第1章 集总参数电路中电压、电流约束关系.pptx

电路分析基础;注意事项;第一章 集总参数电路中电压、电流的约束关系;§1-1 电路及集总电路模型;2.集总假设、元件模型 集总参数电路 （1）集总假设：在器件的尺寸远小于正常工作频率所对应的波长时，可将它所反映的物理现象分别进行研究，即用三种基本元件表示其三种物理现象，这就是集总假设。 采用集总假设的条件：实际电路的尺寸远小于电路使用时其最高工作频率所对应的波长。 例如，我国电力用电的频率为50Hz，对应的波长为： 对于以此为工作频率的实验室电气电子设备而言，其尺寸远小于这一波长，可以按集总电路处理。 而对于远距离输电线来说，就必须考虑到电场、磁场沿电路分布的现象，不能按集总电路来处理，而要用分布参数表征。; （2）理想电路元件（集总元件） 为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下，常忽略实际电气部件的次要因素而突出其主要电磁性质，即把它抽象为理想电路元件（集总元件）。 集总元件：是指只显示单一电磁现象，并且可以用数学方法精确定义的电路元件。常见的理想电路元件有电阻、电容、电感、理想电压源、理想电流源等。 电阻元件：只表示消耗电能的元件。 电容元件：只表示储存电场能量的元件。 电感元件：只表示储存磁场能量的元件。; （3）集总电路;§1-2 电路变量 电流、电压及功率; 大小和方向均不随时间变化的u、i 称为直流电； 大小和方向随时间变化的u、i 称为交流电。 3.功率 定义：若在dt 时间内，由a点转移到b点的正电荷为dq ，且由a到b的电压降为u，则正电荷失去的能量为 功率 单位：W（瓦特）;4.电压和电流的参考方向 （1）实际方向 电流的实际方向：正电荷运动的方向； 电压的实际方向：由高电位端指向低电位端。 （2）参考方向 在电路分析中，电路图中标出的电流（电压）方向均为参考方向，按所标示的参考方向进行计算。 参考方向可任意假定。 计算结果的正负配合参考方向就可确定实际方向，但不需要把参考方向改为实际方向。 不设参考方向，算出的结果没??意义。 参考方向（假定方向） u ( i ) 0，二者相同 实际方向（真实方向） u ( i ) 0，二者相反; 例：I1 = 1A，I2 = - 2A， I3 = 3A，实际方向如何？ （3）关联参考方向 在电路分析中，对一个元件既要假设通过它的电流的参考方向，又要假设它两端电压的参考方向；同时，电压、电流的参考方向均可任意假定，而且彼此独立无关。但为了分析方便，通常引入关联参考方向。 规定：若电流由高电位流向低电位，则电流的参考方向与电压的参考方向一致，并称二者为关联参考方向。 关联参考方向 非关联参考方向;5.功率性质的判别 根据电压、电流的参考方向判别。 若电压、电流为关联参考方向，p = ui 。 p = ui 为正值，是负载，消耗（吸收）功率； p = ui 为负值，是电源，提供（产生）功率。 若电压、电流为非关联参考方向，p = - ui 。 例：求功率 p ，并说明 p 的性质。 （1）若 i = 2A，u = 5V，p = ui = 10W 若 i = 2A，u = - 5V，p = ui = - 10W （2）若 i = - 2A，u = 5V，p = - ui = 10W 若 i = - 2A，u = - 5V，p = - ui = - 10W; 基尔霍夫定律分为电流定律和电压定律，是分析集总电路的基本依据。适用于由各种不同元件构成的电路中任一瞬间、任何波形的电流和电压。 1-3-1 基尔霍夫电流定律（KCL） 1.支路和节点 支路：无分支的一段电路，即各元件流过同一电流。 如图中有acb、adb、 ab ( R3 ) 三条支路。 节点：三条或三条以上支路的 连接点。 如图中有a、b两个节点。;2.基尔霍夫电流定律 （Kirchhoff ’s Current Law，简称 KCL） 流入任一节点的电流之和必定等于流出该节点的电流之和。 KCL是电荷守恒法则的反映， 或者说是电流连续性原理的反映。 例如：对图中节点a而言 i1 + i2 = i3 或改写为 i1 + i2