电路的基本概念与基本定律NEW课件

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1、课程名称：课程名称：电工学电工学 班级：包装工程班级：包装工程091/092/093教材：电工学教材：电工学 秦曾煌主编秦曾煌主编 高等教育出版社高等教育出版社 （上册：电工技术；下册：电子技术）（上册：电工技术；下册：电子技术）学时：学时：48（讲课）（讲课） 学分：学分：3.0 (必修课）必修课）1-37-1512成绩：考试成绩：成绩：考试成绩：70% （闭卷考试）（闭卷考试） 平时成绩：平时成绩：30%（作业（作业+出勤）出勤）作业：两周交一次作业：两周交一次讲课老师：谭波（）讲课老师：谭波（）电路的基本概念与基本定律NEW课件课程内容课程内容电工技术电工技术电子技术电子技术电路分析基础

2、电路分析基础磁路与电机磁路与电机模拟电子技术模拟电子技术数字电子技术数字电子技术电工电子技术电工电子技术 （电工学）（电工学）电力电子技术电力电子技术电路的基本概念与基本定律NEW课件绪论绪论一、课程性质一、课程性质 电工学电工学是一门研究电能在技术领域中应用的课程，是是一门研究电能在技术领域中应用的课程，是工科非电专业的工科非电专业的技术基础课技术基础课，是一切电类后续课程，是一切电类后续课程(微机原微机原理及应用、机电传动控制及测量电路理及应用、机电传动控制及测量电路)的基础。的基础。二、本课程的作用与任务二、本课程的作用与任务 通过本课程的学习，掌握电工电子技术必要的基础理通过本课程的学

3、习，掌握电工电子技术必要的基础理论、基本知识、基本技能，为后续课程的学习及以后从事论、基本知识、基本技能，为后续课程的学习及以后从事相关专业打下一定的基础。相关专业打下一定的基础。三、先修课程三、先修课程 高等数学、大学物理高等数学、大学物理电路的基本概念与基本定律NEW课件四、主要教学环节四、主要教学环节1.课堂教学课堂教学 认真听课，积极思考，主动学习，理解基本概念、基认真听课，积极思考，主动学习，理解基本概念、基本理论，掌握分析问题的方法、技巧。本理论，掌握分析问题的方法、技巧。2.课后自学、独立完成作业课后自学、独立完成作业 培养自学能力和分析与处理问题的能力。培养自学能力和分析与处理

4、问题的能力。3.实验实验 理论联系实际，掌握常用仪器、仪表的使用方法，验理论联系实际，掌握常用仪器、仪表的使用方法，验证与探索相结合。证与探索相结合。电路的基本概念与基本定律NEW课件1.1 电路的作用与组成部分电路的作用与组成部分1.2 电路模型电路模型1.3 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向1.4 欧姆定律欧姆定律1.5 电源有载工作、开路与短路电源有载工作、开路与短路1.6 基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.7 电路中电位的概念及计算电路中电位的概念及计算第第1章章 电路的基本概念与基本定电路的基本概念与基本定律律电路的基本概念与基本定律NEW课件本章要求本章要求: :1.1.理解电压

5、与电流参考方向的意义；理解电压与电流参考方向的意义；2. 理解电路的基本定律并能正确应用；理解电路的基本定律并能正确应用；3. 了解电路的有载工作、开路与短路状态，了解电路的有载工作、开路与短路状态， 理解电功率和额定值的意义；理解电功率和额定值的意义；4. 会计算电路中各支路电流及各点的电位。会计算电路中各支路电流及各点的电位。第第1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律NEW课件1.1 电路的作用与组成部分电路的作用与组成部分实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理 电路的作用：电路的作用： 电路的

6、定义电路的定义： 电路是电流流通的路径。电路是电流流通的路径。 电流是指导体中电荷的定向移动。电流是指导体中电荷的定向移动。它是为某种需要由若干电气器件（发电机、电池、它是为某种需要由若干电气器件（发电机、电池、电动机、电炉、电灯、半导体器件、集成电路等）电动机、电炉、电灯、半导体器件、集成电路等）按一定方式连接而成的总体。按一定方式连接而成的总体。 电路的基本概念与基本定律NEW课件电能的传输、分配与转换电能的传输、分配与转换电源：提供电能电源：提供电能负载：取用电能负载：取用电能中间环节：中间环节：传输和分配传输和分配电能电能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

7、机电动机电炉电炉.输电线输电线电路的三个组成部分：电源、负载和中间环节。电路的三个组成部分：电源、负载和中间环节。电源：将其它形电源：将其它形式的能转换成电式的能转换成电能。能。负载：将电能转负载：将电能转换成其它形式的换成其它形式的能。能。电路的基本概念与基本定律NEW课件信号处理信号处理（中间环节）（中间环节）负载负载输出信号输出信号信号源（电源）信号源（电源）提供电信号提供电信号信号的传递与处理信号的传递与处理放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒 电源或信号源的电压或电流称为电源或信号源的电压或电流称为激励激励，它推动电路，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为工作；由激励所产生的电压

8、和电流称为响应响应。电路分析电路分析：激励与响应的关系：激励与响应的关系扩音机扩音机电路的基本概念与基本定律NEW课件 为了便于用数学方法分析电路为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模型化，一般要将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的用足以反映其电磁性质的理想电路元件理想电路元件或其组合来模拟实际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。电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。即即用理想元件构成的电路叫电路模型，简称电路用理想元件构成的电路叫电路模型，简称电路。1. 2 电路模型电路模型1.（理想）电路元件的分类（理想）电路元件的分类按电路元按电路

9、元件所具有件所具有的的主要电主要电磁现象磁现象分分消耗电能消耗电能的电阻元件，如电阻器、电炉等的电阻元件，如电阻器、电炉等储存磁场能量储存磁场能量的电感元件，如各种电感线圈的电感元件，如各种电感线圈储存电场能量储存电场能量的电容元件，如各种电容器的电容元件，如各种电容器提供能量提供能量的电源，如发电机、电池等的电源，如发电机、电池等电路的基本概念与基本定律NEW课件2. 电路元件的符号及参数电路元件的符号及参数R电阻元件电阻元件电压源电压源E电感元件电感元件L电容元件电容元件C电流源电流源Is 今后分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图中，今后分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图中，各种

10、电路元件都用规定的图形符号表示。各种电路元件都用规定的图形符号表示。电路的基本概念与基本定律NEW课件例：手电筒的电路模型例：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小灯泡：负载，耗能元件，可理想化为电阻元件小灯泡：负载，耗能元件，可理想化为电阻元件R干电池：电源，理想电压源干电池：电源，理想电压源E和内阻和内阻R0串联的组合模型串联的组合模型传输线和开关：中间环节，电阻为传输线和开关：中间环节，电阻为0的理想导体的理想导体若无特别说明，本书所分析电路均指电路模型，元件均若无特别说明，本书所分析电路均指电路模型，元件均指理想元件。指理想元件。电路的基本概念与基本定律N

11、EW课件1.3 电压与电流的参考方向电压与电流的参考方向电路的基本物理量：电流、电压、电动势、功率电路的基本物理量：电流、电压、电动势、功率电路的基本物理量：电流、电压、电动势、功率电路的基本物理量：电流、电压、电动势、功率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 、

12、V、mV、VkV 、V、mV、V电路的基本概念与基本定律NEW课件l定义定义 电流电流( (强度强度) )：1s1s时间内通过导体横截面的电荷量为时间内通过导体横截面的电荷量为1C1C，则电流为则电流为1A1A。 直流（直流（DCDC）：）：大小和方向不随时间变化，常用大小和方向不随时间变化，常用I I表示表示 交流（交流（ACAC）：）：大小和方向随时间变化，常用大小和方向随时间变化，常用i i表示表示 单位：单位：kA 、A、mA、Al方向方向 实际方向实际方向：正电荷的运动方向；实际难以确定。：正电荷的运动方向；实际难以确定。 参考方向参考方向：任意选定的电流方向，尽量与真实方向一：任意

13、选定的电流方向，尽量与真实方向一致致 1.3 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向1. 1. 电流和电流参考方向电流和电流参考方向电路的基本概念与基本定律NEW课件abRI 电流的参考方向电流的参考方向电流的实际方向电流的实际方向电流的实际方向与参考电流的实际方向与参考方向一致时，方向一致时，I是是正正值值abRI 电流的参考方向电流的参考方向电流的实际方向电流的实际方向电流的实际方向与参考电流的实际方向与参考方向相反时，方向相反时， I是是负负值值参考电流选定之后，电流才有正负之分。参考电流选定之后，电流才有正负之分。若若 I = 5A，则电流从则电流从 a 流向流向 b；例例1：若若

14、I = 5A，则电流从，则电流从 b 流向流向 a 。abRI电路的基本概念与基本定律NEW课件2. 2. 电压和电压的参考方向电压和电压的参考方向 电压电压 定义：定义： 1C1C的正电荷由电路中一点移至另一点所做的的正电荷由电路中一点移至另一点所做的 功为功为1J1J时，该两点间的电压为时，该两点间的电压为1V1V。 直流电压直流电压：大小和极性不随时间变化，用大小和极性不随时间变化，用U U 表示表示 交变电压交变电压：大小和极性随时间变化，常用大小和极性随时间变化，常用u u 表示表示 单位：单位：kV 、V、mV、V 方向方向 真实方向：由高电位端真实方向：由高电位端( (正极正极)

15、 )指向低电位端指向低电位端( (负极负极) ) 参考方向：任意选定的电压方向，若与真实方向不参考方向：任意选定的电压方向，若与真实方向不一致，则电压值为负一致，则电压值为负电路的基本概念与基本定律NEW课件abRU+若若 U = 5V，则电压的实际方向从，则电压的实际方向从 a 指向指向 b；若若 U= 5V，则电压的实际方向从，则电压的实际方向从 b 指向指向 a 。例例2：Uabab是否表示是否表示a端的电位高于端的电位高于b端的电位？端的电位？ 电压参考方向的表示形式：电压参考方向的表示形式：(1). 用极性用极性“+”、“-”表示表示(2). 用双下标表示用双下标表示 上图中，上图中

16、，a a、b b 两点间的电压两点间的电压Uabab, ,其参考方向是由其参考方向是由a a指向指向b b；若；若参考方向选择为由参考方向选择为由b b指向指向a a，则为，则为Ubaba。 Uab =- =- Uba电路的基本概念与基本定律NEW课件ab 若若U的参考方向与实际方向一致，的参考方向与实际方向一致，U为正值；否为正值；否则就为负值。则就为负值。(3). 用用 表示表示U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 ) 值才有正负之分值才有正负之分。例：例：p10 1.3.2 电路的基本概念与基本定律NEW课件电源电动势电源电动势反映电源内部的电源

17、力把正电荷由负反映电源内部的电源力把正电荷由负极推向正极的能力的物理量。用极推向正极的能力的物理量。用E E 表示表示 实际方向：电位实际方向：电位升高升高的方向（负极的方向（负极正极正极） 单位：单位：V V电源端电压电源端电压电源正负极间电位差。用电源正负极间电位差。用U U 表示表示 实际方向：电位实际方向：电位降低降低的方向（的方向（正正极极负负极极）REbaUIa a点为高电位端点为高电位端b b点为低电位端点为低电位端3. 3. 电动势和电压电动势和电压+-RU+I电路的基本概念与基本定律NEW课件4. 4. 电压、电流的关联参考方向电压、电流的关联参考方向RU+IRU+I 关联参

18、考方向关联参考方向：I 的参考方向由电压参考方向所的参考方向由电压参考方向所表示的高电位点指向低电位点，即表示的高电位点指向低电位点，即U、I 参考方向相参考方向相同同。( (关联关联) )( (非关联非关联) )电路的基本概念与基本定律NEW课件1.4 欧姆定律欧姆定律欧姆定律：欧姆定律：电阻两端的电压和流经电阻的电流成正比。电阻两端的电压和流经电阻的电流成正比。RU+IU、I 参考方向相同时，参考方向相同时，U = I RU、I参考方向相反时，参考方向相反时，RU+I U = IR上式中有两套正负号：上式中有两套正负号： 1. 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

19、向的关系确定； 2. 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 U、I I 参考方向相同。参考方向相同。电路的基本概念与基本定律NEW课件解：解：对图对图(a)有有, U = IR例：例：应用欧姆定律求下图中的电阻应用欧姆定律求下图中的电阻R。对图对图(b)有有, U = IR电路的基本概念与基本定律NEW课件1. 一定要区别实际方向和参考方向。一定要区别实际方向和参考方向。 实际方向是实际方向是物理中对电量规定的方向。物理中对电量规定的方向。 参考方向是人们在分析与计算电路时，任意假设的方向。参考方向是人们在

20、分析与计算电路时，任意假设的方向。2.今后解题时，一定要先假定物理量的参考方向今后解题时，一定要先假定物理量的参考方向(即在图中标即在图中标明物理量的参考方向明物理量的参考方向) ，然后再计算，然后再计算，缺少缺少“参考方向参考方向”的的物理量是无意义的物理量是无意义的。3.为了避免解题时出错，为了避免解题时出错，通常取通常取 U、I 参考方向一致参考方向一致。总结总结abI+U返回返回电路的基本概念与基本定律NEW课件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。 遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段电路电压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

21、电流的比值为常数。与电流的比值为常数。I/AU/Vo线性电阻的伏安特性曲线线性电阻的伏安特性曲线线性电阻的概念：线性电阻的概念： 线性电阻的伏安特性是线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线。一条过原点的直线。例：例：p12 1.4.2 1.4.3电路的基本概念与基本定律NEW课件1.5 1.5 电源有载工作、开路与短路电源有载工作、开路与短路 开关闭合开关闭合, ,接通接通电源与负载电源与负载U = IR 负载端电压负载端电压 根据欧姆定律根据欧姆定律:1.5.1 1.5.1 电源有载工作电源有载工作IR0R EU I 电流的大小由负载决定。电流的大小由负载决定。 在电源有内阻时，在电源有内阻时

22、， U E， I U 。U = E IR0 当当 R0R 时，则时，则U E ，表明当电流，表明当电流(负载负载)变化时，电源变化时，电源的端电压变化不大，即带负载能力强。的端电压变化不大，即带负载能力强。电源的外特性电源的外特性EUI01.电压和电流电压和电流电路的基本概念与基本定律NEW课件P：电源输出的功率电源输出的功率( (负载取用功率）负载取用功率）PE：电源产生的功率电源产生的功率电源外特性：电源外特性：功率平衡式功率平衡式：P：电源内阻损耗的功率电源内阻损耗的功率2. 2. 功率与功率平衡功率与功率平衡将上式左右两边同时乘以电流将上式左右两边同时乘以电流I I功率单位：瓦功率单位

23、：瓦 特特(W)(W)或千瓦或千瓦(kW)(kW)功率功率: :设电路任意两点间的电压为设电路任意两点间的电压为U, ,流入此部分电路的电流入此部分电路的电流为流为I，则这部分电路消耗的功率为，则这部分电路消耗的功率为: : P = =U.I=RI2=U2/R电路的基本概念与基本定律NEW课件例例1. 1. 如图所示电路中，如图所示电路中，U U=220V=220V，I I=5A=5A，内阻，内阻R R0101= =R R0202=0.6=0.6 。求求:(1)电源的电动势电源的电动势E1和负载的反电动势和负载的反电动势E2；(2)试说明功试说明功率的平衡。率的平衡。解解: :(1)(1)电源

24、电源 U U = = E1 -R R0101I I E1= U U + + R R0101I I=220V+=220V+ 0.6 5 5 V=223VV=223V 负载负载 U U = = E2 +R R0202I I E2= U- U-R R0202I I=220V-=220V- 0.6 5 5 V=217VV=217V IR01 E1U I E2R02电源电源负载负载电路的基本概念与基本定律NEW课件E1= U U + + R R0101I IE2= U - U - R R0202I IE1= E2 + + R R0101I I+ + R R0202I I上式左右两边同时乘以电流上式左右两

25、边同时乘以电流 IE1I I= E2I I + + R R0101I I2 2+ + R R0202I I2 2即即：1115W=1085W+15W+15W1115W=1085W+15W+15W（功率平衡）（功率平衡）其中其中： E1I I=1115W是是电源源产生的功率生的功率 E2I I=1085W是是负载取用的功率取用的功率 R R0101I I2 2=15W是是电源内阻上源内阻上损耗的功率耗的功率 R R0202I I2 2=15W是是负载内阻上内阻上损耗的功率耗的功率 电源源产生的功率生的功率=负载取用的功率取用的功率+内阻上内阻上损耗的功率耗的功率电路的基本概念与基本定律NEW课件

26、3.3.电源与负载的判别电源与负载的判别 根据根据 U U、I I 的的实际方向实际方向判别判别电源：电源：U U、I I 实际方向相反，即电流从实际方向相反，即电流从“+”+”端流出，端流出， （发出功率）（发出功率）； 负载：负载：U U、I I 实际方向相同，即电流从实际方向相同，即电流从“+ +”端流入。端流入。 （吸收功率）（吸收功率）。例：例：P20 练习与思考练习与思考 1.5.4实际方向根据实际方向根据参考方向和计算结果的正、负参考方向和计算结果的正、负得到。得到。电路的基本概念与基本定律NEW课件R0E+_UII1I2电源输出的功率和电流取决于负载的大小。电源输出的功率和电流

27、取决于负载的大小。4.4.电气设备的额定值与实际值电气设备的额定值与实际值额定值额定值是制造厂为了使电气设备在给定的是制造厂为了使电气设备在给定的工作条件工作条件下下正常运行而规定的正常容许值。如额定电压正常运行而规定的正常容许值。如额定电压U UN N 、额定、额定电流电流I IN N 、额定功率、额定功率P PN N等。等。1). 1). 额定值反映电气设备的使用安全性及使用能力；额定值反映电气设备的使用安全性及使用能力；2). 2). 使用时的电压、电流以及功率的实际值不一定就使用时的电压、电流以及功率的实际值不一定就等于其额定值。等于其额定值。通常负载都是并联运行通常负载都是并联运行负

28、载两端电压基本不变负载两端电压基本不变电路的基本概念与基本定律NEW课件电气设备的三种运行状态电气设备的三种运行状态欠载欠载( (轻载轻载) )： I II IN N ，P PP IN ，P PN (设备易损坏设备易损坏)额定工作状态：额定工作状态： I = IN ，P = PN (经济合理安全可靠经济合理安全可靠) 例：例：灯泡：灯泡：UN = 220V ，PN = 60W电阻：电阻： RN = 100 ，PN =1 W 电路的基本概念与基本定律NEW课件一个月的用电量：一个月的用电量：例例1.5.2：有一：有一220V 60W的电灯，接在的电灯，接在220V的电源上，求的电源上，求通过电灯

29、的电流和电灯在通过电灯的电流和电灯在220V电压下工作时的电阻，如果电压下工作时的电阻，如果每晚用每晚用3小时，问一个月消耗电能多少？小时，问一个月消耗电能多少？解：解：W=Pt=60(W)(30 3) (h)=5.4kW.h例例1.5.3：有一额定值为：有一额定值为5W 500 的线绕电阻，的线绕电阻，其额定电流其额定电流为多少？在使用时电压不得为多少？在使用时电压不得超过超过多大？多大？在使用时电压不得超过：在使用时电压不得超过：解：解：URI5000.150V电路的基本概念与基本定律NEW课件特征特征: 开关开关 断开断开1.5.2 电源开路电源开路( (断路断路) )I = 0电源端电

30、压电源端电压负载功率负载功率U = U0 = EP = 01. 开路处的电流等于零；开路处的电流等于零； I = 02. 开路处的电压开路处的电压 U 视电路情况而定。视电路情况而定。电路电路中某处断开时的特征中某处断开时的特征: :I+U有有源源电电路路IRoR EU0 开路电压或空开路电压或空载电压载电压电路的基本概念与基本定律NEW课件 电源外部端子被短接电源外部端子被短接1.5.3 电源短路电源短路 特征特征:电源端电压电源端电压 负载功率负载功率电源产生的能量全被内阻消耗掉电源产生的能量全被内阻消耗掉短路电流（很大）短路电流（很大）U = 0 PE = P = IR0P = 01.1

31、. 短路处的电压等于零；短路处的电压等于零； U = 02. 2. 短路处的电流短路处的电流 I 视电路情况而定。视电路情况而定。电路中某处短路时的特征电路中某处短路时的特征: :I+U有有源源电电路路IR0R E UP19 例例1.5.4电路的基本概念与基本定律NEW课件 1. 6 基尔霍夫定律基尔霍夫定律支路：支路：电路中的每一个分支。电路中的每一个分支。 一条支路流过一个电流，称为支路电流。一条支路流过一个电流，称为支路电流。结点：结点：结点：结点：三条或三条以上支路的连接点。三条或三条以上支路的连接点。回路：回路：回路：回路：由支路组成的闭合路径。由支路组成的闭合路径。I1I2I3ba

32、 E2R2 R3R1E11 12 23 3cdef网孔：网孔：网孔：网孔：内部不含支路的回路。内部不含支路的回路。电路的基本概念与基本定律NEW课件例例1：支路：支路：ab、bc、ca、ad、db、dc(共共6条）条）回路：回路：abda、abca、dbcd、 adbca、adcba、acdba、adca（共（共7 个）个）结点：结点：a、 b、c、d (共共4个）个）adbcE+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I网孔：网孔：abda、 abca、bcdb （共（共3 个）个）电路的基本概念与基本定律NEW课件ba E2R2 R3R1E1R4c12支路：共支路：共5条条结点：共结点：共3

33、个个回路：共回路：共6 个个网孔：共网孔：共3个个电路的基本概念与基本定律NEW课件1.6.1 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律( (KCL定律定律)1 1定义定义定义定义 在任一瞬间，流入某一结点的电流总和等于流出该在任一瞬间，流入某一结点的电流总和等于流出该结点的电流总和。结点的电流总和。即即即即: : 入入入入= = 出出出出 实质实质: : 体现了电流连续性。体现了电流连续性。体现了电流连续性。体现了电流连续性。 KCL KCL定律还可表述为：在定律还可表述为：在任一瞬时，流经任一节点的任一瞬时，流经任一节点的电流代数和为电流代数和为0 0。I1I2I3aR2R3R1对结点对结点 a：

34、I1+I2 = I3或或 I1+I2I3= 0即即即即: : =0=0电路的基本概念与基本定律NEW课件ABI1I2IRI3I4I5 R例：如图所示电路例：如图所示电路 I1=2A， I2=3A， I3= -0.5A， I4=1A求：求：AB支路电流支路电流IR及交于及交于B点的另一支路电流点的另一支路电流I5。电路的基本概念与基本定律NEW课件 电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的假设的闭合面闭合面。2 2推广推广推广推广I =?例例:广义结点广义结点I = 0IA + IB + IC = 0ABCIAIBIC2 +_+_I5 1 1 5 6

35、V12VP25 1.6.3电路的基本概念与基本定律NEW课件 在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。等于零。1.6.2 基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL定律定律) )1 1定义定义定义定义即：即： U = 0在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行一周，则在这个方向在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。上电位升之和等于电位降之和。回路回路： E1+ U2= E2+ U1或或 E2-E1+ U1 - U2 = 0 I1I2ba E2R2 R1E1 U1U

36、2E2-E1 + I1R1 - I2R2 = 0 电动势的参考方向与回路的循行方向相同时，取负号；相反时，取正号。电动势的参考方向与回路的循行方向相同时，取负号；相反时，取正号。电流的参考方向与回路的循行方向相同时，取正号；相反时，取负号。电流的参考方向与回路的循行方向相同时，取正号；相反时，取负号。 按按 U = 0列方程时：列方程时：电路的基本概念与基本定律NEW课件列写列写KVL方程的步骤方程的步骤1.标出回路中各段电压和电流的参考方向；标出回路中各段电压和电流的参考方向；对回路对回路3：3 32.选定一个回路循行方向；选定一个回路循行方向；3.沿回路循行方向循行一周，若电压沿回路循行方

37、向循行一周，若电压(电流电流)与回路方向一与回路方向一致，则取正；若相反，则取负。致，则取正；若相反，则取负。I1I2I3ba E2R2 R3R1E1电路的基本概念与基本定律NEW课件二、推广二、推广-KVL可应用于回路的部分电路可应用于回路的部分电路 U=UA-UB-UAB=0或或 UAB=UA-UBE-U-RI=0或或 U=E-RI注：注：列方程时，要先在电路图上标出电流、电压或电动势列方程时，要先在电路图上标出电流、电压或电动势的参考方向。的参考方向。ER+-+-UI I电路的基本概念与基本定律NEW课件(1)由基尔霍夫电压定律可得由基尔霍夫电压定律可得UAB+UBC+UCD+UDA=0

38、(2)UAB+UBC+UCA=0例例1.6.2 下图为一闭合电路，各支路的元件是任意的，但已下图为一闭合电路，各支路的元件是任意的，但已知知UAB=5V，UBC=- -4V，UDA=- -3V。试求。试求(1)UCD (2)UCA。解解: :得得 UCD=2V即即 5+(-4)+ UCD+ (-3)=0得得 UCA=-1V即即 5+(-4)+ UCA =0电路的基本概念与基本定律NEW课件例：如图：例：如图：RB=20k，R1=10k ，EB=6V，US=6V，UBE=-0.3V。试求电流。试求电流IB、I2及及I1。I1IBa R1USEBRBI2 UBE12解：对回路解：对回路1列列KVL

39、方程：方程： UBE-EB+RB I2=0I2=0.315mA对回路对回路2列列KVL方程：方程： EB + US- R1I1-RB I2=0I1=0.57mA对结点对结点a列列KCL： IB+ I1-I2=0IB=-0.255mA电路的基本概念与基本定律NEW课件例：例：对网孔对网孔abda：对网孔对网孔acba：对网孔对网孔bcdb：R6I6 R6 I3 R3 +I1 R1 = 0I2 R2 I4 R4 I6 R6 = 0I4 R4 + I3 R3 E = 0对回路对回路 adbca，沿逆时针方向循行，沿逆时针方向循行： I1 R1 + I3 R3 + I4 R4 I2 R2 = 0应用应

40、用 U = 0列方程列方程对回路对回路 cadc，沿逆时针方向循行，沿逆时针方向循行： I2 R2 I1 R1 + E = 0adbcE+R3R4R1R2I2I4I6I1I3I电路的基本概念与基本定律NEW课件 KCL和和KVL是在实验的基础上得出的，是分析电路是在实验的基础上得出的，是分析电路的理论基础，它和欧姆定律一起构成了电路分析的的理论基础，它和欧姆定律一起构成了电路分析的两个两个基本依据基本依据。 KCL和和KVL具有普遍性，适用于由各种不同具有普遍性，适用于由各种不同元件构成的电路，也适用于任一瞬时对任何变化的电流元件构成的电路，也适用于任一瞬时对任何变化的电流和电压。和电压。 列

41、方程时，不论是应用列方程时，不论是应用KCL、KVL还是欧姆定律，还是欧姆定律，首先都要在电路图上标出电流、电压或电动势的首先都要在电路图上标出电流、电压或电动势的参考方参考方向向，否则会出错。，否则会出错。总结：总结：电路的基本概念与基本定律NEW课件1.7 电路中电位的概念及计算电路中电位的概念及计算电压（电位差）电压（电位差）电路中任意两点间的电位差，电路中任意两点间的电位差，是一是一绝对绝对量。量。RE2E1abcE1=10VE2=6V根据根据KVL：Uac+E1+E2=0Uac= -16VVa? Vc?1. 电位的概念电位的概念电位：电路中某点至参考点的电压，电位：电路中某点至参考点

42、的电压，记为记为“VX” 。 通常设参考点的电位为零。通常设参考点的电位为零。+-+-电路的基本概念与基本定律NEW课件 电位的计算步骤电位的计算步骤: : (1) (1) 任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；任选电路中某一点为参考点，设其电位为零； (2) (2) 标出各电流参考方向并计算；标出各电流参考方向并计算； (3) (3) 计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为负，说明该点电位比参考点低。某点电位为负，说明该点电位比参考点低。各点电位的高低是相对的，而

43、两点间的电压值是绝对的。各点电位的高低是相对的，而两点间的电压值是绝对的。电路的基本概念与基本定律NEW课件2. 举例举例 求图示电路中各点求图示电路中各点的电位的电位: :Va、Vb、Vc、Vd 。解：解：设设 a为参考点，为参考点， 即即Va=0VVb=Uba= 106= 60VVc=Uca = 420 = 80 VVd =Uda= 65 = 30 V设设 b为参考点，即为参考点，即Vb=0VVa = Uab=106 = 60 VVc = Ucb = E1 = 140 VVd = Udb =E2 = 90 Vbac20 4A6 10AE290V E1140V5 6A dUab = 106

44、= 60 VUcb = E1 = 140 VUdb = E2 = 90 VUab = 106 = 60 VUcb = E1 = 140 VUdb = E2 = 90 V电路的基本概念与基本定律NEW课件 结论：结论：结论：结论：(1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中 各点的电位也将随之改变；各点的电位也将随之改变；(2) 电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考 点的不同而变，点的不同而变， 即与零电位参考点的选取无关。即与零电位参考点的选取无关。借助电位的概念可以简化电路作图借助电位的概念可以简化电路作图

45、bca20 4A6 10AE290V E1140V5 6A d+90V20 5 +140V6 cd电路的基本概念与基本定律NEW课件 参考电位在哪里参考电位在哪里？+10V-8V4k 5k 2k AA4k 5k 2k 10V8V电路的基本概念与基本定律NEW课件例例1.7.1 计算下图电路中计算下图电路中B点的电位。点的电位。解：解：CBA- -9V+6VIR1R2电路的基本概念与基本定律NEW课件例例1.7.2 电路如图所示，已知：电路如图所示，已知：E1=6V，E2=4V，R1=4 ，R2=R3=2 ，求，求A点电位点电位VA。解解:E1E2+-R1R2R3I1I2I3A或或(由图可知由图

46、可知A点开路点开路)电路的基本概念与基本定律NEW课件例例1: 图示电路，计算开关图示电路，计算开关S S 断开和闭合时断开和闭合时A点点 的电位的电位VA解解: (1)当开关当开关S S断开时断开时(2) 当开关闭合时当开关闭合时, ,电路电路 如图（如图（b）电流电流 I2 = 0，电位电位 VA = 0V 。电流电流 I1 = I2 = 0，电位电位 VA = 6V 。电流在闭合电流在闭合路径中流通路径中流通2K A+I I1 12k I I2 26V(b)2k +6VA2k SI I2 2I I1 1(a)A点开路点开路电路的基本概念与基本定律NEW课件例例2 2：电路如下图所示，电路

47、如下图所示，(1) 零电位参考点在哪里？画电路零电位参考点在哪里？画电路图表示出来。图表示出来。(2) 当电位器当电位器RP的滑动触点向下滑动时，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？两点的电位增高了还是降低了？A+12V12VBRPR1R212V 12V BARPR2R1I解：（解：（1）电路如左图，零）电路如左图，零电位参考点为电位参考点为+12V电源的电源的“”端与端与12V电源的电源的“+”端的联接处。端的联接处。 当电位器当电位器RP的滑动触点向下滑动时，回路中的电流的滑动触点向下滑动时，回路中的电流 I 减小，减小，所以所以A电位增高、电位增高、B点电位降低。点电位降低。（2） VA = IR1 +12 VB = IR2 12电路的基本概念与基本定律NEW课件