第一章电路的基本概念与基本定律.

1、下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备电路是电流的通路，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。或电路元件按一定方式组合而成。 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出电源电源: 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

2、线下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出直流电源直流电源: 提供能源提供能源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。信号处理：信号处理：放大、调谐、检波等放大、调谐、检波等下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出R 消耗电消耗电能能( (电阻性电阻性) ) 产生产生磁场磁场 储存磁场能量储存磁场能量( (电感性电感性) ) 忽略忽略 L LR 白炽灯通过电流白炽灯通过电

3、流 理想电路元件理想电路元件：电阻元件、电感元件、电容元件电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。和电源元件等。L 在实际分析中，可将实际电路理想化，即在一定在实际分析中，可将实际电路理想化，即在一定条件下突出主要的电磁性质条件下突出主要的电磁性质, 忽略起次要因素的影响忽略起次要因素的影响, 由一些理想元件组成电路模型。由一些理想元件组成电路模型。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出手电筒的电路模型手电筒的电路模型干电池干电池导线导线灯泡灯泡 电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电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。路工作

4、；由激励所产生的电压和电流称为响应。是在已知电路结构和参数的条件下，是在已知电路结构和参数的条件下，讨论讨论与与的关系。的关系。手电筒电路手电筒电路下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出物理量物理量实实 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动势电动势E ( (电源力电源力) ) 电压电压 U( (电场力电场力) )高电位高电位 低电位低电位 单单 位位kA 、A、mA、A低电位低电位 高电位高电位kV 、V、mV、VkV 、V、mV、V下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出I 在分析与计算电路时，对在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。

5、电量任意假定的方向。 U+_+R0E3V注意：注意： 在参考方向选定后在参考方向选定后,电流电流(或电压或电压)值才有正负之分。值才有正负之分。 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出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。I = 0.28A I = 0.28AU+R0E3VU +例例: 电路如图所示。电路如图所示。 电流电流I的参考方向与实际方向相同，的参考方向与实际方向相同，I=0.28A,由由 流流向向,反之亦然。反之亦然。 电压电压U

6、 的参考方向与实际的参考方向与实际方向相反方向相反, U = 2.8V; 电压电压U的参考方向与实际的参考方向与实际方向相同方向相同, U = 2.8V, 方向由方向由 指向指向；2.8V 2.8V下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 欧姆定律欧姆定律U、I 参考方向相同时参考方向相同时RU+IRU+I 表达式中有两套正负号：表达式中有两套正负号：(1) 式前的正负号由式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定；参考方向的关系确定； (2) U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考方向值本身的正负则说明实际方向与参考方向 之间的关系。之间的关系。 通常取通常取 U、I 参考方向相

7、同。参考方向相同。U = I R下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 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 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出1.5 电源有载工作、开路与短路电源有载工作、开路与短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 1. 电压电流关系电压电流关系(1) 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

8、源的外特性电源的外特性EUI0R0ER+I(2)电源外特性电源外特性U = E IR0 ,U = I R 。 U+下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出U = E IRoUI = EI I2RoP = PE 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)。R0ER+I 2. 功率与功率平衡功率与功率平衡U+下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 U、I 参考方向相反，参

9、考方向相反，P = UI 0，电源电源； P = UI 0，负载负载。U、I 参考方向相同，参考方向相同，P = UI 0，负载负载； P = UI 0，电源电源。 电源（发出功率）电源（发出功率） ：U、I 实际方向相反，实际方向相反，即电流从即电流从“+”+”端流出，端流出， 负载负载（吸收功率）（吸收功率） ：U、I 实际方向相同，实际方向相同，即电流从即电流从“- -”端流出。端流出。 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出例例: 已知已知:电路中电路中U=220V，I=5A，内阻，内阻R01= R02= 0.6 。求求: (1) 电源的电动势电源的电动势E1和负载的反电

10、动势和负载的反电动势E2 ； (2) 说明功率的平衡关系。说明功率的平衡关系。R01E1UI+R02E2+解：解：(1) 对于电源对于电源 U= E1- U1= E1-IR01 即即 E1= U +IR01= 220+5 0.6=223V(2)由上面可得，由上面可得，E1=E2 +IR01+IR02 E1 I =E2 I +I2R01+I2R02 1115W=1085W+15W+15W。U= E2+ U2= E2+IR02 即即 E2= U -IR02 = 220-5 0.6 = 217V下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 额定值额定值: 电气设备在正常运行时的规定使用值电气

11、设备在正常运行时的规定使用值 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：一只一只220V, 60W的白炽灯的白炽灯, 接在接在220V的电源的电源上，试求通过电灯的电流和电灯在上，试求通过电灯的电流和电灯在220V电压下工作电压下工作时的电阻。如果每晚工作时的电阻。如果每晚工作3h(小时小时)，问一个月消耗，问一个月消耗多少电能多少电能? A0.273A22060 UPI解解: 通过电灯的电流为通过电灯的电流为下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出： I IN ，P IN ，

12、P PN I = IN ，P = PN 在在220V电压下工作时的电阻电压下工作时的电阻 0680.273220IUR一个月用电一个月用电W = Pt = 60W (3 30) h = 0.06kW 90h = 5.4kW. h下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出电路中某处断开时的特征电路中某处断开时的特征: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 = U0 = EP = 01. 开路处的电流等于零；开路处的电流等于零；2. 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。IRoR - -EU0 - -下一页下一页章目录章目录返回

13、返回上一页上一页退出退出电源外部端子被短接特征电源外部端子被短接特征: 0SREII U = 0 PE = P = IR0P = 01. .短路处的电压等于零；短路处的电压等于零；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。IRRo - -E下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出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（N-1N-1为独立结点）。为独立结点）。由支路组成的闭合路径由支路组成的闭合路径,两个回路以上为复杂电路两个回

14、路以上为复杂电路。内部不含支路的回路（独立回路）。内部不含支路的回路（独立回路）。I1I2I31 12 23 3ba - -E2R2 - -R3R1E1下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出adbcE+GR3R4R2I2I4IGI1I3IR1下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。的电流。N-1为独立结点。为独立结点。 实质实质: 或或: = 0对结点对结点 a： I1+I2 = I3或或 I1+I2I3= 0ba - -E2R2 - -R3R1E1I1I2I3下一页下一

15、页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出I =?例例:I = 0IA + IB + IC = 02 +_+_I5 1 1 5 6V12VIAIBICAIBCIABACBIC广义结点广义结点下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出即：即： U = 0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 1 12 2I1I2I3ba - -E2R2 - -R3R1E1下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出1列方程前列方程前标注标注回路循行方

16、向；回路循行方向； 电位升电位升 = 电位降电位降 E2 =UBE + I2R2 UBE = E2 I2R22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 1对回路对回路1：E1UBEE+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退出退出对网孔对网孔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， cadc略。略。应用应用 U = 0列方程

17、列方程adbcE+R3R4R1R2I2I4I6I1I3I下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出U1 + U2 U3 U4 + U5 = 0 例例 2：图中若图中若 U1= 2 V，U2 = 8 V，U3 = 5 V，U5 = 3 V， R4 = 2 ，求电阻求电阻 R4 两端的电压及流过两端的电压及流过它的电流。它的电流。 解：解：设电阻设电阻 R4 两端电压的极性及流过它的电流两端电压的极性及流过它的电流 I的的参考方向如图示。参考方向如图示。( (2) )+ 8 5 U4+( (3) )= 0U4 = 2 VI = 1 AU4 沿顺时针方向列写回路沿顺时针方向列写回路的的 K

18、VL 方程式方程式代入数据，有代入数据，有U4 = IR4下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出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=0Vbac20 4A6 10AE290V - -E1140V5 6A - -d下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出bca20 4A6 10AE290V - -E1140V5 6A - -d+90V20 5 +140V6 cd下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出3. 利用电位化简电路利用电位化简电路例：例：思考题：思考题：将电路图化为原理电路图将电路图化为原理电路图下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退