電路的串并聯(lián)課件

電路及磁路

薛鵬騫講授

《電路與磁路》課程為電子信息工程、通信工程、自動化、電氣工程及其自動化、信息安全等電類專科專業(yè)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，是所有專科“強電專業(yè)”和“弱電專業(yè)”的必修課。它的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)、物理；它本身又是電類專科專業(yè)的后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ)。在整個電氣信息類?？茖I(yè)的人才培養(yǎng)方案和課程體系中起著承前啟后的重要作用。1、《電路與磁路》課程性質(zhì)及地位引言：

《電路與磁路》課程理論嚴(yán)密，邏輯性強，對培養(yǎng)學(xué)生的辨證思維能力，樹立理論聯(lián)系實際的科學(xué)觀點，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，對于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力都將起到重要作用。

《電路與磁路》課程的任務(wù)是：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握電路與磁路的基本理論、分析計算的基本方法和進(jìn)行實驗的基本技能，并為后續(xù)課程學(xué)習(xí)準(zhǔn)備必要的電路與磁路知識。

2、《電路與磁路》課程的任務(wù)5、學(xué)習(xí)方法：

弄清概念熟練習(xí)題加強實踐反復(fù)記憶6、參考書：《電路分析基礎(chǔ)》李華中主編《電路》邱關(guān)源主編《電路原理》江澤佳主編《電路分析基礎(chǔ)》李翰遜主編7、教學(xué)手段講授與課堂練習(xí)相結(jié)合板書與電子課件相結(jié)合作業(yè)與單元總結(jié)相結(jié)合提問與期中測驗相結(jié)合第三章正弦電流電路第四章耦合電感和諧波電路第五章三相電路第六章二端口網(wǎng)絡(luò)第七章非正弦周期電流電路第八章非線性電阻電路第九章磁路和鐵心線圈電路8、《電路與磁路》課程講授內(nèi)容第一章電路的基本概念和基本定律第二章電阻電路第十章線性電路過渡過程的時域分析第一章電路的基本概念和基本定律

電路是指為了某種需要由一些電氣器件按一定方式連接起來的電流通路。

1.1電路和電路模型內(nèi)容提要1.電路和電路的主要物理量及其參考方向；2.獨立電源、受控源和電阻元件；3.歐姆定律、基爾霍夫定律。一.電路第一章電路的基本概念和基本定律◆電路的作用

①實現(xiàn)電能的產(chǎn)生、傳輸、分配與轉(zhuǎn)換（強電）降壓變壓器電燈電動機(jī)電爐...發(fā)電機(jī)升壓變壓器輸電線②實現(xiàn)信號的傳遞與處理（弱電）放大器揚聲器話筒◆集總參數(shù)元件：

每一種元件只表示一種基本電磁現(xiàn)象。在任何時刻，從具有兩個端鈕的理想元件的某一端鈕流入的電流恒等于從另一端鈕流出的電流，電流可以是時間函數(shù)，但不是空間尺度函數(shù)。并且元件兩個端鈕間的電壓值也是完全確定的。

◆支路和結(jié)點：

一個或幾個二端元件串聯(lián)成的分支作為一條支路。

三條或三條以上支路的連接點稱為結(jié)點。如上圖有3條支路，兩個結(jié)點（a，b）?！艋芈泛途W(wǎng)孔：

由一條或幾條支路組成的閉合路徑稱為回路。

平面電路圖中，在回路內(nèi)部不另含有支路的回路稱為網(wǎng)孔。如上圖有3個回路，2個網(wǎng)孔。

123第一章電路的基本概念和基本定律

1.2電路的主要物理量一.電流及其參考方向

◆電流：帶電粒子的有秩序運動形成電流。交流（AC）：直流（DC）：方向：規(guī)定正電荷運動的方向為電流的方向（實際方向）。電流的SI單位：安（培），符號：A。第一章電路的基本概念和基本定律

含義：如果1秒內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量是1庫侖（C），則該導(dǎo)體中的電流為1安（A）。

常用單位：毫安（mA），微安（μA）。

換算關(guān)系：

◆電流的參考方向：任意規(guī)定某一方向作為電流數(shù)值為正的方向。

參考方向表示符號：①箭頭，如圖(a)。②雙下標(biāo)，如圖（c）

。第一章電路的基本概念和基本定律

參考方向與實際方向的關(guān)系：選定參考方向后，計算結(jié)果若電流為正，則電流實際方向與參考方向一致；若電流為負(fù)，則電流實際方向與參考方向相反。二.電壓、電位、電動勢及其參考方向

◆電壓：電路中a、b兩點間的電壓為單位正電荷在電場力的作用下由a點轉(zhuǎn)移到b點時減少的電勢能，即。方向：電壓的方向是電位降低的方向。電壓的SI單位：伏（特），符號：V。

常用單位：千伏（kV），毫伏（mV）。

換算關(guān)系：第一章電路的基本概念和基本定律

當(dāng)電壓和電動勢的量值與方向都不隨時間而變化時，稱為直流電壓和直流電動勢，分別用符號和表示。

方向及表示形式：電位升高的方向。常用正（+）極性表示電源的高電位，用負(fù)（-）極性表示其低電位。

電動勢的SI單位：伏（特），符號：V。

◆電動勢：單位正電荷在電源力的作用下轉(zhuǎn)移時增加的電能，用符號表示，即

◆電壓參考方向及表示形式：①用正（+），負(fù)（-）極性表示；②箭頭表示；③雙下標(biāo)表示。

第一章電路的基本概念和基本定律

注意：

①參考方向是假想正方向，參考方向一經(jīng)規(guī)定，在整個分析計算過程中就必須以此為準(zhǔn)，不能變動。

②不標(biāo)參考方向的電流或電壓是沒有意義的。

③參考方向可以任意規(guī)定而不影響計算實際結(jié)果。④電流和電壓參考方向可以分別獨立地規(guī)定。

⑤當(dāng)元件的電流與電壓參考方向一致時，稱為關(guān)聯(lián)參考方向，反之，則為非關(guān)聯(lián)參考方向。第一章電路的基本概念和基本定律

◆電能

從到時間內(nèi)，電路吸收的電能（量）為直流時

電能的SI單位：焦（耳），符號：J。

含義：1焦等于功率為1W的用電設(shè)備，在1s內(nèi)消耗的電能。實用上還采用千瓦小時（1kWh=1度）作為電能的單位。第一章電路的基本概念和基本定律

例：圖為直流電路，

求各元件吸收或提供的功率并計算整個電路的功率。解：元件1電壓、電流為關(guān)聯(lián)參考方向，故元件2、3電壓、電流為非關(guān)聯(lián)參考方向，故整個電路的功率為（吸收）（吸收）（發(fā)出）（吸收）第一章電路的基本概念和基本定律◆

KCL的推廣

電流定律可以推廣應(yīng)用于包圍部分電路的任一假設(shè)的閉合面。即任何時刻，對于一個封閉面流入或流出的電流代數(shù)和等于零。由KCL的推廣得圖（b）電流關(guān)系為二.基爾霍夫電壓定律(Kirchhoff’svoltagelaw/KVL)◆內(nèi)容：

在集總參數(shù)電路中，任何時刻沿任一回路所有支路電壓的代數(shù)和等于零，即u=0(b)ABCIAIBIC廣義結(jié)點第一章電路的基本概念和基本定律

根據(jù)KVL，并沿順時針方向，可以列出右圖的電壓方程為線性電阻歐姆定律表達(dá)式為：U=-RIU=RIU與I關(guān)聯(lián)參考方向時U與I非關(guān)聯(lián)參考方向時前式為：一般式為◆結(jié)論：①若將電阻壓降和電源壓降寫在等式一邊:繞行方向與電流方向一致時，電阻壓降項前取“+”號，相反時取“-”號；經(jīng)過電壓源時繞行方向從“+”到“-”時，該項前取“+”號，否則取“-”號。

②若將電阻壓降和電源壓降分別寫在等式兩邊:則在任一瞬間，從回路中任一點出發(fā)，沿回路循環(huán)一周，在這個方向上電源的電位升之和等于電阻的電壓降之和。（電源電位升取“+”號，反之時取“-”號；電阻的電壓降符號選取同前）第一章電路的基本概念和基本定律1.4電阻元件一.電壓電流關(guān)系(voltage-currentrelationship/VCR)

在u-i坐標(biāo)平面上表示元件電壓電流關(guān)系（VCR）的曲線稱為伏安特性曲線?！艟€性電阻：伏安特性曲線是通過原點的直線的電阻。其表達(dá)式為關(guān)聯(lián)參考方向i+-U第一章電路的基本概念和基本定律◆歐姆定律：它是反映電路中電能損耗的電路參數(shù)，其定義為(u與i關(guān)聯(lián)參考方向時)(u與i非關(guān)聯(lián)參考方向時)令則有(u與i關(guān)聯(lián)參考方向時)G稱為電阻元件的電導(dǎo)。其SI單位是西門子（S）。

電阻的SI單位是歐（姆），符號Ω?！糸_路和短路

開路：若線性電阻為無限大，則當(dāng)電壓是有限值時，其電流總是零，這時稱它為開路。第一章電路的基本概念和基本定律

短路：若線性電阻為零，則當(dāng)電流是有限值時，其電壓總是零，這時稱它為短路。◆線性電阻元件吸收（消耗）的功率

在電壓和電流的關(guān)聯(lián)方向下，任何時刻線性電阻元件吸收的電功率為

如電阻元件把吸收的電能轉(zhuǎn)換成熱能，即從到

時間內(nèi)，電阻元件吸收（消耗）的電能為——（焦耳定律）第一章電路的基本概念和基本定律1.5電壓源一.理想電壓源◆電壓源的兩個基本性質(zhì)

①它的電壓是給定值或給定的時間函數(shù)，與流過的電流無關(guān)；

②它的電流是與相連的外電路共同決定的。

◆電壓源的伏安特性（直流電壓源）◆電壓源的符號第一章電路的基本概念和基本定律二.由理想電壓源構(gòu)成的實際直流電壓源模型◆實際電壓源模型及其伏安關(guān)系

*電源內(nèi)阻越小，就越接近于理想電壓源。

第一章電路的基本概念和基本定律◆三種工作狀態(tài)

①、端開路，，，稱為開路電壓；

②、端短路，，，稱為短路電流；

③、端接負(fù)載，或。

1.6電流源一.理想電流源◆電流源的兩個基本性質(zhì)

①它的電流是給定值或給定的時間函數(shù)，與電壓無關(guān)；

②它的電壓是與相連的外電路共同決定的。

◆電流源的符號第一章電路的基本概念和基本定律◆電流源的伏安特性（直流電流源）二.由理想電流源構(gòu)成的實際直流電流源模型◆實際電流源模型及其伏安關(guān)系

第一章電路的基本概念和基本定律*電源內(nèi)阻越小，就越接近于理想電流源。

◆三種工作狀態(tài)

①、端開路，，

；

②、端短路，，；