单元一 直流电路

1、 。 。（三）电路模型（三）电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型 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器件，从而构成与实际电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。路相对应的电路模型。R+RoES+UI电池电池导线导线灯泡灯泡开关开关 手电筒由电池、灯手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。泡、开关和筒体组成。 理想电路元件主要有电理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容阻元件、电感元件、电容元件和电源元件

2、等。元件和电源元件等。R+RoES+UI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，其参数为电动势数为电动势 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； 开关开关用来控制电路的通用来控制电路的通断。断。电流：带箭头的实线表示电流：带箭头的实线表示Uab双下标双下标电压：电压：IE+_ 在分析与计算电路时，对在分析与计算电路时，对物理量任意假定的方向。物

3、理量任意假定的方向。Iab 双下标双下标aRb箭箭 标标abRI正负极性正负极性+abU U+_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。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：若若 I = 5A，则电流从，则电流从 b 流向流向 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

4、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 。 把用电设备长期安全工作时允许的最大电流、电把用电设备长期安全工作时允许的最大电流、电压和电功率分别叫做该用电设备的额定电流（压和电功率分别叫做该用电设备的额定电流（IN）、额）、额定电压（定电压（UN）、额定功率（）、额定功率（PN），统称为额定值。），统称为额定值。： I IN ，P IN ，P PN 满载满载(额定工作状态额定工作状态)： I = IN ，P = PN 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

5、力。 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常数常数即：即： IUR 2 电源及等效电路电源及等效电路开关闭合开关闭合,接通电源与负载接通电源与负载RREI 0负载端电压负载端电压 U = E IR0 特征特征: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，I U 。电源的外特性电源的外特性EUI0特征特征: 开关开关 断开断开I = 0电源端电压电源端电压 ( 开路电压开路电压

6、)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。电路中某处断开时的特征电路中某处断开时的特征: :I+U有有源源电电路路IRoR - -EU0 - -电源外部端子被短接电源外部端子被短接 特征特征:0SREII U = 0 PE = 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。I+U有有源源电电路路IR0R - -EU0 - - OSREI 电压源电压源0

7、SRUII- - 电流源电流源设设 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+_0SREI 注意事项：注意事项：A1A22228 - - I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 - -R3R1E13 31 12 2 在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结在任一瞬间，流

8、向任一结点的电流等于流出该结点的电流。点的电流。 实质实质: 或或: = 0I1I2I3ba - -E2R2 - -R3R1E1对结点对结点 a： I1+I2 = I3或或 I1+I2I3= 0即：即： U = 0对回路对回路1：对回路对回路2：I1 R1 +I3 R3 E1 = 0 I2 R2+I3 R3 E2 = 0 I1I2I3ba - -E2R2 - -R3R1E11 12 2对网孔对网孔abda：对网孔对网孔acba：对网孔对网孔bcdb：I1 R1 +I6 R6 I3 R3 = 0I2 R2 I4 R4 I6 R6 = 0I4 R4 + I3 R3 E = 0对回路对回路 adbc

9、a，沿逆时针方向绕行，沿逆时针方向绕行： 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 cadc，沿逆时针方向绕行，沿逆时针方向绕行： I2 R2 I1 R1 + E = 0R6adbcE+R3R4R1R2I2I4I6I1I3I 通常求解复杂电路都是已知电源电动通常求解复杂电路都是已知电源电动势和电阻值，求解各支路中的电流和势和电阻值，求解各支路中的电流和电压。最常用的方法是支路电流法和电压。最常用的方法是支路电流法和叠加定理。叠加定理。如下图所示电路。已知如下图所示电路。已知E1=18V，E2=9V，R1=R2=1，R3=4，求通

10、过各支路的电流。，求通过各支路的电流。 解解: 321III18431 II9432 II+。+A651512173232111RRRRREIA566512332IRRRIA156213-IIIA75252117313122 2RRRRREIA5775 2133 1IRRRIA257 1 2 3-IIIA1111-IIIA22 22-IIIA3333III1I12112112111211 ) (RIRIRIIRIP 从该点往参考点走,各元件电压方向与行走方向一致就取正,否则取负.2. 举例举例 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=0V设设 b为参考点，即为参考点，即Vb=0Vc20 4A6 10AE290V - -E1140V5 6A - -dbabca20 4A6 10AE290V - -E1140V5 6A - -d+90V20 5 +140V6 cd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