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1、万用表组装,项目一 电路基本概念和基本分析方法,知识重点,1.电流电压正方向；参考方向；电功率计算 2.电阻欧姆定律及各种特殊电阻 3.电压源、电流源伏安特性 4.基尔霍夫定律 5.电容伏安关系及工作特性,知识难点,1.电流源 2.叠加定理、戴维南定理,教学导航,必须掌握的理论知识,1.电流电压方向、参考方向；电位概念；电功率计算 2.电阻欧姆定律；电桥电路平衡条件 3. 电压源、电流源伏安特性及等效变换 4.基尔霍夫定律及支路电流法 5.叠加原理与戴维南定理6. 电容伏安关系及工作特性,必须掌握的技能,1.万用表使用 2.元件焊接及直流电路组装基本技能,教学导航,主要内容,项目任务实物图器械
2、与元件背景知识任务操作与指导考核要求,万用表组装,项目任务,实物图,器械与元件,1.1 电路模型1.2 电路基本物理1.3 欧姆定律 1.4电压源与电流源1.5 基尔霍夫定律1.6 叠加定理与戴维南定理1.8 电容充、放电,背景知识,1.1 电路模型,知识分布网络,1.1 电路模型,各种电气元件按一定方式组合起来构成的总体。它提供了电流流通的路径。,（3）控制元件及联结导线各种形式的开关、导线等,2 电路组成：,（1）电源：把其它形式的能量（信号 ）转化成电能（电信号）如干电池、蓄电池、发电机等。,（2）负载：或称用电器。电能（电信号）转化成 其它形式的能量（信号 ）如电灯、电动机等。,1 电
3、路：,例如：手电筒电路,电源,开关,负载,1.1 电路模型,（1）用于电能传输、分配、与转换如照明用电电路 这种电路特点是工作电压高、传输电能大、常称为强电电路。（2）用于信息传递和处理如扬声器电路 这种电路特点是工作电压、电流小，传输电能小，常称为弱电电路。,3 .电路根据功能分类：,照明用电,发电机,升压变压器,降压变压器,电灯,热能,水能,核能转电能,传输分配电能,电能转换为光能,扬声器,放大器,扬声器,将语音转换为电信号,信号转换、放大、信号处理,接受转换信号的设备,1.1 电路模型,4 电路模型,在一定条件下，忽略实际电工设备和电子元器件的一些次要性质，只保留它的一个主要性质，并用一
4、个足以反映该主要性质的模型理想化电路元件来表示。,(1) 理想化电路元件：,如：,常见的理想电路元件,）理想化电阻元件：表现为电阻性，电能转换为热能。是耗能元件。,）理想化电感元件：表现为电感性，建立磁场储存磁场能，是储能元件,）理想化电容元件：表现为电容性，建立电场储存电场能，是储能元件,1.1 电路模型,将实际元件理想化，由理想化的电路元件组成的电路。,如： 手电筒的电路模型,理想化导线,理想化电阻,理想化电源,( 2 ) 电路模型：,1.2 电路基本物理量,知识分布网络,1.电流,（1）定义：,在电场的作用下，电荷有规则的定向移动形成电流,单位时间内通过导体横截面积的电荷量,大小和方向都
5、随时间改变的叫交流，用 i 表示,（3） 电流的单位：,1安培（A）=1000毫安(mA) 1毫安(mA)=1000微安(A),i = dq/dt,（2）电流大小电流强度（简称电流）：,大小和方向都不随时间改变的叫直流，用 I 表示,问题： 在复杂电路中难于判断元件中物理量 的实际方向，电路如何求解？,？,（4） 电流的方向：,规定正电荷运动的方向为电流的实际方向。,为了方便复杂电路的分析和计算，往往任意选定某一方向作为电流的正方向，也称参考方向。常常用箭头表示。,电流实际方向,电流实际方向,I 0 参考方向与实际方向一致I 0 参考方向与实际方向一致 U 0，说明元件在吸收电能，一定是负载，
6、求出的P 0，说明元件在发出电能，一定是电源。,电源可能提供电能也可能吸收电能 ，提供电能相当于电源，吸收电能相当于负载。,提示！,1.3 电阻,知识分布网络,1.3.1 电阻元件,有电阻特性，是消耗电能的元件,2.电阻元件分类：,线性电阻,非线性电阻,1. 定义：,1.3.1 电阻元件,按材料分碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻,薄膜电阻器,绕线电阻器,滑线电阻器,电位器,1.3.2 欧姆定律,U和 I 为关联正方向时：,U和 I 为非关联正方向时：,注意：用欧姆定律列方程时，一定要在 图中标明参考方向。,直流电桥,c,检流计电流为0；c、d两点电位相等,相对桥臂电阻乘积相等 即：,知识拓展电桥
7、电路,电桥平衡的特征：,电桥平衡的条件：,电桥的应用：,测外界信号如温度、压力等,1.4 电压源与电流源,知识分布网络,1.4 .1 电压源, 理想电压源(恒压源),特点:,(1)输出电压恒定U Es,(2)输出电流取决于外电路。(3)内阻 r=0,伏安特性,1.4 .1 电压源,（2）实际电压源,1.4 .2 电流源,（1）理想电流源(恒流源) RO= 时的电流源,伏安特性,特点:,(1) 输出电流恒定I= IS, 与端电压无关。(2) 输出端电压取决于外电路。(3) 内阻 r=,1.4 .2 电流源,RO越小，特性越陡,（2）实际电流源,1.4.3 电压源与电流源等效变换,I = I U=
8、 U,对外的电压、电流相等。,即：,等效的概念：,电压源、电流源等效互换公式,电压源、电流源外特性表达式为,U= U,I = I ,电压源：,电流源：,（1）“等效”是指“对外”等效（等效互换前后对外伏-安特性一致），对内不等效。,（2）恒压源与恒流源不能等效变换。,提示！,1.5 基尔霍夫定律,知识分布网络,1.5 基尔霍夫定律,支路：电路中每一个分支,节点：三个或三个以上支路的会交点,回路：电路中任一闭合路径,网孔：内部不含其它支路的回路又称独立回路,复杂电路的几个术语,用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系,其中包括基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律两个定律。,支路：ab、ad、
9、（共6条）,节点：a、 b、 . (共4个）,1.5.1 基尔霍夫电流定律（KCL）,在任一瞬时，流出节点电流之和等于流入该节点电流之和。,另一说法：流出电路中某节点电流代数和为0。其中流出取正，流入取负。,Ii IO,I,I1 I3 I2 I4,或,I1 I3 - I2 - I4=0,1、定律内容：,推广：适用于封闭面,I1 I2 I3,IB IC IE,1.5.2 基尔霍夫电压定律（KVL）,在任一瞬时，对电路中任一回路，沿任意循行方向转一周，各元件电压代数和为0，其中与回路绕行方向一致的元件电压取正，相反的取负。即：,U,1、定律内容：,回路绕行的方向是指回路的循回方向，一般取顺时针方向
10、为绕行方向。,提示,回路 a-b-c-a:,回路 a-d-b-a:,回路 a-d-b-c-a:,2、电压定律扩展应用假想的闭合回路,1.5.2 基尔霍夫电压定律（KVL）,1.5.3 支路电流法,以各支路电流为未知量依据基尔霍夫两条定律列方程的分析方法称为支路电流法,1.支路电流法的概念,1.5.3 支路电流法,1.确定电路支路数B，并标各支路电流参考方向,4. 解联立方程组,2. 确定节点数N，列出(N -1) 个节点电流方程,3. 对网孔回路列电压方程,节点数 N=2支路数 B=3,I1 I3 I3,2. 解题步骤：,1.6 叠加定理与戴维南定理,知识分布网络,1.6.1叠加定理,在线性电
11、路中，若有多个电源共同作用，则电路中任何支路的电流，或任意两点的电压等于各电源单独作用时产生电流或电压分量代数和。,1.叠加定理,叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令E=0；暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令 Is=0。,提示,迭加定理只适用于线性电路,1.6.1叠加定理,+,原电路,E1单独作用,E2单独作用,（2）各电源作用分量电流、电压与总电流、电压参考方向一致取正，相反取负。,（1）解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。,提示,2. 叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令E=0；暂时不予考虑的
12、恒流源应予以开路，即令 Is=0。,1. 叠加定理只适用于线性电路（电路参数不随电压、电流的变化而改变）。,3.解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。,提示！,4.叠加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来求功率。,1.6.2 戴维南定理,二端网络：若一个电路只通过两个端点与外电路 相联，则该电路称为“二端网络”。,无源二端网络： 二端网络中没有电源,有源二端网络： 二端网络中含有电源,1.6.2 戴维南定理,任何一个线性含源二端网络可等效为一个电压源，等效电压源的定值电动势等于含源二端网络的开路电压，等效电压源内阻等于含源网络内电源作用置0后，剩下的纯电阻网络的等效电阻。,1. 戴维南定理内容,注意：“等效”是指对端口外等效,2. 有源二端网络用电压源模型等效的概念,即：,U= U,I= I,1.6.2 戴维南定理,1.6.2 戴维南定理,
