电工与电子技术(第2版)1194.pptxVIP

;1.1引言

1.1.1电路和电路的组成

通常把电流流通的路径叫做电路,但在讨论电路的普遍规律或复杂电路的问题时,又把电路称为网络。网络是电路的泛称,它具有更为广泛和普遍的意义。;1.1.2电路的模型化

实际的电路都是由实际的元件构成的。图1.1(a)所示为一简单的实际电路模型,它由电源、负载（用电设备）、连接导线和控制设备(开关)等组成。由于实际电路元件的特性往往比较复杂,因而为了方便分析和计算,通常采用模型化的方法来表征实际的电路元件。

模型化就是突出实际电路元件的主要电磁特性,忽略其次要因素,用理想的模型(也可以说使元件特性单一化)近似地反映实际元件的特性。图1.1(b)即为图1.1(a)的模型化电路。;;1.1.3电路的功能

电路的功能主要有两种：一是通过电路进行能量的传送和转换；二是对输入信号进行传递和处理,输出所需要的信号。在这两种功能中,电源或信号源的电压或电流是电路的输入,它推动电路工作,故又称为激励；负载或终端装置的电压、电流是电路的输出,又称为响应。电路的激励和响应如图1.2所示。;;

1.2.1电流

金属导体内部的自由电子在电场力的作用下做有规则的定向运动而形成电流。电流的大小用电流强度表示,定义为

(1.1);式(1.1)的物理意义是单位时间内通过导体横截面的电荷量,其中i表示电流强度,单位是安培,简称安,用大写字母Ａ表示；dq为微小电量,单位是库仑,用大写字母C表示；dt为微小的时间间隔,单位是秒,用小写字母s表示。

在物理学中规定正电荷运动的方向(或负电荷运动的反方向)为电流的实际方向(或真实方向)。在复杂电路中,电流的实际方向往往难以判断,为了分析问题方便起见,常引入参考方向的概念,即我们可以任意选择一个方向作为参考方向,而当实际的电流方向与参考方向相同时,此电流值定义为正值,相反时为负值,如图１.3所示。;;1.2.2电位、电压和电动势

1.电位

电路从本质上讲是一个有限范围的电场,在电路内的电场中,每一个电荷q都具有一定的电位能Ｗ(又叫电势能)。我们用物理量u来??征电场中任一点的电位能特征,称其为电位。电位定义为

(1.2);u在数值上等于单位正电荷在电场中某一点所具有的电位能,也可理解为电场力将单位正电荷从该点沿任意路径移到参考点所做的功。u的单位为伏特,简称伏,用大写字母V表示。dW表示电场力把dq从一点移到另一点所做的功,单位为焦耳,用大写字母J

表示。

要注意,电位是一个相对的物理量,它的大小和极性与所选取的参考点有关。参考点的选取是任意的,但通常规定参考点的电位为零,故参考点又叫做零电位点(习惯上取大地为零电位点,用符号“⊥”表示)。;电位虽是对某一参考点而言的,但实质上还是指两点间的电位差。参考点一经选定,该电路中各点的电位也就惟一确定了。不指定参考点,讨论电位就没有意义。电位在物理学中称为电势。;2.电压

电路中任意两点的电位差称为电压,它是衡量电场力做功的物理量。在数值上,电压等于单位正电荷在电场力的作用下,从电场中的一点移到另一点电场力所做的功。

电压有实际方向和参考方向之分。实际方向是指在电场力作用下正电荷移动的方向,定义为从高电位指向低电位,即电位降低的方向。参考方向的选取具有任意性,即在实际分析电路时,若难以判断电压的实际方向,可任意选取一端为高电位,另一端为低电位,这样由假定的高电位指向低电位的方向,即为电压的正方向(参考正方向)。

电压的实际方向与参考正方向一致时,电压为正值,否则为负值。没有标明电压的正方向,谈论电压的正负没有意义。;如图1.4所示,电压的正方向有三种表示方式：

(1)用箭头指向表示由假定的高电位到低电位。

(2)用符号“＋”和“-”表示假定的正负极性。

(3)用双下标表示。如图1.4中的Uab,它的下

标的第一个字母表示高电位点,第二个字母表示低电位点。

这三种方法通用,实际使用时可任选一种。;;3.电动势

电动势是度量电源内非静电力(化学力、电磁力等)做功能力的物理量,在数值上等于非静电力把单位正电荷从负极移到正极所做的功,其实际方向为使电位能升高的方向,即由低电位指向高电位。因此电动势和电压的实际方向相反。

电动势用E来表示,其单位和电位、电压一样都为伏特(V)。

通常用图1.5(a)所示的符号表示电池,用图1.5(b)所示的符号表示一般电源或信号源。通常用符号上标出的正负极表示假定正方向。;;1.2.3电功和功率

电场力把电量dq从电场中的一点移到另一点所做的功即为电功,用字母W表示。单位时间里电场力所做的功称为电功率,简称功率,用字母p表示,