2010-2011-2学期电路理论电子教案(第01讲)

之第1页课程定位“电路”课程是高等学校电子与电气信息类专业的重要的基础课，是所有强电专业和弱电专业的必修课。“电路”课程以分析电路中的电磁现象，研究电路的基本规律及电路的分析方法为主要内容。“电路”课程理论严密、逻辑性强，有广阔的工程背景。通过本课程的学习，对树立学生严肃认真的科学作风和理论联系实际的工程观点，培养学生的科学思维能力、分析计算能力、实验研究能力和科学归纳能力都有重要的作用。通过本课程的学习，使学生掌握电路的基本理论知识、电路的基本分析方法和初步的实验技能，为进一步学习电路理论打下初步的基础，为学习电子与电气信息类专业的后续课程准备必要的电路知识。之第2页使用教材《电路》（第五版），邱关源（原著），罗先觉（修订），高等教育出版社，2006年5月1.《电路》学习指导与习题分析，刘崇新、罗先觉编著，高等教育出版社，2006年12月2.《电路基础》（第二版），吴大正主编，西安电子科技大学出版社，2007年2月3.《电路分析》，胡翔骏主编，高等教育出版社，2001年6月4.《电路分析基础》（第三版），李瀚逊主编，高等教育出版社，2006年3月参考教材之第3页学习方法课前预习，课堂理解，课后练习，温故知新把握重点，突破难点，注重特点，融会贯通重视实践，勤思多练，善于归纳，勇于创新平时成绩：30%考试成绩：70%考核方式有下列情形之一者将取消其理论课考试资格：（1）实验课考核不及格者；（2）作业缺交1/4及以上者；（3）未经许可无故缺勤达16学时及以上者（迟到、早退1次算缺勤1学时）；（4）平时成绩在60分以下者（满分100）。之第4页课程编号：21050105课程相关信息课程学时：64学时课程学分：4学分课程实验：24学时、1学分、独立设课答疑地点：电子技术实验室（3）（3–326）答疑安排答疑时间：每周星期三的下午（第5～8节课）教师姓名：于军教师电话：[phone]任课教师信息之第5页预祝学生们期末取得优异的成绩！之第6页§1-1电路和电路模型一、电路的组成和功能1、实际电路为完成某种预期目的而设计、安装、运行，由电路部件和电路器件相互连接而成的电流通路装置。实例之一：手电筒电路手电筒电路的组成：（1）电池（2）灯泡（3）开关和导线实例之二：热电偶测温电路热电偶测温电路的组成：（1）热电偶（2）毫伏表（3）导线毫伏表热电偶导线mV电池开关灯泡之第7页2、电路的组成（1）电源电能或电信号的发生器称为电源。（2）负载用电设备称为负载。（3）中间环节连接电源和负载的部分称为中间环节。3、电路的功能（1）能量的传输、分配与转换；例如：电力系统中的输电电路。（2）信息的传递、控制与处理。例如：扩音机系统。本书讨论的对象不是实际电路而是实际电路的电路模型。二、电路模型1、电路模型实际电路的电路模型由理想电路元件相互连接而成。需要说明的是:重点说明之第8页2、理想电路元件理想电路元件是具有某种确定的电磁性质并有精确数学定义的基本结构，是组成电路模型的最小单元。3、电磁性质（1）消耗电能；（4）供给电能；（3）储存电场能；（2）储存磁场能；电阻元件电感元件电容元件电压源元件电流源元件RCLuSiS①基本理想电路元件有三个特征：（a）只有两个端子；（b）可以用电压或电流按数学方式描述；（c）不能被分解为其他元件。需要说明的是:重点说明之第9页②具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一定条件下可用同一电路模型表示；③同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路模型可以有不同的形式。例：电感线圈的电路模型（1）在直流情况下（2）在低频交流情况下（3）在高频交流情况下电感线圈4、实际电路与电路模型实例电池开关灯泡RSUSSRL实际电路电路模型之第10页一、电路中主要物理量电路中的主要物理量有电压u、电流i、电荷q、磁通Φ、能量w、电功率p等。在线性电路分析中人们主要关心的物理量是电流i、电压u和功率p。二、电流的参考方向（1）电流带电粒子有规则的定向运动。（2）电流强度单位时间内通过导体横截面的电荷量。即：（3）电流单位国际制单位：A（安培）常用单位：kA、mA、A（4）电流方向§1-2电流和电压的参考方向dtdqi规定正电荷运动的方向。元件（导线）中电流流动的实际方向只有两种可能:实际方向实际方向之第11页对于复杂电路或电路中的电流随时间变化时，电流的实际方向往往很难事先判断，怎么办？（5）电流参考方向任意假定一个正电荷运动的方向即为电流的参考方向。电流是矢量，既有大小又有方向。（6）电流的参考方向与实际方向的关系（7）电流参考方向的表示方法问题参考方向i或参考方向i参考方向i实际方向参考方向i实际方向0i0i①用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。i参考方向需要说明的是:重点说明之第12页二、电压的参考方向（1）电位单位正电荷q从电路中一点移至参考点（V＝0）时电场力做功的大小。（2）电压单位正电荷q从电路中一点移至另一点时电场力做功的大小。（3）电压单位②用双下标表示：如iAB,即表示电流的参考方向由A指向B。iAB参考方向ABdqduw即：国际制单位：V（伏特）常用单位：kV、mV、V（4）电压方向电位真正降低的方向。电路元件中电压的实际方向只有两种可能:实际方向实际方向或之第13页复杂电路或交变电路中，两点间电压的实际方向往往不易判别，给实际电路问题的分析计算带来困难。（5）电压（电位降）参考方向假设高电位指向低电位的方向。（6）电压的参考方向与实际方向的关系（7）电压参考方向的表示方法问题参考方向u或参考方向u电压是矢量，既有大小又有方向。需要说明的是:重点说明0u参考方向u实际方向参考方向u实际方向0u①用箭头表示：箭头的指向为电压的参考方向。u参考方向之第14页例1：已知4C正电荷由a点均匀移动至b点电场力做功8J，由b点移动到c点电场力做功为12J，（1）若以b点为参考点，求a、b、c点的电位和电压Uab、Ubc;（2）若以c点为参考点，再求以上各值。②用双下标表示：如uAB,即表示电压的参考方向由A指向B。uAB参考方向AB③用正负极性表示：“+”表示正极（高电位），“-”表示负极（低电位）。u参考方向abcabc之第15页电路中电位参考点可任意选择；参考点一经选定，电路中各点的电位值就唯一确定；当选择不同的电位参考点时，电路中各点电位值将改变，但任意两点间电压保持不变。三、关联参考方向电路元件的电压u和电流i采用相同的参考方向称之为关联参考方向。反之，称为非关联参考方向。结论关联参考方向uiui非关联参考方向例2:电路如图所示，问：对A、B两部分电路电压电流参考方向关联否？ABui之第16页需要说明的是:重点说明③参考方向不同时，其表达式相差一负号，但电压、电流的实际方向不变。②参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注（包括方向和符号），在计算过程中不得任意改变。①分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。课后作业之第17页