第3章直流电路

会计学1第3章直流电路3.1串联电路

串联电路是在一条电流通路上将两个或更多的电阻(负载)依次首尾相接，且都通过同一电流。这种连接方式的电路称为串联电路，如图3一2所示。如果电路中任一部件损坏，整条电路便瘫痪，因为从蓄电池正极出来的电流必须通过每个电阻(负载)才能返回搭铁。串联电路的特点:(1)由电流的连续性原理可知，串联电路中的电流处处相同，即流过R1,R2,R3的电流为同一电流，都等于电流大

(2)由克希荷夫电压定律可知，总电压(电压降)等于各个电阻上分电压之和，即:下一页返回第1页/共26页3.1串联电路(3)串联电阻(负载)的总电阻，等于各分电阻之和，即:(4)因为流过各串联电阻的电流I相同，所以每一个电阻上的电压和总电压之间的关系可表示为:上一页下一页返回第2页/共26页3.1串联电路

在实际工作中，电阻串联的应用十分广泛，例如，将电阻串联后可获得较大阻值的电阻;利用串联电阻构成分压器后可使一个电源供应几种不同的电压或从信号源中取出一定数值的电压;利用串联电阻的分压作用，可将额定电压较低的用电器联到电压较高的电路中使用;在电工测量中，可以利用串联电阻的方法来打一大电压表的量程。上一页返回第3页/共26页3.2并联电路

在电路中，如果有两个或更多个电阻分别连接在两个公共的节点之间，使每一个电阻承受同一电压，这种连接方式的电路称为并联电路，如图3一6所示。在并联电路中，电流可以同时流过一个以上的电阻(图3-6)。对于此种电路，一条支路中的部件损坏，不会影响其他支路中的部件工作。并联电路的特点:(1)并联电路中，各个电阻上的电压都相等，且等于电路两端的总电压，即:下一页返回第4页/共26页3.2并联电路(2)并联电路中的总电流等于各并联支路电流之和，即:(3)并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即:上一页下一页返回第5页/共26页3.2并联电路(4)在并联电阻电路中，每一个电阻上流过的电流为:(5)在并联电路中，各个电阻消耗的功率跟它们的阻值成反比，即:上一页返回第6页/共26页3.3串一并联电路

在一个电路中，既有电阻串联又有电阻并联的混合连接方式，称为串一并联电路或混联电路，如图3一8(a)所示计算电阻混联电路的方法和步骤如下:1.化简电路化简电路就是求电阻混联电路的等效电路。首先把电阻的混联电路分解为若干个串联和并联，然后分别求出串联和并联电阻的等效电阻，以等效电阻去取代电路中的串、并联电阻，就可得到电阻混联电路的等效电路。如果求得的等效电路中仍然包含着电阻的串联或并联，可继续用上述的方法来化简电路，直到求得最简单的等效电路为止。2.计算电路中的总电流3.其他计算返回第7页/共26页3.4戴维南定理

在图3一9(a)所示电路中，若只求支路电流几时，我们可以把这个电路划分为两部分，一部分是待求支路，另一部分是具有两个输出端的电路，如图3-9(b)所示。具有两个输出端的电路又称为二端网络。含有电源的二端网络称为有源二端网络，不含电源的二端网络称为无源二端网络。戴维南定理的内容:任何一个有源二端网络，都可以用一个等效电源来代替，如图3一9(c)所示。其等效电源电动势E0等于有源二端网络的开路电压，即E0=UAB;而等效电源内阻r0等于有源二端网络中所有电源不起作用(所有电动势都短接)时的无源二端网络的等效电阻，即:下一页返回第8页/共26页3.4戴维南定理

用戴维南定理求解复杂电路中某一支路电流的一般步骤如下:(1)断开待求电流的支路，得到一个有源二端网络，并画出电路图

(2)求有源二端网络的开路电压UAB,即得到等效电源的电动势E0=UAB(3)将有源二端网络中的所有电动势短接，画出所得无源二端网络的电路图，并计算其竹效电阻RAB,即得到等效电源的内阻r0=RAB(4)画出由等效电源和待求支路组成的简单电路，用全电路欧姆定律计算待求电流上一页返回第9页/共26页3.5电容器3.5.1电容器和电容量任何两块非常接近的金属导体，中间隔以不导电的绝缘物质(例如空气、蜡纸、云母片、涤纶薄膜、陶瓷等)，就形成一个电容器组成电容器的导体称为极板，隔离两极板的绝缘物质称为介质。在电路图中电容器用符号表示。如图3一11所示，当把电容器与直流电源相接时，电容器的两极板上就分别带上了等量的异种电荷。反映电容器储存电荷能力的物理量称作电容量，符号为C。电容器的电容量C等于它的任一极板所带电量P与加在电容器两端电压U的比值，即:下一页返回第10页/共26页3.5电容器

电容器的种类很多，按其结构可分为固定电容器、可变电容器和半可变电容器;按介质的不同又分为纸质电容器、云母电容器、电解电容器等。常见电容器的外形及符号如图3一12所示。3.5.2电容器的串联和并联当几个电容器串联时，可用一个等效电容器来代替。图3一13为两个电容器的串联电路串联时，每个电容器上的电荷U相等，每个电容器上的电压之和等于总电压，即:上一页下一页返回第11页/共26页3.5电容器根据上述关系可得:

可见，几个电容器串联时，其等效电容量C的倒数等于每个电容器电容量的倒数之和。图3一14为两个电容器的并联电路。电容器并联时，每个电容器两端的电压相同，每个电容器上的电荷相加等于并联电路内的总电荷，即:上一页下一页返回第12页/共26页3.5电容器相除可得:3.5.3电容器的充电和放电

1.电容器的充电如图3一15所示，把电容器与电阻R相串联后，再经开关S接到直流电源上(开关S置A端)，使电容器被充电。在电路刚接通的瞬间，因电容器上无电荷，两端的电压为零，这时允电电流最大。随着两极板上电荷的不断积累，电容器两端的电压逐渐增大，因此，允电电流不断减小。当电容器端电压与电源电压相等时，允电电流减至零，允电结束。此时电容器极板上的电荷达到稳定值Q，电容器相当于开路。上一页下一页返回第13页/共26页3.5电容器2.电容器的放电如图3一16所示，在电容器允电完毕后，把开关S从A端迅速移至B端，电容器开始放电。在开始放电的瞬间，放电电流最大。随着电容器两极板上电荷的不断减少，其两端的电位差就逐渐降低，放电电流也逐渐减小。最后，电容器两端电压为零，放电结束。上一页返回第14页/共26页图3一2串联电路返回第15页/共26页图3一6并联电路返回第16页/共26页图3一8电阻的混联及其等效电路返回第17页/共26页图3一9戴维南等效电路图返回第18页/共26页图3一11电容器电路返回第19页/共26页图3一12部分电容器的外形、名称