《电工技术》基础

汽车电力电子技术模块一直流电路任务一电路及其物理量任务二电路的工作状态任务三常用电路元件的识别任务四基尔霍夫定律任务一

电路及其物理量知识目标：1.了解电路的组成，掌握电流、电位、电压和电动势的概念。2.掌握电位和电压的关系。能力目标：1.学会计算负载消耗的电能和实际功率。2.能够区别电压和电位的概念。3.知道电流、电压、电动势的正负号与参考方向的关系。任务一

电路及其物理量一.电路电路就是电流所流经的路径，是为了某种需要由某些电气元件按一定方式连接起来的总体。999开关灯泡电池电路主要由电源、负载和中间环节三部分组成。1）电源：能够提供电能或者电信号的器件，它是将其它形式的能转换为电能的装置。如发电机、蓄电池、电信号源等。

1）电源：能够提供电能或者电信号的器件，它是将其它形式的能转换为电能的装置。如发电机、蓄电池、电信号源等。

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2）负载：指用电的设备或装置，能够将电能转化为其他形式能量，或可以对电信号进行处理的装置。

如电灯、电动机、空调、电冰箱、加热管等。3）中间环节：

由导线，开关和保护装置等组成，它是将电源与负载连接起来组成闭合回路，并对电路进行控制、保护和监测。如：开关、熔断器、继电器、测量仪表等

(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电路的作用：发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线二、电路模型

为了便于用数学方法分析电路,电路理论的研究对象不是实际的电路，而是电路模型。电路模型是把实际电路的本质特征抽象出来，实际电路中的各种元件用能够反映其电磁性质的理想电路元件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。

电路模型与实际电路具有相同的磁路。电池开关灯泡R+RoE–S+U–I电池导线灯泡手电筒的电路模型

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，认为是无电阻的理想导体。

开关用来控制电路的通断。电池开关灯泡R+RoE–S+U–I电池导线灯泡手电筒的电路模型

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，认为是无电阻的理想导体。

开关用来控制电路的通断。

常见理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。

今后分析的电路都是指电路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元件都是由理想电路元件构成的，都用规定的图形符号表示。

电路模型只反映实际电路的作用及其相互的连接方式，不反映实际电路的内部结构、几何形状及相互位置。理想电路元件：根据实际电路元件所具备的电磁性质所假想的具有某种特定的电磁性质的元件，是一种理想化了的模型，具有精确的数学定义。

电流是带电粒子在电路中的定向移动所形成的。电流的大小用电流强度I来衡量大量电荷定向移动形成电流三、电路中的基本物理量1.电流

电流可分为两大类:直流电流DC交流电流AC大小和方向都不随时间改变的电流，称为恒流电流，简称直流电流如图5---1a.大小和方向随时间变化的电流，称为变动电流，其中随时间按正弦函数变化的变动电流成为交变电流又称交流电流如图5---1b。titi（a）（b）a>稳恒直流电B>正弦交流电图5—1直流电和交流电的波形图（2）电流单位：1安培（A）=1000毫安(mA)

1毫安(mA)=1000微安(μA)（1）电流的正方向：正电荷运动的方向。（3）参考方向

：在分析和计算电路时往往任意选定某一方向作为电流的正方向,也称参考方向。ababIabIab电流的实际方向电流的参考方向在规定的参考方向下，若计算结果

I>0

实际方向与参考方向一致

I<0

实际方向与参考方向相反（2）电流单位：1安培（A）=1000毫安(mA)

1毫安(mA)=1000微安(μA)（1）电流的正方向：正电荷运动的方向。（3）参考方向

：在分析和计算电路时往往任意选定某一方向作为电流的正方向,也称参考方向。ababIabIab电流的实际方向电流的参考方向在规定的参考方向下，若计算结果

I>0

实际方向与参考方向一致

I<0

实际方向与参考方向相反

电路中a、b两点间电压在数值上等于电场力将单位正电荷从电路中a点移动到b点所做的功。2.电压电压单位是伏特，用符号“V”表示:1千伏特(kV)=1000伏(V)1伏(V)=1000毫伏(mV)1毫伏(mV)=1000微伏(μV)555555555555ABCDEOV1、5V1、5V1、5V1、5VUAE=6VUBE=4、5VUCE=3V电路中任意两点间的电位差称为两点之间的电压，用字母U来表示。

Uab=Va-Vb或者：电压的正方向：电场力做功使正电荷移动的方向。参考方向

：任意选定某一方向作为电压的正方向，也称参考方向。规定为由高电位指向低电位。-ababUabUab电压的实际方向电压的参考方向+-+++--在规定的参考方向下，若计算结果

U>0实际方向与参考方向一致

U<0实际方向与参考方向相反设b为零参考点：那么正电荷在a点所具有的电位能Wa与正电荷所带电量Q的比值，称为电路中a点的电位，用Va表示。IE+_aRbU+_电位的单位是焦耳/库伦(J/C)，称为伏特，简称伏(V)。3.电位或者：电路中某一点相对参考点之间的电压就是该点的电位，记做“VX”。555555555555ABCDEOV1、5V1、5V1、5V1、5V接地或接零线以E为参考时A点电位为6V以C为参考时A点电位为3V3.电位

注：要确定电位能的大小，必须在电路上选择一个参考点作为基准点，该点称为零参考点。在实际应用中通常都以大地作为参考点，即大地的电位为零电位。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。或者：电路中某一点相对参考点之间的电压就是该点的电位，记做“VX”。555555555555ABCDEOV1、5V1、5V1、5V1、5V接地或接零线以E为参考时A点电位为6V以C为参考时A点电位为3V3.电位

注：要确定电位能的大小，必须在电路上选择一个参考点作为基准点，该点称为零参考点。在实际应用中通常都以大地作为参考点，即大地的电位为零电位。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。999电动势它只存在于电源内部,电源力将单位正电荷从负极经电源内部推向正极所做的功，称为该电源的电动势，电动势用符号E表示，单位是伏特（V）。电动势做功999K4.电动势电动势方向：规定是从电源的负极指向正极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(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。

总结：5.电功

当一段导体中有电流通过时，正电荷从高电位端移向低电位端，电场力对它做了功，这个功叫做电流的功，简称电功，单位焦耳(J)直流电路中，电阻元件在时间t内消耗的电能为

W=UIt（J）1kW·h=1000w×3600s=3.6×106（J）=1度6.电功率

电气设备在单位时间内消耗的电能称为电功率,简称功率，用P来表示，单位为瓦特（W）。P=W/t

在电压、电流参考方向一致时，电阻吸收或消耗的功率为ababIIUU关联非关联

若电流和电压的参考方向取得相同，称为关联参考方向，否则称为非关联参考方向。当某元件的电压电流关联参考方向时有P=UI当某元件的电压电流非关联参考方向时有P=－UI

若电压、电流的参考方向关联，则等式右边取正号，否则取负号。当P＞0时，表示元件吸收功率；当P<0时，表示元件释放功率。ababIIUU关联非关联

若电流和电压的参考方向取得相同，称为关联参考方向，否则称为非关联参考方向。当某元件的电压电流关联参考方向时有P=UI当某元件的电压电流非关联参考方向时有P=－UI

若电压、电流的参考方向关联，则等式右边取正号，否则取负号。当P＞0时，表示元件吸收功率；当P