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1、电 工 技 术,第 1 章 电路的基本概念与基本定律,1-1 电路的作用与组成部分 电路电流流经的闭合路径（由电工设备和元件 组成）。,一. 电路的组成 电源（信号源） 中间环节 负载,二. 电路的作用传输和转换电能； 传递和处理信号。,电源：将非电能转换成电能的装置,(干电池,蓄电池,发电机)或信号源。,中间环结：把电源与负载连接起来的部分,(连接导线,开关),负载：将电能转换成非电能的用电设备,(电灯,电炉,电动机),一. 电路的组成：,电路的组成,二. 电路的作用,1. 电能传输和转换,发电机,升压变压器,降压变压器,电灯电炉,热能,水能,核能转电能,传输分配电能,电能转换为光能,热能和
2、机械能,2. 信号的传递和处理,放大器,扬声器,将语音转换为电信号,(信号源),信号转换、放大、信号处理,(中间环节),接受转换信号的设备,(负载),1-3 电压和电流的参考方向,电路中的箭头方向为电压与电动势和电流的参考方向.,电路中物理量的正方向(参考方向),物理量的正方向：,物理量的实际正方向,一、电流,电流方向正电荷运动的方向,（实际方向）。,电流参考方向任选一方向为电流正方向。,正值,负值,Iab = - Iba,二、电压,电压方向由高电位端指向低电位端（实际方向）。,电压参考方向任选一方向位为电压正方向。,电压表示方法：,Uab = -Uba,关联正方向：,关联正方向,三、电动势,
3、电动势的方向电位升高的方向（实际方向）。,电动势的参考方向任选一方向为电动势的正方向。,电动势的表示方法：,a.箭头,b.正负号,c.双下标,电动势和电压的关系：,电压与电动势规定正方向相反时,E=U,电压与电动势规定正方向相同时,E= -U,电路分析中的假设正方向（参考方向）,问题的提出：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？,电流方向 AB？,电流方向 BA？,(1) 在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；,解决方法,(3) 根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。,(2) 根据电路的定律、定
4、理，列出物理量间相互关 系的代数表达式并计算；,例,已知：E=2V, R=1 求： 当Uab分别为 3V 和 1V 时，IR=?,(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）,(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(关联正方向）。,(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.
5、,提示,例,关联正方向,非关联正方向,1-4电阻串并联的等效变换,一、电阻的串联,R = R1 + R2 + + Rn =,分压作用：,二、电阻的并联,也可写成：,（G = 1/R 称电导，单位为西门子）,今后电阻并联用“ / ”表示,例：1 / R2,1-5 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：,线性电阻：遵循欧姆定律的电阻，其阻值的 大小和电流电压无关。,注意：用欧姆定律列方程时，一定要在 图中标明正方向。,例：,广义欧姆定律 (支路中含有电动势时的欧姆定律),当 UabE 时， I 0 表明方向与图中假设方向一致 当 UabE 时， I 0 表明方向与图中假
6、设方向相反,开关S断开时，外电路的电阻无穷大, 电流为零，电源的端电压U0等于电源电动势E。,二、开路（断路或空载）,电路特征：,I = 0,U = 0 U0 = E,PE = P = 0,（其中：PE = EI、P = UI）,三. 短路,U=0 I=0,P=0,电路特征：,用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系,其中包括基氏电流和基氏电压两个定律。,术语：,网孔：不包含任何支路的回路,支路：电路中的每一个分支 （一个支路流过一个电流）,结点：三个或三个以上支路的联结点,回路：电路中任一闭合路径,1-6 基尔霍夫定律,支路：ab、ad、 . （共6条）,回路：abda、 bcdb、 .
7、 （共7 个）,结点：a、 b、 . (共4个）,例,对任何结点，在任一瞬间，流入结点的电流等于由结点流出的电流。,基氏电流定律的依据：电流的连续性,1.6.1 基尔霍夫电流定律（KCL),设：流入结点为正，流出结点为负。,在任一瞬间，一个结点上电流的代数和为 0。,电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面（广义结点）。,I1+I2=I3,I=0,基氏电流定律的扩展,I=?,对电路中的任一回路，沿任意循行方向的各段电压的代数和等于零。,即：,1.6.2. 基尔霍夫电压定律（KVL）,即：,在任一回路的循行方向上，电动势的代数和等于电阻上电压降的代数和。,E、U和IR与循行方向相同为正，反之为负。,
8、例如： 回路 a-d-c-a,或：,注意：与循行方向相同为正， 反之为负。,其中:US3 = - E3 ，US4= - E4,基氏电压定律也适合开口电路。,例,由：,得：,网孔,网孔,设：电路中有N个结点，B个支路,N=2、B=3,小 结,电路中的电位该点与参考点（零电位点）之间的电压。 （参考点通常用“接地”符号表示，但该点没有和大地相连。）,参考点选的不同，则各点的电位不同。 电流总是从高电位流向低电位。,例1,1-7 电路中电位的概念及计算,求：A点电位。,设b点为参考点：Vb=0,则：VA=0,设c点为参考点：Vc=0,则：,S断开时：,S闭合时：,则：,解：将原图电路改画成上图所示电路。,计算图中A点的电位。,解： -24V电源的正极在接地点上， 12和36两 电阻串联，流过电流为： I=24/（12+36）=0.5A,例2:,方向向左再向下，故A点电位,VA=-I x12= -0.5x12 = - 6V,在图（a）中求A点电位VA,解：将图（a）电路改画成（b）所示电路。,例3:,解：根据KCL有: I1-I2-I3=0 根据KVL，对左边回路有 E1-I1R1=VA 得：,对右边回路有E2+VA=I2R2,又VA=I3 R3，I3=VA/ R3 ，将各电流带入并整理得：,第一章 结束,
