电路原理PPT定制版

March 2, 2021, 7:29 p.m. 文档页面

【文章导读】1. 电流、电压的参考方向,3. 基尔霍夫定律,第一章 电路模型和电路定律,(circuit elements),(circuit laws),2. 电路元件,重点:,1, 1.1 电路和电路模型, 1.2 电流和电压的参考方向, 1.3 电功率和能量, 1.4

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【正文内容】

1.电流、工作电压的参考方向,3.基尔霍夫基本定律,第一章电路实体模型和电路基本定律,(circuitelements),(circuitlaws),2.电路元件,关键:,1,1.1电路和电路实体模型,1.2电流和工作电压的参考方向,1.3额定功率和动能,1.4电阻器元件,1.5电压源和电流源,1.6可控开关电源,1.7基尔霍夫基本定律,2,1.1电路和电路实体模型(model),一、电路:电工设备组成的总体,它为电流的商品流通出示途径。,电路关键由开关电源、负荷、联接输电线及电源开关等组成。,开关电源(source):出示动能或数据信号。,负荷(load):将电磁能转换为其他方式的动能或对数据信号开展解决.,输电线(line)、电源开关(switch)等:将开关电源与

3,机械动能太阳能能源等,配电设备,用电量机器设备,供电系统,信号分析:数据信号变大、自动调谐等。,电路的功效:,核能发电能源潜能化学能风力,2.数据信号的解决,1.电磁能的传送,3.用电量的精确测量、操纵测算等。,4,科学研究的总体目标:测算电路中各元器件的直流电压和穿过元器件的电流,而不涉及到元器件內部产生的物理学全过程。,二、电路理论基础研究的內容,研究方向:科学研究电路中产生的磁感应状况,而用电流或正电荷、工作电压或磁通量等标量来叙述在其中的全过程。,5,三、电路实体模型(circuitmodel),1.理想化电路元件:,几类基础的电路元件:,电阻器元件:表明耗费电磁能的元件,电感器元件:表明各种各样电感造成电磁场,存储电磁能的功效,电容器元件:表明各种各样电力电容器造成静电场,存储电磁能的功效。

开关电源元件:表明各种各样将其他方式的动能转化成电磁能的元件,依据具体电路元件所具有的磁感应特性所构想的具备某类单一磁感应特性的元件,其u,i关联能用简易的数学课算式严苛表明。,6,2.电路实体模型:,*电路实体模型是由理想化电路元件组成的。,输电线,充电电池,电源开关,电灯泡,例.,负荷,开关电源,理想化输电线,由理想化元件以及组成意味着具体电路元件,与具体电路具备基本一致的磁感应特性,称其为电路实体模型。,电源开关,7,留意理想化电路元件与具体元器件的差别。,低頻率,高频,不一样标准下很有可能要用不一样的电路实体模型来仿真模拟。将来大家常说的电路一般均指由理想化电路元件组成的抽象性电路并非具体电路。只需实体模型适当,結果与具体电路中精确测量結果基本一致。,电感,8,四.集总主要参数元件与集总主要参数电路。

集总主要参数元件:,集总主要参数电路:,一个具体电路要可用集总主要参数电路类似,要达到以下标准:即具体电路的规格务必远低于电路输出功率下的无线电波的光波长。,每一个具备2个端钮的元件中有明确的电流,端钮间有明确的工作电压。,由集总主要参数元件组成的电路。,9,已经知道无线电波的快速传播与光的速度同样,即,v=3105km/s(公里/秒),(1)若电路的输出功率为f=50Hz,则,一般电路规格远低于。,(2)若电路的输出功率为f=50MHz,则,这时一般电路规格均与相比,因此电路不可以视作集总主要参数电路。,周期T=1/f,光波长=31050.02=6000km,周期T=1/f,光波长=31050.02106=6m,=1/50=0.02s,=0。

02106s=0.02s,10,五本门课程内容的关键每日任务,1、掌握电路的运动定律和定律。,2、各种各样电路的剖析、测算。主要是工作电压、电流、输出功率等主要参数的剖析测算。,思索:,电路实体模型和具体电路有什么不同?,11,一、电路中的关键标量,二、电流(current):,1、电流的具体方向:为正电挪动的方向。,1.2工作电压和电流的参考方向(referencedirection),关键有工作电压、电流、正电荷、bt链接等。在线形电路剖析中常见电流、工作电压、电位差等。,感应起电简谐运动的健身运动产生电流。,电流的具体方向仅有二种很有可能,从A注入B,或从B注入A。,12,电流的尺寸用电流抗压强度表明:,企业:A(安)(Ampere,安培),有误,

尺寸,方向,电流(代总数),电流为1米A,?,单位时间内根据电导体横截面的正电荷。,13,(b)具体电路中有一些电流是交替变化的,没法标明具体方向。标明参考方向,再再加上与之相互配合的关系式,才可以表明出电流的尺寸和具体方向。,(a)有一些繁杂电路的一些环路事前没法明确具体方向。为剖析便捷,只有先随意标一方向(参考方向),依据数值,才可以明确电流的具体方向。,为何要引进参考方向?,2、电流的参考方向(referencedirection),?,14,随意假设在其中一个方向做为电流的方向,这一方向就叫电流的参考方向。,参考方向,电流的参考方向与具体方向的关联:,参考方向,具体方向,i0,15,参考方向,i<0,具体方向,电流参考方向的二种表明:,用箭头符号表明:,用双字符表明:,箭头符号的偏向为电流的参考方向。

如,电流的参考方向由A偏向B。,16,当标值过大或过钟头,常见十进制的倍率表明。,SI制中,一些常见的十进制倍率的表示法:,标记TGMkcmnp,汉语太兆头千厘毫微纳皮,总数10121091061031021031061091012,17,三、工作电压(voltage):,企业:V(伏)(Volt,安培),当把点电荷q由B挪到A时,需外力作用摆脱电场力做一样的功WAB=WBA,这时可等效电路视作电场力干了负功WAB,则B到A的工作电压为,静电场中某二点A、B间的工作电压(降)UAB相当于将点电荷q从A点挪到B点电场力所做的功WAB与该点电荷q的比率,即,18,1、工作电压的具体方向:,高电位点,低电位差点,高电位点,低电位差点。

具体方向,具体方向,具体方向,具体方向,从高电位点偏向低电位差点的方向。,19,参考方向,2、工作电压的参考方向,随意选中一个方向为工作电压的参考方向。,参考方向,具体方向,具体方向,U,U,20,工作电压参考方向的三种表明方法:,(1)用箭头符号表明:,(2)用正负性表明:,(3)用双字符表明:,U,U,UAB,箭头符号偏向为工作电压(降)的参考方向,由正级偏向负级的方向为工作电压(减少)的参考方向,如UAB,由A偏向B的方向为工作电压(降)的参考方向,21,四、电位差:,参考点的电位差一般当选零,因此,参考点也称之为零电位差点。,电位差用表明,企业与工作电压同样,也是V(伏)。,a,b,c,d,设c点为电位差参考点,,a=Uac,b=Ubc。

d=Udc,电路中为剖析的便捷,经常在电路选中某一点为参考点,把任一点到参考点的工作电压称之为该点的电位差。,22,二点间工作电压与电位差的关联:,仍设c点为电位差参考点,,Uac=a,Uad=UacUdc,结果:电路中随意二点间的工作电压相当于该二点间的电位差之差。,c=0,Udc=d,=ad,23,例.,1.9V,1.9V,已经知道Uab=1.9V,Ubc=1.9V,(1)以a点为参考点,Ubc=bc,Uac=ac,(2)以b点为参考点,Uab=ab,Ubc=bc,Uac=ac,a=0,=1.51.5=3V,b=0,a=bUab,c=bUbc,c=bUbc,=0(3)=3V,=1.9V,=1.9V,=1.5(1.5)=3V。

24,结果:电路中电位差参考点可随意挑选;当挑选不一样的电位差参考时,电路中各点电位差均不一样,但随意二点间工作电压维持不会改变。,1、为啥剖析电路时,务必要求电流和工作电压的参考方向?,思索:,2、参考方向与具体方向有什么关系?,25,例:,26,总结:,(1)工作电压和电流的参考方向是随意假设的。,(2)参考方向一经假设,务必在图上相对部位标明(包含方向和符号),在预估全过程中不可随意更改。,剖析电路前务必标出。,参考方向不另外,其关系式标记也不一样,但具体方向不会改变。,27,(4)参考方向也称之为假设方向、正方向,之后探讨均在参考方向下开展,不考虑到具体方向。,(3)元件或环路的u,i一般选用同样的参考方向,即穿过元件的电流的参考方向是以标以工作电压正旋光性的一端偏向负级性的一端。

关系参考方向,非关系参考方向,把工作电压电流的这类参考方向称之为关系参考方向。,相反,称之为非关系参考方向。,28,一、额定功率:单位时间内电场力所做的功。,1.3电路元件的输出功率(power)和动能,在电路的剖析和测算中,动能和输出功率的测算是十分关键的。这是由于电路在工作中情况下总随着有电磁能与别的方式动能的互相交换;另一方面,电器设备、电路构件自身都是有输出功率的限定,在应用时要留意其电流或工作电压值是不是超出额定电流,负载会使机器设备或构件毁坏,或者不可以一切正常工作中。,p:输出功率,w:动能,企业:W(瓦)(Watt,泰利斯),企业:J(焦)(Joule,焦耳),29,式中u、i全是時间的涵数,而且是代总数。电磁能也是時间的涵数,且是代总数。

输出功率是动能时间观念的导函数,动能是输出功率时间观念的積分。,30,二、输出功率的测算和分辨,1.u,i关系参考方向,p=ui表明元件消化吸收的输出功率,P0消化吸收正输出功率(消化吸收),P<0消化吸收负输出功率(传出),当u,i的参考方向一致时,p表明元件消化吸收的输出功率;,当u,i的参考方向反过来时,p表明元件传出的输出功率。,31,所述功率计算公式不但适用元件,也应用于随意二端网络。,电阻器元件在电路中一直耗费(消化吸收)输出功率,而开关电源在电路中很有可能消化吸收,也很有可能传出输出功率。,p=ui表明元件传出的输出功率,P0传出正输出功率(传出),P<0传出负输出功率(消化吸收),2.u,i非关系参考方向,32,例U1=10V,U2=9V。各自求开关电源、电阻器的输出功率。,I=UR/5。

PR=URI,PU1=U1I,PU2=U2I=51=5W,P发=10W,=(U1U2)/5,=(105)/5=1A,=51=5W,(消化吸收),=101=10W,(传出),(消化吸收),P吸=55=10W,P发=P吸(输出功率守恒定律),33,习题,求各元件消化吸收或传出的输出功率,并表明是消化吸收或传出输出功率。,b.,a.,c.,d.,f.,34,电阻、电灯泡、加热炉等在一定标准下可以用电阻器元件做为其实体模型。,一.线形电阻器元件:任何时候直流电压两者之间电流正相关的电阻器元件,通称电阻器。,1.标记,R,(1)工作电压与电流的参考方向设置为一致的方向(关系参考方向),R,2.欧姆定律(OhmsLaw),uRi,R称之为电阻器,是一个正的实参量。

1.4电阻器元件(resistor),35,光电流特点曲线图:,Rtg,光电流特点:电阻器元件工作电压与电流的关联曲线图。,令G1/R,G称之为氧化还原电位,则欧姆定律表明为,电阻的单位:(欧)(Ohm,欧母),uRi,电阻器(R)既表明一个电阻器元件,又可以表明此元件的主要参数。,氧化还原电位的企业:S(西)(Siemens,西门子PLC),iGu,电阻器元件的光电流特点是一条过起点的平行线。,36,(2)电阻器的工作电压和电流的参考方向反过来(非关系参考方向),则欧姆定律写成,uRi,公式计算务必和参考方向配套设施应用!,任何时候线形电阻器元件的工作电压(或电流)彻底由同一時刻的电流(或工作电压)所决策,而与该時刻之前的电流(或工作电压)不相干,那样,电阻器元件经常称作是无记忆力元件。

R,或iGu,37,3.输出功率和动能,所述結果表明电阻器元件在任何时候一直耗费输出功率的。,p吸ui,p吸ui,输出功率:,R,i2R,u2/R,(Ri)i,i2R,u(u/R),u2/R,38,动能:能用输出功率表明。从t到t0电阻器耗费的动能:,4.引路与短路故障,针对一电阻器R,,当R=0,当R=,*理想化输电线的阻值为零。,短路故障,引路,R,i为比较有限值时,u=0。,u为比较有限值时,i=0。,短路故障,引路,39,二.线形时变电阻器元件,时变电阻器:u、I仍是占比关联,但电阻器R是時间t的涵数。光电流特点曲线图随時间更改。,工作电压电流的管束关联:,ut=Rtit,it=gtut,三、离散系统电阻器,离散系统电阻器元件的光电流特点曲线图并不是根据起点的平行线。

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