水泵站电路的认识

电功率和电能目录12电功率电能电功率011.电功率1.1电功率的定义

单位时间做功的大小称作电功率，或者说做功的速率称为电功率。在电路问题中涉及的电功率即是电场力做功的速率，以符号p(t)表示。电功率的数学定义式可写为:式中，dw为dt时间内电场力所做的功。单位：瓦(W)或千瓦(kW)。1.2功率的计算和功率守恒1.2.1功率的计算公式与电压电流的关系+–iu电压、电流为关联参考方向p=ui

其中：p>0时吸收功率p<0时发出功率+–iu电压、电流为非关联参考方向p=－ui

其中：p>0时吸收功率p<0时发出功率1.2功率的计算和功率守恒1.2.2功率守恒根据能量守恒定律，在一个电路中，电源输出的功率等于负载消耗的功率。即：ΣP=0。已知：E=2V，R=2Ω按图中假设的正方向，可求得U=2V，I=1A电源一边：假设方向不一致P=−UI=−2×1=−2W

负载一边：假设方向一致P=UI=2×1=2W

电能022.电能电流所做的功称为电能，用符号W表示。直流电路中，电阻R在t时间内消耗的电能为W=UIt电能单位：焦耳（J）

工程上，常用千瓦时（kWh）表示时间t内产生（或消耗）电能的单位。

日常生活中，常用“度”来衡量使用电能的多少。

1kWh又称为1度电，即1kW的用电器工作1h消耗的电能为1度电。电路的概念及基本物理量目录132电路的定义及作用电路的组成及电路模型电路的基本物理量电路的定义及作用011.电路的定义及作用1.1电路的定义

电路就是电流所通过的路径。是为了实现某种功能而将某些电工设备或元件按一定方式组合起来的电流通路。灯泡导线电池开关电灯泡电路1.2电路的作用1.2.1实现电能的转换、传输和分配1.2.2实现电信号的传递和处理放大器

电源（信号源）中间环节负载发电机

电灯电动机

电炉

升压变压器

降压变压器输电线电源中间环节负载电路的组成及电路模型022.电路的组成及电路模型2.1电路的组成

电路由电源、负载和中间环节3部分组成。

电源：

将非电能转换成电能的装置，例如：发电机、干电池。

负载：

将电能转换成非电能的装置，例如：电动机、电炉、电灯。

中间环节：

连接电源和负载，起传输和分配电能的作用。例如：导线、输电线路。

2.2

电路模型2.2.1电路模型概念

实际电路是由一些按需要起不同作用的实际电路元件所组成。这些元件有发电机、电动机、变压器、电阻、电容等等。（实际电路元件的电磁性质复杂）。理想电路元件：

在一定条件下，突出其主要电磁性能，忽略次要因素，将实际电路元件理想化，就构成了理想电路元件。理想电路元件主要有电阻、电感、电容、电源。电路模型：

由理想电路元件所组成的电路，就是实际电路的电路模型。

2.2.2电路模型举例下图为最简单的灯泡电路模型：灯泡导线电池开关实际电路灯泡R导线电池开关SRSUS电路模型电路的基本物理量033.电路的基本物理量3.1电流及其参考方向3.1.1电流

定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量，用i(t)表示，即：

单位：A（安培）、

kA、mA、

A

1kA=103A

1mA=10-3A

1

A=10-6A3.1.2电流的参考方向电路分析中的参考方向问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向，电路如何求解？电流方向A

B？电流方向B

A？E1ABRE2IR+_+_3.1.2电流的参考方向解决方法：设定参考方向

(1)在解题前先设定一个方向，作为参考方向；

(2)根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关系的代数表达式；

(3)根据计算结果确定实际方向：

若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；

若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。3.1.2电流的参考方向

电流参考方向的表示方法：a.用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。b.用双下标表示：如iAB，电流的参考方向由A点指向B点。iABBA3.1.2电流的参考方向

电流的参考方向与实际方向的关系：

规定:正电荷的运动方向为电流的实际方向i<0i>0i

参考方向实际方向ABi

参考方向实际方向AB3.2电压及其参考方向3.2.1电压

定义：电压就是将单位正电荷从电路中一点移至电路中另一点电场力做功的大小，用u(t)表示，即：

单位：V（伏特）、kV、mV、

V

1kV=103V1mV=10-3V1

V=10-6V3.2.2电压的参考方向

电压参考方向的表示方法：

a.用箭头：b.用正负极性：c.用双下标：ABUABUABU+AB3.2.2电压的参考方向

电压的参考方向与实际方向的关系：U>0<0U+实际方向参考方向U+–参考方向U+–+实际方向3.2.3关联参考方向和非关联参考方向

习惯上对于任意的二端元件把I与U的方向按相同方向假设，称为关联参考方向，否则称为非关联参考方向。非关联参考方向I+-U+-IU关联参考方向3.3电位

电路中为分析的方便，常在电路中选某一点为参考点，任一点到参考点的电压称为该点的电位。用V表示。

单位：V（伏特）电压与电位的关系：

电路中任意两点间的电压即为两点之间的电位之差。即：

UAB=VA-VB电路的基本定律目录12欧姆定律基尔霍夫定律欧姆定律011.欧姆定律

欧姆定律是电路的基本定律之一，它说明流过电阻的电流与该电阻两端电压之间的关系。即：通过电阻的电流与电压成正比。UIR+–或UIR+–UIR+–U=IRU=-IRU=-IR注意：应用欧姆定律时，一定要在电路中标出电流和电压的参考方向，以便正确列出表达式。1.欧姆定律u/V0i/A遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻,(反之为非线性电阻),它是一个与电压电流无关的常数。线性电阻的伏安特性曲线ABUIR+–基尔霍夫定律022.基尔霍夫定律2.1几个名词

a+_R1uS1+_uS2R2R3i3i1支路：电路中流过同一电流的一个分支节点：电路中三条或三条以上支路的连接点回路：由一条或多条支路组成的闭合路径网孔：内部不包含其他支路的回路图中所示：支路数b=3；节点n=2；回路数3个；网孔数2个。bi2cd2.2

基尔霍夫电流定律（KCL）

2.2.1KCL定律内容：

任意时刻，流入或流出节点的电流的代数和恒等于零。即：

I=0

例：令流出为“+”，流入为“-”，有：IAIBIABIBCICA2.2.2KCL定律推广应用：在任一瞬间通过任一封闭曲面的电流的代数和恒等于零。或

I=0ICABC对A、B、C三个节点应用KCL可列出：IA=IAB–ICAIB=IBC–IABIC=ICA–IBC上列三式相加，便得IA+IB+IC=02.3

基尔霍夫电压定律（KVL）

2.3.1KVL定律内容：在任一瞬间，沿电路中任一回路绕行一周，回路中各段电压的代数和恒等于零。即：例：如右图所示，先标定各元件电压参考方向，

其次选定回路绕行方向，顺时针或逆时针。

–U1–US1+U2+U3+U4+US4=0

或：U2+U3+U4+US4=U1+US1

–R1I1+R2I2–R3I3+R4I4=US1–US4

U=0

2.3.2KVL定律推广应用：KVL定律也适用于任意一个开口电路。E+IR

UAB=0UAB=E+IRERABI或根据KVL可列出电气设备的额定值及电路的三种状态目录12电气设备的额定值电路的三种状态电气设备的额定值011.电气设备的额定值额定值定义：

额定值是电气设备的生产厂家为了使产品能在给定的工作条件下正常运行而规定的正常容许值。额定值表示：

额定值常标在电气设备的铭牌上，通常以UN、IN、PN表示额定电压、额定电流和额定功率。

按额定值使用电气设备最为安全可靠、经济合理。超过额定值运行会缩短电气设备的使用寿命，甚至使其损坏。用户应该按额定值来使用电气设备。电路的三种状态022.电路的三种状态2.1通路（有载）状态

通路就是电源与负载接通成闭合回路。开关S闭合后，在电压源US的作用下，电路中将通过电流I。IUROUSRdc+-ba+_S2.2开路状态