一章基尔霍夫定律及电路元件.ppt

第一章 基尔霍夫定律及电路元件 主要电路变量：电流i、电压u、电荷q、磁链ψ。 一、电流 1、 定义：荷电质点的有序运动形成电流 电流的大小用电流强度表示 单位：A，mA，μA … 方向：正电荷运动的方向 1 电流、电压及其参考方向 1.1 电流、电压及其参考方向 元件(导线)中电流流动的实际方向有时很难判断: 电流的（实际）方向： (a) 复杂电路 ？ (b) 交变电流电路 i i 0 t T/2 T 电流实际与箭头方向相同 电流实际与箭头方向相反 2、电流的参考方向： 为分析方便，人为任意假定一个方向为电流的参考方向 1.1 电流、电压及其参考方向 i 0 i 0 实际与参考方向一致，i 取“+”，相反取“-”； i 实际方向 参考方向 i 实际方向 参考方向 例如： I1 = 1A 10V 10? I1 I1 = -1A 10V 10? I1 1.1 电流、电压及其参考方向 电流参考方向的两种表示方法： ? 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。 (图中标出箭头） ? 用双下标表示：如 iab , 电流的参考方向由A指向B。 (图中标出a、b） 1.1 电流、电压及其参考方向 二、电压 1. 定义：电场中某两点A、B间的电压UAB 等于将单位正 电荷q从A点移至B点电场力所做的功 wAB，即 单位：V，mV，μV 2. 电压的参考方向 + 实际方向 + 实际方向 + （参考方向） U + （参考方向） U U 0 U 0 电压的方向：电压降的方向 1.1 电流、电压及其参考方向 3. 电压参考方向的表示方式： (2) 用箭头表示：箭头指向为电压降的参考方向 + U (1) 用正负极性表示：由正极指向负极为电压降的方向 U (3)用双下标表示：如 UAB 表示由A指向B的方向为电压降 A B UAB 1.1 电流、电压及其参考方向 三. 电位 取恒定电场中的任意一点（O点）作参考点，设该点的电位为零，则电场中某点A到O点的电压UAO称为A点的电位，记为?A 。单位也是V(伏)。 a b c d 设c点为电位参考点，则 ?c= 0 ?a= Uac， ?b=Ubc， ?d= Udc Uab = ?a- ?b Uba = ?b -?a= -(?a - ?b)=- Uab （下节定律中可证明） 1.1 电流、电压及其参考方向 四、电动势： 衡量正电荷由低电位向高电位移动的能力（由局外 电场和感应电场产生）。 方向：低电位指向高电位 电动势的参考方向：可以人为假定 u，i参考方向一致------关联参考方向 u，i参考方向不一致----非关联参考方向 参考方向： ①便于计算，人为事先假定。 ②计算过程中不宜随便更改。 ③ 1.2 电功率与电能 研究目的： 实际需要知道电路中电源发出的电能及各负载消耗的电能情况 电气设备、元器件都有额定功率的限制（防止加速损耗甚至毁坏） 是电路分析的重要内容 1.2 电功率与电能 一、电功率 1、定义：电能的转换或传输速率 额定功率：实际电器件长期安全使用允许的最大功率 2、如何判断功率的吸收和发出 （1）根据u、i的实际方向 相同时吸收电能（功率）；相反则发出电能（功率） 单位：W, mW, … 1.2 电功率与电能 （2）根据计算结果： 关联：表示“吸收”的功率 p0，实际吸收 p0，实际发出 p0，实际发出 p0，实际吸收 单位：J… 二、电能 非关联：表示“发出”的功率 例1.1 ：求各元件发出或吸收的功率 a：关联， b：非关联， c：关联，p=3A×（-6V）= -18W 0 吸收功率-18W，或者说发出功率18W 1.2 电功率与电能 p=3A×6V=18W 0 吸收功率18W p=3A×6V=18W 0 发出功率18W 1.3 基尔霍夫电流定律（KCL） 集中参数电路受2类约束： 结构约束：由电路的联接性质决定--基尔霍夫定律 元件约束：由元件性质决定 一、电路结构 1、支路： 每个二端元件为一条支路 （或流过同一电流的一段电路） 2、节点： 若干支路的联接点 b=7（6） n=5（4） 1.3 基尔霍夫电流定律（KCL） 3. 路径：依次由不同支路和节点构成的