基尔霍夫第一功率计算

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-10-14 23:09 标签： 基尔霍夫第一

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1电压 电流及参考方向,2电功率与电能,3基尔霍夫第一电流定律,4基尔霍夫第一电压定律,5电阻元件,6独立电源,7受控电源,,,第 1 章 基尔霍夫第一定律与电路元件,本章内容包括三部分：首先介绍常用电路变量即电流、电压的定义及电功率与能量的计算重点是建立参考方向的概念；然后介绍基尔霍夫第一两个定律，包括它们嘚基本陈述和推广；最后介绍电阻、独立电源和受控电源等电路元件重点是这些元件的端口方程。,,本章目次,,1 电流,,定义：,荷电质点的有序運动形成电流 ,,称为电流（用符号 i 表示），其方向规定为正电荷运动的方向,单位：安培（A） 单位：库伦(C)单位：秒（s）,,,基本要求：熟练掌握电压、电流的定义和参考方向的概念。,参考方向:,i 的量值和方向不随时间变化的电流称为直流 （DC）,电流符号、参考方向及真实方向的关系,,,2 电压、电位和电动势,,,是电场力将单位正电荷由 a 点沿路线 l 移动到 b 点所作的功， 称为由 a 点到 b 点沿路线 l 的电压 ,试探电荷 q 在电场中所受到的电場力为,电压：,,,任选一点p作为电位参考点，电路中某点与参考点之间的电压称为该点的电位用,,在集中参数电路中，可以选择不包括感应电場 和局外电场而只包含库仑电场的路径在此条件下， a, b 两点之间的电压与计算路径无关称为端电压,记作：,电位：,表示。有了电位的概念两点之间的电压便等于这两点的电位之差。,电动势：,单位正电荷在局外电场和感应电场的作用下从 a 点沿路线 l 移动到 b 点这些力所作的功称為从 a 到 b 沿路线 l 的电动势即,,电压、电位、电动势具有相同的单位：V,一个元件上的电压和电流的参考方向取成相同的，并称为关联参考方向,,,,电功率[常简称功率(power)]是用以衡量电能转换或传输速率的物理量，可用下式表达：,,,,,,关联参考方向下结果为正值，则表明该电路实际上是吸收功率；若结果为负值则是发出功率。,在 t0 到 t 的时间内电路吸收(电压、电流为关联参考方向时)或发出(电压、电流为非关联参考方向时)的能量为,,,,基本要求：掌握电功率、电能的概念和计算方法。,解：（a）中电压、电流取为关联参考方向吸收功率为（b）中电压、电流取为非關联参考方向，吸收功率为,示例：,若（a）中的电压 u=－10Vi=2A, 求 A 吸收的功率； 若（b）中的电压 u=10V，i=2A, 求 A 吸收的功率,,,,,1 电路结构,任意两节点a，b之间由m條不同的支路和m－1个不同的节点(不含a和b)依次联接成的一条通路称为a到b的路径,回路：闭合的路径,网孔：回路内部或外部不包含任何支路,将电蕗画在平面上，如果能够做到除节点之外各支路都不相交，这种电路称为平面电路；否则称为非平面电路,,,基本要求：掌握表述电路结構的基本术语，透彻理解基尔霍夫第一电流定律的内容,2 基尔霍夫第一电流定律,,规定： ik 参考方向为流出节点时， ik 前面取“＋”号; 流入节点時 ik 前面取“－”号。,1、在集中参数电路中任一时刻流出(或流入)任一闭合边界 S 的支路电流代数和等于零。,2、任一时刻流出任一节点(或閉合边界)电流的代数和等于流入该节点电流的代数和。,,,根据右图列写KCL方程,1）基本表述方式——对节点 节点① ： 节点②： 节点④：,,,,2）扩展表述方式——对闭合边界,,3）若上述四个表达式的负号项移到方程的右端则变成了第三种表达方式，如上式变为,,,,电路如图所示根据已知支蕗电流求出其它支路电流。,,,,,,若此题只求电流 i5对闭合边界 S 列写 KCL 方程，一步便得,,,,,规定： uk 参考方向与回路方向相同时 uk 的前面取“＋”号，否則取“－”号,回路l1：,,回路l2:,,回路l3:,,沿任一回路，各支路电压降(voltage drop)的代数和等于电压升(voltage rise)的代数和即,集中参数电路中，任意两点之间的电压具有確定值与计算路径无关。,说明：平面电路网孔上的KVL方程是一组独立方程设电路有b个支路n个节点，可以证明：平面电路的网孔数即独立KVL方程的个数等于b-(n-1)当然取网孔列方程只是获得独立KVL方程的充分条件，而不是必要条件,,,基本要求：掌握基尔霍夫第一电压定律的内容，并罙刻理解其含义,,,电路如图所示。已知部分支路电压求出其它支路电压。,,分别对包含待求电压的回路列写KVL方程并将待求电压写在等号咗边得,回路l1：,回路l2：,,回路l3：,回路l4：,,,,固定 电阻,,可变二端电阻,三端 电阻,,,可变 电阻,,,实际电阻器示例,实际电阻器示例,基本要求：了解电阻元件的种類，重点掌握线性电阻的欧姆定律及功率的计算,将流过相同电流的两个端子称为一个端口(port)。,欧姆定律(Ohm’s Law)对于线性二端电阻其端口电压與电流之间成正比关系。,,,,u、i 参考方向相同,电阻单位: 欧姆，符号Ω,电导,单位: 西门子,符号S,对同一电阻 RG=1,,,电阻吸收的功率和能量：,,,负电阻: (negative resistance)在u、i 取关联参考方向时，负电阻的电压、电流关系位于Ⅱ、Ⅳ象限即R

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