电工基础1.ppt

哈尔滨工业大学 电工基础 返回 哈尔滨工业大学 电工基础电路的基本概念基本定律 返回 1 1电路的作用与组成部分1 2电路模型1 3电压和电流的参考方向1 4欧姆定律1 5电源有载工作 开路与短路1 6基尔霍夫定律 目录 1 1 1电路的作用 1 电能的传输和转换 2 信号的传递和处理1 1 2电路的组成 1 电源 2 负载 3 中间环节 1 1电路的作用与组成部分 返回 中间环节 负载 扩音机电路示意图 信号源 电源 返回 电路元件的理想化 在一定条件下突出元件主要的电磁性质 忽略其次要因素 把它近似地看作理想电路元件 为什么电路元件要理想化 便于对实际电路进行分析和用数学描述 将实际元件理想化 或称模型化 1 2电路模型 返回 手电筒的电路模型 返回 电压和电流的方向 实际方向参考方向 参考方向在分析计算时人为规定的方向 1 3电压和电流的参考方向 返回 物理量 单位 实际 方向 电流 I A kA mA A 正电荷移动 的方向 电动势 E V kV mV V 电源驱动正电荷的 方向 电压 U V kV mV V 电位降低的方向 电流 电动势 电压的实际方向 返回 问题在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向 如何解决 1 在解题前任选某一个方向为参考方向 或称正方向 3 根据计算结果确定实际方向 若计算结果为正 则实际方向与参考方向一致 若计算结果为负 则实际方向与参考方向相反 2 根据电路的定律 定理 列出物理量间相互关系的代数表达式 解决方法 返回 欧姆定律 流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比 1 4欧姆定律 返回 当电压和电流的参考方向一致时U RI当电压和电流的参考方向相反时U RI 注意 伏安特性 线性电阻伏安特性 非线性电阻伏安特性 返回 解 返回 1 5 1电源有载工作 开关闭合 有载 开关断开 开路 cd短接 短路 1 5电源有载工作 开路与短路 返回 1 电压和电流 由欧姆定律可列上图的电流 负载电阻两端电压 电源的外特性曲线 当 R0 R时 由上两式得 返回 2 功率与功率平衡 功率设电路任意两点间的电压为U 流入此部分电路的电流为I 则这部分电路消耗的功率为 功率平衡 由U E R0I得UI EI R0I2 P PE P 电源输出的功率 电源内阻上损耗功率 电源产生的功率 W为瓦 特 KW为千瓦 返回 3 电源与负载的判别 分析电路时 如何判别哪个元件是电源 哪个是负载 U和I的参考方向与实际方向一致 U和I的实际方向相反 电流从 端流出 发出功率 电源 负载 U和I的实际方向相同 电流从 端流入 吸收功率 当 返回 或当 U和I两者的参考方向选得一致 电源P UI 0负载P UI 0 电源P UI 0负载P UI 0 U和I两者的参考方向选得相反 4 额定值与实际值 额定值是制造厂商为了使产品能在给定的条件下正常运行而规定的正常允许值 注 在使用电气设备或元件时 电压 电流 功率的实际值不一定等于它们的额定值 返回 解 一个月的用电量W Pt 60 W 30 h 5 4kWh 返回 解 在使用时电压不得超过U RI 500 0 1 50V 返回 1 5 2电源开路 特征 I 0U U0 EP 0 1 5 3电源短路 特征 U 0I IS E R0PE P R0I2P 0 返回 用来描述电路中各部分电压或各部分电流的关系 包括基尔霍夫电流和基尔霍夫电压两个定律 注 基尔霍夫电流定律应用于结点基尔霍夫电压定律应用于回路 1 6基尔霍夫定律 返回 支路 ab ad 共6条 回路 abda bcdb 共7个 结点 a b 共4个 返回 1 6 1基尔霍夫电流定律 如图I1 I2 I3或I1 I2 I3 0即 I 0 在任一瞬时 流向某一结点的电流之和应该等于流出该结点的电流之和 即在任一瞬时 一个结点上电流的代数和恒等于零 返回 解 由基尔霍夫电流定律可列出I1 I2 I3 I4 02 3 2 I4 0 可得I4 3A 返回 1 6 2基尔霍夫电压定律 从回路中任意一点出发 沿顺时针方向或逆时针方向循行一周 则在这个方向上的电位升之和等于电位降之和 或电压的代数和为0 U1 U4 U2 U3U1 U2 U3 U4 0即 U 0 返回 上式可改写为E1 E2 R1I1 R2I2 0或E1 E2 R1I1 R2I2即 E RI 在电阻电路中 在任一回路循行方向上 回路中电动势的代数和等于电阻上电压降的代数和 在这里电动势的参考方向与所选回路循行方向相反者 取正号 一致者则取负号 电压与回路循行方向一致者 取正号 反之则取负号 注