的联接点称为节点;3.回路：电路中任意闭合路径称为回路回路：电路中任意闭合路径称为回路;4.网

12、孔：内部不含有任何支路的回路称为网孔。网孔：内部不含有任何支路的回路称为网孔。KCL的表述：的表述：对于任一集总电路中的任一节点，在任一时刻，流对于任一集总电路中的任一节点，在任一时刻，流出（或流进）该节点的所有支路电流的代数和为零。出（或流进）该节点的所有支路电流的代数和为零。0(t)K1kki取号规则：流出为正，流入为负。取号规则：流出为正，流入为负。-i1+i 2+i 5-i S=0i 2+i 5=i1+i S 入入出出ii0cdcadauuucacddauuuS5S1553311uuRiRiRi0S5553311S1uRiRiRiuS555cduRiu+-+KVL的表述：的表述：对于任

13、一集总电路中的任一回路，沿着该回路对于任一集总电路中的任一回路，沿着该回路的所有支路电压降的代数和为零。的所有支路电压降的代数和为零。0(t)K1kku升升降降uu电源(升)电源(升)电阻(降)电阻(降)uu+-11S1daRiuu33caRiudaucaucdui 1-i 2-i 3=0 i 1=i 2+i 3 说明说明:1.KCL、KVL适应于任意时刻、任意激励源下的适应于任意时刻、任意激励源下的任意集总参数电路。任意集总参数电路。2.应用应用KCL、KVL方程时，首先要设每一支路电方程时，首先要设每一支路电流或支路电压的参考方向，然后依据参考方向取号。流或支路电压的参考方向，然后依据参考

14、方向取号。取号规则取号规则 KCL，出：正，入：负；，出：正，入：负；KVL，降：正，升：负。，降：正，升：负。广义节点广义节点例例1-3-1 如图所示为某复杂电路中的如图所示为某复杂电路中的一个节点一个节点a，已知：，已知：i1=5A，i2=2A，i3=-3A，试求流过元件，试求流过元件A的电流的电流i4。解：解：04321iiii A)()()(32146325iiii例例1 1-3 3-1 1例例1-3-2 下图为某一复杂电路中的一个回下图为某一复杂电路中的一个回路，已知各元件的电压：路，已知各元件的电压：u1=u6=2V，u2=u3=3V，u4=-7V，试求，试求u5。解：解：0654

15、321uuuuuuV5 27332uuuuuu)()()()()(643215例例1-3-3 试求上题电路中试求上题电路中a，b两点间的电压。两点间的电压。1V32uuu21ab1V3752uuuuu)()(3456ab解：解：例1-3-2，3结论：求任意两点间的电压，与选择路径无关。结论：求任意两点间的电压，与选择路径无关。作业：作业：1-3，1-6，1-10参考书：参考书：1.吴大正吴大正,电路基础电路基础,第二版第二版,西安：西安电子科技大学出版西安：西安电子科技大学出版 社社,20002.沈元隆，刘陈。沈元隆，刘陈。电路分析电路分析北京：人民邮电出版社，北京：人民邮电出版社，20013.张永瑞，陈生潭。张永瑞，陈生潭。电路分析基础电路分析基础,北京：电子工业出版北京：电子工业出版 社，社，20024.王淑敏王淑敏,电路基础常见题型解析及模拟题电路基础常见题型解析及模拟题,第三版第三版,西安：西安：西北工业大学出版社，西北工业大学出版社，20045.黄锦安，黄锦安，电路电路，北京：机械工业出版社，北京：机械工业出版社，20036.邱关源，邱关源，电路电路，第四版，高等教育出版社，第四版，高等教育出版社