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1、,第一章 电工基础理论知识,1.1 基本定律,1.2 磁场和电场,1.2 单相正弦交流电,1.4 三相正弦交流电,一、电路和欧姆定律,1.1 基本定律,电路：由电源、负载、连接导线、控制和保护装置四部分 组成。,电路 在日常生活中，我们会广泛接触到各种电路。手电筒就是一中非常简单的电路。,2电路的基本组成,电路的基本组成包括以下四个部分：,(1)电源(供能元件)：,为电路提供电能的设备和器件(如电池、发电机等)。,图1-20 模拟手电筒电路,图1-20 模拟手电筒电路,(2)负载(耗能元件):,使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电器)。,控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。,将电器
2、设备和元器件按一定方式连接起来(如各种铜、铝电缆线等)。,(4)控制器件：,(3)连接导线：,电路图部分常用符号,1、部分电路欧姆定律：流过电阻的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。,一、欧姆定律,或 U=IR,部分电路欧姆定律,注意：,（1）当U、I见为非关联参考方向（U、I参考方向相反）时，欧姆定律应写成 ，式中“-”号切不可漏掉；,（2）电阻值不随电压、电流变化而变化的电阻叫做线性电阻，由线性电阻组成的电路叫线性电路。阻值随电压、电流的变化而改变的电阻，叫非线性电阻，含有非线性电阻的电路叫非线性电路。,2、全电路欧姆定律 对全电路进行分析研究时，必须考虑电源的内阻。如图R为负
3、载的电阻、E为电源电动势、r为电源的内阻。,关联方向下，全电路欧姆定律可用公式表述为,式中： E电源电动势，单位是伏特，符号为V； R负载电阻，单位是欧姆，符号为； R0电源内阻，单位是欧姆，符号为； I闭合电路中的电流，单位是安培，符号为A。,闭合电路欧姆定律说明：闭合电路中的电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻（内电路电阻与外电路电阻之和）成反比。,二、电功、电功率,1、电功是指在一定的时间内电路元件或设备吸收或发出的电能量，用符号W表示，其国际单位制为焦耳(J)，电能的计算公式为,式中 U加在导体两端的电压，单位是伏特，符号 为V； I导体中的电流，单位是安培，符号为A； t通电时间，
4、单位是秒，符号为s； W电能，单位是焦耳，符号为J。,上式表明，电流在一段电路上所做的功，与这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比。,对于纯电阻电路，欧姆定律成立，电能也可由下式计算。,2.电功率,电流在单位时间内所做的功叫做电功率。它是描述电流做功快慢的物理量。 电功率的计算公式为,式中 W电流所做的功（即电能），单位是焦耳，符 号为J； t 完成这些功所用的时间，单位是秒，符号为s； P电功率，单位是瓦特，符号为W.,在直流情况下，且电流与电压为关联参考方向是，电功率有如下表示形式：,如果电流、电压为非关联参考方向，式1-13前面应加“-”。 在这个规定下，P0说明电路元件在消耗
5、（吸收）电能；反之P0则为发出（供出）电能。,对于线性电阻元件而言，电功率公式还可以写成,在一个闭合回路中，根据能量守恒和转化定律，电源电动势发出的功率，等于负载电阻和电源内阻消耗的功率。即,三、电路中的功率平衡,扩展：最大输出功率定理 当负载电阻R和电源内阻R0相等时，电源输出功率最大（负载获得最大功率Pmax），即当R= R0时，,在无线电技术中，把负载电阻等于电源内阻的状态叫做电阻匹配。负载匹配时，负载（如扬声器）可获得最大功率。,一、基尔霍夫定律,其内容为：在任一瞬时，流入（或流出）一个节点的所有支路电流的代数和恒等于零。,1、基尔霍夫电流定律（简称KCL）,若流出电流取“”号，流入取
6、“”号，对节点b，应用KCL可以写出,即,如图所示，封闭面S包围了a、b、c三个节点，分别写出这三个节点的KCL方程,KCL通常是用于节点，也可以把它推广应用于电路中任意假设的封闭面。,节点a：,节点b：,节点c：,以上三式相加得,结论：在任一瞬时，电路中流入任意封闭面的电流的代数和也恒等于零。,其内容为：在电路中，任一瞬时，沿着任一回路绕行一周，回路中各段电压的代数和恒等于零。,2、基尔霍夫电压定律（简称KVL）,在假想回路abcda中，列出KVL方程,于是，得,2、基尔霍夫定律应用,例1.3 图1.11所示电路中，A、D两点与外电路相连，部分支路电流及元件的参数已在图中标出，求电流I1、I2及未知参数R。,解：对节点A应用KCL I2210， I23A 对节点D应用KCL I12I20， I12I2231A 在回路ABCDEA中应用KVL，得 UABBCUCDUDEUEA0 代入数值，得 31631102R0 整理，得 R5,
