《电工学 教学课件 ppt 作者 刘国林 第01章 直 流 电 路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工学 教学课件 ppt 作者 刘国林 第01章 直 流 电 路（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电工学,高等学校教材,第 1 章 直流电路,1.1 电路的基本概念 1.2 电路的基本状态 1.3 电源及其等效变换 1.4 基尔霍夫定律 1.5 支路电流法,1.6 叠加定理 1.7 戴维南定理 1.8 非线性电阻电路 1.9 支路中的电位,1.1 电路的基本概念,1.1.1电路的组成及作用 1.电路模型 电路，简单地说就是电流流通的路径。它是由某些电气设备和元器件为实现能量的输送和转换，或实现信号的传递和处理而按一定方式组合起来的总体。,图1.1.1 手电筒电路,2.电路的作用 1.1.2电路的基本物理量 1.电流 i(t)=dq/dt,i(t)=I=Q/t 1A=103mA 1mA=10
2、3A,图1.1.2 电流的参考方向与实际方向的关系,2.电压 uAB=WAB/Q 1kV=103V 1V=103mV 1mV=103V,图1.1.3 电压的参考方向与实际方向的关系,3.电动势 所谓电源的电动势是指电源内部的局外力推动单位正电荷从其负极(低电位端)移到正极(高电位端)所作的功 E=W/Q 电动势的单位与电压的单位相同。它的方向规定为低电位端(负极)指向高电位端(正极)，即电位升高的方向。 4 .电功率 p(t)=u(t)i(t) 5.电能,1.2电路的基本状态,实际电路在使用过程中，可能处于有载、空载或短路三种不同的基本状态。 1.2.1有载状态,图1.2.1 简单直流电路,图
3、1.2.2 实际电压源的伏安特性,图1.2.3 理想电压源的伏安特性,图1.2.4 例1.2.1,1.2.2 开路状态 U=U=E PE=P=P=0,1.2.3 短路状态 当两根供电线在某一点由于绝缘损坏而接通时，电源就处于短路状态,图1.2.5 电压源短路状态,1.3 电源及其等效变换,电压源和电流源是从实际电源抽象得到的电路模型，它们是二端有源元件。 1.3.1 电压源 电压源是一个理想电路元件,图1.3.2 电压源的伏安特性,1.3.2 电流源 电流源是另一种理想电源,图1.3.3 电流源外接电路及其伏安特性,1.3.3 实际电源模型及其等效变换,图1.3.5 实际电源的伏安特性,图1.
4、3.6 电源的两种电路模型,1.4 基尔霍夫定律,1.4.1 基尔霍夫电流定律（KCL） 基尔霍夫电流定律适用于节点，基尔霍夫电压定律适用于回路。 电路中的任一条分支叫作支路，一条支路流过一个电流，称为支路电流。,图1.4.1 电路举例,1.4.1基尔霍夫电流定律(KCL) 基尔霍夫电流定律是用来确定联接在同一节点上的各支路电流间关系的。,图1.4.2 图1.4.1所示电路的节点,图1.4.3 KCL的推广应用,1.4.2 基尔霍夫电压定律（KVL） 基尔霍夫电压定律是用来确定回路中各段电压间关系的。,图1.4.4 基尔霍夫电压定律,图1.4.5 KVL的推广应用,1.5 支路电流法,支路电流
5、法是以支路电流为未知量，直接应用基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)，分别对节点和回路列出所需要的方程组，从而解出各未知支路电流。,图1.5.1 两个电源并联的电路,I1+I2-I3=0 I3-I1-I2=0 E1=I1R1+I3R3 E2=I2R2+I3R3,图1.5.2 例1.5.2的电路,1.6 叠 加 定 理,对于线性电路，任何一条支路中的电流或电压，都可以看成是由电路中各个电源单独作用时，在该支路中所产生的电流或电压的叠加(代数和)，这就是叠加定理。,图1.6.1 叠加定理,所谓电路中只有一个电源单独作用，就是假设将其余电源均置零(将各个理想电压源短接，即其电动势为
6、零；将各个理想电流源开路，即其电流为零)。 叠加原理不仅可以用来计算复杂电路，而且也是分析与计算线性电路问题的普遍原理。,1.7 戴维南定理,在电路分析中，如果只求复杂电路中某一条或某一部分支路的电流或电压时，可以将待求支路从电路中分离出来，电路的其余部分用一个等效电源代替。,图1.7.1 等效电源定理,戴维南定理指出：任何一个线性有源二端网络都可以用一个电压源与内阻串联的电路模型来代替，如图1.7.2所示。其电压源的电压等于该有源二端网络的开路电压Uoc；串联内阻R0等于该网络中所有电源为零值(电压源短路，电流源开路)时所得无源二端网络的等效电阻。,图1.7.2 戴维南定理,1.8 非线性电
7、阻电路,一个电阻的阻值不随电压或电流而变动，这个电阻称为线性电阻。然而，实际具有电阻性质的元件，很多是非线性的，它们的伏安特性往往是一条曲线。白炽灯和半导体二极管的伏-安特性曲线，这类电阻称为非线性电阻。,图1.8.1 白炽灯丝的伏安特性曲线,图1.8.2 半导体二极管的伏安特性曲线,图1.8.3 非线性电阻的符号,1.8.1 非线性电阻电路的图解分析法 既然非线性电阻的阻值不是常数，在求解含有非线性电阻的电路时，常常采用图解分析法。,图1.8.4 非线性电阻电路及其图解法,1.8.2 非线性电阻元件的电阻 表示非线性电阻元件的电阻因工作状态的不同分为静态电阻和动态电阻。,图1.8.5 例1.8.1的电路,1.9 电路中的电位,图1.9.1 电路中的参考点(Vb=0),电位与参考点有关，参考点选得不同，相应的各点电位也不同；但a、b两点间的电压值或两点的电压差不变，而且与计算的路径无关。,图1.9.2图1.9.1的简化电路,图1.9.3 例1.9.1的电路,
