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1、电工电子技术及应用电工电子技术及应用 第第一一章章 直流电路直流电路第六节第六节第六节第六节 电路元件电路元件电路元件电路元件第一节第一节第一节第一节 电路及电路模型电路及电路模型电路及电路模型电路及电路模型 第二节第二节第二节第二节 电路的主要物理量及相互关系电路的主要物理量及相互关系电路的主要物理量及相互关系电路的主要物理量及相互关系第三节第三节第三节第三节 电阻的连接电阻的连接电阻的连接电阻的连接第四节第四节第四节第四节 电路的工作状态、开路及短路电路的工作状态、开路及短路电路的工作状态、开路及短路电路的工作状态、开路及短路第五节第五节第五节第五节 基尔霍夫定律及应用基尔霍夫定律及应用基
2、尔霍夫定律及应用基尔霍夫定律及应用 第一节电路及电路模型第一节电路及电路模型 电路是电流的通路，是为了某种需要由电工电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。设备或电路元件按一定方式组合而成。电路模型电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型 为了便于分析电路为了便于分析电路,一般要将实际电路模型化，用理一般要将实际电路模型化，用理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。构成与实际电路相对应的电路模型。例：手电筒例：手电筒例：手电筒例：手电筒R+RoES+UI电池电池导线导线灯泡灯泡
3、开关开关 手电筒由电池、灯手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。泡、开关和筒体组成。理想电路元件主要有理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。电容元件和电源元件等。手电筒的电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型R+RoES+UI电池电池导线导线灯泡灯泡开关开关 电池电池是电源元件，其是电源元件，其参数为电动势参数为电动势 E 和内阻和内阻Ro；灯泡灯泡主要具有消耗电能主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其的性质，是电阻元件，其参数为电阻参数为电阻R；筒体筒体用来连接电池和灯用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认泡，其电阻忽略不计，认为是无
4、电阻的理想导体。为是无电阻的理想导体。开关开关用来控制电路的通用来控制电路的通断。断。今后分析的都是指电今后分析的都是指电今后分析的都是指电今后分析的都是指电路模型，简称电路。在路模型，简称电路。在路模型，简称电路。在路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元电路图中，各种电路元电路图中，各种电路元电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号件都用规定的图形符号件都用规定的图形符号件都用规定的图形符号表示。表示。表示。表示。(1)(1)实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换 (2)(2)实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理实现信号
5、的传递与处理实现信号的传递与处理放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒电路的作用电路的作用电路的作用电路的作用发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线第二节第二节 电路的主要物理量及相互关系电路的主要物理量及相互关系 物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向1.1.电路基本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向物理量物理量实实 际际 方方 向向电流电流 I正电荷运动的方向正电荷运动的方向电动势电动势E (电位升高的方向电位升高
6、的方向)电压电压 U(电位降低的方向电位降低的方向)高电位高电位 低电位低电位 单单 位位kA、A、mA、A低电位低电位 高电位高电位kV、V、mV、VkV、V、mV、V(2)(2)参考方向的表示方法参考方向的表示方法参考方向的表示方法参考方向的表示方法电流：电流：Uab 双下标双下标电压：电压：(1)(1)参考方向参考方向参考方向参考方向IE+_ 在分析与计算电路时，对在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。电量任意假定的方向。Iab 双下标双下标2.2.电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向aRb箭箭 标标abRI正负极性正负极性
7、+abU U+_实际方向与参考方向实际方向与参考方向一致一致，电流，电流(或电压或电压)值为值为正值正值；实际方向与参考方向实际方向与参考方向相反相反，电流，电流(或电压或电压)值为值为负值负值。(3)(3)实际方向与实际方向与实际方向与实际方向与参考方向的关系参考方向的关系参考方向的关系参考方向的关系注意：注意：在参考方向选定后，电流在参考方向选定后，电流(或电压或电压)值才有正负值才有正负之分。之分。若若 I=5A，则电流从则电流从 a 流向流向 b；例：例：若若 I=5A，则电流从，则电流从 b 流向流向 a。abRIabRU+若若 U=5V，则电压的实际方向，则电压的实际方向从从 a
8、指向指向 b；若若 U=5V，则电压的实际方向，则电压的实际方向从从 b 指向指向 a。1 1）电流定义）电流定义 带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动形成电流。形成电流。单位时间内流过导体截面的电荷量定义单位时间内流过导体截面的电荷量定义为电流强度。为电流强度。2）电流的单位）电流的单位A（安培）、（安培）、mA(毫安）、毫安）、A（微安）（微安）3、电流电流3）电流的实际方向）电流的实际方向 正电荷运动的方向。正电荷运动的方向。(客观存在）客观存在）Riabab电流的方向可用箭头表示电流的方向可用箭头表示,也可用字母顺序表示也可用字母顺序表示()1
9、1）电位）电位定义：定义：电场力把单位正电荷从一点移到电场力把单位正电荷从一点移到参考点参考点所做所做 的功。的功。单位：单位：V（伏特）、（伏特）、kV（千伏）、（千伏）、mV(毫伏）毫伏）（电路中电位（电路中电位参考点：参考点：接地点，接地点，Vo=0）4、电压电压二、电压二、电压电场力把单位正电荷电场力把单位正电荷从一点移到另一点所从一点移到另一点所做的功。做的功。单位：单位：定义：定义：V（伏特）、（伏特）、kV（千伏）、（千伏）、mV(毫伏）毫伏）实际方向：实际方向：由由高高电位端电位端指向低指向低电位端电位端也可用字母顺序表示也可用字母顺序表示()，RUAB也可用也可用+，-号表示
10、。号表示。电压的方向可用箭头表示电压的方向可用箭头表示,+U -定义：定义：电源力把单位正电荷从电源力把单位正电荷从“-”极极板经电源内部移到板经电源内部移到“+”极板所极板所做的功。做的功。单位：单位：5、电动势电动势V（伏特）、（伏特）、kV（千伏）、（千伏）、mV(毫伏）毫伏）实际方向：实际方向：由由低低电位端电位端指向高指向高电位端电位端电动势的方向用电动势的方向用+，-号表示，号表示，R+IEU+-也可用箭头表示。也可用箭头表示。U=E 6、电阻 1）电阻的定义：导体对电流的阻碍作用，用字母）电阻的定义：导体对电流的阻碍作用，用字母R表表示，单位为欧示，单位为欧姆姆（）。金属导体的电
11、阻大小可用下式）。金属导体的电阻大小可用下式计算计算 =式中，式中，l为导体长度为导体长度(m)；A为导体横截面积（为导体横截面积（m2）；为导为导体电阻率（体电阻率（m）；各种不同金属材料的电阻率）；各种不同金属材料的电阻率是不同是不同的。的。2）应用：在常用的导电材料中，银、铜、铝的电阻率）应用：在常用的导电材料中，银、铜、铝的电阻率都很小，即对电流的阻碍作用小。其中铜、铝被广泛用来都很小，即对电流的阻碍作用小。其中铜、铝被广泛用来制造各种导线，电机、变压器、电器的线圈及各种导电元制造各种导线，电机、变压器、电器的线圈及各种导电元器件。电阻率比较高的材料主要用来制造各种电阻元件，器件。电阻
12、率比较高的材料主要用来制造各种电阻元件，例如镍铬合金及铁铬铝合金的电阻率较高，并有长期承受例如镍铬合金及铁铬铝合金的电阻率较高，并有长期承受高温的能力，因此常用来制造各种电热器件，如电炉、电高温的能力，因此常用来制造各种电热器件，如电炉、电熨斗、电热水器、电吹风等的发热电阻丝。常用的滑线电熨斗、电热水器、电吹风等的发热电阻丝。常用的滑线电阻、绕线电阻等也用镍、铬合金制造。阻、绕线电阻等也用镍、铬合金制造。7、欧姆定律欧姆定律U、I 参考方向相同时，参考方向相同时，U U、I I 参考方向相反时，参考方向相反时，参考方向相反时，参考方向相反时，RU+IRU+I 表达式中有两套正负号：表达式中有两
13、套正负号：式前的正负号由式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定；参考方向的关系确定；U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考值本身的正负则说明实际方向与参考 方向之间的关系。方向之间的关系。通常取通常取 U、I 参考方向相同。参考方向相同。U=RI U U=RIRI解：解：对图对图(a)有有,U=RI例：例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。对图对图(b)有有,U=RIRU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A电路端电压与电流的关系称为伏安特性。电路端电压与电流的关系称为伏安特性。电路端电压与电流的关系称为伏安特性。电路端电压与电流的关系
14、称为伏安特性。遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段电路电压与电流的比值为常数。电路电压与电流的比值为常数。I/AU/Vo线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性线性电阻的概念：线性电阻的概念：线性电阻的概念：线性电阻的概念：线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线。是一条过原点的直线。是一条过原点的直线。是一条过原点的直线。第三节电阻的连接第三节电阻的连接一、一、一、一、电阻的串联电阻的串联电阻的串联电阻的串联特点特点特点特点:1)1)各电阻一个接一个地顺序相联；各电阻一个接一个地顺序相联；各电阻一个
15、接一个地顺序相联；各电阻一个接一个地顺序相联；两电阻串联时的分压公式：两电阻串联时的分压公式：两电阻串联时的分压公式：两电阻串联时的分压公式：R R=R R1 1+R R2 23)3)等效电阻等于各电阻之和；等效电阻等于各电阻之和；等效电阻等于各电阻之和；等效电阻等于各电阻之和；4)4)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。串联电阻上电压的分配与电阻成正比。串联电阻上电压的分配与电阻成正比。串联电阻上电压的分配与电阻成正比。R R1 1U U1 1U UR R2 2U U2 2I I+R RU UI I+2)2)各电阻中通过同一电流；各电阻中通过同一电流；各电阻中通过同一电流；各电阻中通过同一电流
16、；应用：应用：应用：应用：降压、限流、调节电压等。降压、限流、调节电压等。降压、限流、调节电压等。降压、限流、调节电压等。二、二、二、二、电阻的并联电阻的并联电阻的并联电阻的并联两电阻并联时的分流公式：两电阻并联时的分流公式：两电阻并联时的分流公式：两电阻并联时的分流公式：(3)(3)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；(4)(4)并联电阻上电流的分配与电阻成反比。并联电阻上电流的分配与电阻成反比。并联电阻上电流的分配与电阻成反比。并联电阻上电流的分配与电阻成反比。特点特点特点特点:(1)(1)各电阻连接在两个公共的结点之间；各电阻连接在两个公共的结点之间；各电阻连接在两个公共的结点之间；各电阻连接在两个公共的结点之间；R RU UI I+I I1 1I I2 2R R1 1U UR R2 2I I+(2)(2)各电阻两端的电压相同；各电阻两端的电压相同；各电阻两端的电压相同；各电阻两端的电压相同；应用：应用：应用：应用：分流、调节电流等。分流、调节电流等。分流、调节电流等。分流、调节电
