《电工基础 第2版 教学课件 ppt 作者 王兆奇 第一章 电路的基本概念和基本定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工基础 第2版 教学课件 ppt 作者 王兆奇 第一章 电路的基本概念和基本定律（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电工基础 第2版,主编,第一章 电路的基本概念和基本定律,第一节 电路与电路模型 第二节 电路的基本物理量 第三节 欧 姆 定 律 第四节 基尔霍夫定律 第五节 电 功 率 第六节 电压源与电流源,第一节 电路与电路模型,一、电路的组成 电路是电流的通路，它是由一些电气设备和元器件为完成特定功能按一定方式联接而成的。,图 1-1,第一节 电路与电路模型,图 1-2,二、电路模型,第一节 电路与电路模型,实际电路都是由一些像电池、电阻器、电容器等实际元器件组成的。,图 1-3,第一节 电路与电路模型,三、电路、网络和系统 今后所分析的都是由理想元件组成的电路模型，简称电路。,第二节 电路的基本物
2、理量,一、电流 电荷的定向移动形成了电流。,图 1-4,表1-1 常用的SI词冠,第二节 电路的基本物理量,图 1-5,例1-1 图1-6a中的方框表示任意元件。,第二节 电路的基本物理量,已知通过该元件的电流为0.5A，电流的实际流向是由a到b。如分别采用图b、c两种不同参考方向时，试求电流I1和I2。 解 图b中，I1的参考方向与电流的实际方向相同，所以为正，即,图 1-6,二、电压与电动势 电路中用到的另一个基本物理量是电压，也就是电位差，用U表示。,第二节 电路的基本物理量,图 1-7,例1-2 图1-8a所示元件的端电压为5V，已知正电荷由b移到a时获得能量，试标出电压的实际极性。在
3、图b、c所选参考方向下，U1、U2的值各是多少?,第二节 电路的基本物理量,图 1-8,解 正电荷由b移到a获得能量，说明b点为低电位端，是负极；a点为高电位端，是正极。,图 1-9,第二节 电路的基本物理量,图 1-10,第二节 电路的基本物理量,图 1-11,第三节 欧 姆 定 律,一、电阻元件 电阻元件是一种最常见的电路元件，如碳膜电阻、线绕电阻、钨丝灯泡等都可看作是电阻元件。,图 1-12,二、欧姆定律 电阻元件两端的电压与通过它的电流成正比，这一结论就是欧姆定律。,第三节 欧 姆 定 律,图 1-13,例1-3 计算图1-13所示电路的Uao、Ubo和Uco，已知I1=2A、I2=-
4、3A、I3=-1A；R1=5，R2=3，R3=2。,第三节 欧 姆 定 律,解 R1、R2的电压与电流是关联参考方向，故用式(1-4)计算电压。,图 1-14,三、开路和短路,第三节 欧 姆 定 律,一般地说，在电阻元件两端加一电压，其中便有电流通过；反之，给电阻通以电流，它两端会产生电压。 例1-4 图1-15a中，电阻R=5；图1-15b是一个二端元件，其伏安特性如图1-15c所示。图a、b中两个元件是否等效? 解 虽然不知道图b中是何元件，但由图c的伏安特性可得,图 1-15,第三节 欧 姆 定 律,图 1-16,第三节 欧 姆 定 律,图 1-17,第三节 欧 姆 定 律,图 1-18
5、,第三节 欧 姆 定 律,图 1-19,第四节 基尔霍夫定律,1)支路：电路中的每一分支叫做支路，一条支路只流过一个电流，称为支路电流。 2)节点：电路中三条或三条以上的支路相联接的点叫做节点。,图 1-20,第四节 基尔霍夫定律,3)回路与网孔：电路中的任一闭合路径称为回路。 一、基尔霍夫电流定律 基尔霍夫电流定律(Kirchhoffs Current Law)简称KCL，它是用来确定联接到同一节点上的各支路电流间关系的。 例1-5 图1-21画出了某电路中一个节点M。已知I1=2A,I2=-3A,I3=-2A,求电流I4。 解 规定流出节点的电流为正，根据KCL得,图 1-21,第四节 基
6、尔霍夫定律,例1-6 图1-23中两部分电路A与B之间只用一条导线相联接，试求流过该导线的电流。 解 作一个闭合面S包围电路B，则根据KCL可知I=0。可见，电流只能在闭合的电路内流动。,图 1-22,第四节 基尔霍夫定律,图 1-23,二、基尔霍夫电压定律,第四节 基尔霍夫定律,基尔霍夫电压定律(Kirchhoffs Voltage Law)简称为KVL，它是用来确定回路中各个电压之间关系的。,图 1-24,第四节 基尔霍夫定律,例1-7 某电路中的一个闭合回路ABCDA如图1-26所示，方框代表任意元件。已知UAB=5V，UBC=-4V，UAD=-3V，试求UDC和UAC。,图 1-25,
7、第四节 基尔霍夫定律,图 1-26,解 根据KVL可以列出,第四节 基尔霍夫定律,三、两类约束 上一节讨论了电阻元件，它是电路中常用元件之一，其电压与电流之间的制约关系由欧姆定律来描述。,图 1-27,第四节 基尔霍夫定律,例1-8 图1-27所示电路中，V为晶体管，它是一个三端元件。已知U1=12V，U2=7.5V，UBA=4V；IDC=1.8mA，Ib=-0.2mA；R2=20k，R3=2.5k，1.8k，求UFA、Ie、R1、Ueb和I1。 解 UDC=R3IDC=(2.51.8)V=4.5V,图 1-28,第四节 基尔霍夫定律,图 1-29,第四节 基尔霍夫定律,图 1-30,第四节
8、基尔霍夫定律,图 1-31,第五节 电 功 率,一、电功率和电能 计算电路时常常将电功率简称为功率，它是指电流通过电路时传输或转换电能的速率。 二、功率的正负 众所周知，电流通过电炉时将电能转换成热能。 例1-9 计算图1-32中各元件的功率，并指出是吸收还是发出功率。,图 1-32,第五节 电 功 率,解 在图a、b、c中，电压与电流为关联参考方向，由式(1-11)得,图 1-33,例1-10 图1-33中的两个元件均为电动势E=10V的电源，在各自标定的参考方向下，电流I=2A，试分别计算它们的功率。,第五节 电 功 率,解 计算电源的功率时应该注意，在关联参考方向下，电动势与电压的方向相
9、反。因此，当电动势与电流的参考方向一致时，用式(1-12)计算功率。 三、电阻元件的功率、额定值 直流电路中，在关联参考方向下，电阻元件的功率计算式为 例1-11 有一个100、1/4W的碳膜电阻，使用时电流不能超过多大数值?能否接在50V的电源上使用? 解,第六节 电压源与电流源,一、电压源 电源是电路的重要组成部分，发电机、蓄电池、稳压电源等都是常用的电源。,图 1-34,第六节 电压源与电流源,图 1-35,二、电流源 光电池在一定照度的光线照射下，将被激发而产生一定大小的电流，这个电流与照度有关，但与它的端电压无关。,第六节 电压源与电流源,图 1-36,第六节 电压源与电流源,图 1
10、-37,例1-12 求图1-38所示电路中的电流及各元件上的电压。,第六节 电压源与电流源,图 1-38,解 图a电路中的电流由电流源确定，a、b两端的电压则由电压源确定，故,第六节 电压源与电流源,图 1-39,例1-13 电路如图1-39所示，求IS。 解 由I=2A可求得a、b两点间的电压,第六节 电压源与电流源,三、实际电源的两种模型 一个实际电源可以用两种不同的电路模型来表示，一种是以电压的形式来表示，称为电压源模型；一种是以电流的形式来表示，称为电流源模型。 1.电压源模型,图 1-40,第六节 电压源与电流源,2.电流源模型,图 1-41,例1-14 已知一个电源的外特性如图1-
11、42a所示，试作出它的电源模型。,第六节 电压源与电流源,图 1-42,解 同一电源，既可以用电压源模型来表示，也可以用电流源模型来表示。 (1)电压源模型 (2)电流源模型,第六节 电压源与电流源,(1)通过R的两个电流I与I是否相等? (2)R的两个端电压U与U是否相等? (3)流过电压源的两个电流I与I是否相等? (4)IS为何值时，I=0或I0?,图 1-43,第六节 电压源与电流源,(1)通过R的两个电流I与I是否相等? (2)电阻两端电压U与U是否相等? (3)电流源两端的电压U与U是否相等? (4)US为何值时，U0或U0?,图 1-44,第六节 电压源与电流源,图 1-45,第六节 电压源与电流源,图 1-46,第六节 电压源与电流源,图 1-47,第六节 电压源与电流源,图 1-48,第六节 电压源与电流源,图 1-49,第六节 电压源与电流源,图 1-50,第六节 电压源与电流源,图 1-51,第六节 电压源与电流源,图 1-52,第六节 电压源与电流源,图 1-53,第六节 电压源与电流源,图 1-54,第六节 电压源与电流源,图 1-55,第六节 电压源与电流源,图 1-56,第六节 电压源与电流源,图 1-57,第六节 电压源与电流源,图 1-58,第六节 电压源与电流源,图 1-59,第六节 电压源与电流源,图 1-60,
