电工学第章直流电路

应用电工学总学时数:64其中:教学时数48,实验时数16答疑地点：实验楼104联系电话：80104044成绩：期末：60%，实验：20%，作业：10%,考勤：10%第1章直流电路1.1电路的作用与组成1.2电路的状态1.3电路中的参考点1.5理想电路元件1.4电路中的参考方向1.6基尔霍夫定律1.7支路电流法第1章目录1.8叠加原理1.9等效电源定理绪论《应用电工学》课程绪论应用电工学电工技术电子技术电工技术电路电机与控制电子技术模拟电路数字电路总学时64理论教学48实验教学16《应用电工学》课程绪论电工技术电路电机与控制电路直流电路交流电路暂态电路单相正弦交流电路三相正弦交流电路《应用电工学》课程绪论电工技术电路电机与控制电机与控制磁路变压器电机控制电器及线路三相异步电动机控制《应用电工学》课程绪论半导体器件电子技术模拟电路数字电路模拟电路基本放大电路集成运算放大器数字电路组合逻辑电路时序逻辑电路《应用电工学》课程绪论1.学习这门课程的意义时代的需要基础知识应用的需要培养学习能力的需要学习时的注意力写作业的速度和正确率听课的能力计算能力书写能力语言表达能力《应用电工学》课程绪论2.学习这门课程的要求四个环节听课环节作业环节实验环节预习、复习环节《应用电工学》课程绪论参考书：1《电工技术》上下册

2《电子技术》

高等教育出版社秦曾煌电源负载连接导线电路是电流流通的路径，它是为了某种需要由某些电工设备或元件按一定方式组合起来的。1.1电路的作用与组成1.电能的传输与转换电路的作用第1章1

1负载:电能其它形式的能量电源:

其它形式的能量电能中间环节:保护、接通、切断电路等2.传递与处理信号第1章1

1放大器话筒扬声器信号源负载话筒把声音（信息）电信号扬声器把电信号声音（信息）电路的组成

电源和信号源的电压或电流称为激励，它推动电路的工作。激励响应

由激励在电路中产生的电压和电流称为响应电路分析是在已知电路结构和参数的条件下，讨论与的关系第1章1

1当电路中的电流是不随时间变化的直流电流时，称这种电路为直流电路。其电压、电流、电动势分别用大写字母U、I、E表示。当电路中的电流是随时间按正弦规律变化的交流电流时，称这种电路为交流电路。其电压、电流、电动势分别用小写字母u、i、e表示。SE（一）通路IUL1.2电路的状态US电路中有电流和能量的传输和转换，电路的这一状态称为通路，电源这一状态称为有载。1、电路中的物理量电流：单位时间内通过电路某一横截面积的电荷量直流电路中I=tQ（安）A库仑（C）秒（S）i=dtdq交流电路中方向规定为正电荷运动的方向第1章1

1SE（一）通路IUL1.2电路的状态US1、电路中的物理量电动势：数值上等于单位正电荷由电源负极运动到正极所得到的能量（局外力做功）实际方向规定为低电位指向高电位单位为伏（V）电压：数值上等于电场力把单位正电荷由某一高电位处移至另一低电位处时转换成非电形态能量的电能.实际方向规定为高电位指向低电位单位为伏（V）用+、–极性标注第1章1

2SE（一）通路IUL1.2电路的状态US1、电路中的物理量功率：P=UI单位为瓦（W）3、电气设备的额定值产生功率=消耗功率2、电路中功率平衡关系电气设备不在额定条件下运行的危害：不能充分利用设备的能力降低设备的使用寿命甚至损坏设备额定值是为电气设备在给定条件下正常运行而规定的允许值当电气设备实际值等于额定值，称其工作在额定状态，大于额定值时称为过载，小于额定值时称为欠载。第1章1

2S1ES2I=0有源电路U视电路而裂定开路肾的特渔点（二健）开然路1.破2猴电俱路的部状态第1夹章剪12U=0I视电蕉路而怀定短路这的特钱点S2有源电路电流过大，将烧毁电源第1硬章遭12S1EI（三旷）短墨路1.高2纠电赵路的者状态ISR1R2R0ER1abcd第1抓章街13R2E1E2R3电路浊中某匠一点泉的电足位是滔指由这抚一点右到参考道点的电搭压电路申的参见考点可以连任意灰选取通常结认为幸参考烦点的绢电位点为零Va=E1Vc=外–E2Vb=I3R3I3若以d为参辩考点婚，则:+E1–糊E2简化电路1.劈燕3敬电隔路中恢的参翠考点+–+–dabcR1R2R3第1腊章堆131.隙4睁电脏路中丘的参友考方赢向第1裹章记14ER+–UI电压桨的实鸽际方痰向：由高电位衣端指辟向低电位鹅端电流垫的实耻际方盟向：正电升荷运割动的炸方向故或电犯子运孤动的广反方颜向电压弱,电吗流的额参考押方向殊：任意驻假定乘的方摔向电压虑、电沉流参斗考方愁向与承实际状方向仅相同烦为正垂值，注相反娇为负纱值例如恐：E=3亚V，若假削定电者压的行参考丙方向斤为上“汪+”街下“梳–”尖，则U=3倒V或UAB=3梅VAB反之编，若刷假定赶电压捏的参前考方体向为僻上“–”下“+”，洲则U=–3V或UBA=–3V+–电压峰的参霸考方耐向除驴用+厉、–益极性李和双泽下标席表示乌外，乳还可色用箭虹头表订示。电流貌的参查考方饱向则沙用箭超头和烫双下涌标表猜示。专如：IABU电源负载连接导线电路述实体SER电路谱模型第1惑章守121.做5散理古想电回路元牛件第1混章违15用理想电路冠元件狐组成箱的电狗路，称为这实际弄电路拔的电路寇模型。理想电路元件理想电源走元件理想无源骑元件理想电压源理想电流源电阻R电感L电容C第1冰章体15电阻爱是表金征电初路中电能尚消耗的理殃想元途件电容息是表晒征电任路中电场免能储剧存的理重想元军件电感亭是表眉征电检路中磁场然能储诊存的理想计元件第1炎章返15当U川、I参考独方向积相同剩时U=IRuiR+–（一宋）理泳想无坦源元流件理想兽电阻己元件R=ui单位昌欧[恒姆]本(详)在直链流电临路中P=UI=I2R=

U2R电功裁率在t时间内虚消耗有的电丧能为W=Pt单位顶焦利[耳然](J)线性哗元件骗的含去义：讨第一相只具师有一呜种参捉数；第二警参数话是恒江定不轨变的立常数鼻。第1趟章悠15表达膜式为U=对–朴I臣R若U、誓I参考史方向伴相反图A中若I=僻–2气A，R=3，则U=–(–昆2)余×3箱=6薪V电压僻与电针流参考方齿向相航反电流留的参恩考方截向与实键际方史向相薄反–或UIR图A+–UIR图B+–P=歇–耗U家I+–U=Us0I/AU/V第1拿章贩15当实筛际电盆源本挪身的剪功率堵损耗面可以回忽略穿不计奥，而肯只起产谈生电妨能的狱作用拆时，仍就可撕用理树想电洗源来召表示踩。(1翻)罢理腰想电始压源愧（恒刚压源介）特点欣：输么出电缝压U是由警它本身确防定的定值杀，而乘输出电森流I是任汽意的其,是唯由输撑出电茎压和壳外电过路决芒定。I+–理想扫电压郑源符山号（二重）理寻想电吉源元另件Us+–U=定值伏安厚特性注意：与理咸想电湖压源阔并联继的元必件，远其两端承的电饥压等属于理界想电巩压源报的电压休。U/V0USI/A实际树电源U=US–R0IUSR0UIUR0II=Is0I/AU/V第1驶章席15特点斧：输陪出电宗流I是由货它本身确粗定的定值孤，而登输出电扶压U是任竟意的槽,是陪由输迷出电折流和割外电配路决馅定。U+–理想症电流页源符松号I=定值伏安仙特性注意：与理锡想电宁流源努串联步的元崭件，其电龄流等甚于理栋想电誓流源熟的电流戒。IS(2普)女理精想电嗽流源占（恒兼流源干）U/VIS0I/ARpIS实际访电源RPISI+–UI=ISU/RPU

=EIs=0I/AU/V电压源R0E电源否模型新的等岁效变房诚换U

=ISR0Is0I/AU/V电流源Is=ER0E=IsR0内阻旦串联内阻辨并联变换喝前后E和IS的方向注意EUIRLR0+–+–IURLR0+–ISR0U1例：解：+-25V+-6V6AI356AI355A11A35I5+3I=5=55/8A×11求图折示电飞路中扩电流I例：解：+-25V+-6V6AI356AI355A11A35I求图射示电迟路中阀电流I55V53I+–5+3I=55=55/8A

第1宾章杏15电源米与负威载的接判别根据潮电压帽、电项流的参考厉方向判别P为负存值，发出功率笛，是有电源浪。若电债压、晨电流饰的参祝考方膝向相充同（同唯时指炸向低涝电位击）P为正限值，取用功率谨，是壮负载盖。例；已知浮：UAB=3遭V解：P=UI=(–加2)摄×3厉=舱–缓6WI=瞎–奥2A求：N的功筑率，玩并说寸明它是电摸源还通是负隆载因为孝此例扛中电娇压、回电流的参悄考方假向相陷同。而P为负析值，颠所以N发出咸功率常是电插源。NABIP=UI若电颈压、书电流健的参旺考方蛇向相军反P=–UIR3abE1结点电路依中三踩条或搁三条以上蜂支路兵联接矿的点支路电路慈中的众每一狐分支cd回路由一尼条或脆多条涝支路组成代的闭孝合路刺径如ac驻b胖a执bad抚b如ab最ca托a惩db外aad河bc利a第1掀章刮16E2如abR2R11.脸6距基付尔霍汪夫定糠律网孔未被辉其他稻支路灶分割服的单孔即回路如ab渗ca氧a躬db亮a（直流旗电路地中）I=应0i=蛇0（对任乞意波怖形的网电流）在任康一瞬鉴间，班结点鞋电流的甘代数牺和等您于零例：侧若I1=9漠A，I2=秀–2暖A，I4=8播A。求：I3–9+放(–2搏)公–I3–8贪=0I319AKC兽L电流轿的参府考方雕向与实档际方班向相锡反第1摊章茂16(一哪)基尔章霍夫旗电流毯定律四(KC密L)I1I2I3I4–I1+I2–I3–I4=0解：设流夜入结擦点电告流前甚取正挪号，设流累出结什点电祖流前些取负课号，IAIBIABIBCICAKC未L推广阀应用或I=域0第1慢章痒16ICABC对A、配B、余C三个喂结点应用KC拾L可列串出：IA=IAB–ICAIB=IBC–IABIC=ICA–IBC上列嚼三式摆相加残，便错得IA+IB+IC=0可见铅，在返任一骑瞬间毙通过基任一漫封闭合面询的电崇流的绍代数布和也标恒等选于零锣。E2U4E1U1U2abced+++在任变一瞬泼间，裳沿任翠一回娇路循标行方李向，缝回路耳中各称段电培压的游代数优和恒晶等于瘦零。U=顾0若求：U2=？E1=5反V，电压俩的参誉考极咱性与实轰际极胡性是框否相筹同第1魄章沉16E2=倚–史3VU4=8端V，U1=纲–雾2V对，U1+U2–U3–U4+U5=0(–债2)险+U2–姻(–玩3)8盏+辨5=亭0KV株L–––+–U5U3+–(二蹦)基尔栽霍夫胸电压绩定律健(KV诉L)与回腾路绕垫行方洽向一驻致的电压情前取炊正号星，否展则取负号猜。U2=2数V根据U=泽0KV词L推广调应用壶于假炊想的编闭合缓回路E+龄I蝴RUAB=0第1蕉章塑16UAB=E+还I佩R或根据KV有L可列势出UBUAABCUABUAB=UAUBUAUBUAB=0ERABI+例.母电路肆如图织所示低。分别师以A、鼻B为参罚考点计算C和D点的直电位A210V+–5V+–3BCD第1知章戚13解：陶以A为参啦考点，选择猜电压册电流禽的参考焰方向写相同备。II=10+53+2=3绩AVC=3谨×3指=9右VVD=季–3善×2获=此–特6V以B为参替考点VD=领–逮5VVC=1射0V小结长：电路嫂中某图一点风的电槽位等喇于该扬点到橡参考咬点的牵电压电路与中各涨点的叠电位宗随参守考点垃选的撇不同问而改撞变，但是孕任意抢两点盖间的范电压刊不变逝。UCD=VC–VD=袜15辈V由K戒VL畏：UCD=VC–VD=流9–岭（–本6虹）=宰1名5V+–E1R1R2R3+–E2I1I2I3ABCDEF结点A：I1+I2I3=0结点B：I1I2+I3=0DA差BC瓣：R1I1R2I2+E2E1=0AE挡FB孤：R2I2+R3I3E2=0练习用：列日写结详点方仙程和串回路吗方程拢。支路石电流亡法是震以支板路电绿流(中电压宴)为菠求解锈对象肥（未演知量约），直接慎应用KC咳L和KV犯L列出赤所需舱方程她组而走后解广出各绳支路掀电流(电级压)策。它如是计脉算复延杂电篮路最刚基本聋的方龄法。第1奸章申171.舌7虾支泰路电靠流法凡不骑能用壳电阻寇串并右联等拥效化扔简的汤电路驰，称并为复坡杂电晃路。+–E1R11.贼7坝支路串电流刷法R2R3+–E2I1I2I3ABCDEF根据KC滥L：结点A：I1+I2I3=0结点B：I1I2+I3=0以支糕路电浅流为算未知来量，理根据KC吨L、出KV哄L列出续独立辣方程左网熔孔：R1I1R2I2+E2E1=0右网维孔：R2I2+R3I3E2=0根据KV龄L：n个结特点，设有（n-1锄）个独恼立的KC卸L方程独立胸的回缺路电尽压方劳程数亮等于傲网孔盲数R1I1+R3I3E1=0不独众立，叙选取伞的回想路没稍有新校支路支路僵电流弟法求旺解步后骤：1、蔑标出芝支路轨电流洽参考诵方向柳，确稀定回六路绕苏行纵方向狐。2、喉根据KC宗L列出访独立尽结点枣电流仰方程茧（n-暮1个）抚。3、辆根据KV泽L列出塔独立酸回路璃电压顺方程拨（网壳孔数竟）。4、笨联立挂方程潮求解辫各支神路电拍流。5、园验证级结果兰。第1固章杨171.猎7辉支形路电抢流法2、燃应用KC版L对结获点A列方怠程I1+I2–絮I3=0对于倍有n个结晨点的恼电路暴，只损能列出(n–1书)个独立湖的KC绪L方程3隔、纵应用KV骗L列出捧余下岛的b寻–挂(n–1患)方程4体解占方程跟组，员求解茶出各姓支路歪电流炮。支路产电流侵法求臭解例R1I1R2I2+E2E1=0R2I2+R3I3E2=01、初标出鸦支路街电流捆参考右方向强，确戒定回量路绕觉行倍方向猴。+–E1R1R2R3+–E2I1I2I3ACDEF例题逗电搜路如屈图2孝.2送所示站。已缝知US1=1员2V吸，US2=1惕5V篇，绳R1=3，麻R2=1驰.5情，兽R3=9蕉，用支祝路电度流法热求各勺支路桌的电晴流并异说明丽各电呈源是倘起电底源作浓用还阀是起嘴负载精作用能。R1I1US2+R3US1+I2图2.2R2I3I1=0.是2A砌，I2=1.6炉A，秘I3=1.4奶A，US1为负贺载，US2为电渐源。例题围电午路如骄图2算.1炉所示麦。已壮知IS=2薪A，E=6聚V，R1=1，R2=3竹，求I和U及各牢电源馒发出哪的功生率。图2.1R1ISE+R2U+II=饭0A容，US=8短V，胀PE=0W，PIS=1桑6W。'在多轨个电歉源共蓬同作雪用的线性电路促中，某一裳支路加的电压（电待流）等于息每个梦电源闷单独燃作用假，在瞎该支堤路上铺所产钉生的电衣压（吉电流盛）的住代数艰和。第1煮章肚181.渔8虾叠复加原孙理+当电固压源静不作寇用时凡应视其短饲路，白而电恒流源轮不作用时敌则应晃视其慰开路串。计算严功率傻时不能应用幅叠加浊原理弊。注意I=I'I+''R2E1R1+–R1R2IE1IS+–IR1R2ISI''=1、皮在洁考虑思某一遣电源告单独俭作用嘱时，袍令其殊他电爽源中脆的US=0碰、IS=0狭，即理盆想电稀压源踩短路寨，理迅想电重流源熊开路鸟。2、各个估电源汁单独惊作用险时的侨电流倚和电医压分匙量的载参考方向隐与总读电流倡和电以压的明参考谅方向索一致座时，虹前面犬取正妙号，不一恋致时法前面珠取负界号。3、叠加叉原理鞋只适灵用于果线性还电路寨，只卧能用龙来分谎析和计算搭电流凉和电培压，哈不能锻用来夸计算怎功率肿。注意汪以下铅几点占：第1决章器18练习丛：求释电流I。解：3A–+224VI4V电源会作用I'=仍1A3A电源还作用I''亿=薄–1牺.5黎A两个龟电源赌共同伞作用I=I'复+I''股=库–姻0.丸5A–+224VI'3A22I''第1谣章病18例：倾求图丙示电迎路中塌5电坚阻的电都压U及功若率P。+狭–10A51520V+腿–U20V+–51524+–U'24解：先计疏算2暗0V电压击源单球独作厦用在5电痰阻上扛所产希生的笋电压U'U'=20×5+155=5V电流劫源不巴作用应相做当于摸开路10A第1称章剖18例：辈求图依示电肤路中竟5电棍阻的电地压U及功帝率P。+胃–10A51520V+破–U2410A515+U''–24再计改算1权0A电流旗源单蚊独作终用在5电定阻上何所产霞生的寻电压U''

–10×5+1515×5=–37.5VU''=U=U'U+''=5–37.5=–32.5V电压持源不作用卵应相当于泊短路解：P=5(–32.5)2=画22邪1.就25WP=5(–37.5)2552+=键28它6.择25W若用康叠加共原理刻计算但功率将有园，计算慌功率遗时不能应用饥叠加韵原理林。想一慌想为义什么指？R3R2ERL有源扔二端砍网络N第1诊章救191.犹9四等技效电绞源定阁理IS对于RL有源灰二端鹊网络N相当芳一个电源,故它健可以警用电叮源模型来草等效市代替柄。用电杀压源针模型淹(电洽动势圆与电喉阻串缎联的株电路尘)等孤效代替朝称为戴维施宁定款理。用电宿流源迈模型修(电园流源联与电强阻并损联的冶电路蹲)等呢效代替枕称为诺顿判定理。–+任意另线性晋有源辉二端谅网络N，可以星用一堤个恒驾压源里与电酬阻串蚀联的支莫路等穿效代玻替。酬其中唱恒压虑源的捕电动贡势等满于有密源二高端网奖络的开软路电廉压，苍串联覆电阻质等于乒有源暮二端束网络痕所有哭独立保源都则不作用登时由北端钮承看进弱去的泡等效障电阻蛋。除去深独立鹅源：恒压穿源短糟路恒流甚源开乓路R0N0ab(一药)可戴梅维宁代定理

E=UONab–+bRI+–ER0UaN–+RUI线性有源二端网络Nab–+第1译章鸦19a例1层：用闯戴维估宁定伟理计毕算图陆示电胃路中桌电压U。R0=故6+–6V6b6A2A15U+–解：型(1查)求U0U0=退6×杰6+6=42魂V(2茅)求R0(3换)求UU0=ER0+–15U+–abU0a+–6V6b6A2A+–第1裂章途19E1R3R4R1+–R2E2ISIR5例2经：求睡图示亮电路中的抬电流I。已知R1=R3=逃2，R2=敲5，R4=锄8，R5=1衡4，E1=搬8V，E2=业5V，IS=灿3A。+–E1+–U0ABR3R1+–R2E2IS+–R5I3(1)唐求U0=14VU0=R3I3–E2+R2IS解：

I3

=R1+R3E1=2A第1现章短19E1R3R4R1+–R2E2ISIR5例2现：求反图示易电路中的碧电流I。已知R1=R3=胸2，R2=括5，R4=迫8，R5=1殊4，E1=疾8V，E2=宪5V，IS=姨3A。+–ABR3R1R2ISE1+–E2+–(1)U0=1套4V解：(2靠)求R0R0=(R1//R3)+R5+R2=20(3挣)求IR0+R4E=0.5AI=R0R5U0=ER4R0+–IBA第1母章说19除去猜独立吨源：恒压愚源短壤路恒流浴源开迁路R0N0abRUI线性有源二端网络Nab–+任意倡线性束有源吵二端寄网络N，可以舅用一脂个恒否流源赌与电挽阻并捐联的支驱路等喊效代艰替。乡丰其中船恒流肤源的调电流宿值等稳于有炒源二饺端网镜络的短逆路电荷流，普并联锈电阻椒等于肆有源守二端层网络午所有妻独立唉源都夺不作用沙时由易端钮葡看进证去的闭等效电电阻销。bRIISR0Ua–+NabIS=ISC第1删章肌19(二律)杯诺叙顿定俘理E1R1R4R3AR2I2I4E3I3O补充述:减结点浊电压毯法I1+呢–E2U=E1–I1R1E1

–

UR1I1=E2

–

UR2I2

=U–E3

R3I3

=U

R4I4

=U=E2–I2R2U=E3+I3R3U=I4R4结点闭间