1、 第1章 電路(dinl)的基本概念與基本定律1.1 電路的作用(zuyng)與組成部分1.2 電路模型1.3 電壓和電流的參考方向1.4 歐姆定律1.5 電源有載工作、開路與短路1.6 基爾霍夫定律1.7 電路中電位的概念及計算共三十二頁本章要求:1.理解電壓與電流參考方向的意義；2. 理解電路的基本定律并能正確應用；3. 了解電路的有載工作、開路(kil)與短路狀態(tài)， 理解電功率和額定值的意義；4. 會計算電路中各點的電位。第1章 電路(dinl)的基本概念與基本定律共三十二頁1.1 電路的作用(zuyng)與組成部分 (1) 實現(xiàn)電能的傳輸、分配(fnpi)與轉(zhuǎn)換 (2)實現(xiàn)信號的傳遞與

2、處理放大器揚聲器話筒1. 電路的作用 電路是電流的通路，是為了某種需要由電工設備或電路元件按一定方式組合而成。 發(fā)電機升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機電爐.輸電線共三十二頁2. 電路(dinl)的組成部分電源: 提供(tgng)電能的裝置負載: 取用電能的裝置中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配和控制電能的作用發(fā)電機升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機電爐.輸電線共三十二頁直流電源直流電源: 提供(tgng)能源信號處理：放大、調(diào)諧(tioxi)、檢波等負載信號源: 提供信息2.電路的組成部分放大器揚聲器話筒 電源或信號源的電壓或電流稱為激勵，它推動電路工作；由激勵所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應。共三十二頁1. 2 電路

3、(dinl)模型手電筒的電路(dinl)模型 為了便于用數(shù)學方法分析電路,一般要將實際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來模擬實際電路中的器件，從而構成與實際電路相對應的電路模型。例：手電筒R+RoES+UI電池導線燈泡開關 手電筒由電池、燈泡、開關和筒體組成。 理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等。共三十二頁手電筒的電路(dinl)模型R+RoES+UI電池(dinch)導線燈泡開關 電池是電源元件，其參數(shù)為電動勢 E 和內(nèi)阻Ro； 燈泡主要具有消耗電能的性質(zhì)，是電阻元件，其參數(shù)為電阻R； 筒體用來連接電池和燈泡，其電阻忽略不計，認為是無電阻的理想導

4、體。 開關用來控制電路的通斷。 今后分析的都是指電路模型，簡稱電路。在電路圖中，各種電路元件都用規(guī)定的圖形符號表示。共三十二頁1.3 電壓(diny)和電流的參考方向 物理(wl)中對基本物理(wl)量規(guī)定的方向1. 電路基本物理量的實際方向物理量實 際 方 向電流 I正電荷運動的方向電動勢E (電位升高的方向) 電壓 U(電位降低的方向)高電位 低電位 單 位kA 、A、mA、A低電位 高電位kV 、V、mV、VkV 、V、mV、V共三十二頁(2) 參考方向(fngxing)的表示方法電流(dinli)：Uab 雙下標電壓： (1) 參考方向IE+_ 在分析與計算電路時，對電量任意假定的方向

5、。Iab 雙下標2. 電路基本物理量的參考方向aRb箭 標abRI正負極性+abU U+_共三十二頁實際方向與參考方向一致，電流(或電壓)值為正值(zhn zh)；實際方向與參考方向相反，電流(或電壓)值為負值。(3) 實際方向(fngxing)與參考方向的關系注意： 在參考方向選定后，電流 ( 或電壓 ) 值才有正負之分。 若 I = 5A，則電流從 a 流向 b；例：若 I = 5A，則電流從 b 流向 a 。abRIabRU+若 U = 5V，則電壓的實際方向從 a 指向 b；若 U= 5V，則電壓的實際方向從 b 指向 a 。共三十二頁1.4 歐姆定律U、I 參考方向(fngxing)

6、相同時，U、I 參考(cnko)方向相反時，RU+IRU+I 表達式中有兩套正負號： 式前的正負號由U、I 參考方向的關系確定； U、I 值本身的正負則說明實際方向與參考 方向之間的關系。 通常取 U、I 參考方向相同。U = I R U = IR共三十二頁解：對圖(a)有, U = IR例：應用(yngyng)歐姆定律對下圖電路列出式子，并求電阻R。對圖(b)有, U = IRRU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A共三十二頁電路端電壓與電流的關系稱為伏安(f n)特性。 遵循歐姆定律的電阻(dinz)稱為線性電阻(dinz)，它表示該段電路電壓與電流的比值為常數(shù)。I/AU/Vo線性電

7、阻的伏安特性線性電阻的概念： 線性電阻的伏安特性是一條過原點的直線。共三十二頁1.5 電源有載工作、開路(kil)與短路 開關閉合,接通電源(dinyun)與負載負載端電壓U = IR 特征:1.5.1 電源有載工作IR0R+ -EU+ -I 電流的大小由負載決定。 在電源有內(nèi)阻時，I U ?；?U = E IR0電源的外特性EUI0 當 R0R 時，則U E ，表明當負載變化時，電源的端電壓變化不大，即帶負載能力強。共三十二頁 開關閉合,接通電源(dinyun)與負載。負載(fzi)端電壓U = IR 特征:1.5.1 電源有載工作 電流的大小由負載決定。 在電源有內(nèi)阻時，I U ?；?U

8、= E IRoUI = EI IRoP = PE P負載取用功率電源產(chǎn)生功率內(nèi)阻消耗功率 電源輸出的功率由負載決定。負載大小的概念: 負載增加指負載取用的電流和功率增加(電壓一定)。IR0R+ -EU+ -I共三十二頁電源(dinyun)與負載的判別U、I 參考(cnko)方向不同，P = UI 0，電源； P = UI 0，負載。U、I 參考方向相同，P =UI 0，負載； P = UI 0，電源。 1. 根據(jù) U、I 的實際方向判別2. 根據(jù) U、I 的參考方向判別電源： U、I 實際方向相反，即電流從“+”端流出， （發(fā)出功率）； 負載： U、I 實際方向相同，即電流從“-”端流出。 （

9、吸收功率）。共三十二頁電氣設備的額定值額定值: 電氣設備在正常(zhngchng)運行時的規(guī)定使用值電氣設備的三種(sn zhn)運行狀態(tài)欠載(輕載)： I IN ，P IN ，P PN (設備易損壞)額定工作狀態(tài)： I = IN ，P = PN (經(jīng)濟合理安全可靠) 1. 額定值反映電氣設備的使用安全性；2. 額定值表示電氣設備的使用能力。例：燈泡：UN = 220V ，PN = 60W電阻： RN = 100 ，PN =1 W 共三十二頁特征(tzhng): 開關(kigun) 斷開1.5.2 電源開路I = 0電源端電壓 ( 開路電壓 )負載功率U = U0 = EP = 01. 開路處

10、的電流等于零； I = 02. 開路處的電壓 U 視電路情況而定。電路中某處斷開時的特征:I+U有源電路IRoR+ -EU0+ -共三十二頁電源外部(wib)端子被短接1.5.3 電源(dinyun)短路 特征:電源端電壓負載功率電源產(chǎn)生的能量全被內(nèi)阻消耗掉短路電流（很大）U = 0 PE = P = IR0P = 01. 短路處的電壓等于零； U = 02. 短路處的電流 I 視電路情況而定。電路中某處短路時的特征:I+U有源電路IR0R+ -EU0+ -共三十二頁 1. 6 基爾霍夫定律(dngl)支路：電路中的每一個分支。 一條(y tio)支路流過一個電流，稱為支路電流。結點：三條或三

11、條以上支路的聯(lián)接點?；芈罚河芍方M成的閉合路徑。網(wǎng)孔：內(nèi)部不含支路的回路。I1I2I3ba+-E2R2+ -R3R1E1123共三十二頁例1：支路(zh l)：ab、bc、ca、 （共6條）回路(hul)：abda、abca、 adbca （共7 個）結點：a、 b、c、d (共4個）網(wǎng)孔：abd、 abc、bcd （共3 個）adbcE+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I共三十二頁1.6.1 基爾霍夫電流(dinli)定律(KCL定律)1定律(dngl) 即: 入= 出 在任一瞬間，流向任一結點的電流等于流出該結點的電流。 實質(zhì): 電流連續(xù)性的體現(xiàn)。或: = 0I1I2I3ba+-E2

12、R2+ -R3R1E1對結點 a：I1+I2 = I3或 I1+I2I3= 0 基爾霍夫電流定律（KCL）反映了電路中任一結點處各支路電流間相互制約的關系。共三十二頁 電流定律可以推廣應用于包圍(bowi)部分電路的任一假設的閉合面。2推廣(tugung)I =?例:廣義結點I = 0IA + IB + IC = 0ABCIAIBIC2+_+_I51156V12V共三十二頁 在任一瞬間，沿任一回(y hu)路循行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。1.6.2 基爾霍夫電壓(diny)定律（KVL定律)1定律即： U = 0 在任一瞬間，從回路中任一點出發(fā)，沿回路循行一周，則在這個方向上電位升

13、之和等于電位降之和。對回路1：對回路2： E1 = I1 R1 +I3 R3I2 R2+I3 R3=E2或 I1 R1 +I3 R3 E1 = 0 或 I2 R2+I3 R3 E2 = 0 I1I2I3ba+-E2R2+ -R3R1E112 基爾霍夫電壓定律（KVL） 反映了電路中任一回路中各段電壓間相互制約的關系。共三十二頁1列方程前標注(bio zh)回路循行方向； 電位(din wi)升 = 電位(din wi)降 E2 =UBE + I2R2 U = 0 I2R2 E2 + UBE = 02應用 U = 0列方程時，項前符號的確定： 如果規(guī)定電位降取正號，則電位升就取負號。3. 開口電

14、壓可按回路處理 注意：1對回路1：E1UBEE+B+R1+E2R2I2_共三十二頁例：對網(wǎng)孔abda：對網(wǎng)孔acba：對網(wǎng)孔bcdb：R6I6 R6 I3 R3 +I1 R1 = 0I2 R2 I4 R4 I6 R6 = 0I4 R4 + I3 R3 E = 0對回路(hul) adbca，沿逆時針方向循行： I1 R1 + I3 R3 + I4 R4 I2 R2 = 0應用(yngyng) U = 0列方程對回路 cadc，沿逆時針方向循行： I2 R2 I1 R1 + E = 0adbcE+R3R4R1R2I2I4I6I1I3I共三十二頁1.7 電路中電位(din wi)的概念及計算電位(

15、din wi)：電路中某點至參考點的電壓，記為“VX” 。 通常設參考點的電位為零。1. 電位的概念 電位的計算步驟: (1) 任選電路中某一點為參考點，設其電位為零； (2) 標出各電流參考方向并計算； (3) 計算各點至參考點間的電壓即為各點的電位。某點電位為正，說明該點電位比參考點高；某點電位為負，說明該點電位比參考點低。共三十二頁2. 舉例(j l) 求圖示電路(dinl)中各點的電位:Va、Vb、Vc、Vd 。解：設 a為參考點， 即Va=0VVb=Uba= 106= 60VVc=Uca = 420 = 80 VVd =Uda= 65 = 30 V設 b為參考點，即Vb=0VVa =

16、 Uab=106 = 60 VVc = Ucb = E1 = 140 VVd = Udb =E2 = 90 Vbac204A610AE290VE1140V56AdUab = 106 = 60 VUcb = E1 = 140 VUdb = E2 = 90 VUab = 106 = 60 VUcb = E1 = 140 VUdb = E2 = 90 V共三十二頁 結論(jiln)：(1)電位值是相對的，參考點選取的不同(b tn)，電路中 各點的電位也將隨之改變；(2) 電路中兩點間的電壓值是固定的，不會因參考 點的不同而變， 即與零電位參考點的選取無關。借助電位的概念可以簡化電路作圖bca204

17、A610AE290VE1140V56Ad+90V205+140V6cd共三十二頁例1: 圖示電路，計算開關S 斷開和閉合(b h)時A點 的電位VA解: (1)當開關(kigun)S斷開時(2) 當開關閉合時,電路 如圖（b）電流 I2 = 0，電位 VA = 0V 。電流 I1 = I2 = 0，電位 VA = 6V 。電流在閉合路徑中流通2KA+I12kI26V(b)2k+6VA2kSI2I1(a)共三十二頁例2： 電路如下圖所示，(1) 零電位參考點在哪里？畫電路圖表示出來。(2) 當電位器RP的滑動觸點向下(xin xi)滑動時，A、B兩點的電位增高了還是降低了？A+12V12VBRPR1R212V12VBARPR2R1I解：（1）電路(dinl)如左圖，零電位參考點為+12V電源的“”端與12V電源的“+”端的聯(lián)接處。 當電位器RP的滑動觸點向下滑動時，回路中的電流 I 減小，所以A電位增高、B點電位降低。（2） VA = IR1 +12 VB = IR2 12共三十二頁內(nèi)容摘要第1章 電路的基本概念與基本定律。電路是電流的通路，是為了某種需要由電工設