电路基础知识课程课件

1.1电路和电路模型1.2电流电压及其参考方向1.3电功率和电能1.4电阻元件和欧姆定律

1.5电压源和电流源

1.6基尔霍夫定律第1章电路的基本概念和基本定律1.1电路和电路模型目的与要求1了解电路和电路模型的概念2理解电源、负载的定义重点与难点重点：电源、负载难点：电路模型1.1.1电路(一）

1.电路是电流的流通路径,它是由一些电气设备和元器件按一定方式连接而成的。复杂的电路呈网状,又称网络。电路和网络这两个术语是通用的。2.电路的一种作用是实现电能的传输和转换。另一种作用是实现信号的处理。1.1.1电路（二）电源：电路中提供电能或信号的器件

负载：电路中吸收电能或输出信号的器件图1.1电路的组成1.1.2理想电路元件1.在一定条件下对实际器件加以理想化,只考虑其中起主要作用的某些电磁现象。2.理想电路元件是一种理想化的模型,简称为电路元件。电阻元件是一种只表示消耗电能的元件;电感元件是表示其周围空间存在着磁场而可以储存磁场能量的元件;电容元件是表示其周围空间存在着电场而可以储存电场能量的元件等。3.对具有两个引出端的元件,称为二端元件;对具有两个以上引出端的元件,称为多端元件。1.1.3电路模型

实际电路可以用一个或若干个理想电路元件经理想导体连接起来模拟,这便构成了电路模型。教学方法

鼓励学生自己找出日常生活中的电源负载，帮助学生理解电源、负载的定义。思考题1.什么叫电路模型？建立电路模型时应注意什么问题？2.电工基础课研究的主要对象是什么？1.2电流、电压及其参考方向目的与要求1.理解电流、电压的参考方向2.会判断电流、电压的实际方向

重点与难点重点电流、电压的参考方向

难点1.参考方向与实际方向间的关系2.两点间电位与电压的关系1.2.1电流及其参考方向（一）1.电流：带电粒子（电子、离子等）的定向运动,称为电流。用符号i表示,即 2.

电流的实际方向：正电荷运动方向。1.2.1电流及其参考方向（二）3.直流：当电流的量值和方向都不随时间变化时,称为直流电流,简称直流。直流电流常用英文大写字母I表示。交流：量值和方向随着时间按周期性变化的电流,称为交流电流,简称交流。常用英文小写字母i表示。1.2.1电流及其参考方向（三）4.单位：安［培］,符号为A。常用的单位有千安（kA）,毫安（mA）,微安（μA）等。1.2.1电流及其参考方向（四）5.在分析与计算电路时,常可任意规定某一方向作为电流的参考方向或正方向。图1.2电流的参考方向1.2.2电压及其参考方向（一）1.电路中A、B两点间的电压是单位正电荷在电场力的作用下由A点移动到B点所减少的电能,即 式中,Δq为由A点移动到B点的电荷量,ΔWAB为移动过程中电荷所减少的电能。1.2.2电压及其参考方向（二）电压的实际方向：是使正电荷电能减少的方向。电压的SI单位：是伏［特］,符号为V。常用的单位：千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）等。1.2.2电压及其参考方向（三）3.量值和方向都不随时间变化的直流电压,用大写字母U表示。交流电压,用小写字母u表示。图1.3电压的参考方向1.三2.三2电压三及其三参考三方向三（四三）4.若电三压的三参考三方向三与实三际方三向一三致，三电压三为正三。若电三压的三参考三方向三与实三际方三向相三反，三电压三为负三。5.三分析三电路三时，三首先三应该三规定三电流三电压三的参三考方三向。1.三2.三2电压三及其三参考三方向三（五三）6.三元件三的电三压参三考方三向与三电流三参考三方向三是一三致的三,三称为关联三参考三方向三。图1.4电流和电压的关联参考方向1.三2.三3电位三（一三）1.在电三路中三任选三一点三,三叫做三参考三点,三则三某点三的电三位就三是由三该点三到参三考点三的电三压。1.三2.三3电位三（二三）2.三如果三已知a、三b两点三的电三位各三为三,三,三则三此两三点间三的三电压即两三点间三的电三压等三于这三两点三的电三位的三差3.三参考三点不三同，三各点三的电三位不三同，三但两三点间三的电三压与三参考三点的三选择三无关三。教学三方法通过三自学三的方三法引三入参三考方三向的三定义思考三题为什三么要三在电三路图三上规三定电三流的三参考三方向三？请三说明三参考三方向三与实三际方三向的三关系三？2.三电压三参考三方向三都有三哪些三表示三方法三？1.三3电功三率和三电能目的三与要三求会计三算电三功率三和电三能2.三会三判断三电源三、负三载重点三与难三点重点电功三率和三电能三的计三算难点关联三参考三方向三和非三关联三参考三方向三下电三功率1.功率定义三：传三递转三换电三能的三速率三叫电三功率三，简三称功三率，用p或P表示三。2.功率三的正三负如果三电流三、三电压三选用三关联三参考三方向三,三则所三得的p应看三成支三路接三受的三功率三,三计算三所得三功率三为负三值时三,三表示三支路三实际三发出三功率三。如三果电三流、三电三压选三择非三关联三参考三方向三,p应看三成支三路发三出的三功率三,三即计三算所三得功三率为三正值三时,三表三示支三路实三际发三出功三率;三计三算所三得功三率为三负值三时,三表三示支三路接三受功三率。3.直流三功率在直三流情三况下功率三的单三位为三瓦［三特］三,三简称三瓦,三符三号为W,常用三的有三千瓦三（kW三）、兆瓦三（MW三）和毫三瓦（mW）等。4.电能三的计三算（三一）从t0到t时间三内,三电三路吸三收（三消耗三）的三电能三为直流三时，三有4.电能三的计三算（三二）所有三元件三接受三的功三率的三总和三为零三。这三个结三论叫三做“三电路三的功三率平三衡”三。例1.三1（一三）图1三.5所示三为直三流电三路,U1=4三V,U2=-三8V三,U3=6三V,I=4三A,求各三元件三接受三或发三出的三功率P1、P2和P3,并求三整个三电路三的功三率P。图三1.三5三例1三.1三图例1.三1（二三）解：P1的电三压参三考方三向与三电流三参考三方向三相关三联,三故P1=U1I=4三×4三=1三6W三(接受三16W)三P2和P3的电三压参三考方三向与三电流三参考三方向三非关三联,三故P2=U2I=(三-8三)×三4=三-3三2W三(接受三32W)三P3=U3I=6三×4三=2三4W三(发出三24W)三整个三电路三的功三率P,设接三受功三率为三正,三发三出功三率为三负,三故P=1三6+三32三-2三4=三24三W三Ⅳ、教三学方三法讲授三法Ⅴ、三思考三题1.三当元三件电三流，三电压三选择三关联三参考三方向三时，三什么三情况三下元三件接三受功三率？三什么三情况三下元三件发三出功三率？2.三有两三个电三源，三一个三发出三的电三能为三10三00kW三.h三,另一三个发三出的三电能三为5三00kW三.h三。是否三可认三为前三一个三电源三的功三率大三，后三一个三电源三的功三率小三？1.三4电阻三元件三和欧三姆定三律目的三与要三求1.三掌握三电阻三元件三上的三欧姆三定律2.三理解三电路三短路三、开三路时三的特三点重点三与难三点重点欧姆三定律三、电三导难点三1.短路三、开三路三2.三应用三欧姆三定律三时正三负号三的确三定1.电阻三元件三（一三）电阻三元件三是一三个二三端元三件,三它三的电三流和三电压三的方三向总三是一三致的三,三它的三电流三和电三压的三大小三成代三数关三系。电流三和电三压的三大小三成正三比的三电阻三元件三叫线三性电三阻元三件。三元三件的三电流三与电三压的三关系三曲线三叫做三元件三的伏三安特三性曲三线。线性三电阻三元件三的伏三安特三性为三通过三坐标三原点三的直三线,三这三个关三系称三为欧三姆定三律。1.电阻三元件三（二三）图三1.三6三线三性电三阻的三伏安三特性三曲线2.欧姆三定律在电三流和三电压三的关联三参考三方向下,三线三性电三阻元三件的三伏安三特性三如图三1.三6所三示,欧姆三定律三的表三达式三为式中三,R是元三件的三电阻三,三它是三一个三反映三电路三中电三能消三耗的三电路三参数三,三是一三个正三实常三数。式中三电压三用V表示三,三电流三用A表示三时,三电三阻的三单位三是欧三［姆三］,三符三号为Ω。电阻三的十三进倍三数单三位有三千欧三（kΩ三）、兆欧三（MΩ三）等。(1三.7三)３.非线三性电三阻元三件电流三和电三压的三大小三不成三正比三的电三阻元三件叫非线三性电三阻元三件。本书三只讨三论线三性电三阻电三路。4.电导令G=1三/R三,则式三（1三.7三）变三为式中三,G称为三电阻三元件三的电三导,三单三位是三西［三门子三］,三符三号为S。如果三线性三电阻三元件三的电三流和三电压三的参三考方三向不三关联三,三则欧三姆定三律的三表达三式为或(1三.8三)5.功率在电三流和三电压三关联三参考三方向三下,三任三何瞬三时线三性电三阻元三件接三受的三电功三率为线性三电阻三元件三是耗三能元三件。6.焦耳三定律若电三流不三随时三间变三化,以上三两式三称为三焦耳三定律三。如果三电阻三元件三把接三受的三电能三转换三成热三能,三则三从t0到t时间三内。三电阻三元件三的热三［量三］Q,也就三是这三段时三间内三接受三的电三能W为7.两种三特殊三情况线性三电阻三元件三有两三种特三殊情三况值三得注三意:三一三种情三况是三电阻三值R为无三限大三,三电压三为任三何有三限值三时,三其三电流三总是三零,三这三时把三它称三为“开三路”;三另一三种情三况是三电阻三为零三,三电流三为任三何有三限值三时,三其三电压三总是三零,三这三时把三它称三为“短三路”。例1.三2有2三20V,三1三00三W灯泡三一个三,三其灯三丝电三阻是三多少三？每三天用三5h,一个三月（三按3三0天三计算三）消三耗的三电能三是多三少度三？解灯泡三灯丝三电阻三为一个三月消三耗的三电能三为教学三方法“欧三姆定三律”三在物三理课三中曾三经接三触过三，这三里可三采用三先自三学的三形式三，提三出问三题：三电工三基础三课中三的“三欧姆三定律三”三与物三理中三的三“欧三姆定三律”三有三何不三同？思考三题1.三线性三电阻三元件三的伏三安关三系是三怎样三的?三2三.线三性电三阻元三件接三受功三率的三计算三公式三有哪三些？1.三5电压三源和三电流三源目的三与要三求理解三理想三电压三源、三理想三电流三源的三特点重点三与难三点重点理想三电压三源、三理想三电流三源的三特三点难点独立三源、三受控三源1.三电三压源三是一三个理三想二三端元三件。三它具三有两个三特点:(1三)三电压三源对三外提三供的三电压u(t)是某三种确三定的三时间三函数三,三不会三因所三接的三外电三路不三同而三改变三,三即u(t)=us(t)。(2三)通过三电压三源的三电流i（t）随外三接电三路不三同而三不同三。常三见的三电压三源有三直流三电压三源和三正弦三交流三电压三源。一、三电压三源（三一）一、三电压三源（三二）图1.7电压源电压波形一、三电压三源（三三）图1.三8三直三流电三压源三的伏三安特三性图三1.三8三是直三流电三压源三的伏三安特三性。一、三电压三源（三四）2.三电压三为零三的电三压源三相当三于短三路。3.三由图三1.三7(a)知,三电三压源三发出三的功三率为p＞三0时,三电三压源三实际三上是三发出三功率三；p＜三0时,三电三压源三实际三上是三接受三功率三。1.三电流三源也三是一三个理三想二三端元三件,它有三以下三两个三特点:电流三源向三外电三路提三供的三电流i(t)是某三种确三定的三时间三函数三,三不会三因外三电路三不同三而改三变,三即i(t)=is,is是电三流源三的电三流。(2三)三电流三源的三端电三压u(t)随外三接的三电路三不同三而不三同。三2.三如果三电流三源的三电流is=Is(Is是常三数)三,三则为三直流三电流三源。二、三电流三源（三一）二、三电流三源（三二）图1三.9三电三流源三及直三流电三流源三的伏三安特三性二、三电流三源（三三）3.三电流三为零三的电三流源三相当三与开三路。4.三电流三源发三出的三功率三为p＞三0,电流三源实三际是三发出三功率三;p＜三0,电流三源实三际是三接受三功率三。5.三电压三源和三电流三源,三称为独立三源。在三电子三电路三的模三型中三还常三常遇三到另三一种三电源三,三它们三的源三电压三和源三电流三不是三独立三的,三是三受电三路中三另一三处的三电压三或电三流控三制,三称三为受控三源或三非独三立源例1.三3（一三）计算三图三1.三10三所三示电三路中三电流三源的三端电三压U1,三5Ω电阻三两端三的电三压U2和电三流源三、电三阻、三电压三源的三功率P1,P2,P3。图三1.三10三例三1.三3图例1.三3（二三）电流三源的三电流三、电三压选三择为三非关三联参三考方三向,三所三以三P1=U1Is=1三3×三2=三26三W三(发出三)三电阻三的电三流、三电压三选择三为关三联参三考方三向,三所三以P2=1三0×三2=三20三W三(接受三)三电压三源的三电流三、三电压三选择三为关三联参三考方三向,三所三以P3=2三×3三=6三W三(接受三)三解：教学三方法以实三际电三池为三例来三阐述三电压三源的三特点1.三直流三电压三源的三电流三是怎三样变三化的三？2三.直三流电三流源三的端三电压三怎样三确定三？举三例说三明。思考三题1.三6基尔三霍夫三定律三目的三与要三求1.三理解三支路三、节三点、三回路三、网三孔的三定义2.三掌握三基尔三霍夫三电流三定律三、基三尔霍三夫电三压定三律重点三与难三点重点基尔三霍夫三电流三定律三、基三尔霍三夫电三压定三律难点用基三尔霍三夫定三律分三析电三路基尔三霍夫三定律三是集三中参三数电三路的三基本三定律,它包三括电三流定三律和三电压三定律（1）支路:电路三中流三过同三一电三流的三一个三分支三称为三一条三支路三。（2三）节点:三三条三或三三条以三上支三路的三联接三点称三为节三点。(3三)回路:三由若三干支三路组三成的三闭合三路径三,其三中每三个节三点只三经过三一次三,三这条三闭合三路径三称为三回路三。(4三)网孔:三网孔三是回三路的三一种三。将三电路三画在三平面三上,三在三回路三内部三不另三含有三支路三的回三路称三为网三孔。一、三相关三名词二、三基尔三霍夫三电流三定律三（KC三L）（一）1.三在集三中参三数电三路中三,三任何三时刻三,三流出三（或三流入三）一三个节三点三的所三有支三路电三流的三代数三和恒三等于三零,三这三就是基尔三霍夫三电流三定律,三简写三为KC三L。三二、三基尔三霍夫三电流三定律三（KC三L）（二）（1.14）写出三一般三式子三,三为∑i=三0把式三（1三.1三4）三改写三成下三式,三即三i1=i3+i4对图三1三.1三1三中的三节点a,应用KC三L则有二、三基尔三霍夫三电流三定律三（KC三L）（三）图1.11电路实例二、三基尔三霍夫三电流三定律三（KC三L）（四）2.三在集三中参三数电三路中三,三任何三时刻三,三流入三一个三节点三电流三之和三等于三流出三该节三点电三流之三和。3.KC三L原是三适用三于节三点的三,三也可三以把三它推三广运三用于三电路三的任三一假三设的三封闭三面。三例如三图1三.1三1所三示封三闭面S所包三围的三电路三。三、三基尔三霍夫三电压三定律三（KV三L）（一）（1.16）1.定义三：在集三中参三数电三路中三,三任何三时刻三,三沿着三任一三个回三路绕三行一三周,三所三有支三路电三压的三代数三和恒三等于三零,三这三就是基尔三霍夫三电压三定律,三简写三为KV三L。用数三学表三达式三表示三为三、三基尔三霍夫三电压三定律三（KV三L）（二）2.三在三写出三式（三1.三16三）时三,先要三任意三规定三回路三绕行三的方三向,三凡三支路三电压三的参三考方三向与三回路三绕行三方向三一致三者,三此三电压三前面三取“三+”三号,三支三路电三压的三参考三方向三与回三路绕三行方三向相三反者三,三则电三压前三面取三“-三”号三。在图三1.三11三中,三对三回路ab三cg三a应用KV三L,有三、三基尔三霍夫三电压三定律三（KV三L）（三）（1.17）3.三如三果一三个闭三合节三点序三列不三构成三回路三,三例如三图1三.1三1中三的节三点序三列ac三ga,在节三点ac之间三没有三支路三,三但节三点ac之间三有开三路电三压uac,三K三VL同样三适用三于这三样的三闭合三节点三序列三,三即有三、三基尔三霍夫三电压三定律三（KV三L）（四）4.三将三式（三1.三17三）改三写为电路三中任三意两三点间三的电三压是三与计三算路三径无三关的三,三是单三值的三。所三以,三基三尔霍三夫电三压定三律实三质是三两点三间电三压与三计算三路径三无关三这一三性质三的具三体表三现。不论三元件三是线三性的三