Video在线视频

同学们好

电路与电工实验网络视频课今天开始了

希望我们对课程的讲述

能使你们快速把握课程主旨

我们在后台的陪伴

能帮助你们愉快完成学习进程

电路与电工实验主要针对线性二端元件构成的电路

是一门研究电能在技术领域中应用的技术基础课

为分析电机电路

电子技术以及信号传输网络等奠定基础

课程包括电路理论和电工实验两个部分

电路理论部分包括直流与交流

暂态与稳态

各种二端元件与各种激励的特性分析

电工实验部分包括实验台实验操作

和电路的仿真分析

学习了电路理论

电工技术中磁路和电机部分的应用分析

可结合电磁理论对其建立电路模型后展开

我们首先看看什么是电路呢

电路就是电流流通的路径

是由某些元 器件为完成一定功能

按一定方式组合后的总称

如图由电池 灯珠

开关加上导线就可以构成一个照明电路

比如手电筒

其中

电池是电源元件

其参数为电动势E和内阻Ro

灯泡主要消耗电能

是电阻元件

其参数为电阻R

开关用来控制电路的通断

筒体连接电池和灯泡

其电阻忽略不计

认为是无电阻的理想导体

这样用特定符号按功能关系连接而成的图形

称为电路模型

工程问题分析的工具是数学

我们根据实际电路电磁特性

用理想电路元件

或其组合来模拟实际电路中的器件

构成与实际电路相对应的电路模型

简称电路

这个建模过程是我们分析问题的起点

比如对一个绕线线圈

我们可以视其工作场所

建立成一个纯电感元件L的电路模型

或者是一个电感元件L

与一个电阻R串联的电路模型

其差别就在于考不考虑线圈的发热

电路模型的建立

主要根据构成电路的作用而定

电路的作用有两条

一是实现电能的传输 分配与转换

如发电机组的输出通过变压

把电能送给电灯 电动机等用电器件使用

二是实现信号的传递与处理

比如话筒接受并转换的微弱电流信号

经放大送给扬声器发出较大的声音

因此电路的组成

可分为提供电能的电源部分

和取用电能的负载部分

供给的电能或信号由中间环节来合理分配

同时满足双方的功能需要以及性能条件

实现信号传递与处理的电路

电源常称为信号源

当然信号转换与处理的器件

也需要被提供其正常工作的能源

即图示中的直流电源部分

电源或信号源的电压或电流称为激励

它推动电路工作

由激励所产生的电压和电流称为响应

本课程究竟做什么呢

我们回顾一个例题

如图

求图示电路中的电流

根据已有的电路知识

我们很容易求出电流IL=Us比上R和RL之和

如果增加一个电源Us1呢

我们也容易知道表达式分子变成Us和Us1之差就好了

如图再增加一个支路呢

我们暂时解决不了

这个问题不会求的原因

是电路中出现了两个回路

我们对电路结构的约束关系

缺乏合适的分析方法

很快我们会知道这个电路问题

将是我们课程要解决的最简单问题

因此

本课程的任务有三条

一是掌握电路结构约束关系的分析方法

二是掌握电路模型中

不同电子元件的特性约束

三是分析工程应用电路输入输出的传输关系

那么学习本课程的基本方法我们给大家三条建议

一 重点放在电路器件的物理概念和基本分析方法上

要善于比较知识和方法的共性与差异

第二 看完视频讲述要做适当的习题

解题时要注重定理公式应用的范围

以及器件变量的应用场合

书写有条理

绘图要规范

变量标明方向

答数注明单位

三 要重视课程的实践性和工程应用性

将实验内容与理论分析相结合

电路中的物理量有

电压 电流 电荷 磁链 能量 电功率等

在线性电路分析中主要关心的是电流

电压和功率

单位时间内通过导体横截面的电荷量

称为电流

即i=dq比dt

单位正电荷q从电路中一点

移至另一点时电场力做功（W）的大小

称为电压

即u=dw比dq

这个物理量在不同的应用场合

也用电位或者电动势表示

电压和电流都是有方向的

且只有正负两个方向

正电荷运动的方向就是电流方向

电场力做功的正负代表两点电压的高和低

如下表所示

在处理电路问题时

首先在电路图中取参考方向

用箭头或者正负极性表示

实际方向与参考方向一致

电流(或电压)值为正值

实际方向与参考方向相反

电流(或电压)值为负值

如图

如果R0=1Ω R=10Ω

那么

电压U的参考方向与实际方向相同

U = 2.8V

方向由+指向-

电压U′的参考方向与实际方向相反

U′= –2.8V U = – U′

同理 电流I=0.28A

由+流向-

I = – I′

电动势为E =3V

方向由负极指向正极

单位时间内电场力所做的功称为电功率

即p=dw比dt

进而可继续推演成ui的乘积

电功率是电能转换速率的表示

功率的正负指电场力做功

还是克服电场力做功

即表示器件是吸收功率还是发出功率

开路与短路是电路的常用术语

如图开关断开 称为开路

此时 电流为0

开口电压等于电源端电压

即开路电压 功率为0

所以开路的特征为

一 开路处的电流等于零

二 开路处的电压 U 视电路情况而定

端子被短接 称为短路

此时

短路电流（很大）

负载电压和功率均为0

电源产生的能量全被内阻消耗掉

所以短路的特征为

一 短路处的电压等于零

二 短路处的电流 I 视电路情况而定

电位是指电路中某点至参考点的电压

记为“VX”

通常设参考点的电位为零

用接地符号表示

某点电位为正

说明该点电位比参考点高

某点电位为负

说明该点电位比参考点低

如图示电路

取b为参考点

可知c点和d点电位为+140V和+90V

于是电路可简化表示为

下面我们通过一个实例

熟悉电位表示的简化电路的应用

图示电路

计算开关S 断开和闭合时A点的电位VA

当开关S断开时

各处均开路

电流 I1 = I2 = 0

电位 VA = 6V

当开关闭合时

电路等同于图（b）

电流I1在闭合路径中流通

电流 I2 依然= 0

电位 VA = 0V

对于电位表示的简化电路

需要注意以下两点

一 电位值是相对的

参考点选取的不同

电路中各点的电位也随之改变

二 电路中两点间的电压值是固定的

不会因参考点的不同而变

即与零电位参考点的选取无关

下面我们做一个小结

一 本课程讨论的是线性二端元件构成的电路

关注的是电路的分析方法

二 电压 电流和电功率

是电路分析的基本物理量

三者都有正负之别

代表实际电路中各物理量的大小和性质

在分析电路问题的开端

必须首先标明所取变量的参考方向

三 电路模型是电路分析的依据

电路模型的建立是由具体电路器件的功能

和性能而决定

它直接影响理论分析的便捷性和精确程度

四 开路 短路以及用电位表示的电路

是分析电路问题的良好助手

需要注意的是电位值是相对的

因参考点不同而变化

看完视频请大家结合教材和网站习题

展开讨论和应用

谢谢