电路及电路模型PPT课件

1、项目项目一一 直流直流电路的基本物理量电路的基本物理量【学习目标学习目标】 了解电路及基本电路模型了解电路及基本电路模型 掌握电路的基本物理量掌握电路的基本物理量 能够对五种理想的电路元件正确识别和分析能够对五种理想的电路元件正确识别和分析 理解理解欧姆定律欧姆定律理解电路的三种状态理解电路的三种状态掌握数字万用表的使用掌握数字万用表的使用第1页/共70页2第一第一节节 电路电路及电路模型及电路模型【主要内容主要内容】1、电是什么；、电是什么； 2、电路及电路组成和作用；、电路及电路组成和作用；3、电路模型；、电路模型；4、画电路图注意事项、画电路图注意事项第2页/共70页实验实验摩摩 擦擦

2、起起 电电 物体有了吸引轻小物体的性质，就说物体带了电，或者说，带了电荷。第3页/共70页4电是一种自然现象，是一种能量。电荷有两种：正电，负电。一、电是什么一、电是什么第4页/共70页5二、电路二、电路定义：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。 第5页/共70页组成：组成：电源是把非电能转换为电能并向外提供电能的设备，如发电机、蓄电池等。负载是电路中用电器的总称，它把电能转换成其他形式能量。如电炉把电能转换成热能，电动机把电能转换成机械能。开关属于控制电器，用于控制电路的接通或断开。连接导线将电源和负载连接起来，担负着电能的传输和分配。 第6页/共70页

3、各种蓄电池和干电池由化学能转换成电能。电源第7页/共70页汽轮发电机和风力发电机将其它能转换成电能。第8页/共70页电动机手电钻吸尘器负载第9页/共70页电力系统扩音器电路的作用实现电能的传输和转换实现信号的传递和处理电路的作用电路的作用电 灯电 炉发电机升 压变压器降 压变压器话筒扬声器放大器第10页/共70页三、电路模型和电路元件三、电路模型和电路元件电源负载实体电路中间环节 与实体电路相对应、由理想元件构成的，称为实体电路的。电路模型负载电源开关连接导线SRL+ UIUS+_R0第11页/共70页白炽灯的电路模型可表示为： 实际电路器件品种繁多，其电磁特性多元而复杂，采取模型化处理可获得

4、有意义的分析效果。iR R L的电特性可用表征产生磁场的电特性可用表征由于白炽灯中耗能的因素远远大于产生磁场的因素，因此L 可以忽略。理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其电特性单一、确切，可定量分析和计算。第12页/共70页RC+US电阻元件只具耗能的电特性只具有储存电能的电特性输出电压恒定，输出电流由它和负载共同决定输出电流恒定，两端电压由它和负载共同决定L只具有储存磁能的电特性IS无源二端元件有源二端元件(注：五种理想元件以后会细讲）第13页/共70页实物实物符号符号实物实物符号符号 + -电路中常用的符号第14页/共70页四四、画电路图的注意事项：、画电路图的注意事项：1、完整准

5、确地反映电路的组成；、完整准确地反映电路的组成；2、用统一规定的器件符号；、用统一规定的器件符号；3、电路图画得简洁、工整；、电路图画得简洁、工整；4、器件符号安排合理的位置，分布均匀；、器件符号安排合理的位置，分布均匀；5、连线与器件符号连接处不能断开；、连线与器件符号连接处不能断开；6、在用电器正常工作的电路中，开关应画成闭、在用电器正常工作的电路中，开关应画成闭合的；合的；7、交叉相连的导线上要画上实心圆点；、交叉相连的导线上要画上实心圆点；第15页/共70页16第二节第二节 电路基本物理量电路基本物理量【主要内容主要内容】1、 电流的定义、大小和方向电流的定义、大小和方向 2、 电压的

6、定义、大小和方向电压的定义、大小和方向3、 电位电位定义和电压的关系定义和电压的关系4、 电动势的定义、大小和方向电动势的定义、大小和方向5、 电功率电功率定义、计算定义、计算第16页/共70页17一、电流一、电流 定义定义：电路电路中带点粒子在电源作用下有规则地定向中带点粒子在电源作用下有规则地定向移动而移动而形成电流。形成电流。大小：大小：单位单位时间内通过导体横截面的电荷量时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流强度。定义为电流强度。电流强度定义说明图 电流强度公式第17页/共70页1kA=103A1mA=10-3A1 A=10-6A单位：单位：A（安培）（安培） kA、mA、 A第18页

7、/共70页i 0 0i 参考方向参考方向实际方向实际方向A AB Bi 参考方向参考方向实际方向实际方向A AB B第19页/共70页1. 1. 用箭头表示：用箭头表示： 箭头的指向为箭头的指向为电流的参考方向。电流的参考方向。2.2.用双下标表示：用双下标表示： 如如iAB, ,电流的参考方向由电流的参考方向由A点指向点指向B点。点。iBA第20页/共70页二二、电压电压 定义：定义：两点之间的电位之差即是两点间的电两点之间的电位之差即是两点间的电压。从电场力做功概念定义，电压就是将单压。从电场力做功概念定义，电压就是将单位正电荷从电路中一点移至电路中另一点电位正电荷从电路中一点移至电路中另

8、一点电场力做功的大小，如图场力做功的大小，如图 所示所示。)()()(tdqtdwtu定义电压示意图电压公式第21页/共70页电压参考方向有三种表示方式：电压参考方向有三种表示方式：(1)用箭头：用箭头：(2)用正负极性用正负极性：(3)用双下标用双下标：A AB BUABUA AB BU+ +A AB B第22页/共70页U 0000 + +i iu u第33页/共70页p = ui P0 PE 时， I 0 表明方向与图中参考方向一致。当 UabE 时， I 0 表明方向与图中参考方向相反。E+_baIUabR+_第57页/共70页电路元件U、I 之间函数关系，表现在直角坐标系中。线性电阻

9、伏安特性曲线为一通过原点的直线。I(A)U(V)0(4) 伏安特性曲线第58页/共70页二、二、电路的三种状态电路的三种状态 电路通常有三种状态：通路、断路、短路。第59页/共70页RREIo1)电压与电流当电源内阻 Ro R 时，则U E ，表明当电流(负载)变动时电源的端电压变动不大，这说明它带负载能力强。EUIO电源的外特性曲线oRS+-RUE+-IIRU IREUo1.通路（电源有载工作）第60页/共70页电源输出的功率电源产生的功率内阻损耗的功率 在一个电路中，电源产生的功率和负载取用的功率以及内阻上所损耗的功率是平衡的。2 )功率与功率平衡IREUo2oIREIUIPPPE第61页

10、/共70页例：下图所示方框为电路元件，已知：UAB= 50V，I1=15A，I2=10A，I3=-5A，试求电路各元件的功率，并校验功率是否平衡。解：UAB = 50VA点为“+”，B点为“-”I1 = 15AI1实际方向与参考方向相同，电流从“+”端出，“1”元件为电源，输出功率为：W7505015AB11UIP+-123ABI1I2I3UAB第62页/共70页I2 = 10AI2实际方向与参考方向相同，电流从“+”端入，“2”元件为负载，吸收功率为：W5005010AB22UIPI3 = - -5AI3实际方向与参考方向相反，电流从“+”端入，“3”元件为负载，吸收功率为：W25050)5

11、(AB33UIP可见负载吸收的功率与电源输出的功率平衡+-123ABI1I2I3UAB第63页/共70页4) 4) 额定值与实际值额定值与实际值额定值：电气设备的额定电压、额定电流和额定功率及其他标准使用规定值称为电气设备的额定值。分别用UN、IN、PN表示。 制造厂在制定产品的额定值时，要全面考虑使用的经济性、可靠性及寿命等因素，特别要保证设备的工作温度不超过规定的容许值。 使用时，电压、电流和功率的实际值不一定等于它们的额定值。第64页/共70页 当开关断开时，电源处于开路(空载)状态，不输出电能，其特征如下：2 2、开路（电源的断路）、开路（电源的断路）电源端电压 （ 即开路电压）等于电源电动势负载功率为零开路电流为零1.5 1.5 电源有载工作、开路与短路电源有载工作、开路与短路oR+-ESRU+-I0P0IIREUo第65页/共70页3、 短路短路电源端电压为零负载功率为零电源产生的电能全被内阻所消耗短路电流（很大）短路通常是一种严重事故，应该尽力预防oR+-ESRU+-I 当电源的两端被短接时，其特征如下：0UoSREII2oIRPPE0P第66页/共70页1.4.4 如图，方框代表电源或负载。已知 U = 220V，I= -1A，试问哪些方框是电源，哪些是负载？解：（a）+ U-I -U+I+ U-I -U+I（b）（c）（d）(a)图 P = UI