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《电工基础》课件第一章电路的基本概念和基本定律第一节电路和电路模型第二节电路的基本物理量第一节电路和电路模型一、电路的组成1.学生列举一些日常生活中常见的电路2.电路的三部分组成：电源（信号源）：供给电路电能（电信号）负载：接受电能或电信号中间部分：控制及连接部分（如导线，开关等）3.电路的基本作用：（1）实现电能的传输与转换（2）传递和处理信号二.电路模型1.引入电路模型的原因：我们在研究和分析一个实际电路时，对于一些与研究无关的因素我们无需考虑，比如负载电源的形状、大小等等，只考虑其电特性就可以。这样我们在画一个电路图时无需把实物的形状画出，可将电源负载等简单化，理想化。2.其中各部分的理想化模型如图所示：电阻电容电感++-eLiuLL-3.电路模型：由理想化元件构成的电路。三、电路的工作状态电路有三种工作状态如下图所示：(b)短路状态R(a)有载状态R0R0USSUSRR(c)开路状态R0SSUS（a)电源与负载构成闭合回路，电源处于有载工作状态，电路中有电流流过。(b)当a、b两点间用导线相连时，称电阻R1被短路。a、b间导线称为短路线，短路线中的电流叫短路电流。注:短路可分为有用短路和故障短路，故障短路往往会造成电路中电流过大，使电路无法正常工作，严重的会产生事故。(c)开关S断开或电路中某处断开，切断的电路中没有电流流过，此时的电路称为开路。开路又叫断路，断开的两点间的电压称为开路电压。注：开路也分为正常开路和故障开路。如不需要电路工作时，把电源开关打开为正常开路；而灯丝烧断，导线断裂产生的开路为故障开路，它使电路不能正常工作。第二节电路的基本物理量一、电流1、定义：电荷的定向运动2、电流是一个矢量既有大小又有方向方向：正电荷运动的方向大小：用电流强度来表示，电流强度是指单位时间内通过导体横截面的电荷量。电流强度习惯上又常被简称为电流。3.根据电流的大小和方向随时间变化情况，电流的分类：电流恒定电流（稳恒电流)时变电流脉动电流变动电流非周期性变动电流周期性变动电流非交变电流交变电流非正弦交流电正弦交流电恒定电流——大小和方向都不随时间变化的电流，简称直流。简写作“DC”，用“I”表示。时变电流——大小和方向或两者之一，随时间变化的电流称为时变电流，用“i”表示。脉动电流——方向不变，但大小随时间变化的电流，称为脉动电流。变动电流——大小和方向均随时间变化的电流，称为变动电流。周期性变动电流——每隔一段时间，总是重复前面的变化的变动电流，称为周期性变动电流。交变电流——在一个周期内，电流平均值为零的周期性变动电流称为交变电流，简称交流，简写作“AC”。正弦交流电——按正弦规律变化的交变电流，称为正弦交电。4.电流的计算公式:tqiiii直流的计算公式：交流的计算公式：5.电流的单位：安培（A）（国际单位制）,1安培表示1秒内通过截面的电荷量为1库仑。常用单位还有千安kA,毫安mA,微安µAii6.参考方向的引入：在分析电路时，对复杂电路中某一段电路里电流的实际方向有时很难确定，而且有时电流的实际方向还在不断地改变，因此在电路中很难标明电流的实际方向，为了解决这样的困难，引入了电流的“参考方向”这一概念。参考方向：在一段电路或一个电路元件中事先选定一个方向，这个选定的电流方向就叫做电流的参考方向。7.电流参考方向的表示：1）用实线箭头表示AB2）双下标表示，如iAB，其参考方向是由A指向B注（1）电流参考方向可以任意选定（2）参考方向一经选定，在电路分析和计算过程中，不能随意更改（3）所选定的电流参考方向并不一定就是电流的实际方向8.参考方向与实际方向的关系规定：若一致，则电流值为正，即i0若相反，则电流值为负，即i0即可以在选定的电流的参考方向下，据电流的正负来确定出某一时刻电流的实际方向二、电压和电位：（一）电压1.常用电压的分类：直流电压，用U表示交流电压，用u表示2.电压的大小：电路中任意A、B两点间的电压，在数值上等于电场力将单位正电荷从A点移动到B点所做的功。电压定义式：A、B两点间的直流电压表示为交流电压表示为4.电压的单位：在国际单位制中，电压的单位是伏特（V）。物理意义：当电场力将1库仑（C）的电荷量从一点移动到另一点所作的功为1焦耳（J）时，则该两点间的电压为1伏特（V）。电压的单位还有千伏（KV）、毫伏（mV）和微伏（μV），5.电压的参考方向用实线箭头或双下标表示。3.电压的实际方向定义为正电荷在电场中受电场力作用（电场力作正功时）移动的方向。6.电压的参考方向与实际方向的关系：一致时，电压值为正值，即u0相反时，电压值为负值，即u0如图所示：u(a)u＞0(b)uAB＜0ABAB（二)电位1.电位的定义：在电路中任选一点为参考点，则某点到参考点的电压就叫做这一点（相对与参考点）的电位。2.电位的表示：参考点在电路图中用符号“┷”表示。3.电位与电压的关系：两点间的电压就是该两点电位之差，电压的实际方向是由高电位点指向低电位点，有时也将电压称为电压降。4.引入电位后电压的参考方向的另一种表示方法：可以用“参考极性”的标注方法来表示，即在电路或元件两端标以“+”“-”符号，“+”号表示假设的高电位端，“-”号表示假设的低电位端，由“+”号指向“-”号的方向就是选定的电压参考方向2.参考点一经选定，在电路分析和计算过程中，不能随意更改注：1.电路中各点的电位值与参考点的选择有关，当所选的参考点变动时，各点的电位值将随之变动3.在电路中不指定参考点而谈论各点的电位值是没有意义的4.习惯上认为参考点自身的电位为零，即φO=0，所以参考点也叫零电位点。5.在电子线路中一般选择元件的汇集处，而且常常是电源的一个极作为参考点6.在工程技术中则选择大地、机壳等作为参考点