《电子电路分折与项目制作》课件-4.电路中的电流、电压、电位、电动势

电流、电压、电位本次课程电路的基本概念电路的基本物理量一、电路的基本概念开关灯泡SRL手电筒实物电路电路模型

+Us-Rs干电池1.电路与电路模型（1）电路模型(circuitmodel)就是把实际电器元件构成的电路进行抽象得出来的模型，俗称电路图(circuitdiagram)（2）电路的组成：电源+电阻+开关+导线

开关灯泡SRL手电筒实物电路电路模型

+Us-Rs2.电路的组成组成电路的基本部件是：电源：是供应电能的设备。其作用是将电能转换为其他形式的能量。负载：电路的用电设备，是消耗电能的，主要作用是将电能转换为其他形式的能量。中间环节：连接电源和负载的部分，其主要作用是传输和控制电能。3.元器件电路符号

练习1：认识图中各元器件符号，说

说电路能完成的功能。练习2：二、电流与电压1.电流：电荷有规律的定向运动，形成电流。电流：单位时间内穿过导体横截面的电荷量定义为电流强度，简称电流。电流的单位：安（A）、毫安（mA）、微安（uA）1A=103

mA=106uA广东科贸职业学院信息工程系电流的大小和方向均不随时间变化，称为恒定电流，简称为直流（DC：DirectCurrent），一般用符号“I”表示。电流的大小和方向均随时间变化的电流，称为时变电流，一般用符号“i”表示。时变电流在某一时刻t的值i（t）,称为瞬时值。当电流的大小和方向做周期性变化的，称为交流电流（AC：AlternatingCurrent）。一般也用“i”表示。（1）电流分类t（2）电流的方向规定电流的方向为正电荷动动的方向。I对于复杂电路，在进行电路分析时，需设定参考方向+q+q（3）电流的参考方向在电路分析计算时，任意规定一个电流参考方向，用箭头标在电路图上。若求出的电流为正值，则电流的实际方向与参考方向相同。若求出的电流为负值，则电流的实际方向与参考方向相反。aabbiiiab=2Aiab=-2A实际电流方向由b指向a实际电流方向由a指向b

2.电压（描述电场力做功的能力）电压：单位正电荷q从电路中一点A移至另一点B时电场力作功的大小，电压即该两点之间的电位差。电压单位：伏（V）、毫伏（mV）、微伏（uV）、千伏（kV）换算关系是：1kV=103

V=106mV=109uV广东科贸职业学院信息工程系（1）电压分类电压大小和方向均不随时间变化，称为恒定电压，或称为直流电压（DV），一般用符号U表示。电压大小和方向均随时间变化的电压，称为时变电压，一般用符号u表示。电压大小和方向随时间做周期性变化，称为交流电压（AV）。一般用u表示。u（2）电压方向电压的方向：规定正电荷在电场力作用下移动的方向，即高电位指向低电位。在分析复杂电路时，必须规定电压的参考方向或参考极性，用“+”号和“-”号分别标注在电路图的相关节点附近。若计算出的电压uab>0，表明a点电位比b点电位高。若计算出的电压uab<0，表明a点电位比b点电位低。++-ab练习3：当电路中电流的参考方向与电流的真实方向相反时，该电流（）A、一定为正值B、一定为负值C、不能肯定是正值或负值练习4：判断题（1）电流方向不随时间而变化的电流叫恒定电流，也叫直流。（

）（2）直流电流的简写：（

）符号（

）（3）交流电流的简写：（

）符号（

）3.电位

单位正电荷从某一点移到无穷远时，电场所作的功就是电场中该点的电位。正电荷越多，电位也越高。也叫电势。电势是从能量角度上描述电场的物理量，电场强度则是从力的角度描述电场。

在电路中某点的电位，等于这点电压与参考点电压差。通常把电路中的地作为参考点，参考电压值为“零”。Va、Vb、Vc3.电位将电路中一点作为参考点，即电位值为“0”的点（通俗称为“地”），把a点到参考点的电压称为a点的电位，用符号Va表示。把b点到参考点的电压称为b点的电位。用符号Vb表示电路中a、b两点的电压，可以用a点电位与b点电位之差来表示。

uab=Va－Vb2.电位1.67V3.3V5V参考点(0电位)h1h2h3基准水位水压与电压的关系abc参考电路图R3R2R1Va＝？Vb＝？Vc＝？电路中某点电位的计算R3R2R1Vc?练习5：请问a,b,c,d,e点电位各是多少？注意电路中某点的电位值依据参考点的不同而不同，而两点之间的电压不随参考点变化，是固定不变的。电位的特点：电位的单位和电压相同，也是伏特（V）。参考点可任意选定，但在一个电路中，只能设定一个参考点，一般选电源的负极为参考点，参考点的电位为0V。电压与电位的关系:电路中两点之间的电压等于这两点的电位差。练习6：下图所示，以d点为参考点，分别求Va、Vb、Vc的电位及Uab、Ubc的电压值。再以c为参考点，分别求以上各值？abcdua=

Uab=

ub=

Ubc=uc=

Ud=练习7：已知空间有a、b两点，电压Uab=10V，a点电位为Va=4V，则b点电位Vb为（）A、6VB、－6VC、14VD、不知道

练习8，判断电路中某点电位

2A1A则可判断此电路中a点电位比b点高，高2*10=20VUab=20V则可判断此电路中a点电位比b点低，低1*10=10VUab=-10v（1）电阻两端电位大小的判断(2)电源两端电位大小的判断此电路中，a接到电源的正极，b接到电源的负极，且电源电压是3V，则可判断此电路中a点电位比b点高，高3V。Uab=ua-ub

=3V

此电路中，a接到电源的负极，b接到电源的正极，且电源电压是5V，可判断此电路中a点电位比b点低，低5V。电路中b点接地，ub=0V，则ua=-5V练习9：如下图所示，求a、b、c三点电位。ua=5Vub=2Vuc=0V判断办法：1.选确定电压参考点（电源负端或接地端电位为0）；2.从参考点开始，相邻两点进行比较，从而确定该两点电位；3.依次两两比较，来确定各相应点电位。练习10，如下图所示电路，求Uab。1.选择一个参考点C,uc=0VUab=-8Vccub=-3Vud=-5V,ua=-10VdUab=ua-ub=-10-(-3)=-7V3.功率和电能（1）功率：单位时间电能做功的大小式中w为电场力所做功的表达式。功率瓦特（W）功焦耳（J）时间秒（S）功率和电能的单位（1）功率的单位是瓦特（W），千瓦（kW），毫瓦（mW）（2）电能的单位是焦耳（J），1J=1W*1s，即表示功率为1W的用电设备在1s内消耗的电能。（3）电能常用单位“千瓦时”（kW.h），表示功率为1kW的用电设备在1小时内消耗的电能（通常所说的1度电）。练习11：某车间有10盏220V、100W的白识灯和20个220V、1000W的电动机，用电设备平均每天用电8小时（h)，问每月（按30天计算）用电多少度？1度电=1KWh（千瓦时）广东科贸职业学院信息工程系4.电压源和电流源

电压源和电流源都是从实际电源抽象出的模型，任何一个实际电源都可以用一个电压源和电阻的串联或电流源和电阻的并联来表示。电压源

电压源是一个理想元件，任意时刻t端电压均保持不变。（1）电压源iuus0电压源的外特性-+us电压源的图形符号电压源是一个理想元件，任意时刻t，端电压均保持不变。实际电压源

Rs

a

外

+Uab

RL

电

Us

b

路

-iuUs0AB实际电压源都有一定的内阻。可以用理想的电压源和电阻串联来代替，如上图Rs为实际电压电源内阻。当输出电流i变化时，其内阻上的电压也发生变化，则RL上的电压uab也会发生变化。实际电压源的外特性关系是：

欧姆定律：Uab＝Us－I×RsI讨论1:在下图中，随着RL的增大，电源输出到RL负载两端的电压Uab，是增大，还是减小？为什么？Us广东科贸职业学院信息工程系讨论2：实际电压源在空载状态、负载状态、短路状态时，输出电压U外和输出电流I的值？

Rs

I

a

外

+U外

RL

电

us

b

路

-iuus0AB38（2）电流源电流源符号is电流源是一个理想电路元件,任意时刻t,电流源输出电流大小都不变。电流源的输出电流，与电流源两端的电压大小无关，电流源的图形符号如左图所示。39电流源的端电压与电流源的电流的关系，称为电流源的外特性电流源外特性iu0is电流源的外特性理想电流源发出的电流与其两端电压大小、方向无关。理想电流源的输出电流由它本身决定，而它两端电压由其本身的输出电流与外部电路共同决定40

实际电流源：可以看成是一个理想电流源和电阻R0并联而成。实际电流源ROURLIsIo

ILIs=Io

+

IL（3）受控电源电压源输出电压的大小，电流源输出电流的大小，受其他量的控制，称为受控源。受控源的分类如下：电流控制电压源电压控制电压源电流控制电流源电压控制电流源受控源分类电流控制电压源电流控制电流源电压控制电压源电压控制电流源1.负载在额定功