電路原理緒論P(yáng)PT課件

1、第第1 1章章 緒緒 論論1. 1 1. 1 電路電路1. 2 1. 2 電流和電壓電流和電壓1. 3 1. 3 電路模型的建立和電電路模型的建立和電路分析的基本觀點(diǎn)路分析的基本觀點(diǎn)1. 4 1. 4 電路用于信號(hào)處理電路用于信號(hào)處理1. 6 1. 6 電路的分類電路的分類1. 5 1. 5 電路用于能量處理電路用于能量處理1.1 1.1 電路電路一、電路一、電路 （circuits）電路主要由電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)等構(gòu)成。電路主要由電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)等構(gòu)成。電源電源（source）：提供能量或信號(hào)。）：提供能量或信號(hào)。負(fù)載負(fù)載（load）：將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，或?qū)π盘?hào)）：

2、將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，或?qū)π盘?hào)進(jìn)行處理。進(jìn)行處理。導(dǎo)線導(dǎo)線（line）、開(kāi)關(guān)（）、開(kāi)關(guān)（switch）等：將電源與負(fù)載接成通路。）等：將電源與負(fù)載接成通路。 電路是電工設(shè)備構(gòu)成的整體，它為電流（電路是電工設(shè)備構(gòu)成的整體，它為電流（current）的流通提）的流通提供路徑。供路徑。二、為什么要學(xué)習(xí)電路？二、為什么要學(xué)習(xí)電路？ 從學(xué)術(shù)的觀點(diǎn)來(lái)看從學(xué)術(shù)的觀點(diǎn)來(lái)看電路是電氣工程（電路是電氣工程（electrical engineering）的基礎(chǔ)。）的基礎(chǔ)。電路是計(jì)算機(jī)科學(xué)（電路是計(jì)算機(jī)科學(xué)（computer science）的基礎(chǔ)。）的基礎(chǔ)。 從實(shí)際情況來(lái)看從實(shí)際情況來(lái)看電路原理是許多高級(jí)課程

3、的先修課程。電路原理是許多高級(jí)課程的先修課程。熟練掌握電路原理對(duì)現(xiàn)實(shí)生活有幫助。熟練掌握電路原理對(duì)現(xiàn)實(shí)生活有幫助。三、什么是電氣工程？三、什么是電氣工程？國(guó)內(nèi)習(xí)慣的歸類與統(tǒng)稱國(guó)內(nèi)習(xí)慣的歸類與統(tǒng)稱各學(xué)科領(lǐng)域各學(xué)科領(lǐng)域國(guó)外習(xí)慣的歸類與統(tǒng)稱國(guó)外習(xí)慣的歸類與統(tǒng)稱電氣工程電氣工程電力工程電力工程電氣工程電氣工程信息科學(xué)與技術(shù)信息科學(xué)與技術(shù)(或電子信息科學(xué)與技術(shù)或電子信息科學(xué)與技術(shù))控制工程控制工程通信工程通信工程電子工程電子工程 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)計(jì)算機(jī)工程計(jì)算機(jī)工程統(tǒng)稱：電氣工程與信息科學(xué)統(tǒng)稱：電氣工程與信息科學(xué)（或電氣電子信息科學(xué)）（或電氣電子信息科學(xué)）統(tǒng)稱：電氣工

4、程與計(jì)算機(jī)科學(xué)統(tǒng)稱：電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)（簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱eecs、ece）四、電路都有哪些作用？四、電路都有哪些作用？ 處理能量處理能量 電能的產(chǎn)生、傳輸、分配電能的產(chǎn)生、傳輸、分配 處理信號(hào)處理信號(hào) 電信號(hào)的獲得、變換、放大電信號(hào)的獲得、變換、放大電路原理電路原理相互融合的相互融合的信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)(無(wú)處不在的無(wú)處不在的it產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè))公共公共基礎(chǔ)基礎(chǔ)專門(mén)專門(mén)技術(shù)技術(shù)應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)(能量傳輸與處理能量傳輸與處理)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)(信號(hào)反饋與處理信號(hào)反饋與處理)通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)(信號(hào)傳輸與處理信號(hào)傳輸與處理)信號(hào)處理系統(tǒng)信號(hào)處理系統(tǒng)*計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)(關(guān)

5、注大功率關(guān)注大功率)通信電路通信電路(關(guān)注高頻段關(guān)注高頻段)微電子技術(shù)微電子技術(shù)(集成芯片設(shè)計(jì)集成芯片設(shè)計(jì))模擬電子線路模擬電子線路數(shù)字電子線路數(shù)字電子線路信號(hào)與系統(tǒng)信號(hào)與系統(tǒng)*：指各類信號(hào)處理課程，包括某些專業(yè)的專門(mén)課程（如生物醫(yī)學(xué)工程、核電子學(xué)等）。：指各類信號(hào)處理課程，包括某些專業(yè)的專門(mén)課程（如生物醫(yī)學(xué)工程、核電子學(xué)等）。 五、電路原理的后續(xù)課程五、電路原理的后續(xù)課程電路分析電路分析(analysis)電路理論（電路原理）電路理論（電路原理）實(shí)際電路實(shí)際電路電路模型電路模型分析分析求解方程求解方程（代數(shù)、常微分、偏微分）（代數(shù)、常微分、偏微分）結(jié)果結(jié)果電路分析電路分析電路綜合電路綜合電路

6、綜合電路綜合(synthesis)六、電路分析與電路綜合六、電路分析與電路綜合根據(jù)電源性質(zhì)根據(jù)電源性質(zhì)直流電路直流電路交流電路交流電路根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)電阻電路電阻電路動(dòng)態(tài)電路動(dòng)態(tài)電路根據(jù)感興趣的時(shí)段根據(jù)感興趣的時(shí)段暫態(tài)分析暫態(tài)分析穩(wěn)態(tài)分析穩(wěn)態(tài)分析七、如何看待電路七、如何看待電路返回目錄返回目錄1.2 1.2 電流和電壓電流和電壓一、一、 電流電流 （current）帶電質(zhì)點(diǎn)有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)形成電流。帶電質(zhì)點(diǎn)有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)形成電流。電流的大小用電流的大小用電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度表示。表示。電流強(qiáng)度：電流強(qiáng)度：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量。單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量。單位名稱：?jiǎn)挝幻Q：安安培培

7、 符號(hào)：符號(hào)：a （ampere，安培；，安培；1775 1836，france）電流的參考方向電流的參考方向: :實(shí)際方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向參考方向：任意選定的一個(gè)方向即為電流的參考方向。參考方向：任意選定的一個(gè)方向即為電流的參考方向。i 參考方向參考方向ab電流參考方向的電流參考方向的兩種表示兩種表示： 用箭頭表示：箭頭的指向?yàn)橛眉^表示：箭頭的指向?yàn)殡娏鞯膮⒖挤较?；電流的參考方向?用雙下標(biāo)表示：如用雙下標(biāo)表示：如 iab ，電流的參考方向由電流的參考方向由a指向指向b。i 參考方向參考方向i 參考方向參考方向i 0i 0參考方向參考方向u+參考方向參考方向u+ 0 吸收正功率吸收

8、正功率 （實(shí)際吸收）（實(shí)際吸收）p0 發(fā)出正功率發(fā)出正功率 （實(shí)際發(fā)出）（實(shí)際發(fā)出）p0 發(fā)出負(fù)功率發(fā)出負(fù)功率 （實(shí)際吸收）（實(shí)際吸收）+iu 2. u， i 取非取非關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向p吸吸 = ui元件吸收的功率元件吸收的功率+5 iuru1u2例例 u1=10v， u2=5v。 分別求電源、電阻的功率。分別求電源、電阻的功率。i=ur/5=(u1u2)/5=(105)/5=1 apr吸吸= uri = 5 1 = 5 wpu1發(fā)發(fā)= u1i = 10 1 = 10 wpu2吸吸= u2i = 5 1 = 5 wp發(fā)發(fā)= 10 w， p吸吸= 5+5=10 wp發(fā)發(fā)=p吸吸 （功率守

9、恒）（功率守恒）二、二、 周期信號(hào)的有效值（周期信號(hào)的有效值（effective value）有效值也稱有效值也稱方均根值方均根值(root-meen-square，簡(jiǎn)記為，簡(jiǎn)記為rms)w1=i 2rtri(t)ttrtiw022d)( ttrtirti022d)( tttiti02d)(1電壓有效值電壓有效值正弦電流、電壓的有效值：正弦電流、電壓的有效值：設(shè)設(shè) i(t)=imsin( t + y y )ttititd ) (sin1022m y y 20 sin ( ) dttt y y 2mmm1 0.70722itiiit) sin(2) sin()(my y y y tititi注意

10、注意:只適用正弦量只適用正弦量01cos2()d2tttyy 01122ttt m2ii 返回目錄返回目錄1.6 1.6 電路的分類電路的分類一、一、 線性與非線性線性與非線性線性電路：線性電路：負(fù)荷由線性電阻、負(fù)荷由線性電阻、線性受控源等線性元件構(gòu)成的線性受控源等線性元件構(gòu)成的電路。用電路。用線性方程線性方程描述。描述。非線性電路：非線性電路：負(fù)荷中包含負(fù)荷中包含非線性元件的電路。用非線性元件的電路。用非非線性方程線性方程描述。描述。非時(shí)變（定常）電路：非時(shí)變（定常）電路： 負(fù)荷由非時(shí)變?cè)?gòu)成的電路。負(fù)荷由非時(shí)變?cè)?gòu)成的電路。時(shí)變電路：時(shí)變電路：負(fù)荷中包含時(shí)變?cè)碾娐?。?fù)荷中包含時(shí)變?cè)碾娐?。二、二?時(shí)變與非時(shí)變時(shí)變與非時(shí)變例例 烏魯木齊發(fā)電烏魯木齊發(fā)電站發(fā)出的正弦電磁站發(fā)出的正弦電磁波需要多少時(shí)間才波需要多少時(shí)間才能傳輸?shù)介L(zhǎng)沙能傳輸?shù)介L(zhǎng)沙 ？683 10(3 10 )10ms50hz的正弦波周期為的正弦波周期為20ms。經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)10ms以后，烏魯木齊以后，烏魯木齊發(fā)出的電磁波剛剛到達(dá)長(zhǎng)沙，而此時(shí)烏魯木齊發(fā)電機(jī)的電發(fā)出的電磁波剛剛到達(dá)長(zhǎng)沙，而此時(shí)烏魯木齊發(fā)電機(jī)的電壓與長(zhǎng)沙的電壓正好壓與長(zhǎng)沙的電壓正好反相反相！ usin(314t)烏魯木齊烏魯木齊長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙3000公里公里c= 3108米米/秒秒 關(guān)鍵在哪里？關(guān)鍵在哪里？