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土—爹考方向p=ui=Ri2=—R电感兀件理想电感元件简称为电感元件,它是从实际电感线圈中抽象出来的理想化模型当线圈中电压、电流关系满足Tdiu=L—dt电感元件储存的磁场能量为WL=luidt=\Udi=he电容元件理想电容元件简称为电容元件,是从实际电容器抽象出来的理想化模型电压与电流的关系I=C—dt电容元件极板间储存的电场能量为Wc=£*=J;C湖*2理想电压源无论流过多大的电流,都能提供确定电压的电路元件称为理想电压源即U=Us理想电流源在电路中,无论它的端电压是多少,都能提供确定电流的电路元件称为理想电流源I=IS;电压U外电路决定实际电源的两种电路模型理想电源是不存在的,电路中的许多实际电源,如电池、发电机、或信号源,都有一定的内电阻,要消耗一局部电能为分析和计算方便,将实际电源等效为由一个理想电压源和一个电阻元件串联的电压源模型,或等效为一个由理想电流源和一个电阻元件并联的电流源模型在进行两种电源模型等效变换时应注意两种电源模型的等效,只是对电源外部电路等效变换时,两种电源模型的极性必须保持一致,即电流源流出电流的一端与电压源的正极性端相对应理想电压源和理想电流源不能进行这种等效变换电路的三种工作状态电路的工作状态有三种空载开路或断路、负载通路和短路任务二直流电路的分析方法-电阻等效电阻的串联电阻的并联-基尔霍夫定律电路结构的根本术语支路电路中流过同一电流的每一个分支,称为支路节点三条或三条以上支路的汇交连接点,称为节点图1-27中共有a和d两个节点回路电路中任一闭合的路径,称为回路图1-27中有adefa、adcba和abcdefa三个回路.网孔内部不含有其他支路的回路,即最简单的回路叫网孔Adefa和adcba是网孔基尔霍夫电流定律KCL电流定律的内容是在任一瞬间,通过任一节点所连的各支路电流的代数和恒等于零即或可以写成基尔霍夫电压定律KVL电压定律的内容是在任一瞬间沿任一回路绕行一周顺时针或逆时针方向,回路中各个元件电压的代数和恒等于零,即£u=o三支路电流法支路电流法是以支路电流为未知量,应用KCL和KVL列出与支路数相等的节点电流方程和回路电压方程,解出各支路电流的方法解题步骤设电流参考方向,列=0方程;设回路绕行方向列=°方程;求解方程组
(四)节点电压法节点电压法是以电路中的节点电压为未知量,应用KCL列出与节点电压数相等的节点电流方程,联立后求解各个节点电压的电路分析方法求出节点电压,便可得到各支路电压,利用欧姆定律,就可以求出各支路电流W竺+二曳R2R3R对于节点2有整理上两式可得U2=1S3—1S3解此方程组可得节点电压跖和进而可求得其他支路的电压和电流提示节点电压法适用于节点数少,支路数多的电路对于只有两个节点,多条支路的电路,用节点电压法求支路电流更为方便当电路中含有电压源支路,尽可能取电压源支路的负极性端作为参考点,把电压源中的电流作为变量列入节点方程
(五)叠加原理在含多个电源共同作用的线性电路中,任一支路的响应(电流或元件的电压)都是多个电源共同作用的结果叠加原理是指在线性电路中,如果有多个电源同时作用时,任一支路的电流或电压,等于各个电源分别单独作用时,在该支路中产生的响应的代数和不作用电源的处理方法:保存应用举例Usi单独作用时(式中“〃”表示两个电阻并联),1=心+/〃心=332曲/;=——/;=318mA~R3+2=14mAUS2单独作用时2=R°2+/3〃R广”5=48mA求两个电源同时作用时各支路电流165mAL=/;+=62mA
(六)戴维南定理在电路分析中,有时只需要计算其中某一支路的电流或电压为了使计算方便,常常应用等效电压源的方法,将所需要计算的那条支路划出,而把其余局部看作一个有源二端网络,这个有源二端网络对于划出的支路来说,相当于一个电压源戴维南定理是指任何一个线性有源二端网络,对外部电路而言,都可以用一个理想电压源Us和内阻R串联的电压源模型来等效这里Us等于有源二端网络的开路电压Uoc,内阻R等于有源二端网络化成无源(将理想电压源短路,理想电流源开路)后,二端之间的负载中的电流:Ro+Rl提示戴维南定理一般适用于只求某一支路的电流或电压本章小结电路的组成及根本物理量任何一个完整的电路都是由电源、负载和中间环节三个组成局部用理想电路元件代替实际电路元件构成的电路称为电路模型电流、电压和电功率是电路中三个重要的物理量电压、电流的参考方向是事先选定的一个方向,根据电压、电流数值的正、负,可确定电压电流的实际方向功率的计算与电压、电流的参考方向有关当电压电流选择关联的参考方向,那么p=ui如果电流和电压为非关联参考方向时,p=—ui当po说明该元件吸收功率;当p〈o说明该元件发出功率一个电路中所有元件功率的代数和等于零电路的根本元件组成电路的理想电路元件分无源元件电阻元件、电感元件、电容元件;有源元件理想电压源和理想电流源电阻元件是耗能元件;电感和电容元件是储能元件理想电压源有确定的电压值,电流随外电路而变;理想电流源有确定的的电流值,而电压随外电路而变电路有空载、短路、负载三种状态电路的分析方法简单电路的分析采用电阻的串并联等效变换的方法来化简实际电压源和实际电流源可以等效互换支路电流法是依据基尔霍夫定律分析和计算复杂电路的根本方法节点电压法适用于节点数少支路数多的电路,其中弥尔曼用于有2个节点多条支路的电路的求解叠加原理是反映线性电路根本性质的重要定理多个电源共同作用产生的电压和电流,等于各电源独立作用产生的电压和电流的代数和注意叠加定理只适用于线性电路中的电压和电流戴维南定理是简化复杂电路的重要定理戴维南定理最适用于求解线性有源网络中某一支路的电流
一、填空题电路由负载和三局部组成电路的主要作用有两个;电路分析计算中,必须先假设电流与电压的参考方向,电压与电流的参考方向可以独立地O如果二者的参考方向一致,那么成为O按照假设的参考方向,假设电压或电流的计算值为负,那么说明其实际方向与参考方向O线性电阻上电压与电流,关系满足定律,当两者取关联参考方向时其表达式为O一个电路中电源发出的电功率负载的电功率,电路的功率是平衡的基尔霍夫定律与电路的有关,而与构成该电路的元器件具有什么样的性质无关KCL实际上是表达了电荷守恒定律或的性质KVL实际上是表达了的性质应用叠加定理分析电路时,不作用的电压源应该;不作用的电流源应该电源如果有内电阻,应该o节点电压法是以为独立变量,应用列出节点电流方程的方法一个1V内阻2的实际电压源,用实际电流源来等效,等效电流源的电流是内阻是Qo二计算在检测题图1所示的电路中,t/vl=140VUs2=90VK=20,R=5Q/3=6Q试用节点电压法求各支路电流图1教学目标知识目标掌握电路各组成局部的作用及电路各物理量意义;理解电压、电流参考方向在电路分析中的作用;能正确使用万用表测量直流电压、电流;了解电阻、电感、电容元件特性;能根据电路需要正确选择元件参数;掌握理想电压源、电流源特性及实际电源的两种模型;基尔霍夫定律及复杂电路的分析方法能力目标了解直流电路的根本组成及功能、电路的物理量、电路的根本状态等知识内容,初步认识直流电路中的各类元器件,掌握两种实际电源的互相转换的方法;复杂直流电路的分析方法素质目标培养学生接受电工术语能力;自主学习新知识能力;制定学习方案的方法能力;解决实际问题的工作能力教学占
八、、直流电路的根本组成及功能;电路的根本物理量;电路的根本状态;电路元件的伏安特性复杂电路的分析方法教学难点两种实际电源(电压源与电流源)等效变换,复杂电路的分析方法教学手段实物演示;教学板书;电子课件教学学时10H教学内容与教学过程设计注释电路的根本概念(―)电路与电路模型电路电路是电流流通的路径它是由一些电气设备和元器件按一定方式连接而成能够实现某些预期功能的电流通路电路由电源、负载和中间环节三个局部组成电路模型在一定条件下,忽略实际元件的次要性质只考虑其主要性质将其近似地看成理想电路元件,简称电路元件根据实际电路元件的主要电磁特性,用一个或假设干个理想电路元件来模拟实际电路元件,再根据实际元件的连接方式,用理想导线连接起来,这便构成了电路模型
(二)电路的根本物理量
1.电流电荷的定向运动形成电流如果电流的方向不随时间变化,称为直流电流;如果电流的方向和大小都不随时间变化,称为稳恒直流电流直流电流简称DC用大写字母/表示电流的单位为安培,简称安,用字母A表示区分实际电路与电路模型的关系电流实际方向与参考方向111一+一U.+r111一+一+一顶3^4顶3日45。