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1、 第第一一章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律第一节第一节第一节第一节 电路的基本概念电路的基本概念电路的基本概念电路的基本概念第二节第二节第二节第二节 电阻元件和电源元件的伏安特性电阻元件和电源元件的伏安特性电阻元件和电源元件的伏安特性电阻元件和电源元件的伏安特性第三节第三节第三节第三节 基尔霍夫定律及应用基尔霍夫定律及应用基尔霍夫定律及应用基尔霍夫定律及应用第四节第四节第四节第四节 电路的工作状态电路的工作状态电路的工作状态电路的工作状态本章要求本章要求本章要求本章要求: : : :1.1.1.1.理解电压与电流参考方向的意义；理解电压与电流参考方向的意义；理解电压与电流参考方向
2、的意义；理解电压与电流参考方向的意义；2. 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；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. 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，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。理解电功率和额定值的意义。理解电功率和额定值的意义。第第一一章章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律第一节第一节 电路的基本概念电路的基本概念电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电电路是电流的通路，
3、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。路元件按一定方式组合而成。一、电路的组成和电路模型一、电路的组成和电路模型一、电路的组成和电路模型一、电路的组成和电路模型1. 1.电路的电路的电路的电路的组成部分组成部分组成部分组成部分电源电源: 提供提供电能的装置电能的装置负载负载: 取用取用电能的装置电能的装置中间环节：中间环节：传递、分传递、分配和控制电能的作用配和控制电能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.输电线输电线直流电源直流电源直流电源直流电源直流电源直流电源: 提供能源提供能源信号处理：信号处理：放大、调谐、检波等放大、
4、调谐、检波等负载负载信号源信号源: 提供信息提供信息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激励，它推动电路电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。2.2.2.2.电路的作用电路的作用电路的作用电路的作用(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发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压
5、器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线3.电路模型电路模型 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,一般要将实际电路一般要将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其模型化，用足以反映其电磁性质的理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。相对应的电路模型。例：手电筒例：手电筒例：手电筒例：手电筒 手电筒由手电筒由电池、灯电池、灯泡、开关泡、开关和和导线导线组成。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
6、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RL+RSSUSI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，其参是电源元件，其参数为电压数为电压 US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； 导线导线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
7、，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。二、二、电流和电压的参考方向电流和电压的参考方向 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 电压电压
8、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、AkV 、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 在复杂电路中很难确定电流和电在复杂电路中很难确定电流和电压的实际方向。在分析与计算电路压的实际方向。在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向，为参时，对电量任意假定的方向，为参考方向考方向。Iab 双下标双下标2. 2. 电流和电压的参考方向电流和电压的参考方向电流和电压的参考方向电流和电压的参考
9、方向US+_aRb箭箭 标标abR正负极性正负极性+abUSII U箭标箭标abU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1：若若 I = 5A，则电流从则电流从 b 流向流
10、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 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 。(4)(4) 关联与非关联的参考方向关联与非关联的参考方向关联与非关联的参考方向关联与非关联的参考方向 同一电路元件，如果规定电流（流过该电路元件的同一电路元件，如果规定电流（流过该电路元件的电流）与电压的电流）与电压的参考方向一致参考方向一致，则称为，则称为关联的参考方关联的参考方向向；否则为；否则为非关联的参考方向非关联的参考方向。IabRU+IbaR+U 电流与电压的参考方向一致，电流与电压的参考方向一致，为关
11、联的参考方向为关联的参考方向； 电流与电压的参考方向不一致，电流与电压的参考方向不一致，为非关联的参考方向为非关联的参考方向。三、电功率三、电功率Rui+-p u i i2R u2 / RRui+-p u i (R i) i i2 R u(u/ R) u2/ R上述结果说明电阻元件在任何时刻总是消耗功率的上述结果说明电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。1、电阻元件电功率、电阻元件电功率2. 2. 电路吸收或发出功率的判电路吸收或发出功率的判断断+-iul u, i 取取关联参考方向关联参考方向P=ui +-iul u, i 取非取非关联参考方向关联参考方向P = -ui P0实际吸收功率实际吸收
12、功率 P0R0Ri+u一、电阻元件一、电阻元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。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。
13、解：解：对图对图(a)有有, U = IR例例2：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 = IRRU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A注意：注意：电阻电阻R是恒大于或等于零。是恒大于或等于零。二、理想电压源l 定义定义 其两端电压总能保持定值或一定的时间函数，其其两端电压总能保持定值或一定的时间函数，其值与流过它的电流值与流过它的电流 i 无关的元件叫理想电压源无关的元件叫理想电压源。l 电路符号电路符号i+_l 理想电压源的电压、电流关系理想电压源的电压、电流关系(1) 电源两端电压由电源本身决定电源两端电压由电
14、源本身决定, ,与与外电路无关；与流经它的电流方向、外电路无关；与流经它的电流方向、大小无关。大小无关。(2) 通过电压源的电流由电源及外通过电压源的电流由电源及外电路共同决定。电路共同决定。ui伏安关系伏安关系例例Ri-+外外电电路路电压源不能短路！电压源不能短路！三、三、 理想电流源理想电流源定义定义其输出电流总能保持定值或一定其输出电流总能保持定值或一定的时间函数，其值与它的两端电的时间函数，其值与它的两端电压压u u 无关的元件叫理想电流源无关的元件叫理想电流源。l 电路符号电路符号l 理想电流源的电压、电流关系理想电流源的电压、电流关系(1) 电流源的输出电流由电源本身决定，与外电流
15、源的输出电流由电源本身决定，与外电路无关；与它两端电压方向、大小无关电路无关；与它两端电压方向、大小无关 （2） 电流源两端的电压由电源及外电路共同决定电流源两端的电压由电源及外电路共同决定ui伏安伏安关系关系U+_IS 第三节第三节 基尔霍夫定律及应基尔霍夫定律及应用用支路：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。节点：节点：节点：节点：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。网孔：网孔：网孔：网孔：内部不含支路的回路。内部不含支路
16、的回路。I1I2I3ba U2R2 R3R1U11 12 23 3 几个名词：几个名词：例例例例1 1：支路：支路：支路：支路：abab、bcbc、caca、 （共（共（共（共6 6条）条）条）条）回路：回路：回路：回路：abdaabda、abcaabca、 adbca adbca （共（共（共（共7 7 个）个）个）个）结点结点结点结点：a a、 b b、c c、d d ( (共共共共4 4个）个）个）个）网孔：网孔：网孔：网孔：abdabd、 abcabc、bcdbcd （共（共（共（共3 3 个）个）个）个）a ad db bc cE E + +GGR R3 3R R4 4R R1 1R
17、 R2 2I I2 2I I4 4I IGGI I1 1I I3 3I I一、一、一、一、 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律( ( ( (KCLKCL定律定律定律定律) )1 1定律定律定律定律 即即即即: : 入入入入= = 出出出出 在任一瞬间，流向任一节点的电流等于流出该节在任一瞬间，流向任一节点的电流等于流出该节点的电流。点的电流。 实质实质: 电流连续性的体现。电流连续性的体现。电流连续性的体现。电流连续性的体现。或或: = 0I1I2I3ba U2R2 R3R1U1对节点对节点 a：I1+I2 = I3或或 I1+I2I3= 0 基尔霍夫电流定律基尔
18、霍夫电流定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律（KCLKCL）反映了电路中任一反映了电路中任一反映了电路中任一反映了电路中任一节点处各支路电流间相互制约的关系。节点处各支路电流间相互制约的关系。节点处各支路电流间相互制约的关系。节点处各支路电流间相互制约的关系。（2） 电路中有电路中有n个节点，则根据个节点，则根据KCL可列出可列出(n-1) 个独立的电流方程。个独立的电流方程。 注意：注意： （1）KCL适用于任何电路；适用于任何电路； （3）用）用KCL解题时，先要取定各支路电流的解题时，先要取定各支路电流的参考参考 方向方向。 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
19、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电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。假设的闭合面。假设的闭合面。假设的闭合面。2 2推广推广推广推广I =?例例2:广义广义节节点点I = 0IA + IB + IC = 0ABCIAIBIC2 +_+_I5 1 1 5 6V12V 在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。段电压的代数和恒等于零。段电压的代数和恒等于零。段电压的代数和恒等于零。二、二、二、二、 基尔霍夫电压定律
20、（基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVLKVL定律定律定律定律) ) ) )1 1定律定律定律定律即：即： U = 0 在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行在任一瞬间，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。一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。对回路对回路1：对回路对回路2： U1 = I1 R1 +I3 R3I2 R2+I3 R3=U2或或 I1 R1 +I3 R3 U1 = 0 或或 I2 R2+I3 R3 U2 = 0 I1I2I3ba U2R2 R3R1U11 12 2 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律基尔霍夫电
21、压定律基尔霍夫电压定律（KVLKVL） 反映了电路中任一反映了电路中任一反映了电路中任一反映了电路中任一回路中各段电压间相互制约的关系。回路中各段电压间相互制约的关系。回路中各段电压间相互制约的关系。回路中各段电压间相互制约的关系。1列方程前列方程前标注标注回路循行方向；回路循行方向； 电位升电位升 = 电位降电位降 U2 =UAB + I2R2 U = 0 I2R2 U2 + UAB = 02应用应用 U = 0列方程时列方程时列方程时列方程时，项前符号的确定：项前符号的确定： 如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。如果规定电位降取正号，则电位升就取
22、负号。如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。3. 开口电压可按回路处理开口电压可按回路处理 注意：注意：1 1对回路对回路1：U1UABB+A+R1+U2R2I2_例例3：图图1所示电路中，正确的电压方程是（所示电路中，正确的电压方程是（ ）。）。c例例4：图图2所示电路中，所示电路中，A、B间的电压间的电压UAB为（为（ ）。）。AB2A22图图 2（a）2V （b） 2V（c） 1Vb图图 1（a）US1 R1 I1 + R3 IS = 0（b）US2 + R3 IS + R2 I2 = 0（c）US1 R1 I1 US2 R2 I2 = 0I1I2R1R3R2US1US2IS+例例5：
23、图示电路中，已知：图示电路中，已知：IS1 =4A， IS2=2A，US =6V， R1= R2=3，求，求A、B间的电压。间的电压。解：电阻解：电阻R1上的电流上的电流IR1和两和两端电压端电压UR1的参考方向如图示。的参考方向如图示。 根据根据KCL，对节点对节点A列电流列电流方程：方程：IS2= IS1 + IR1IR1 = IS2 IS1=2 4= 2A电阻电阻R1上的电流上的电流IR1为：为：电阻电阻R1两端电压两端电压UR1为：为：UR1 = IR1 R1= 23= 6VUAB=US +UR1 =6 6 = 0VIR1+UR1AIS1R1R2USIS2+B例例6：图示电路中，已知：
24、图示电路中，已知： R1= R2=1 ，IS1 =1A， IS2=2A，US1 = US2 =1V， 求求A、B间的电压间的电压UAB 。+UR1UR2IR2IR1解：流过电阻解：流过电阻R1和和R2的电的电流流IR1、IR2和两端电压和两端电压UR1、UR2的参考方向如图示。的参考方向如图示。电流电流IR1和电压和电压UR1为：为：IR1= IS1 =1AUR1= IR1 R1 = 1V 电流电流IR2和电压和电压UR2为：为：IR2= IS2 =2A，UR2= IR2 R2 = 2V US1+ UR1UR2US2UAB =0 UAB= 3V选取回路列电选取回路列电压方程：压方程：IS1R1
25、+R2US1US2IS2ABUAB电路中电位的概念及计算电路中电位的概念及计算电位：电路中某点至参考点的电压，电位：电路中某点至参考点的电压，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的电压，记为记为记为记为“ “V VX X” ” 。 通常设参考点的电位为零。通常设参考点的电位为零。通常设参考点的电位为零。通常设参考点的电位为零。1. 1. 电位的概念电位的概念电位的概念电位的概念 电位的计算步骤电位的计算步骤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；任选电路中某一点为参考点，设其
26、电位为零；任选电路中某一点为参考点，设其电位为零； (2) (2) 标出各电流和电压的参考方向并计算；标出各电流和电压的参考方向并计算；标出各电流和电压的参考方向并计算；标出各电流和电压的参考方向并计算； (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
27、低。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。2. 举例举例7 7 求图示电路中求图示电路中各点的电位各点的电位: :Va、Vb、Vc、Vd 。解：解：设设 a为参考点，为参考点， 即即Va=0VV Vb b=U=Ubaba= = 106= 106= 60V60VV Vc c=U=Ucaca = 420 = 80 V= 420 = 80 VV Vd d = =U Udada= 65 = 30 V= 65 = 30 V设设 b为参考点，即为参考点，即Vb=0VV Va a = = U Uabab=106 = 60 V=106 = 60 VV Vc c = = U
28、 Ucbcb = = U U1 1 = 140 V= 140 VV Vd d = = U Udbdb = =U U2 2 = 90 V= 90 Vbac20 4A6 10AU290V U1140V5 6A dU Uabab = = 106 = 60 V106 = 60 VU Ucbcb = = U U1 1 = 140 V = 140 VU Udbdb = = U U2 2 = 90 V = 90 VU Uabab = = 106 = 60 V106 = 60 VU Ucbcb = = U U1 1 = 140 V = 140 VU Udbdb = = U U2 2 = 90 V = 90 V
29、 结论：结论：结论：结论：(1)(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；各点的电位也将随之改变；各点的电位也将随之改变；(2) (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，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。即与零电位参
30、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bca20 4A6 10AU290V U1140V5 6A d+90V20 5 +140V6 cd例例例例8: 8: 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
31、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)例例例例9 9： 电路如下图所示，电路如下图所示，电路如下图所示，电路如下图所示，(1) (1) 零电位参考点在哪里？零电位参考点在哪里？零电位参考点在哪里？零电位参考点在哪里？画电路图表示出来。画电路图表示出来。画电路图表示出来。画电路图表示出来。(2) (2) 当电位器当电位器当电位器当电位器R RP P的滑动触点向的滑动触点向的滑动触点向的滑动触点向下滑动时，下滑动时，下滑动时，下滑动时，A A、B 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
32、低了？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：（解：（解：（1 1）电路如左图，）电路如左图，）电路如左图，）电路如左图，零电位参考点为零电位参考点为零电位参考点为零电位参考点为+12V+12V电源的电源的电源的电源的“ “ ” ”端与端与端与端与 12V12V电源的电源的电源的电源的“ “+ +” ”端的端的端的端的联接处。联接处。联接处。联接处。 当电位器当电位器当电位器当电位器R RP P的滑动触点向下滑动时，回路中的电的滑动触点向下滑动时，回路中的电的滑动触点向下滑动时，回路中的电的滑动触点向下
33、滑动时，回路中的电流流流流 I I 减小，所以减小，所以减小，所以减小，所以A A电位增高、电位增高、电位增高、电位增高、B B点电位降低。点电位降低。点电位降低。点电位降低。（2 2） V VA A = = I IR R1 1 +12+12 V VB B = = I IR R2 2 12 12AUS1+ US2IS1IS2R1R2B例例10：求电路中：求电路中A点的电位点的电位VA。已知。已知: US1=5V， US2=4V，IS1 =3A，IS2 =2A， R1=2， R2=3。IR2+UR2解：电阻解：电阻R2的电流与两端的电流与两端电压的参考方向如图示。电压的参考方向如图示。B对节点对
34、节点B列电流方程：列电流方程：IS1 = IS2 + IR2IR2 = IS1 IS2=1A求求VA ：VA = US1 US2UR2= US1 US2IR2 R2= 2V特征特征: 开关开关 断开断开一、一、空载状态空载状态I = 0电源端电压电源端电压 ( 开路电压开路电压 )负载功率负载功率U = U0P = 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 U0 视电路情况而定。视电路情况而定。电路中某处断开时的特征电路中某处断开时的特征: :I+U0有有源源电电路路IRoR UU0 第四节第四节 电路的工作状态电路的工作状态开关闭合开关闭合,
35、接通电源与负接通电源与负载载负载端电压负载端电压 U0 = IR 特征特征:二、二、 负载状态负载状态IR0R UU0 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，I U0 。或或 U0 = U IR0 当当当当 R R0 0R R 时，则时，则时，则时，则U U0 0 U U ，表明当负载变化时，表明当负载变化时，表明当负载变化时，表明当负载变化时，电源的端电压变化不大，即带负载能力强。电源的端电压变化不大，即带负载能力强。电源的端电压变化不大，即带负载能力强。电源的端电压变化不大，即带负载能力强。电源的外特性电源的外特性UU0I0 如果不考虑电源的内阻
36、，外特性为虚线所示。如果不考虑电源的内阻，外特性为虚线所示。开关闭合开关闭合,接通电源与负载。接通电源与负载。 1 1、特征、特征、特征、特征: : 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，I U0 。U0I = UI IRoP = PU P负载负载取用取用功率功率电源电源产生产生功率功率内阻内阻消耗消耗功率功率 电源输出的功率由负载决定。电源输出的功率由负载决定。负载大小的概念负载大小的概念: 负载增加指负载取用的负载增加指负载取用的电流和功率增加电流和功率增加(电压一定电压一定)。IR0R UU0 I2 2 2 2、功率与功率平衡功率与功率平衡功率与功
37、率平衡功率与功率平衡U0I = UI IRoP = PU P负载负载取用取用功率功率电源电源产生产生功率功率内阻内阻消耗消耗功率功率 在一个电路中，电源产生的功在一个电路中，电源产生的功率与负载取用的功率，以及内阻率与负载取用的功率，以及内阻上所损耗的功率是相等的，称为上所损耗的功率是相等的，称为功率平衡。功率平衡。IN+U功率的计算：功率的计算：功率的计算：功率的计算：（1）U、I 关联的关联的参考方向，参考方向， P =UI；（2）U、I 非关联的非关联的参考方向，参考方向，P = -UI；如果如果P 0，元件吸收功率，为元件吸收功率，为负载负载；如果如果P 0，元件释放功率，为元件释放功
38、率，为电源电源。 例例3 在图示电路中，已知：在图示电路中，已知：I=2A，U1=10V， U2 =6V， U3= 4V，问哪些元件是电源？哪些元件是负载？问哪些元件是电源？哪些元件是负载？213U2+U1U3I= I U2= 26= 12W0= I U3= 2（ 4）= 8W0元件元件1为电源为电源= I U1= 210= 20W0解：解：元件元件1：P1元件元件2：P2元件元件2为负载为负载元件元件3：P3元件元件3为负载为负载例例4 在图示电路中，在图示电路中，US1、 US2 、I均为正值，问发均为正值，问发 出功率的电源是哪个？出功率的电源是哪个？IR1US1US2+R2解：电源解：
39、电源US1的功率的功率PUS1= US1I 0发出功率发出功率电源电源US2的功率的功率PUS2=US2I 0吸收功率吸收功率电路中供出功率的电源是电路中供出功率的电源是US13 3、电气设备的额定值、电气设备的额定值、电气设备的额定值、电气设备的额定值额定值额定值: 电气设备在正常运行时的规定使用值电气设备在正常运行时的规定使用值电气设备的三种运行状态电气设备的三种运行状态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欠载欠载( (轻载轻载轻载轻载) )： I IN ，P IN ，P PN ( (设备易损坏设备易损坏设备易损坏设备易损坏) )额定工作状态：额定工作状态： I = IN
40、，P = PN ( (经济合理安全可靠经济合理安全可靠经济合理安全可靠经济合理安全可靠) ) （1） 额定值反映电气设备的使用安全性；额定值反映电气设备的使用安全性；（2） 额定值表示电气设备的使用能力。额定值表示电气设备的使用能力。例：例：灯泡：灯泡：UN = 220V ，PN = 60W电阻：电阻： RN = 100 ，PN =1 W 实际当中，电气设备不一定工作在额定值。实际当中，电气设备不一定工作在额定值。实际当中，电气设备不一定工作在额定值。实际当中，电气设备不一定工作在额定值。电源外部端子被短接电源外部端子被短接三、三、短路状态短路状态 特征特征:电源端电压电源端电压电源端电压电源端电压负载功率负载功率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）短路电流（很大）短路电流（很大）U = 0 PU = P = IR0P = 01.1. 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 UU0
