第一章电路的基本概念与基本定律习题课

2.

参考方向的表示方法电流：Uab

双下标电压：1.

参考方向IE+_

在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。Iab

双下标一、电路基本物理量的参考方向aRb箭标abRI正负号+–abUU+_

物理中对基本物理量规定的方向电路基本物理量的实际方向物理量实际方向电流I正电荷运动的方向电动势E

(电位升高的方向)

电压U(电位降低的方向)高电位

低电位

单位kA、A、mA、μA低电位

高电位kV、V、mV、μVkV、V、mV、μV电源力驱动正电荷运动的方向实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值；实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。3.实际方向与参考方向的关系注意：在参考方向选定后，电流(或电压)值才有正负之分。若I=5A，则电流从a流向b；例：若I=–5A，则电流从b流向a。abRIabRU+–若U=5V，则电压的实际方向从a指向b；若U=–5V，则电压的实际方向从b指向a。

元件或支路的u，i

采用相同的参考方向称之为关联参考方向。反之，称为非关联参考方向。关联参考方向非关联参考方向i+-+-iuu4.关联参考方向分析电路前必须选定电压和电流的参考方向参考方向不同时，其表达式相差一负号，但电压、电流的实际方向不变。例电压电流参考方向如图中所标，问：对A、B两部分电路电压电流参考方向关联否？注意＋－uBAi参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注(包括方向和符号)，在计算过程中不得任意改变.电功率和能量1.电功率功率的单位：W(瓦)(Watt，瓦特)能量的单位：J(焦)(Joule，焦耳)单位时间内电场力所做的功。2.电路吸收或发出功率的判断

u,i取关联参考方向P=ui

表示元件吸收的功率P>0

吸收正功率(实际吸收；负载)P<0

吸收负功率(实际发出)；电源P=ui

表示元件发出的功率P>0

发出正功率(实际发出)；电源P<0

发出负功率(实际吸收)；负载

u,i取非关联参考方向+-iu+-iu例

求图示电路中各方框所代表的元件吸收或产生的功率。已知：U1=1V,U2=-3V，U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3V，I1=2A,I2=1A,，I3=-1A564123I2I3I1++++++－－－－－U6U5U4U3U2U1－1.5

欧姆定律U、I参考方向相同时，U、I参考方向相反时，RU+–IRU+–I

通常取

U、I

参考方向相同。U=IR

U=–IR解：对图（a）有，U=IRRU6V+–I2AR+–U6VI–2A例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。（a）（b）对图（b）有，U=–IR电路端电压与电流的关系称为伏安特性。IUo

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。线性电阻的伏安特性线性电阻的概念：

线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线。

例：

有一台小型发电机，额定输出功率PN为2200W，额定输出电压UN为220V，内阻RO为1Ω。试分析和计算下列几种情况下的电路参数。（1）电源的电动势E和额定输出电流值IN

；（2）当负载电阻RL分别为229Ω和14Ω时，电源的输出电流I和输出功率PE；（3）若电路发生短路时，计算短路电流ISC

。

解：（1）由PN=UNIN可知，电源的额定电流值IN为

发电机的电动势为

（2）当RL=229Ω时，电源输出的电流和功率分别为

由此可见，此时电源处于轻载工作状态。当RL=14Ω时，电源输出的电流和功率分别为此时，电源处于过载工作状态，这是不允许的。（3）电路发生短路时，求得短路电流为可见，电路发生短路所形成的短路电流非常大。因此，在实际电路中必须采取必要的保护措施；同时在操作电气设备时，也要防止因人为因素造成短路事故。10V+-2A2I讨论题哪个答案对???二、举例

求图示电路中各点的电位:Va、Vb、Vc、Vd。解：设a为参考点，即Va=0VVb=Uba=–10×6=60VVc=Uca

=4×20=80VVd

=Uda=6×5=30V

设b为参考点，即Vb=0VVa

=Uab=10×6=60VVc

=Ucb=E1=140VVd

=Udb=E2=90V

bca204A610AE290VE1140V56AdUab

=10×6=60VUcb

=E1=140VUdb

=E2=90V

Uab

=10×6=60VUcb

=E1=140VUdb

=E2=90V

结论：1.电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中

各点的电位也将随之改变；2.电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考

点的不同而变，即与零电位参考点的选取无关。借助电位的概念可以简化电路图：不画电源而标以电位值。+90V205+140V6cdbca204A610AE290VE1140V56Ad例1:图示电路，计算开关S断开和闭合时A点的电位VA解:（1）当开关S断开时（2）当开关闭合时，电路如图（b）电流I2=0，电位VA=0V

。电流I1=I2=0，电位VA=6V

。2K+6VA2KSI2I1（a）2KA+I12KI2–6V（b）电流在闭合路径中流通例2：

电路如下图所示，（1）零电位参考点在哪里？画电路图表示出来。（2）当电位器RP的滑动触点向下滑动时，A、B两点的电位增高了还是降低了？A+12V–12VBRPR1R212V–12V–BARPR2R1I解：（1）电路如左图，零