电路的基本概念及定律

电工学山东建筑大学信息与电气工程学院公共基础教研室绪论一、课程的地位和主要内容电工电子技术——研究电工技术和电子技术的理论及其应用的科学技术。电工技术（上册）（电工学）电工电子技术电子技术（下册）电路分析基础

磁路与电机

模拟电子技术

数字电子技术

电路分析基础——直流电路（1、2）；暂态分析（3）；交流电路（4、5）。磁路与电机——磁路和变压器（6）；电动机（7、8、9）；继电接触器控制（10）可编程控制器（11）、供电与安全用电（12）、电工测量（13）上册模拟电子技术——半导体器件（14）；放大器（15、16）；反馈（17）；直流电源（18）；电力电子技术（19）数字电子技术——组合电路（20）；时序电路（21）存储器和可编程器件（22）、模数转换（23）、现代通信技术（24）下册二、电工电子技术的发展与应用现状容量大型化器件小型化功率电子技术微电子技术设计自动化EDA技术1785年，库仑确定电荷间的作用力；1826年，欧姆提出“欧姆定律”；1831年，法拉第发现电磁感应现象；1834年，雅可比造出第一台电动机；1864年，麦克斯韦提出电磁波理论；1895年，马可尼和波波夫实现第一次无线电通信；1904年，弗莱明发明第一只电子管（二极管）；1946年，诞生第一台电子计算机；1947年，贝尔实验室发明第一只晶体管；1958年，德克萨斯公司发明第一块集成电路。：发展快速发展原因电能易转换易传输易控制计算机检测控制系统原理框图微机传感器伺服机构模拟信号处理功率放大模数转换数模转换数字接口数字接口

被测控对象干扰、噪声、漂移、非线性电工电子技术的典型应用模拟电子技术数字电子技术电机三、如何学好电工电子技术课程特点：内容多且广、学时相对少1、注意掌握“三基”：2、注重综合分析与设计注重工程化素质培养基本原理、基本分析方法、基本应用3、提高学习效率、培养自学能力课堂、答疑、作业、自学、讨论、实验第1章电路的基本概念与基本定律1.1电路的作用与组成部分1.2电路模型1.3电压和电流的参考方向1.4欧姆定律1.5电源有载工作、开路与短路1.6基尔霍夫定律1.7电路中电位的概念及计算本章要求:1.了解电路模型及理想电路元件的意义；2.理解电压与电流参考方向的意义；3.理解电路的基本定律并能正确应用；4.了解电源的有载工作、开路与短路状态，理解电功率和额定值的意义；5.掌握分析与计算电路中各点电位的方法。1.1电路的作用与组成部分

(1)实现电能的传输、分配与转换(2)实现信号的传递与处理放大器扬声器话筒1.电路的作用电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。

发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线t1：热端t2：冷端mVt1t2热电偶2.电路的组成部分电源:

提供电能的装置负载:取用电能的装置中间环节：传递、分配和控制电能的作用发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线直流电源直流电源:

提供能源信号处理：放大、调谐、检波等负载信号源:

提供信息2.电路的组成部分放大器扬声器话筒激励：电源或信号源的电压或电流，推动电路工作;响应:由激励所产生的电压和电流;

电路分析：在电路结构、电源和负载等参数已知的条件下，讨论激励和响应之间的关系。1.2电路模型

为了便于用数学方法分析电路，将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。实际电路实际器件（电阻器、电容器、电感线圈、晶体管、集成电路等）电路模型抽象近似理想电路元件（电阻元件、电容元件、电感元件、电源、理想运放等）

器件建模：1.保留主要电磁特性2.一个器件可由多个元件模型表示电路的建模过程电池是电源元件，其参数为电动势E和内阻Ro；

灯泡主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其参数为电阻R；

筒体用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。

开关用来控制电路的通断。今后分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号表示。手电筒的电路模型R+RoE–S+U–I电池导线灯泡开关手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。1.3电压和电流的参考方向物理中对基本物理量规定的方向1.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注意：它们是标量，规定方向是为了便于电路的计算。(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。一种分析方法。Iab

双下标2.电路基本物理量的参考方向aRb箭标abRI正负极性+–abUU+_关联参考方向负载—U、I参考方向相同；电源—I参考方向与E方向相同。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。1.4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

表达式中有两套正负号：①式前的正负号由U、I参考方向的关系确定；②U、I值本身的正负则说明实际方向与参考方向之间的关系。

通常取U、I参考方向相同，即关联参考方向。U=R

I

U=–RI解：对图(a)有,U=RI例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。对图(b)有,U=–RIRU6V+–2AR+–U6VI(a)(b)I–2A电路端电压与电流的关系称为伏安特性。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。I/AU/Vo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。1.5电源有载工作、开路与短路开关闭合,接通电源与负载负载端电压U=IR（1）特征:1.5.1电源有载工作IR0R+

-EU+

-I①

电流的大小由负载决定。②在电源有内阻时，I

U。或U=E–IR0电源的外特性EUI0当R0<<R时，则U

E，表明当负载变化时，电源的端电压变化不大，即带负载能力强。开关闭合,接通电源与负载。负载端电压U=RI（1）特征:1.5.1电源有载工作①

电流的大小由负载决定。②在电源有内阻时，I

U。或U=E–RoIUI=EI–RoI²P=PE–P负载取用功率电源产生功率内阻消耗功率③电源输出的功率由负载决定。负载大小的概念:

负载增加指负载取用的电流和功率增加(电压一定)。IR0R+

-EU+

-I（2）电源与负载的判别根据U、I的实际方向判别电源：U、I

实际方向相反，即电流从U“+”端流出，（发出功率）；负载：U、I

实际方向相同，即电流从U“+”端流入，（吸收功率）。RU+_IIE+_U+_例1：已知：方框代表电源或负载，U=220V，I=-1A试问：哪些方框是电源，哪些是负载？UI+-(a)UI+-(b)UI-+(c)UI-+(d)解：(a)电流从“+”流出，故为电源；(b)电流从“+”流入，故为负载；(c)电流从“+”流入，故为负载；(d)电流从“+”流出，故为电源。例2：已知：U1=9V，I=-1A，R=3Ω求：元件1、2分别是电源还是负载，并验证电路功率是否平衡？解：I1R+-U1+

-U22因为U2=-RI+U1=12V所以电流从元件1的“+”流入，从元件2的“+”流出，故元件1为负载，元件2为电源。电源产生功率：P2=︱U2I︱=12W负载取用功率：P1+PR=︱U1I︱+R

I2=9+3=12W因为P2=P1+PR，所以电路的功率平衡。（3）电气设备的额定值额定值:电气设备在正常运行时的规定使用值（4）电气设备的三种运行状态欠载（轻载）：I<IN，P<PN(不经济)

过载（超载）：I>IN，P>PN(设备易损坏)额定工作状态：I=IN，P=PN

(经济合理安全可靠)

①额定值反映电气设备的使用安全性；②额定值表示电气设备的使用能力。例：灯泡：UN=220V，PN=60W电阻：RN=100，PN=1W

特征:开关断开1.5.2电源开路I=0电源端电压(开路电压)负载功率U

=U0=EP

=01.开路处的电流等于零；

I

=02.开路处的电压U视电路情况而定。电路中某处断开时的特征:I+–U有源电路IRoR+

-EU0+

-电源外部端子被短接1.5.3电源短路特征:电源端电压负载功率电源产生的能量全被内阻消耗掉短路电流（很大）U

=0

PE=P=I²R0P

=01.短路处的电压等于零；

U

=02.短路处的电流I视电路情况而定。电路中某处短路时的特征:I+–U有源电路IR0R+

-EU0+

-1.6基尔霍夫定律支路：两结点之间由元件串联构成的一段电路。一条支路流过一个电流，称为支路电流。结点：三条或三条以上导线的联接点。回路：由支路组成的闭合路径。网孔：内部不含支路的回路。I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E11233例1：支路：ab、bc、ca、…（共6条）回路：abda、abca、adbca…

（共7个）结点：a、b、c、d

(共4个）网孔：abd、abc、bcd（共3个）adbcE–+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I1.6.1基尔霍夫电流定律(KCL定律)1．定律即:Ｉ入=

Ｉ出

在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。实质:电流连续性的体现。或:Ｉ=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1对结点

a：I1+I2=I3或I1+I2–I3=0基尔霍夫电流定律（KCL）反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。2．推广I=?例2:广义结点I=0IA+IB+IC=0ABCIAIBIC2+_+_I51156V12V在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。1.6.2基尔霍夫电压定律（KVL定律)1．定律即：U=0在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行一周，则电位升之和等于电位降之和。即：U升=U降

对回路1：对回路2：

E1=I1R1+I3R3E2=I2R2+I3R3或I1R1+I3R3–E1=0或I2R2+I3R3–E2=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E112基尔霍夫电压定律（KVL）反映了电路中任一回路中各段电压间相互制约的关系。1．列方程前标注回路循行方向；

电位升=电位降E2=UBE+I2R2U=0

I2R2–E2+

UBE

=02．应用

U=0列方程时，项前符号的确定：

如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。3.开口电压可按回路处理。

注意：1对回路1：E1UBEE+B+–R1+–E2R2I2_例3：对网孔abda：对网孔acba：对网孔bcdb：R5I5R5–I3R3+I1R1=0I2R2–

I4R4–I5R5=0I4R4+I3R3–E=0对回路adbca，沿逆时针方向循行：–I1R1+I3R3+I4R4–I2R2=0应用U=0列方程对回路cadc，沿逆时针方向循行：–I2R2–I1R1+E

=0adbcE–+R3R4R1R2I2I4I5I1I3I1.7电路中电位的概念及计算电位：单位正电荷在某点的电势（位）能，即电路中某点至参考点的电压，记为“VX”。

通常设参考点的电位为零，又称接地，

表示。1.电位的概念电位的计算步骤:

(1)任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；

(2)标出各电流参考方向并计算；

(3)计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为负，说明该点电位比参考点低。2.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=90Vbac204A610AE290VE1140V56AdUab

=10×6=60VUcb

=E1=140VUdb

=E2=90VUab

=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。3.电路图的简画：bca204A610AE290VE1140V56Ad+90V205+140V6cd电源的一个极接地，用没有接地极的电位代替电源-9VR1=100k+6VR2=50kACB例1：求B点的电位。解法1：CBR16V9VR2IA将原电路改为下图：-9VR1=100k+6VR2=50kACB例1：求B点的电位。解法2：I解法3：R1、R2的电流相等，有：例2: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。电流在闭合路径中流通2kA+I12kI2–6V(b)2k+6VA2kSI2I1(a)例3：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，零电位参考点为+12V电源的“–”端与–12V电源的“+”端的联接处。当电位器RP的滑动触点向下滑动时，回路中的电流I减小，所以A电位增高、B点电位降低。（2）VA

=–IR1

+12VB

=IR2

–12《化妆品术语》起草情况汇报中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所一、标准的立项和下达时间2006年卫生部政法司要求各标委会都要建立自己的术语标准。1ONE二、标准经费标准研制经费：3.8万三、标准的立项意义术语标准有利于行业间技术交流、提高标准一致性、消除贸易误差，作为标准体系中的基础标准，术语标准在各个领域的标准体系中均起着重要的作用。随着我国化妆品卫生标准体系建设逐步加快，所涉及的术语和定义的数量也在迅速增长，在此情形下，化妆品术语标准的制定就显得尤为重要。四、标准的制订原则1.合法性遵守《化妆品卫生监督条例》、《化妆品卫生监督条例实施细则》中关于化妆品的定义。2.协调性直接引用或修改采用的方式，与相关标准中的术语和定义相协调。3.科学性对于没有国标或定义不统一的术语，在定义时体现科学性的原则。4.实用性在标准体系中出现频率较高，与行业联系较紧密的术语优先选用。五、标准的起草经过

第一阶段：资料搜集

搜集国内外相关法规、标准、文献并对国外文献如美国21CFR进行翻译。第二阶段：2007年末形成初稿

初稿内容包括一般术语、卫生化学术语、毒理学术语、微生物术语、产品术语、人体安全和功效评价术语，常用英文成份术语等７部分。第三阶段：专家统稿1.2007年12月第一次专家统稿会（修订情况：1.在结构上增加原料功能术语、相关国际组织和科研机构等内容；2.在内容上增加一般术语、产品术语的种类，将化妆品行业的新产品类别纳入本标准；3.对于毒理学、卫生化学、微生物学术语进行修改；4.删除与化妆品联系不紧密、无存在必要的常用英文成分术语。2.2009年1月第二次专家统稿会会议意见：1.修改能引用国家标准的尽量引用国家标准；对存在歧义的个别用词进行修改。2.删除由于本标准中的“产品术语”一章和香化协会所制定的某个标准存在重复，因此删除“产品术语”一章的内容；对“原料功能术语”的内容进行梳理，删除了20余条内容。3.增加专家建议增加“化妆品限用物质”等若干项术语。第四阶段：征求意见2009年2月面向全国公开征求意见。第五阶段：征求意见的处理与形成送审稿。在征求意见的处理阶段再次征求了相关专家的意见。六、标准的内容依据1.《化妆品卫生监督条例》、《化妆品卫生监督条例实施细则》;2.《化妆品卫生规范》;3