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1、返回,后一页,电工与电子技术,电气与信息工程学院 辛元芳,参考教材：秦曾煌电工技术 电子技术,电工电子技术：,电工技术,电子技术,模拟电子技术,数字电子技术,第1章 电路的基本理论,1.1 电路的作用与基本组成,1.2 电路模型,1.3 电压和电流的参考方向,后一页,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,返回,前一页,1.1 电路的作用与基本组成,1. 实现电能的传输与转换,2.实现信号的传递与处理,后一页,前一页,一、电路的作用,返回,电路：电流的通路。,3.测量电量,4.存贮信息,二、电路的组成部分,前一页,后一页,电源:
2、 提供 电能的装置,负载: 取用 电能的装置,中间环节：传递、分 配和控制电能的作用,返回,前一页,后一页,直流电源: 提供能源,信号处理： 放大、检波等,负载,信号源: 提供信息,二、电路的组成部分,负载大小的概念: 负载增加指负载取用的电流和功率增加。,返回,激励 响应,1.2 电路模型,手电筒的电路模型,灯 泡,开关,电 池,导线,为了便于用数学方法分析电路,将实际电路元件理想化，突出其主要电磁性质，忽略次要因素，从而构成与实际电路相对应的电路模型。,前一页,后一页,返回,理想电路元件：,有源元件：,无源元件：,电压源、电流源,R、L、C,1.3 电压和电流的参考方向,物理中对电量规定的
3、方向。,一、实际方向：,前一页,后一页,返回,2、参考方向的表示方法,电流：,电压：,1、参考方向,在分析计算电路时， 对电量任意假定的方向。,箭标,二、参考方向(正方向),前一页,后一页,返回,实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正； 实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负。,3、实际方向与参考方向的关系,注意： 在参考方向选定后，电流（或电压） 值才有正负之分。,例：,若 I = 5A ，则实际方向与参考方向一致，,若 I =5A ，则实际方向与参考方向相反。,前一页,后一页,返回,当电压的参考方向指定后，若电流从电压参考方向的“+”端流入，并从“-”端流出，则电压与电流参考方
4、向一致，相关联；否则为非关联参考方向。,关联参考方向,注意：分析计算电路时一般先标出电压或电流的参考方向，参考方向一旦选定，不能中途更改。,1.4 欧姆定律,U、I 参考方向一致时，U = I R,U、I参考方向相反时， U =IR,前一页,后一页,返回,开关闭合,特征:,负载功率 ( 电源输出功率 ),1.5 电源有载工作、开路与短路,一、电源有载工作,前一页,后一页,返回,元件性质（电源、负载）的判别：,1. 参考方向,前一页,后一页,返回,例1：,已知：方框代表电源或负载，U = 220V，I = -1A 试问：哪些方框是电源，哪些是负载？,解：,(a) 电流从“+”流出，故为电源；,(
5、b) 电流从“+”流入，故为负载；,(c) 电流从“+”流入，故为负载 ；,(d) 电流从“+”流出，故为电源。,例2：,已知：U1 = 9V，I = -1A，R = 3 求：元件1、2分别是电源还是负载，并验证 电路功率是否平衡？,解：,因为U2 = -RI + U1 = 12V,所以电流从元件1的“+”流入，从元件2的“+”流出，,故元件1为负载，元件2为电源。,电源产生功率：,P2 =U2I= 12W,负载取用功率：,P1 + PR =U1I+R I2 = 9+3 = 12W,因为P2 = P1 + PR，,所以电路的功率平衡。,额定值与实际值,额定值: 电器设备的安全使用值,电器设备的
6、三种运行状态,注意:,前一页,后一页,返回,开关断开,二、电源开路,前一页,后一页,返回,三、电源短路,前一页,后一页,返回,例1：有一220V,60W电灯接在220V电源上， 求I=? 及电灯在220V工作时的R=？ 若每晚 用3h（小时），求每月耗电多少？,例2：若电源开路电压UO=12V,短路电流 IS=30A，求电源电动势US及其内阻RS.,例3：已知IS=2A 、 US=10V，求：,1）PIS 、PUS 电源或负载？,2) 若PIS=0 , a、b间应放入何元件？功率？ 其为电源或负载？,3) 若PUS=0 , c、b间应放入何元件？功率？ 其为电源或负载？,电流源IS电流恒定，其
7、端电压由外电路决定； 电压源US端电压恒定，其电流由外电路决定。,1. 6 基尔霍夫定律,支路：电路中的每一个分支。,结点：三条或三条以上支路的联接点。,回路：由支路组成的闭合回路。,网孔：内部不含支路的回路。,b,前一页,后一页,返回,（一支电流）,例：,支路：ab、bc、ca （共6条）,回路：abd、abcd （共7 个）,结点：a、 b、c、d (共4个）,b,网孔：abd、bcd （共3 个）,前一页,后一页,返回,一、基尔霍夫电流定律（KCL定律）,1定律,即： 入= 出 或: = 0,在任一瞬间，流向任一结点的电流等于 流出该结点的电流。, 实质：电流连续性体现。,或：,跳转,前
8、一页,后一页,返回,广义结点,电流定律可以扩展到电路的任意封闭面。,I =?,2推广,I = 0,前一页,后一页,返回,在任一瞬间，回路中沿任意回路循行 方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。,二、基尔霍夫电压定律（KVL定律),1定律,即 U = 0 或： E = I R,跳转,前一页,后一页,返回,1列方程前标注回路循行方向,E2 =UBE + I2R2,UBE = E2 I2R2,2正负号选择： 按照回路循行方向，若取电压升为正，则电压降为负；反之亦然。,3. 开口电压可按回路处理,注意：,前一页,后一页,返回,例：,I3,E4,E3,_,+,R3,R6,+,R4,R5,R1,R2,a,
9、b,c,d,I1,I2,I5,I6,I4,-,回路1： I1R1+I2R2+I3R3=E3,回路2： I4R4+I1R1-I6R6=E4,回路3： I2R2+I5R5+I6R6=0,前一页,后一页,返回,1.7 电路中电位的概念及计算,电位：某点到参考点的电压。,注意：电位为单下标，记为：“VX” 。,一、电位的概念,计算步骤: 1.任选参考点，设其电位为零 。 2.标出各电流参考方向并计算。 3.以零电位参考点为准，逐点计算各点电位。,前一页,后一页,返回,二、举例,求图示电路中 各点的电位Va、 Vb、Vc、Vd。,解：设 Va = 0 V,Vb =106 =60 V Vc = 420 =
10、 80 V Vd = 65 = 30 V,设 Vb= 0 V,Va = 106 = 60 V Vc = E1 = 140 V Vd = E2 = 90 V,前一页,后一页,返回,结论：,2.电位值是相对的，参考点不同，同一点的电位值也不同，但任意两点间的电压时固定的；,1.参考点选定后，某一点的电位就有了确定的值，且与所选路径无关。,前一页,后一页,返回,3.参考点一旦确定后，在研究同一个电路 问题时不可随意更改。,例1：,求B点的电位。,解法1：,将原电路改为下图：,例1：,求B点的电位。,解法2：,I,解法3：,R1、R2的电流相等，有：,例2：图示电路，计算开关S断开和闭合时A点 的电位
11、VA,解:（1）当开关S断开时,（2）当开关闭合时,（a）,电流在闭合 路径中流通,电流I2 = 0， 电位VA = 0V 。,电流I1 = I2 = 0， 电位VA = 6V 。,前一页,后一页,返回,例3：,电路如下图所示，(1) 零电位参考点在哪里？画电路图表示出来。(2) 当电位器RP的滑动触点向下滑动时，A、B两点的电位增高了还是降低了？,解：（1）电路如左图，零电位参考点为+12V电源的“”端与12V电源的“+”端的联接处。,当电位器RP的滑动触点向下滑动时，回路中的电流 I 减小，所以A电位增高、B点电位降低。,（2） VA = IR1 +12 VB = IR2 12,后一页,一、理解电压与电流参考方向的意义 二、能正确应用电路的基本定律 三、了解电路的三种状态及额定值的意义 四、会计算电路中某点的电位,前一页,本章小结,返回,作业,P14 1-2 图 1-6 1-11 1-14 求A、B点的电位,作业本封面右上角写上学号。,
