高校电工课件第一章

1、下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电路是电流的通路，是为了实现某种需要、由电路是电流的通路，是为了实现某种需要、由电工元器件按一定方式相互连接起来的组合。电工元器件按一定方式相互连接起来的组合。 电路由电源（信号源）、负载和中间环节三部电路由电源（信号源）、负载和中间环节三部分组成。分组成。 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页电源电源: 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

2、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.输电线输电线下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页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器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 实际电路是复杂多样的，实际电路是复杂多样的，为了便于用数学方法分为了便于用数学方法分析电路析电路,一般要将实际电路模型化，用足以反映其电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组合来模拟实际电路中的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相对应的电

3、路模型。器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。 理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等，其模型如下图所示。容元件和电源元件等，其模型如下图所示。RLC+E下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 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，的性质，是电阻元件，其参数为电阻其参数为电阻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，认为是无电阻的理想导体。为是无电阻的理想导体。 开关开关用

4、来控制电路的通用来控制电路的通断。断。R+RoES+UI电池电池导线导线灯泡灯泡开关开关下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 说明：说明：下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页dtdqi 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 在一些简单电路中，电流的实际方向很容易确定，在一些简单电路中，电流的实际方向很容易确定，如图如图a中的中的I。R+Ro1E1I图图a图图bR+Ro1E1IRo2E2+ 但在图中再接入一个电源如图但在图中再接入一个电源如图b所示，则该电阻所示，则该电阻中的电流的实际方向就很难判断了。中的电流的实际方向就很难判

5、断了。 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 说明：说明：下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页（1）实线箭头标注）实线箭头标注RIRI或或（2）双下标标注）双下标标注IababR下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页dqdwuabbaabvvu下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 说明：说明：下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页（1）实线箭头标注）实线箭头标注baUab（3）双下标标注）双下标标注baUab（2）“+”、“-”标标注注baUab+-下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页“+”、“-”标注标注E+-下一页下一页章目录章目录返回返回上一页

6、上一页 说明：说明：E+-UsUs =-EE+-UsUs =E下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 说明：说明：tt)i(t)ud10tt(w下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页t)i(t)u(dtdwpU = I RRU+IU = I RRU+IU =I R下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页解：解：对图对图(a)有有, U = IR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 = IR326 : IUR所所以以326: IUR所所以以RU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A下一页下一页章目

7、录章目录返回返回上一页上一页P = UIU、I参考方向时参考方向时， U、I为非关联参考方向时取为非关联参考方向时取“-”。（1）电路中任一元件的功率都可用该计算公式来计）电路中任一元件的功率都可用该计算公式来计算，对于电阻还可用算，对于电阻还可用P=I 2 R或或P=U 2/ R 来计算。来计算。 说明：说明：（2）如果计算出电路中某元件的功率）如果计算出电路中某元件的功率P0，则说，则说明该元件吸收功率或者说消耗功率；如果明该元件吸收功率或者说消耗功率；如果P0 ，则，则说明该元件发出功率或产生功率。说明该元件发出功率或产生功率。（3）若电路中所有元件功率的代数和为零，即）若电路中所有元件

8、功率的代数和为零，即P=0，说明吸收的功率等于发出的功率，则称该电，说明吸收的功率等于发出的功率，则称该电路功率平衡。路功率平衡。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页例：例：应用功率计算公式计算各元件功率，并判断功应用功率计算公式计算各元件功率，并判断功率是否平衡。率是否平衡。R+RoEI10V28解：解： （1）ARREI182100WRIPR2212020WRIPR88122WIUPEE101010)10(820ERRPPPP因为：（2）所以该电路功率平衡所以该电路功率平衡（4）判断电路功率是否平衡是验证电路分析结果正）判断电路功率是否平衡是验证电路分析结果正确与否的手段之一。确与

9、否的手段之一。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页SlR 金属导体的电阻与导体的尺寸及导金属导体的电阻与导体的尺寸及导体材料的导电性能有关体材料的导电性能有关，表达式为：表达式为：Riu+_其中：其中： ：电阻率，表示材料对电流起阻碍作用的物理量，：电阻率，表示材料对电流起阻碍作用的物理量，单位：欧米单位：欧米(M)l：导体长度，单位为米（：导体长度，单位为米（M）；）；S：导体横截面积，单位为平方米：导体横截面积，单位为平方米 (M2) 电阻的单位为：欧姆（电阻的单位为：欧姆（），千欧（），千欧（）下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页u =i Ru 、i 为关联参考方向时取为

10、关联参考方向时取“+”，反之取，反之取“-”。p =ui=i2R=u2/R从从t0到任意时刻到任意时刻t，电阻元件消耗的电能为：，电阻元件消耗的电能为：dttRw0)p(下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 线圈的电感与线圈的尺寸、线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附近的介质的导磁性能匝数以及附近的介质的导磁性能等有关。等有关。lNSL2S 线圈横截面积（线圈横截面积（m2） l 线圈长度（线圈长度（m）N 线圈匝数线圈匝数 电感的单位为：亨利（电感的单位为：亨利（H）介质的磁导率（介质的磁导率（H/m）iu+-eL+-L其中：其中：下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页tiLte

11、ddddL当通过电感线圈的电流发生变化当通过电感线圈的电流发生变化时，电感线圈会产生自感电动势时，电感线圈会产生自感电动势（ ）来阻碍电流的变化。）来阻碍电流的变化。Leiu+-eL+-LtiL-euddL 当通过电感线圈的电流为直流电时，当通过电感线圈的电流为直流电时，di/dt=0，则则u=0，所以电感元件在直流电路中相当于短路。，所以电感元件在直流电路中相当于短路。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页221LiW tiLeuLdd 20021ddLiiLituiti)(twL 电感元件本身不消耗电能，而是将电能转换为电感元件本身不消耗电能，而是将电能转换为磁场能储存在线圈中，一定

12、条件下，又将磁场能转磁场能储存在线圈中，一定条件下，又将磁场能转换为电能释放出去，实现电能和磁场能的相互转换。换为电能释放出去，实现电能和磁场能的相互转换。iu+-eL+-L 假设电感元件假设电感元件t =0时未储能，则在任意时未储能，则在任意时刻时刻t电感元件从电源吸收的电能为：电感元件从电源吸收的电能为：ttui0d)(twL下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页uiC+_ 平行板电容器的电容与极板的尺寸及其间介质平行板电容器的电容与极板的尺寸及其间介质的介电常数等关。的介电常数等关。dSCS 极板正对面积（极板正对面积（m2）d 板间距离（板间距离（m）介电常数（介电常数（F/m）

13、电容的单位为：法拉（电容的单位为：法拉（F） 任何两块金属导体在中间隔以绝缘介任何两块金属导体在中间隔以绝缘介质就构成一个电容器，称之为平行板电质就构成一个电容器，称之为平行板电容器。容器。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页20021ddCuuCutuitu)(twCtuCiddtuCidd 当电容元件的端电压当电容元件的端电压u变化时，在电变化时，在电路中产生电流路中产生电流:uiC+_ 当电容的端电压为直流电时，当电容的端电压为直流电时，du/dt=0，则，则i=0，所以电容元件在直流电路中相当于开路。，所以电容元件在直流电路中相当于开路。 假设电容元件假设电容元件t =0时未储

14、能，则在任意时刻时未储能，则在任意时刻t电电容元件从电源吸收的电能为：容元件从电源吸收的电能为：ttui0d)(twC下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页221CuW 电容元件本身也不消耗电能，而是将电能转换电容元件本身也不消耗电能，而是将电能转换为电场能储存起来，一定条件下，又将电场能转换为电场能储存起来，一定条件下，又将电场能转换为电能释放出去，实现电能和电场能的相互转换。为电能释放出去，实现电能和电场能的相互转换。 实际电源的形式是多种多样的，概括起来，有三实际电源的形式是多种多样的，概括起来，有三种类型的电源：电压源、电流源和受控源。种类型的电源：电压源、电流源和受控源。下一页

15、下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 OSREI 电压源电压源下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页0SRUII 电流源电流源下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页设设 IS = 10 A，接上，接上RL 后，恒流源对外输出电流。后，恒流源对外输出电流。RL IUISOIISU+_下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页支路：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。三

16、条或三条以上支路的联接点。三条或三条以上支路的联接点。由支路组成的闭合路径。由支路组成的闭合路径。内部不含支路的回路。内部不含支路的回路。I1I2I3ba E2R2 R3R1E11 12 23 3下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 在任一瞬间，流入任一结点的电流之和等于流出在任一瞬间，流入任一结点的电流之和等于流出该结点的电流之和。该结点的电流之和。 实质实质: 或或: = 0I1I2I3ba E2R2 R3R1E1对结点对结点 a： I1+I2 = I3或或 I1+I2I3= 0下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页I =?例例:广

17、义结点广义结点I = 0IA + IB + IC = 0ABCIAIBIC2 +_+_I5 1 1 5 6V12V下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页即：即： U = 0 在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循在任一瞬间，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行一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。和。对回路对回路1：对回路对回路2： E1 = I1 R1 +I3 R3I2 R2+I3 R3=E2或或 I1 R1 +I3 R3 E1 = 0 或或 I2 R2+I3 R3 E2 = 0 I1I2I3ba E2R2 R3R1E11 12 2下一页

18、下一页章目录章目录返回返回上一页上一页（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； U = 0 I2R2 E2 + UBE = 0（2）应用）应用 U = 0项前符号的确定：项前符号的确定： （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 1E1UBEE+B+R1+E2R2I2_下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页对网孔对网孔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应用应用 U = 0列方程列方程对回路对回路