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1、1.電壓、電流的參考方向3.基爾霍夫定律重點:第1章電路元件和電路定律(circuitelements)(circuitlaws)2.電路元件特性1.1電路和電路模型(model)1.實際電路功能a能量的傳輸、分配與轉換;b信息的傳遞與處理。共性建立在同一電路理論基礎上由電工設備和電氣器件按預期目的連接構成的電流的通路。電路主要由電源、負載、連接導線及開關等構成。電源(source):提供能量或信號的發(fā)生器。負載(load):將電能轉化為其它形式能量的用電設備,或對信號進行處理的設備。導線(line)、開關(switch)
2、:將電源與負載接成通路裝置。反映實際電路部件的主要電磁性質的理想電路元件及其組合。2.電路模型(circuitmodel)導線電池開關燈泡電路圖理想電路元件有某種確定的電磁性能的理想元件電路模型幾種基本的電路元件:電阻元件:表示消耗電能的元件電感元件:表示產(chǎn)生磁場,儲存磁場能量的元件電容元件:表示產(chǎn)生電場,儲存電場能量的元件電源元件:表示各種將其它形式的能量轉變成電能的元件注具有相同的主要電磁性能的實際電路部件,在一定條件下可用同一模型表示;同一實際電路部件在不同的應用條件下,其模型可以有不同的形式例3.集總參數(shù)電路由集總
3、元件構成的電路集總元件假定發(fā)生的電磁過程都集中在元件內(nèi)部進行集總條件注集總參數(shù)電路中u、i可以是時間的函數(shù),但與空間坐標無關集總參數(shù)元件:在任何時刻,流入二端元件的一個端子的電流一定等于從另一個端子流出的電流,兩個端鈕之間的電壓為單值量。一個實際電路要能用集總參數(shù)電路近似,要滿足如下條件:即實際電路的尺寸必須遠小于電路工作頻率下的電磁波的波長。已知電磁波的傳播速度與光速相同,即v=3×105km/s(千米/秒)(1)若電路的工作頻率為f=50Hz,則周期T=1/f=1/50=0.02s波長?=3×105?0.02=6000
4、km一般電路尺寸遠小于?。(2)若電路的工作頻率為f=50MHz,則周期T=1/f=0.02?10–6s=0.02ns波長?=3×105?0.02?10–6=6m此時一般電路尺寸均與?可比,所以電路在高頻情況下不能視為集總參數(shù)電路。1.2電流和電壓的參考方向(referencedirection)電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、磁鏈、能量、電功率等。在線性電路分析中人們主要關心的物理量是電流、電壓和功率。1.電流的參考方向(currentreferencedirection)電流電流強度帶電粒子有規(guī)則的定向運動單位時
5、間內(nèi)通過導體橫截面的電荷量方向規(guī)定正電荷的運動方向為電流的實際方向單位1kA=103A1mA=10-3A1?A=10-6AA(安培)、kA、mA、?A元件(導線)中電流流動的實際方向只有兩種可能:?實際方向實際方向?AABB問題復雜電路或電路中的電流隨時間變化時,電流的實際方向往往很難事先判斷參考方向i參考方向大小方向(正負)電流(代數(shù)量)任意假定一個正電荷運動的方向即為電流的參考方向。ABi參考方向i參考方向i>0i<0實際方向實際方向電流的參考方向與實際方向的關系:AABB電流參考方向的兩種表示:?用箭頭表示:箭頭的指
6、向為電流的參考方向。?用雙下標表示:如iAB,電流的參考方向由A指向B。iABiABAB電壓U單位:V(伏)、kV、mV、?V2.電壓的參考方向(voltagereferencedirection)單位正電荷q從電路中一點移至另一點時電場力做功(W)的大小電位?單位正電荷q從電路中一點移至參考點(?=0)時電場力做功的大小實際電壓方向電位真正降低的方向例已知:4C正電荷由a點均勻移動至b點電場力做功8J,由b點移動到c點電場力做功為12J,(1)若以b點為參考點,求a、b、c點的電位和電壓Uab、Ubc;(2)若以c點為參
7、考點,再求以上各值解acb(1)以b點為電位參考點abc解(2)電路中電位參考點可任意選擇;參考點一經(jīng)選定,電路中各點的電位值就是唯一的;當選擇不同的電位參考點時,電路中各點電位值將改變,但任意兩點間電壓保持不變。結論以c點為電位參考點問題復雜電路或交變電路中,兩點間電壓的實際方向往往不易判別,給實際電路問題的分析計算帶來困難。電壓(降)的參考方向U>0參考方向U+–+實際方向+實際方向參考方向U+–<0U假設的電壓降低之方向電壓參考方向的三種表示方式:(1)用箭頭表示(2)用正負極性表示(3)用雙下標表示UU+ABUAB
8、元件或支路的u,i采用相同的參考方向稱之為關聯(lián)參考方向。反之,稱為非關聯(lián)參考方向。關聯(lián)參考方向非關聯(lián)參考方向3.關聯(lián)參考方向i+-+-iUU注(1)分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。(2)參考方向一經(jīng)選定,必須在圖中相應位置標注(包括方向和符號),在計算過程中不得任意改變。(3)參考方向不同時,其