注电考试电工学

1、1电工学和电子技术电工学和电子技术电磁学电磁学l高斯定律高斯定律l安培环路定律安培环路定律l电磁感应定律电磁感应定律电工学电工学l基本定律基本定律l交流电路交流电路l电子技术电子技术l信息技术信息技术2电电 磁磁 学学3真空中两个静止点电荷相互作用力的大小正比于两真空中两个静止点电荷相互作用力的大小正比于两个点电荷电量的积，反比于两个点电荷距离的平方，个点电荷电量的积，反比于两个点电荷距离的平方，方向沿着它们的连线，同种电荷相斥，异种电荷相方向沿着它们的连线，同种电荷相斥，异种电荷相吸。吸。 二、二、库仑定律库仑定律注意注意: 库仑定律仅适用于点电荷。库仑定律仅适用于点电荷。12214q qF

2、rq1q2r4电荷电荷1 1受电荷受电荷2 2的库仑力的库仑力1212122204q qq qF= k=r r2-1202= 8.8510CNm真空中的介电常数真空中的介电常数q1q2r1 2F292019104Nmk =C0r =介质中的介电常数介质中的介电常数 与真空中的介电常与真空中的介电常数数 之比称为相对介电常数之比称为相对介电常数r05两个点电荷在真空中相距两个点电荷在真空中相距7cm时的作用力与他们在煤时的作用力与他们在煤油中相距油中相距5cm时的作用力相等。求煤油的时的作用力相等。求煤油的相对介电常相对介电常数数 r油油解：氢原子核与电子之间的库仑力和万有引力为解：氢原子核与电

3、子之间的库仑力和万有引力为: 12122201144q qq qrr空油油0r 22200rrrr空油 油油油222271.965rrr空油油6质量为质量为m的两小球带等量的两小球带等量 电荷电荷q，现用长为，现用长为l的细线的细线悬挂在空中悬挂在空中O点，当小球平衡时，测得它们之间的点，当小球平衡时，测得它们之间的水平距离为水平距离为x，求绳子的张力，求绳子的张力TxlOqqTmgF22042qxxlT2302qTx7 真空中的静电场内，通过任意封闭曲面的真空中的静电场内，通过任意封闭曲面的电通量电通量等于曲面内所等于曲面内所包围的电荷电量的代数和包围的电荷电量的代数和除以真空除以真空介电常

4、数。与闭合面外的电荷无关。介电常数。与闭合面外的电荷无关。rSdES 101tiiq高斯定理高斯定理电荷与电场关系电荷与电场关系 电场强度电场强度E：静电场单位点电荷所受的力。：静电场单位点电荷所受的力。FEq 其方向与正电荷在电场中的方向相同。其方向与正电荷在电场中的方向相同。8SS1、均匀电场、均匀电场ESe 2、均匀电场、均匀电场nE = cosESe SE3、非均匀电场、任意曲面、非均匀电场、任意曲面dSeSEdS单位：单位：VmnEE电通量电通量91 设真空中点电荷设真空中点电荷+q1和点电荷和点电荷+q2，且，且q2=2q1，以，以+q1为为中心，中心，a为半径形成封闭球面，则通过

5、该球面的电通量为半径形成封闭球面，则通过该球面的电通量为：为：10() 3/Aq 10( ) 2/Bq10( )/Cq() 0D2q0aqaq穿过球面的电通量仅与被球穿过球面的电通量仅与被球面包围的点电荷有关，且与面包围的点电荷有关，且与半径半径r无关，与球外电荷也无无关，与球外电荷也无关关0710一、一、求场强求场强的思路的思路 高斯定理反映的是电通量与电荷的关系高斯定理反映的是电通量与电荷的关系，而不是场强与，而不是场强与电荷的直接联系。要通过电通量计算场强，就需要在高斯电荷的直接联系。要通过电通量计算场强，就需要在高斯定理表达式中，将场强从积分号中提出来，这就导致定理表达式中，将场强从积

6、分号中提出来，这就导致要求要求电场的分布具有某种特殊的对称性电场的分布具有某种特殊的对称性。 几类对称性几类对称性：v 电场分布轴对称电场分布轴对称v 电场分布球对称电场分布球对称v 电场分布面对称电场分布面对称高斯定理的应用高斯定理的应用rSE dS 101tiiq11RPO球对称分布：球对称分布：在任何与均匀在任何与均匀带电球壳同心的球面上各点的带电球壳同心的球面上各点的场强大小都相等，方向沿着半场强大小都相等，方向沿着半径方向呈辐射状。径方向呈辐射状。 求电量为求电量为Q 、半径为、半径为R的的均匀带电球面均匀带电球面的场强分布。的场强分布。高斯定理的应用举例高斯定理的应用举例12源球对

7、称源球对称场球对称场球对称R ReSE dS Rr 0 00Qr RSdSE2 24 4 rE ERr 0RrrQ2 20 04 4 r0 0E ER REEEESd选取合适的高斯面选取合适的高斯面在在r处场强的值存在跃变。处场强的值存在跃变。13两个同心带电球壳，半径为两个同心带电球壳，半径为R1和和R，电量分别为，电量分别为Q1和和Q2,填空：填空：R1，Q1R, Q2112 2, RR, , rRErERrE 扩展：扩展：01204Qr12204QQr14安培环路定律安培环路定律1516H/m10470 0r0BB 0HH17sB ds 18Bdl0IBdl0 IBl或0BlI19diL

8、iBlII1I2I3L2L1磁感应强度磁感应强度B的环流等于穿过以的环流等于穿过以L为边界的为边界的任意曲面的电流的代数和。任意曲面的电流的代数和。1023d()LBlII2012d()LBlII安培环路定理安培环路定理B空间空间所有电流所有电流共同产生的共同产生的内I与与L L套连套连的电流的电流 iiI内代数和代数和（与与L L绕行方向成绕行方向成右手螺旋的电流取正右手螺旋的电流取正）20思路：思路： 1、右边是一个代数式，计算方便。右边是一个代数式，计算方便。 2、若左边能演变成、若左边能演变成 则则B可可以很以很 方便的求出。方便的求出。难点：积分路径要选取合适难点：积分路径要选取合适

9、v积分路径的选取原则积分路径的选取原则1、必须通过所求场点、必须通过所求场点2、积分路径、积分路径L上上 B 或处处大小相等，方向平行于或处处大小相等，方向平行于 线元线元 ，或部分，或部分B 的方向垂直于线元，或的方向垂直于线元，或部分路径上部分路径上 B03、环路形状尽可能简单、环路形状尽可能简单安培环路定理的应用求安培环路定理的应用求B的分布的分布00diLiBlIIcosB dlBdlld21用来求解具有轴对称分布的磁场用来求解具有轴对称分布的磁场例题例题求：无限长载流直导线产生的磁场求：无限长载流直导线产生的磁场I解：对称性分析解：对称性分析磁感应线是磁感应线是 躺在垂直平面上的同心

10、圆，选环路躺在垂直平面上的同心圆，选环路BLrdLBlIdBl2Br2IBr0rH22通过一个闭合回路的通过一个闭合回路的磁通磁通量量发生发生变化变化时，时， 回路中就回路中就有感应电流产生有感应电流产生该现该现象称为象称为电磁感应现象电磁感应现象。产生的电流称为产生的电流称为感应电流感应电流，相应的电动势为相应的电动势为感应电动感应电动势势。N电磁感应现象：电磁感应现象：d= -dtii关联正方关联正方向向实际方向实际方向23 ab ab闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动时，电闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动时，电路中就有电流产生，路中就有电流产生，方向由右手定则确定。方向由右手定

11、则确定。ve = Blvabi 24 ababi viI电动势电动势i RiIiI形成形成产产生生 当通过回路的磁通量变化时，回路中就会当通过回路的磁通量变化时，回路中就会产生感应电动势。产生感应电动势。2.线圈内磁场变化线圈内磁场变化SBdS1.导线或线圈在磁场中运动导线或线圈在磁场中运动25金属导轨上放置金属导轨上放置ab和和cd两根金属棒，各长两根金属棒，各长1m，电阻，电阻r均均为为4，均匀磁场，均匀磁场B=2T，当，当ab以以v1=4m/s，cd以以v2=2m/s的速度向左运动时，求的速度向左运动时，求abcd回路电流回路电流12 1 48abeBlvV 解：解：840.522 4a

12、bcdeeIAr abcdrreabecdab22 1 24cdeBlvV v1v226m如图所示如图所示匀强磁场匀强磁场中，磁感应强度方向向上，大小为中，磁感应强度方向向上，大小为5T，圆环半径为，圆环半径为0.5m，电阻，电阻5，现磁感应强度以现磁感应强度以1T/s速度减小速度减小，问圆环内电流的大小及方向（，问圆环内电流的大小及方向（）2m =BS=r B 21( )2412mddBe= -= -rdtdt= - -20ei=Ri27 ab载流导体在磁场中的受力：载流导体在磁场中的受力：F=Bl I方向由左手定则确定。方向由左手定则确定。FI abviI28 直流电路直流电路29电流的参

13、考方向电流的参考方向 参考方向参考方向是在分析电路前任意假定的一个电流方是在分析电路前任意假定的一个电流方向，用箭头标在电路图上。向，用箭头标在电路图上。并规定：并规定： 电流实际方向与参考方向相同，电流取正值；电流实际方向与参考方向相同，电流取正值； 电流实际方向与参考方向相反，电流取负值。电流实际方向与参考方向相反，电流取负值。 也可双下标表示：也可双下标表示： iAB = - iBA30ABIR若若 I = 5A ，则实际方向与参考方向一致，则实际方向与参考方向一致， 若若 I = - 5A ，则实际方向与参考方向相反。，则实际方向与参考方向相反。例：例：31电压的参考方向电压的参考方向

14、(高电位指向低电位高电位指向低电位) 可用箭头表示，或正负极性表示：可用箭头表示，或正负极性表示：也可用双下标表示：也可用双下标表示： uAB = - uBA 32设定设定参考方向参考方向情况下的欧姆定律情况下的欧姆定律I与与U的参考方向一致的参考方向一致U = IRaIRUbI与与U的参考方向相反的参考方向相反U = IRaIRUb关联参考方向关联参考方向非关联参考方向非关联参考方向33UIR6V2A(a)UIR6V-2A(b)UIR-2A-6V(d)UIR(c)-6V 2A【例】【例】应用欧姆定律对下图电路列出式子，应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻并求电阻R。6= 32UR =I=

15、63-=2-UR =I=-6= 32-UR =I=62-= 3UR-=I=规定规定参考方向参考方向的情况下电功率的计算的情况下电功率的计算功率的概念功率的概念：设电路任意两点间的电压为：设电路任意两点间的电压为 U , ,流入此流入此部分电路的电流为部分电路的电流为 I， 则这部分电路则这部分电路消耗的功率消耗的功率为为: :电压电流电压电流参参考方向考方向一致一致aIRUb关联参考方向关联参考方向aIRUb电压电流电压电流参参考方向考方向相反相反P = UI=-(-RI)I=-U(-U/I)非关联参考方向非关联参考方向P = +UI=(RI)I=U(U/I)功率有正负？功率有正负？3580图

16、示电路消耗电功率图示电路消耗电功率2W，则下列表达式中正确的是：，则下列表达式中正确的是：(A) (8+R)I2=2，(8+R)I=10(B) (8+R)I2=2，-(8+R)I=10(C) -(8+R)I2=2，-(8+R)I=10(D) -(8+R)I2=2，(8+R)I=10 8 _+10VRIU = IRP-= -UI 求功率求功率求电压求电压电阻一定消耗功率电阻一定消耗功率P0 36基尔霍夫电流电律（基尔霍夫电流电律（KCL）1.定理内容定理内容 对于任一集总参数电路中的任一节点，在任对于任一集总参数电路中的任一节点，在任一时刻，流出（或流入）该节点的所有支路电流一时刻，流出（或流入

17、）该节点的所有支路电流的代数和恒为零。的代数和恒为零。 其中：其中：K为与该节点相联的支路数，为与该节点相联的支路数， ik(t)为该节点的第为该节点的第k条支路的电流。条支路的电流。 0)(1 tiKkk372. 说明说明(1）KCL是节点电流的代数线性约束，与元件的性是节点电流的代数线性约束，与元件的性质无关。质无关。a)a)若取流入为正若取流入为正: :则则 i = i1 + i2 - i3=0b)b)若取流出为正若取流出为正: :则则 i = - i1 - i2 + i3=0c) i 流入流入= = i 流出流出则则 i1 + i2 = i338-(-7)真实方向真实方向与参考方向相反

18、与参考方向相反参考方向参考方向流出节点流出节点若取流入为正若取流入为正i = i1 + 4 -(-7) = 0 注意：注意：有两套正负符号！有两套正负符号！39KCL适用于广义节点适用于广义节点 节点节点：iA + i1 - i2 = 0节点节点： iB + i2 i3 = 0节点节点： iC + i3 i1 = 0三式相加可得三式相加可得iA + iB + iC = 0 即：即：流入广义节点的电流入广义节点的电流代数和等于零。流代数和等于零。 KCL的推广的推广 在任一瞬时，通过任一闭在任一瞬时，通过任一闭合面的电流的代数和恒为零。合面的电流的代数和恒为零。40RI1I2U电路如图，已知电路

19、如图，已知I1=0.8mA， I2=1.2mA ，R=50k，电压电压U=()(A) -20V(B) +20V(C) +50V(D) -50V-0.4mA-0.4mAA41基尔霍夫电压电律（基尔霍夫电压电律（KVL）1.定理内容定理内容 对于任一集总电路中的任一回路，在任一时刻，对于任一集总电路中的任一回路，在任一时刻，沿该回路的所有支路电压降的代数和恒为零。沿该回路的所有支路电压降的代数和恒为零。其中：其中：K为与该回路中的支路数为与该回路中的支路数 uk(t)为该回路第为该回路第k条支路的电压条支路的电压 0)(1 tuKkk422. 说明说明(1)KVL是支路电压的代数线性约束，与元件是

20、支路电压的代数线性约束，与元件的性质无关。的性质无关。 a)设顺时针绕行一周设顺时针绕行一周 U = U1 + U2 + U3 - U4 +U5 = 0b)设逆时针绕行一周设逆时针绕行一周 U = -U1-U2-U3 +U4 -U5 = 0 c)U降降 =U升升 （设逆时针）（设逆时针） U4= U1+ U2+U3+U5注意：也有两套正负符号！注意：也有两套正负符号！43（2）KVL的理论依据是能量守恒公理的理论依据是能量守恒公理(或电位单值性或电位单值性)（3）KVL的推广的推广U1 + U2 + U3 - Uad = 0 电路中任意两点间的电压等于从假定高电位节电路中任意两点间的电压等于从

21、假定高电位节点经任一路径到低电位节点路径中各元件的电压点经任一路径到低电位节点路径中各元件的电压降之和，且与计算路径无关降之和，且与计算路径无关 。Uad = U1 + U2 + U3 Uad - U4 + U5 = 0 Uad = U4 - U5 推论推论1U1 + U2 + U3 U4 + U5 = 0 44例例:U=UA-UB-UAB=0BUAAC+_+_UB+_UABUAB=UA-UBRE+_I+_UE-U-IR=0U=E-IRR1IR2+_U+_U2+_U1U-IR1-IR2=0U=IR1+IR2 =U1+U2在开口处在开口处假设电压假设电压UR451列方程前列方程前标注标注回路循行

22、方向；回路循行方向；对对 IR = E，凡电阻上电流方向与循环方向一，凡电阻上电流方向与循环方向一致取正，反之取负；电动势方向与循环方向一致取正，反之取负；电动势方向与循环方向一致取正，反之取负。致取正，反之取负。2应用应用 U = 0项前符号的确定：项前符号的确定： 3. I1I2I3ba E2R2 R3R1E11 1 E1 = I1 R1 +I3 R32 2 -E2 = -I3 R3 -I2 R2I1 R1 +I3 R3 -E1 = 0-I3 R3 I2 R2 +E2 = 0UR1 +UR3 -E1 = 0+-+-+-UR3 UR2 +E2 = 046 U = 0对回路对回路1：对回路对回

23、路2： E1 = I1 R1 +I3 R3E2=I2 R2+I3 R3或或 I1 R1 +I3 R3 E1 = 0 或或 I2 R2+I3 R3 E2 = 0 I1I2I3ba E2R2 R3R1E11 12 247IR2I1baUR1Us+-+-Is+-+-图示电路电压源供出电流图示电路电压源供出电流和电流源两端电压和电流源两端电压1SSUIIR2SSI RU电压源供出电流电压源供出电流电流源两端电压电流源两端电压20SSI RUU48电路开路电压电路开路电压UabkRUabkI1ba2RUs+-+-Is+-+-23SSI RU123SSUUIRRRR49电路开路电压电路开路电压UabkUa

24、bkbaIs+-+-+-(2 )abkSSUUIRUs2R2RUabkbaIs+-+-+-Us2R2R(2 )abkSSUUIR 例例7.2-107.2-10502 图示电路，图示电路，U=12V， US=12V， R=0.4k，则，则电流电流I等于等于 0.055A 0.03A 0.025A 0.005A_RUSI_UU=IR+US12 100.005400SUUIRAIR+US-U =0IR=U-US51列写回路电压方程，并求列写回路电压方程，并求I。IIR =E0iU =基尔霍夫电压定理基尔霍夫电压定理+-US115V5 +-US230V+-UR1+UR2-UR32 +3 UR1+UR2

25、+US2+UR3-US1=0 I=-1.5A3I+5I+2I=US1-US2 I=-1.5A523I+3I=12-6UabUab+3I-12+2=0Ia+_36Vb_12V+_2V+32I=1AUab=7V由于由于ab之间开路，没有电流，之间开路，没有电流，2的电阻上没有电的电阻上没有电压降压降以电流以电流I的方向作为循行方向的方向作为循行方向53 OSREI 电压源电压源54550SRUII 电流源电流源56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 UIISOIISU+_572 图示电路中，电流源的端电压图示电路中，电流源的端电压U等于：

26、等于：（A）20V（B） 10V（C）5V（D） 0V-0.1 100-0.1 50-5 = 0U +-0.1A100 -5V50 U580SREI 00SIRI R -U00UE- IRR59例：电压源与电流源的例：电压源与电流源的等效互换举例等效互换举例I2 +-10VbaUab5AabI10V / 2 = 5A2 5A 2 = 10VE = ISRS IS = U / RS60注意转换前后电压方向与注意转换前后电压方向与 I Is s 的方向的方向aE+-bIRSE+-bIRSaIsaRSbIaIsRSbI61求图示电路求图示电路Uab。IS_+US1US2+_R1R2R3abISIS1

27、IS2R2R3R111SUR22SURbaIS3R1212SSSUUIRR1231231/111RRRRRRRab1212123111SSSabUUIRRURRR62用用节点电压法节点电压法求图示电路各支路电流。求图示电路各支路电流。解：解：求出求出U后，可用欧姆定律求后，可用欧姆定律求各支路电流。各支路电流。-1116 8-+0.41 6= 4111+1610S1S2S12123UU+ IRRU =+RRR=VI1I2ISI3_+US1US2+_R1R2R3160.4A106V8VS111U-U6 -4I = 2AR1S222U-U-8 -4I = -2AR633U4I = 0.4AR106

28、3RIRUUss1节点电压法节点电压法64+-4V4A2I电路如图，支路电流电路如图，支路电流I=()（A）-2A（B）0A（C）4A（D）6A2AD理想电压源：电压恒定，电流任意（外电路决定）理想电压源：电压恒定，电流任意（外电路决定）理想电流源：电流恒定，电压任意（外电路决定）理想电流源：电流恒定，电压任意（外电路决定）理想电压源与理想电流源并联理想电压源理想电压源与理想电流源并联理想电压源理想电压源与理想电流源串联理想电流源理想电压源与理想电流源串联理想电流源65+-4V4A2I电路如图，支路电流电路如图，支路电流I=6A2A功率讨论：功率讨论：理想电压源：理想电压源：PU=-IUS=-

29、24W理想电流源：理想电流源：PI=+ISUS=+16W电阻：电阻：PR=+IRUS=+8W66+-4V4A2I电路如图，支路电流电路如图，支路电流I=-2A2A功率讨论：功率讨论：理想电压源：理想电压源：PU=-IUS=+8W理想电流源：理想电流源：PI=-ISUS=-16W电阻：电阻：PR=+IRUS=+8W67支路电流法支路电流法支路电流法支路电流法是以支路电流为解变量，根据是以支路电流为解变量，根据KCL、KVL建立电路方程的分析方法。建立电路方程的分析方法。一般步骤一般步骤:（1） 设定支路电流正方向；设定支路电流正方向；（2） 列列（n - 1）个）个KCL方程方程；（3） 列列b

30、 - (n-1)个个 KL方程方程，其中，其中 u 用用 i 代代（根据（根据VCR）；）；（4） 联立方程求解联立方程求解;（5） 进一步计算支路电压和进行其它分析。进一步计算支路电压和进行其它分析。68图示电路中，求各支图示电路中，求各支路电流、电压。路电流、电压。解：解：（1）在电路图上标出支路电流参考方向；）在电路图上标出支路电流参考方向； （2）列（）列（n - 1）个）个KCL方程：方程：节点节点a I1 + I2 - I3 = 0I1I2I3ba E2R2 R3R1E169图示电路中，求各图示电路中，求各支路电流、电压。支路电流、电压。解：解：（3）列）列b - (n-1)个个

31、KL方程，其中方程，其中 u 用用 i 代（根据代（根据VCR）：）：1 13 312 23 32R i + R i = ER i + R i = EI1I2I3ba E2R2 R3R1E11 12 270列支路电流法方程列支路电流法方程1260IIII6US2R2R1R3R4R5R6+-+-US1I2I4I3I5电阻上电流方向与电阻上电流方向与绕行方向一致取正绕行方向一致取正2340III4560III2 24 46 62SR IR IR IU1 1223 31SR IR IR IU3 3445 51SR IR IR IU I171列支路电流法方程列支路电流法方程1260IIII6US2R2

32、R1R3R4R5R6+-+-IS1I2I4I3I5电阻上电流方向与电阻上电流方向与绕行方向一致取正绕行方向一致取正2140SIII4560III2 24 46 62SR IR IR IU1 12 24 45 50R IR IR IR II172叠加原理叠加原理 电压源电压源（us=0) 短路短路电流源电流源 (is=0) 开路开路不作用不作用的的电源电源置置 0 在多个电源同时作用的在多个电源同时作用的线性电路线性电路中，任何支中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独单独作用时所得结果的作用时所得结果的代数和代数和。73+-10 I4A20

33、V10 10 用叠加原理求：用叠加原理求：I= ?I=2AI= -1AI = I+ I= 1A+解：解：“恒流源不起作用恒流源不起作用”，即是将此恒流源开路。即是将此恒流源开路。例：例：“恒压源不起作用恒压源不起作用” ，即是将此恒压源短路。即是将此恒压源短路。+-10 I4A20V10 10 I+-10 4A20V10 10 74 （1）在考虑某一电源单独作用时，应令）在考虑某一电源单独作用时，应令其他电源中的其他电源中的 US = 0 ，IS = 0。即应将其他电。即应将其他电压源代之以短路压源代之以短路 ，将其他电流源代之以开路。，将其他电流源代之以开路。 应用叠加定理应用叠加定理时要注

34、意：时要注意： （2）最后叠加时，一定要注意各个电源）最后叠加时，一定要注意各个电源单独作用时的电流和电压分量的参考方向是单独作用时的电流和电压分量的参考方向是否与总电流和电压的参考方向一致，一致时否与总电流和电压的参考方向一致，一致时前面取正号前面取正号 ，不一致时前面取负号。，不一致时前面取负号。 （3）叠加定理只适用于线性电路。）叠加定理只适用于线性电路。 （4）叠加定理只能用来分析和计算电流）叠加定理只能用来分析和计算电流和电压，不能用来计算功率。和电压，不能用来计算功率。75 叠加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来叠加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来 求功率，即求功率，即功

35、率不能叠加功率不能叠加。 333 I II 设：设：32332332333233)()()(RIR IRI IRIP则：则：I3R3如：如：76 US2-ISR2 US2 0 ISR23 图示电路中，电压源图示电路中，电压源US2单独作用时，电单独作用时，电流源端电压分量流源端电压分量 为：为：ISU+_US1ISR1R2US2+_UIS+_06电压源短路电压源短路电流源开路电流源开路R2无电流，压降为无电流，压降为0US2=UIS+UR2772 图示直流电路中：图示直流电路中： IS和和R1形成一个电流源模型，形成一个电流源模型， US和和R2形成一个电形成一个电压源模型压源模型 理想电流源

36、理想电流源IS的端电压为的端电压为0 理想电流源理想电流源IS的端电压由的端电压由US和和U1共同决定共同决定 流过理想电压源的电流与流过理想电压源的电流与IS无关无关+_USIS+_U1R1R206782 图示直流电路中：图示直流电路中： IS和和R1形成一个电流源模型，形成一个电流源模型， US和和R2形成一个形成一个电压源模型电压源模型+_USIS+_U1R1R2ISR+_USR 792 图示直流电路中：图示直流电路中：(C) 理想电流源理想电流源IS的端电压由的端电压由US和和U1共同决定共同决定+_USIS+_U1R1R2理想电流源理想电流源IS的端电压任意，由外电路的端电压任意，由

37、外电路UIS= U1 + US802 图示直流电路中：图示直流电路中：(D) 流过理想电压源的电流与流过理想电压源的电流与IS无关无关+_USIS+_U1R1R2ISIRIUIR与与IS无关，无关， IU+IS +IR=0 813 图示电路中，若使用叠加原理求解图中电流源的端电压图示电路中，若使用叠加原理求解图中电流源的端电压U，正确的方法是：正确的方法是：23112223123223123( )(/)0,( )()0,()( )(/),+(/),+SSSSSSA U = RR + R I , U =U =UB U = R + R I , U =U =URC U = RR + R I , U

38、=UU =U -URRRU = RR + R I , U =UU =U +URRD R1+-USIS+-UR2R3+-1082838485US+_UOCIbR1USaIS+_SS10L1LU + I REI =R + RR + RRLOCSS1U=U +I RbR1aISR0=R1bR0Ea+_I待求支路提出，使剩下电路成为有源待求支路提出，使剩下电路成为有源二端网络二端网络用等效电压源代用等效电压源代替有源二端网络替有源二端网络用有源二端网络的用有源二端网络的开路电压作为等效开路电压作为等效电压源的电压电压源的电压求入端电阻求入端电阻R0用等效电路代替原有源二端网用等效电路代替原有源二端网络

39、，化简电路络，化简电路求待求支路电流求待求支路电流I86解：解： 例例 用戴维宁定理求用戴维宁定理求 I 。10A251410V+-I2电阻与恒流源串联不起作用，可除去（短路）；电阻与恒流源串联不起作用，可除去（短路）；5电阻与恒压源并联不起作用，可除去（断路电阻与恒压源并联不起作用，可除去（断路）。）。10A1410V+-I+10A410V+-Uoc-4 10-10=30OCE=U=V 4oR1Ro+-UesI30= 64 + 1I =A返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节87US-IS2R23 图示电路中，电压源图示电路中，电压源US=12V, IS=1A,R=10 ,

40、求求UabISISR2RUS+_电流源开路电流源开路ab88例例8-6 已知已知I=1A，求，求US 112S-U= A解：解：戴维南定理戴维南定理18V8VUSI44USI18V8V4410V9V1V2USI-1SU =V89有一实际电源的外特性如图。求该电源的参数有一实际电源的外特性如图。求该电源的参数。12oUEV解：解：电流为电流为0时的开路电压时的开路电压=电动势电动势rEUOrEISCU/VI/A12601226OSCURI 电压为电压为0时的电流为短路电流时的电流为短路电流内阻内阻=开路电压开路电压短路电流短路电流E0ERU = E - IrrERLUI903 如果图如果图b电压

41、源与图电压源与图a所示电路等效，则计算所示电路等效，则计算US和和R0的正确算式是：的正确算式是：aUS+_AR2ISBR1R3AUSB+_R0b10123( )SSS,A U =U + I RR = R /R + R10123()SSS,B U = U - I RR = R /R + R1013()SSS,CU = U - I RR = R + R1013()SSS,D U =U + I RR = R + R 07913 如果图如果图b电压源与图电压源与图a所示电路等效，则计算所示电路等效，则计算US和和R0的正确算式是：的正确算式是：aUS+_AR2ISBR1R3AUSB+_R0b1013

42、()SSS,CU = U - I RR = R + R1013()SSS,D U =U + I RR = R + RUSUSUR ,1SSRRU= U +UU= -IR92例题例题I363R1R2IS2A6R3US 3V I1ab用节点电压法求电流用节点电压法求电流I1、I3设设b为参考电位点为参考电位点113611SSaUIRVVRR113311SaabUVIARUIAR 93例题例题1SSUIR用电源转换求电流用电源转换求电流I3I33R16R3IS1AI33R16R3I”S2A1SSSSSUIIIIR13131SRIIARR 11313(/)11SSabSUIRUIRRRRI363R1R

43、2IS2A6R3US 3V I1ab94例题例题131313SUIIARR IS=0I363R1R26R3US 3V I1ab用叠加原理求电流I1、I3311313134323SSRIIRRRIIRR US单独作用单独作用IS单独作用单独作用11133311IIIAIIIA I363R1R26R3I1ab+_USUS=095例题例题19OSSUIRUV用戴维南定律电流用戴维南定律电流I3求开路电压求开路电压UO03131UIARR IS63R1R22AUS 3V abUO求戴维南内阻求戴维南内阻03abRR 6I3R33R0U0 9V ab3R1IS=0US=0ab96 97 mii = I

44、sin t+I Im m 2 Tit O98初相位的确定初相位的确定sin()miIt0it （1）t=0，i0（2）正弦函数正向过零点）正弦函数正向过零点 在原点左边（在原点左边（| |） 0用正弦函数表示正弦波形时，把波形图上原点前后正负用正弦函数表示正弦波形时，把波形图上原点前后正负T/2内内曲线由负变正经过零值的曲线由负变正经过零值的正向过零点正向过零点作为正弦波的起点。初作为正弦波的起点。初相角就是波形起点到坐标原点的角度相角就是波形起点到坐标原点的角度， | |t（1）t=0，i0（2）正弦函数正向过零点）正弦函数正向过零点 在原点右边（在原点右边（| |） 0， u 领先领先(超

45、前超前) i ，或，或 i 落后落后(滞后滞后) u XC 时时， 0 ，u 超前超前 i 呈呈感性感性当当 XL XC 时时 ， 0 感性感性)XL XC由电压三角形可得由电压三角形可得:cosUURsinUUxURUCLUU XUCUIRU( 0 容性容性)XL XC时，电压时，电压u与与i的相位关系是（的相位关系是（）（A）超前）超前i（B）滞后）滞后i（C）与）与i反相反相（D）与）与i同相同相iRiCiL+-uURICILILII B并联时，并联时，XLXC， ILXC，电感性电路电压超前电流，电感性电路电压超前电流1384 图示电路，图示电路，u=141sin(314t-45)V，

46、 i=14.1sin(314t-75)A，这个电路的有功功率，这个电路的有功功率P等于等于多少？多少？_u 500W 866W 1000W 1988W()330= 0.8662uicos= cos= cos=-100UV10IAcos866PUIW功率因数角功率因数角是电压和电流的相位差是电压和电流的相位差139例：例：将一个感性负载接于将一个感性负载接于110V，50Hz的交流电源时，的交流电源时，电路中的电流为电路中的电流为10A，消耗功率，消耗功率P=600W，求负载的，求负载的cos，R，X解：解： P=UIcos600= 0.54511010Pcos=UI有功功率都消耗在电阻上，有功

47、功率都消耗在电阻上，P=I2R= 62PR =I= 11U| Z |=I222Z = RX9.2322X =ZR =140141AoBoC( )2sin( )2sin(120 )( )2sin(120 )ppputUtutUtutUtA+XuAB+YuBC+ZuCA、B、C三端称为三端称为始端，始端，X、Y、Z三端称为三端称为末端。末端。相量表示：相量表示：oCoBoA1201200 UUUUUUA UCUBU120120120瞬时值表达式：瞬时值表达式：142BAABUUU CBBCUUU ACCAUUU 由相量图可得由相量图可得 30BU ABUAUCUBUAXYZNBCeA+eC+eB+

48、CU+BU+AUABUBCUCAU303AABUU 303PU 30LU 143ABCNAIBICINIZZZ星形联接星形联接三相负载的联结三相负载的联结相电压相电压：每相负载上的电压：每相负载上的电压线电压线电压：相线与相线之间的电压：相线与相线之间的电压相电流相电流：流过每相负载的电流：流过每相负载的电流线电流线电流：流过相线的电流：流过相线的电流三角形联接三角形联接ABCZZZab Ibc Ica IAIBICINAUBAU144ABCNAIBICINIZZZ星形联接星形联接对称三相负载的联结对称三相负载的联结三角形联接三角形联接ABCZZZab Ibc Ica IAIBICINAUBA

49、U线电流线电流=相电流相电流线电压线电压=3相电压相电压线电压超前对应相电压线电压超前对应相电压30线电压线电压=相电压相电压线电流线电流=3相电流相电流线电流滞后对应相电流线电流滞后对应相电流30负载平衡时中线电流负载平衡时中线电流=0145(30 )ABi= sin t +A（A）2(30 )ABi=sin t -A（B）(30 )ABi= sin t -A（C）2(30 )ABi=sin t +A（D）对称三相电源，相序对称三相电源，相序ABC，对称三相负载，对称三相负载连接连接，已知线电流已知线电流3Ai =sint A，则相电流（，则相电流（ ）A相量图相量图IBCIABIUBCUA

50、BUCA30AICAI IBIC 对称三相负载对称三相负载连接，线电压连接，线电压=负载相电压，线电流负载相电压，线电流= 3相电流，且滞后对应相电流相电流，且滞后对应相电流30146对称三相负载对称三相负载Z Pp=UpIpcos 对称对称 三相负载总功率三相负载总功率 P =3PP=3UPIPcos PLPL ,3 :YIIUU 接接IUIUPcos3cos313 LLLL PLPL3 , :IIUU 接接IUIUPcos3cos313 LLLL 对称三相负载对称三相负载Z一相负载的功率一相负载的功率 三相电路的功率三相电路的功率LL P =3U I cos147一般来讲，一般来讲，P、Q

51、、S 都是指三相总和。都是指三相总和。LLPP2233 IUIUQPS 功率因数也可定义为：功率因数也可定义为： cos =P/S (不对称时不对称时 无意义无意义)148对称对称三相负载接成三相负载接成，功率为，功率为2.4kW，功率因数为，功率因数为0.6，已知电源线电压已知电源线电压UL=380V，求通过负载的电流，求通过负载的电流IL3llP =U I cos解：解：IABIBCICAABCIAIABIBCICA-ICAIA13.513plIIA24006.083cos3380 0.6llPIAU149对称三相负载接成对称三相负载接成，已知电源线电压，已知电源线电压UL=220V，每，

52、每相阻抗相阻抗Z=15+j16.1，如，如AB相断路，相断路，求电流表读数求电流表读数22|1516.148422Z 解：解：IAIAB22010|22lAUIAZABCIBCICAAZAC承受线电压承受线电压150151为了人身安全和电力系统工作的需要，要求电气设为了人身安全和电力系统工作的需要，要求电气设备采取接地措施。按接地目的的不同，主要分为备采取接地措施。按接地目的的不同，主要分为工工作接地、保护接地和保护接零作接地、保护接地和保护接零。R0即将中性点接地。即将中性点接地。目的：目的：(1) 降低触电电压降低触电电压(2) 迅速切断故障迅速切断故障 在中性点接地的系统中，一相接地后的

53、电流较大，在中性点接地的系统中，一相接地后的电流较大，保护装置迅速动作，断开故障点。保护装置迅速动作，断开故障点。(3) 降低电气设备对地的绝缘水平降低电气设备对地的绝缘水平152CABN(a)CABRoN(b)I线线电电压压相相电电压压(1) 降低触电电压降低触电电压(2) 迅速切断故障迅速切断故障 在中性点接地的系统中，一相接地后的电流较大，在中性点接地的系统中，一相接地后的电流较大，保护装置迅速动作，断开故障点。保护装置迅速动作，断开故障点。(3) 降低电气设备对地的绝缘水平降低电气设备对地的绝缘水平153RCIbIe 当电气设备内部绝缘损坏发生一相碰壳时：当电气设备内部绝缘损坏发生一相

54、碰壳时：由于外壳带由于外壳带电电（相电压）（相电压） , 当人触及外壳当人触及外壳,接地电流接地电流 Ie 将经过人体入将经过人体入地后地后, 再经其它两相对地绝缘电阻再经其它两相对地绝缘电阻R 及分布电容及分布电容C 回到回到电源。电源。当当R 值较低、值较低、C 较大时，较大时，Ib 将达到或超过危险值。将达到或超过危险值。对地绝缘电阻对地绝缘电阻分布电容分布电容154电气设备外壳有保护接地时电气设备外壳有保护接地时通过人体的电流：通过人体的电流：b00ebRRRII RCR0IbIeI0 利用接地利用接地装置的分流装置的分流作用来减少作用来减少通过人体的通过人体的电流。电流。将电气设备的

55、将电气设备的金属外壳金属外壳(正常情况下是正常情况下是不带电的不带电的)接地。接地。 用于中性点不接地的低压系统用于中性点不接地的低压系统 155 当电气设备绝缘损坏当电气设备绝缘损坏造成一相碰壳，该相电造成一相碰壳，该相电源短路，其短路电流使源短路，其短路电流使保护设备动作，将故障保护设备动作，将故障设备从电源切除，防止设备从电源切除，防止人身触电。人身触电。CABRoN(a)156CABRoN 157220= 27.5A4+ 4eIPeooUI =R + R158为了保证保护装置能可靠动作为了保证保护装置能可靠动作,接地电流不应小于继电保接地电流不应小于继电保护装置动作电流的护装置动作电流

56、的1.5倍或熔丝额定电流的倍或熔丝额定电流的3倍倍,27.5A的接的接地电流只能保证断开动作电流不超过地电流只能保证断开动作电流不超过27.5/1.5A=18.3A的的继电保护装置或额定电流不超过继电保护装置或额定电流不超过27.5/3=9.2A的熔丝的熔丝,如电如电气设备容量较大气设备容量较大,就得不到保护就得不到保护,其对地电压为其对地电压为如如Up=220V,R0=R0=4 ,则则Ue=110V 。此电压对人体是不。此电压对人体是不安全的。安全的。000peUURRR159假如同一系统有保护接零和保护接地假如同一系统有保护接零和保护接地, A是保护接零是保护接零,B是保护接地是保护接地,

57、当设备当设备B发生碰壳时，电流通过保护接地发生碰壳时，电流通过保护接地形成回路，当电流不太大线路可能不会断开，但故障形成回路，当电流不太大线路可能不会断开，但故障将长时间存在。这时，除了接触该设备的人员有触电将长时间存在。这时，除了接触该设备的人员有触电的危险外，由于零线对地电压升高致使所有与接零设的危险外，由于零线对地电压升高致使所有与接零设备接触的人员都有触电的危险。备接触的人员都有触电的危险。160为提高保护接零的可靠性，以下不正确的是：为提高保护接零的可靠性，以下不正确的是： 保护零线不允许安装开关和熔保护零线不允许安装开关和熔断器断器 保护零线不允许重复接地保护零线不允许重复接地 电

58、气设备外壳要直接接零干线电气设备外壳要直接接零干线 电气设备不得混用保护接地和电气设备不得混用保护接地和保护接零保护接零 161在在中点接地中点接地的三相四线制低压供电系统中，为了防的三相四线制低压供电系统中，为了防止触电事故，对电气设备应采取的措施为（止触电事故，对电气设备应采取的措施为（）（A）保护接零）保护接零（B）保护接地）保护接地（C）保护接中线或保护接地）保护接中线或保护接地（D）无法保护）无法保护 A工作接地工作接地1625 三相五线供电制下，单相负载三相五线供电制下，单相负载A的外壳引出线应：的外壳引出线应：（A）保护接地）保护接地（B）保护接中）保护接中（C）悬空）悬空（D）

59、保护接保护接PE线线 163164 L储能：储能：221LLLiW 换路换路: : 不能突变不能突变Cu不不能能突突变变Li C 储能：储能：221CCCuW 由于物体所具有的能量不能跃变而造成由于物体所具有的能量不能跃变而造成若若cu发生突变，发生突变，CCduiCdt 不可能！不可能！一般电路一般电路若若Li发生突变，发生突变，LLdiuLdt 不可能！不可能！一般电路一般电路165-+-+=(0 )=(0 )(0 )(0 )LLLCCCiiiu = u= u如如uC(0-)=0，换路时电容当作短路，换路时电容当作短路如如iL(0-)=0，换路时电感当作开路，换路时电感当作开路如如uC(0

60、-)= uC(0)： 换路时电容当作电压源，其电动势为换路时电容当作电压源，其电动势为uC(0)如如iL(0-)= iL(0)， 换路时电感当作电流源，电流为换路时电感当作电流源，电流为iL(0) 换路定则仅用于换路瞬间来确定暂态过程中换路定则仅用于换路瞬间来确定暂态过程中 uC、 iL初始值。初始值。 1665 图示电路，换路前图示电路，换路前UC(0-)=0.2Ui ， UR(0-)=0，电，电路换路后的路换路后的 UC(0+)和和UR(0+)分别为：分别为：uC+_t=0Ui+_+_uR UC(0+)=0.2Ui，UR(0+)=0 UC(0+)=0.2Ui，UR(0+)= 0.2Ui U