电路与电路模型
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授课日期: 2012 年 2 月 17 日 第 1 周 星期 5 授课课题: 第一节 电路的组成及作用 授课时数 2 教学目标要求: 知识目标:(1)了解电路的两种功能。
(2) 掌握电路的三种状态。
(3)掌握电路的四个基本部分。
能力目标:了解电路的各部分的功能,学会看电路图并自己画电路图分析。
教学重点难点:电路的两种功能、电路的三种状态 电路图。
教学方法:多媒体教学 授课式 教学过程及内容: 引入日常生活中,我们见过的电路有哪些?它们是由些什么元器件组成的?能完成什么样功能?(由学生举例日常生活中常见的电路)这些是我们今天要学习的内容。
授新第一节 电路的组成及作用一、电路的基本组成 1.什么是电路电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式联接起来的总体,为电流的流通提供了路径。
2.电路的基本组成电路的基本组成包括以下四个部分:(1) 电源(供能元件):为电路提供电能的设备和器件(如电池、发电机等)。
(2) 负载(耗能元件):使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电器)。
(3) 辅助元件:控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。
(4) 联接导线:将电器设备和元器件按一定方式联接起来(如各种铜、铝电缆线等)。
3.电路的状态(1) 通路(闭路):电源与负载接通,电路中有电流通过,电气设备或元器件获得一定的电压和电功率,进行能量转换。
(2) 开路(断路):电路中没有电流通过,又称为空载状态。
(3)短路(捷路):电源两端的导线直接相连接,输出电流过大对电源来说属于严重过载,如没有保护措施,电源或电器会被烧毁或发生火灾,所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置,以避免发生短路时出现不良后果。
二、电路的两种功率能简单的直流电路图1-2 手电筒的电路原理图 ● 第一种作用是对能量进行转换,传输和分配。
如发电机。
● 第二种作用是对信号进行传递,控制和“加工处理”。
如电视机。
三、电路模型和电路图由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型,也叫做实际电路的电路原理图,简称为电路图。
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开始§1-1
电路与电路模型
电路
电路:最基本电路:电源、负载、导线,以及各种开
关等控制设备。
提供能量的部件(例电池、发电机等)。
用电设备,消耗电能的部件或接受电信号的
器件(例照明灯、电炉、喇叭等)。
将电路中的各个组成元件连成统一的整体电源(source ):负载(load ):导线:功能:•电力系统:电能的产生、传输、存储、转换、变换。
•通信系统:信号的传递、存储、处理
输入电路的信号(如电源)。
经过电路传输和加工处理后所得到的信号。
激励:响应:
实际电路:都是有电源、电阻器、电容器、电感线圈、集成电路等具体的元器件和设备相
手电筒的结构示意图
电路模型:对实际电路进行科学的抽象,用电路模型代替实际的电路。
电路元件:构成电路模型的最小单元:
耗能元件:电阻;
集总参数元件(lumped parameter element):当实际电路的尺寸远小于其使用时最高工作
集总电路模型:
由集总参数元件组成的电路。
分布参数电路(distributed parameter circuit ):
当实际电路的尺寸大于其最高工作频率所对应的波长或两者属于同一数量级时。
我国工业用电频率50Hz ,其对应波长为6000Km,而实际电路的尺寸远小于这一尺寸,因此大都是集总电路。
但是,对于远距离的电路通信线路或者电力输送等,却不符合这一尺寸条件。
电路和电路模型电路是指包含电源、导线、电阻、电容、电感等元件的系统,能够实现电能的传输、转换、控制等功能。
电路被广泛应用于电子设备、通信设备、家用电器、汽车等各个领域。
而电路模型是对电路进行数学建模和分析的方法,是理论研究电路行为和设计电路的重要工具。
电路包含了若干个元件(如电源、电阻、电容、电感等),这些元件之间通过导线相连,形成了电路。
电路中电荷沿着电路的导线运动,形成了电流。
根据欧姆定律,电流与电压成正比,与电阻成反比。
这启示我们可以通过设计和连接不同的电阻、电流、电源和电容来实现特定的电路功能。
在实际应用中,通过特定的电路设计可以实现信号放大、数据处理、电源管理等功能。
电路的组成元件是电子元件,即储能件、控制流通与障碍流通的元件等,它们是电路的功能建筑。
电路中的储能元件存储电场能量,包括电容和电感。
电路中的控制流通与障碍流通的元件是指电导材料、二极管、三极管、场效应管、MOS管、运算放大器等元件。
这些元件能够通过电场或磁场等控制电流或电压,实现对电路行为的控制和调节。
电路模型是对电路进行数学建模的方法,通过数学方程描述电路的特性,可用于电路的理论分析和设计。
根据描述电路的方程形式,电路模型可以分为时域模型和频域模型。
时域模型描述电路的时间响应,由微分方程或差分方程表示电路元件的电压或电流与时间的关系。
频域模型则利用傅里叶变换将时域信号转换为频域信号,并进行频域分析,可以得到电路的频率特性。
电路模型对电路行为的分析有着重要的作用。
比如,在模拟电路中,模拟信号会经过若干个电路元件的影响,这时需要对电路进行分析,以确定电路的响应和性能。
在数字电路中,数字信号经过二进制数值转换输出,需对电路进行逻辑分析和时序分析。
在通信电路中,需要对电路进行频率特性和时域特性的分析,以保证信号传输的稳定性和可靠性。
总之,电路和电路模型是理论和应用领域重要的概念。
电路是电子设备的核心组成部分,电路模型则是对电路的理论分析工具。