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1、第一章第一章 电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律内容提要内容提要1.1 1.1 电路电路1.2 1.2 电流、电压、功率电流、电压、功率1.3 1.3 欧姆定律欧姆定律1.4 1.4 电路的三种状态电路的三种状态1.5 1.5 基尔霍夫定律基尔霍夫定律Date11.11.1 电路电路1.1.1 1.1.1 电路的作用电路的作用1.1.2 1.1.2 电路的组成电路的组成电路是电流流通的路径。电路是电流流通的路径。电能的传输和转换，信号的传递与处理。电能的传输和转换，信号的传递与处理。电源电源中间环节中间环节负载负载Date2负负载载电电源源中间环节中间环节1.1.3 1.1.3
2、电路模型电路模型Date31.21.2 电流、电压、功率电流、电压、功率 1.2.1 1.2.1 电流电流定义定义直流与交流直流与交流表示符号表示符号单位单位方向方向Ii1A=103mA=106A安培安培A A，简称安，用字母简称安，用字母A A表示表示电荷的定向运动形成电流。电荷的定向运动形成电流。电流的实际方向电流的实际方向电流的方向电流的方向Date4定义定义直流电压与交流电压直流电压与交流电压表示符号表示符号单位单位方向方向U（V） u（v）1V=103mV=106V 1kV=103V伏特伏特，简称伏，用字母简称伏，用字母V V表示表示电压实际方向：电压实际方向：电位降低的方向电位降低
3、的方向三种表示方法三种表示方法 双下标双下标 正负号正负号 箭头箭头电压的方向电压的方向1.2.2 1.2.2 电压电压电场力将单位正电荷从电场中的电场力将单位正电荷从电场中的a a点移到点移到 b b点所做的功，称为点所做的功，称为a a，b b两点间的电压。两点间的电压。Date5三个重要的概念：三个重要的概念：电位、电压与电动势电位、电压与电动势 电位电位电路中某点到参考点间的电压。电路中某点到参考点间的电压。参考点：参考点：U Ub b=0V=0Va a 点：点：U Ua ab b= =U Ua aU Ub b= =U Ua a 电动势电动势电源力将单位正电荷从低电位电源力将单位正电荷
4、从低电位b b 点移到高电位点移到高电位a a点所做的功。点所做的功。电动势用字母电动势用字母E E表示，单位伏表示，单位伏V V 。注意：注意：电动势的方向和电电动势的方向和电 源两端电压的方向相反。源两端电压的方向相反。Date6定义定义单位单位瓦特瓦特，简称瓦，用字母简称瓦，用字母WW表示。表示。1kW=101kW=103 3WW电场力在单位时间内所做的功，称为电功率，简称功率。电场力在单位时间内所做的功，称为电功率，简称功率。 表示符号表示符号P功率的计算功率的计算一个重要概念：U 和 I 的关联参考方向。为关联参考方向时：为关联参考方向时：功率计算公式：功率计算公式：P=UIP=UI
5、为非关联参考方向时为非关联参考方向时 ：功率计算公式：功率计算公式：P=P=UIUIP P0 吸收功率 (消耗) P P0 产生功率 (发出)1.2.3 1.2.3 功率功率Date7如图所示电路，如图所示电路， I I=80mA=80mA，E E=3V=3V，R ROO=0=0 ，求电源和收录机的功求电源和收录机的功 率各为多少？率各为多少？解解收录机为关联方向收录机为关联方向P=UIP=UI=3V80mA=3V80mA=240mW=0.24W =240mW=0.24W电源为非关联方向电源为非关联方向P=P=UIUI= =3V80mA3V80mA= =240mW=240mW=0.24W0.2
6、4W 例题例题 2 2如图所示电路，充电电流如图所示电路，充电电流I I= = 150mA150mA，E E=2V=2V，R ROO=0=0，求电源求电源 和充电器的功率各为多少？和充电器的功率各为多少？ 解解 电池的电压电池的电压U U与与 电流电流I I 为非关联为非关联 参考方向参考方向，故故 P=P=UI= UI= 2V(2V( 150mA150mA) )= =300mW=0.3W 300mW=0.3W 吸收功率吸收功率 充电器的电压充电器的电压U U与电流与电流I I 为关联为关联 参考方向参考方向，故故 P=UI= P=UI= 2V(2V( 150mA150mA) )= = 0.3
7、W 0.3W 产生功率产生功率 例题例题 1 1Date8电功即电能，该物理量用字母电功即电能，该物理量用字母A A（或（或WW）表示，计算公式是：表示，计算公式是：A=P tA=P t单位：单位：1W1s=1J 1W1s=1J 即即 1 1瓦瓦11秒秒=1=1焦耳焦耳工程上常用的单位是工程上常用的单位是 1 1度电度电= = 1kW1h=1kW1h=1kWh1kWh 千瓦小时千瓦小时 例题例题 3 3电饭锅额定功率电饭锅额定功率P P1 1=750W=750W，每天用每天用t t1 1=2h=2h；电视机额定功率电视机额定功率P P2 2=150W=150W，每天用每天用t t2 2=4h=
8、4h；电冰箱额定功率电冰箱额定功率P P3 3=120W=120W，每天用每天用t t3 3=8h=8h。试计算该家庭每月耗电多少度？试计算该家庭每月耗电多少度？解解 由公式由公式 A=P t A=P t 得得A= PA= P1 1 t t1 1+ + P P2 2 t t2 2 + + P P3 3 t t3 3A= A= ( (0.75kW2h+ 0.15kW4h+ 0.12kW8h ) 300.75kW2h+ 0.15kW4h+ 0.12kW8h ) 30= 91.8kWh ( = 91.8kWh (度度) )电功的计算电功的计算Date91.3 1.3 欧姆定律欧姆定律定义定义单位单位
9、关联方向与非关联方向的计算公式关联方向与非关联方向的计算公式公式公式流过电阻的电流与电阻两端的电压成流过电阻的电流与电阻两端的电压成 正比，与电阻成反比。正比，与电阻成反比。导出公式导出公式U=I RU=I R1A=1V/11A=1V/1电阻单位：欧姆电阻单位：欧姆 ，导出单位千欧导出单位千欧k=10k=103 3；兆欧兆欧M=10M=106 6。Date10例例 1.61.6如图所示电路，如图所示电路， E E1 1=40V=40V，E E2 2=5V; =5V; R R1 1= = R R2 2=10 =10，R R3 3=5 =5； I I1 1=3A=3A，I I2 2= =0.5A0
10、.5A，I I3 3=2A=2A。 分别取分别取d d、b b点为参考点，求各点电位点为参考点，求各点电位 和电压和电压U Uabab及及U Ubcbc ？解解 取取d d点为参考点点为参考点则有则有 U Ud d= 0V = 0V U Ua a= = E E1 1= 40V = 40VU Ub b= = U Ubdbd= = I I3 3 R R3 3= 2A5=10V= 2A5=10VU Uabab = = I I1 1R R1 1= 30V = 30VU Ubcbc = = I I2 2 R R2 2= 0.5A10=5V = 0.5A10=5VDate11课堂提问：课堂提问： b b点
11、为参考点，点为参考点， U Ua a= =？ U Ud d= = ？ U Ubcbc = = ？ U Ua a= = U Uabab = = I I1 1R R1 1= 30V = 30Vb b点为参考点点为参考点U Ud d= = U Udbdb = = I I3 3R R3 3= = 10V10VU Ubcbc = =U Ub b U Uc c = 0V= 0V( (5V)=5V5V)=5VU Ua a=? =?U Ud d=? =?U Ubcbc =?=?思思 考考a a点为参考点，点为参考点， c c点为参考点又如何？点为参考点又如何？如图所示电路，如图所示电路， E E1 1=40V
12、=40V，E E2 2=5V; =5V; R R1 1= = R R2 2=10 =10，R R3 3=5=5； I I1 1=3A=3A，I I2 2= =0.5A0.5A，I I3 3=2A=2A。 分别取分别取d d、b b点为参考点为参考点，求各点电位和电压点，求各点电位和电压U Uabab及及U Ubcbc ？Date12电路的一般画法：电路的一般画法：电子电路惯用画法：电子电路惯用画法：Date131.4 1.4 电路的三种状态电路的三种状态开路状态开路状态短路状态短路状态想一想想一想 两电路的伏安关系如何？两电路的伏安关系如何？ 两电路的功率为多少？两电路的功率为多少？Date1
13、4有载状态有载状态 电路分析电路分析 电路的伏安关系电路的伏安关系 功率平衡关系功率平衡关系电源输出功率电源输出功率P PE E= =EIEI电源内阻消耗功率电源内阻消耗功率P PRoRo= =I I2 2R R o o负载吸收的功率负载吸收的功率P P= =I I2 2R R= = P PE E P PRoRo功率平衡关系功率平衡关系P PE E= = P+ P+ P PRoRoDate151.5 1.5 基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律包括基尔霍夫定律包括结点电流定律结点电流定律（KCLKCL）和和回路电压定律回路电压定律（KVLKVL）三个基本概念三个基本概念支路支路结点结点回路回路
14、电路中流过同一电流的分支。电路中流过同一电流的分支。电路中三条以上支路的连接点。电路中三条以上支路的连接点。电路中任一闭合的路径。电路中任一闭合的路径。 Date161.5.1 1.5.1 电流定律电流定律（KCLKCL）在任一瞬间流入任一结点的在任一瞬间流入任一结点的 电流之和等于流出该结点的电流电流之和等于流出该结点的电流 之和。之和。文字定义文字定义数学表达式数学表达式 I I = 0= 0例例 对于结点对于结点a a I I1 1+ +I I2 2= =I I3 3I I1 1+ +I I2 2I I3 3=0=0（正方向：流入为正，流出为负正方向：流入为正，流出为负）例例1.7 1.
15、7 如图所示电路如图所示电路, ,I IC C=1.5mA,=1.5mA,I IE E=1.54mA=1.54mA求求I IB B= =？解解 I IB B= = I IE E I IC C =0.04mA=40A=0.04mA=40ADate171.5.2 1.5.2 回路电压定律回路电压定律（KVLKVL）在任一瞬间沿任一回路绕行一周，回路中各个元件上的电压在任一瞬间沿任一回路绕行一周，回路中各个元件上的电压 的代数和等于零。的代数和等于零。文字定义文字定义数学表达式数学表达式 U U = 0= 0例例1.8 1.8 列出如图所示电路中回路列出如图所示电路中回路，回路，回路的的KVLKVL表达式。表达式。解解 回路回路 选取绕行方向； 列写回路电压方程（KVL）；
