《电工学ppt(第七版)第一章：电路的基本概念与基本定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工学ppt(第七版)第一章：电路的基本概念与基本定律（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 1 章 电路的基本概念与基本定律目 录1.1 1.1 电路的作用与组成部分电路的作用与组成部分 1.2 1.2 电路模型电路模型 1.3 1.3 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向 1.4 欧姆定律 1.5 电源有载工作、开路与短路 1.6 基尔霍夫定律 1.7 电路中电位的概念及计算1.1.1 电路的作用（1）电能的传输和转换（2）信号的传递和处理 1.1.2 电路的组成（1）电源（2）负载（3）中间环节1.1 电路的作用与组成部分返回返回中间环节负载发电机升压 变压 器降压 变压 器电灯 电动机 电炉电力系统电路示意图输电线放 大 器话筒扬声器扩音机电路示意图信号源 （电源）返回
2、返回电路元件的理想化在一定条件下突出元件主要的电磁性质，忽略其次要因素，把它近似地看作理想电路元 件。为什么电路元件要理想化?便于对实际电路进行分析和用数学描述，将实际元件理想化（或称模型化）。1.2 电路模型返回返回手电筒的电路模型UI开关ER0R干电池 电珠返回返回电压和电流的方向实际方向参考方向参考方向在分析计算时人为规定的 方向。1.3 电压和电流的参考方向返回返回物理量单位实际方向 电流 IA、kA、mA、 A正电荷移动的方向电动势 E V、kV、mV、 V电源驱动正电荷的 方向电压 UV、kV、mV、 V电位降低的方向电流、电动势、电压的实际方向返回返回物理量参考方向的表示方法电池
3、灯泡IRUabE+_ab u_+正负号abUab（高电位在前，低电位在后）双下标箭 头uab电压+-IR电流：从高电位指向低电位。问题 在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向，如何解决？(1) 在解题前任选某一个方向为参考方向（或称正方向）；(3) 根据计算结果确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与参考方向一致；若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。(2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关系的代数表达式；解决方法返回返回例已知：E=2V, R=1问： 当U分别为 3V 和 1V 时，IR=?E IRR URabU例已知：E=2V, R=1问： 当U分别为 3V 和 1V 时
4、，IR=?E IRR URabU解：(1) 假定电路中物理量的正方向如图所示；(2) 列电路方程：(3) 数值计算（实际方向与假设方向一致）（实际方向与假设方向相反）E IRR URabU(4) 为了避免列方程时出错，习惯上把 I 与 U 的方向按相同方向假设。（关联参考方向）(1) 方程式U/I=R 仅适用于假设正方向一致的情况。(2) “实际方向”是物理中规定的，而“假设 正方向”则是人们在进行电路分析计算时,任意假设的。 (3) 在以后的解题过程中，注意一定要先假定“正方向”(即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程计算。缺少“参考方向”的物理量是无意义的. 提示欧姆定律：流过电阻的
5、电流与电阻两端的电压成正比。1.4 欧 姆 定 律返回返回伏安特性线性电阻伏安特性非线性电阻伏安特性当电压和电流的参考方向一致时 U=RI当电压和电流的参考方向相反时 U=RI注意:返回返回IUo oIUo o应用欧姆定律对下图的电路列出式子，并求电阻R例题返回返回解应用欧姆定律对下图的电路列出式子，并求电阻R例题返回返回- -1.5.1 电源有载工作开关闭合有载开关断开开路cd短接短路1.5 电源有载工作、开路与短路返回返回1电压和电流由欧姆定律可列上图的电流负载电阻两端电压电源的外特性曲线当R0R时由上两式得返回返回2.功率与功率平衡 功率 设电路任意两点间的电压为 U ,流入此部分电路的
6、电流为 I， 则这部分电路消耗的功率为:功率平衡：由UER0I得 UIEIR0I2PPE P电源输出 的功率电源内阻上 损耗功率电源产生 的功率W为瓦特 KW为千瓦如图，U220V，I5A，内阻R01R020.6 (1)求电源的电动势E1和负载的反电动势E2； (2)试说明功率的平衡例题:解(1)电源 UE1U1E1I01R01E1UR01I220 +0.65=223V负载UE2 U2E2R02IE2UR02I220 0.65 R01217V如图，U220V，I5A，内阻R01R020.6 (1)求电源的电动势E1和负载的反电动势E2； (2)试说明功率的平衡例题:（2）由（1）中两式得 E1
7、E2R01IR02 I等号两边同乘以I 得E1IE2IR01I2R02I2223521750.652 0.652 1115W=1085W15W15WE2I1085WR01I215WR02I215W负载取用 功率电源产生 的功率负载内阻 损耗功率电源内阻 损耗功率3. 电源与负载的判别分析电路时，如何判别哪个元件是电源？哪个是负载？U和I 的参考方向与实际方向一致U和I的实际方向相反，电流从端流出，发出功率电源负载U和I的实际方向相同，电流从端流入，吸收功率IUab+-IRUabIRUab当当 U和I两者的参考方向选得一致电源 PUI0 负载 PUI0 电源 PUI0 负载 PUI0U和I两者的
8、参考方向选得相反4额定值与实际值额定值是制造厂商为了使产品能在给定的条件下正常运行而规定的正常允许值注在使用电气设备或元件时，电压、电流、功率 的实际值不一定等于它们的额定值解一个月的用电量 WPt60(W)30 (h)5.4kWh已知：有一220V 60W的电灯，接在220V的电源上， 求通过电灯的电流和电灯在220V电压下工作时电阻? 如每晚用3小时，问一个月消耗电能多少？例题:返回返回解在使用时电压不得超过URI5000.150V已知：有一额定值为5W 500 的线绕电阻， 问其额定电流？在使用时电压不得超过多大？例题:返回返回1.5.2 电源开路特征：I0UU0EP01.5.3 电源短
9、路特征：U0IISER0PEPR0I2P0返回返回用来描述电路中各部分电压或各部分电流的关系,包括基尔霍夫电流和基尔霍夫电压两个定律。结点：三条或三条以上支路相联接点支路：电路中每一个分支回路：电路中一条或多条支路所组成的闭合电路注:基尔霍夫电流定律应用于结点 基尔霍夫电压定律应用于回路1.6 基尔霍夫定律支路：ab、ad、 .（共6条）回路：abda、 bcdb 、 . （共7 个）结点：a、 b、 .(共4个）I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1 I2I5I6I4-返回返回1.6.1 基尔霍夫电流定律如图 I1I2I3或 I1I2I30即 I0在任一瞬时，流向某一结点的电
10、流之和应该等于流出该结点的电流之和。即在任一瞬时，一个结点上电流的代数和恒等于零。返回返回解I1I2I3I4由基尔霍夫电流定律可列出I1I2I3I402（3）（2）I40可得I43A已知：如图所示，I12A，I23A，I32A， 试求I4。例题:返回返回电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。例基尔霍夫电流定律的扩展I=? I1I2I3E2E3E1+_RR1R+_+_R电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。I1+I2=I3例I=0基尔霍夫电流定律的扩展I=? I1I2I3E2E3E1+_RR1R+_+_R1.6.2 基尔霍夫电压定律从回路中任意一点出发，沿顺时针方向或逆时针方向 循行一周，则在这
11、个方向上的电位升之和等于电位降 之和. 或电压的代数和为 0。U1U4U2U3U1U2U3U40即 U0返回返回上式可改写为 E1E2R1I1R2I20或 E1E2=R1I1 R2I2即 E （RI）在电阻电路中，在任一回路循行方向上，回路 中电动势的代数和等于电阻上电压降的代数和在这里电动势的参考方向与所选回路循行方 向相反者，取正号，一致者则取负号。凡是电流的参考方向与回路循行方向相反者 ，则该电流在电阻上所产生的电压降取正号，一 致者则取负号。注返回返回电位升电位降E+ _RabUabIKVL推广：基尔霍夫电压定律也适合开口电路。例UUAUBUABUABUAUB注列方程时，要先在电路图上
12、标出电流、电压或 电动势的参考方向。返回返回解由基尔霍夫电压定律可得（1）UABUBCUCDUDA=0即 UCD2V（2）UABUBCUCA0即 UCA1V已知：下图为一闭合电路，各支路的元件是任意 的，但知UAB5V，UBC4V，UDA3V 试求：（1）UCD：（2）UCA。例题：返回返回Uab61060V Uca20480V Uda5630V Ucb140V Udb90V选a为参考点: VbVaUba Vb60V VcVaUca Vc80V VdVaUda Vd30V1.7 电路中电位的概念及计算返回返回E1=140V4A6A5206abcdE290V10A选b为参考点： Va=Uab=6
13、0V Vc=Ucb=140V Vd=Udb=90V结论：（1）电路中某一点的电位等于该点与参考点（电位为零）之间的电压（2）参考点选得不同，电路中各点的电位值随着改变，但是任意两点间的电位差是不变的。各点电位的高低是相对的，而两点间电位的 差值是绝对的。注：计算下图电路中B点的电位。例题：返回返回R2解I（VAVC）（R1R2）6（9）（10050） 1030.1mAUABVAVBR2I VBVAR2I6（50 103) (0.1 10-3)1V计算下图电路中B点的电位。例题：返回返回R2如图已知：E16V E24V R14 R2R32 。求A点电位VA。例题：返回返回解I1I2E1（R1R2）6（42）1A I30 VA R3I3E2R2I2042 1 2V或 VAR3I3E2R1I1E1044 162V如图已知：E16V E24V R14 R2R32 。求A点电位VA。例题：返回返回结 束第 1 章返回返回
