第1章

電路的基本概念和定律機(jī)械工業(yè)出版社電工技術(shù)1.1-1

電路模型1電路及功能1.1電路及功能1電路及功能1電路及功能電源1電路及功能中間環(huán)節(jié)1電路及功能負(fù)載1電路及功能2電路及功能2電路及功能2電路及功能第1章

電路的基本概念和定律機(jī)械工業(yè)出版社電工技術(shù)1.1-2

電路的基本物理量1電流正電荷：原子（失去電子）、絲綢摩擦的玻璃棒、電解液中的正離子負(fù)電荷：自由電子、毛皮摩擦的橡膠棒、電解液中的負(fù)離子單位時間內(nèi)流過導(dǎo)體截面的電荷量稱為電流強(qiáng)度，簡稱電流，單位安培(A)++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++1A表示1秒內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為1庫倫1電流1電流電流可以是恒定的，也可能是隨時間變化的。若單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為常數(shù)，則這種電流叫做恒定電流，簡稱直流電流，用大寫字母I表示。隨時間變化的電流，稱為交流電流，用小寫字母i表示。直流電流（DC：DirectCurrent）:大小和方向都不隨時間的變化而變化交流電流（AC:AlternatingCurrent）:大小和方向均隨時間的變化而變化tIti1電流電流的單位是安培，

簡稱安(A)，實際中還有毫安(mA)和微安(μA)等。它們的換算關(guān)系為1A=103mA=106μA上圖中流過燈泡的電流方向你知道嗎？圖a圖b1電流上圖中流過燈泡L3的電流方向你知道嗎？L1L3L21電流L1L2L3電流的參考方向：人為設(shè)定某一段電路電流的正方向，這種人為設(shè)定的電流的正方向稱為電流的參考方向。引入電流參考方向后，實際中通常用箭頭在電路圖上標(biāo)出電流的參考方向。當(dāng)電流的實際方向與參考方向一致時，i>0；當(dāng)電流的實際方向與參考方向相反時，i<0。電流的參考方向與實際方向的關(guān)系如圖所示。

1電流【例1-1】在圖1-5中，各電流的參考方向已設(shè)定。

已知I1

=10A，I2=–2A，

I3

=8A。試確定I1、

I2、

I3的實際方向。

【解】如例圖所示I1>0，

故I1的實際方向與參考方向相同，

I1由a點流向b點。

I2<0，

故I2的實際方向與參考方向相反，

I2由b點流向c點。

I3>0，

故I3的實際方向與參考方向相同，

I3由b點流向d點。1電流2.電壓電壓：將單位正電荷從電路中一點移至電路中另一點電場力做功的大小，如圖

所示。電壓用符號u表示，即：++++++++++++++------------電場強(qiáng)度E+AB單位正電荷從a移動到b點的電場力所做的功稱ab兩點的電壓。2.電壓如果電壓的大小和極性都不隨時間而變動，這樣的電壓稱為恒定電壓或直流電壓，用符號U表示。如果電壓的大小和方向都隨時間變化，則稱為交變電壓或交流電壓，用符號表示。tutU電壓的單位是伏特（V），電壓常用的單位還有千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）。它們的換算關(guān)系為1kV=103V1mV=10-3V1μV=10-6V2.電壓(a)u>0

(c)用箭頭表示電壓參考方向

(b)u<0

實際方向：電路中，規(guī)定電位真正降低的方向為電壓的實際方向。參考方向：所謂電壓參考方向，就是所假設(shè)的電位降低的方向，在電路圖中用“＋”、“－”號表示，“＋”號表示高電位端，即正極；“－”號表示低電位端，即負(fù)極電壓的參考方向也可以用帶下腳標(biāo)的字母表示。如電壓uab，a表示電壓參考方向的正極性端，b表示電壓參考方向的負(fù)極性端。電壓參考方向還可以用一個箭頭表示，如圖(c)所示，箭頭方向表示電壓降的方向。即箭頭始端表示電壓正極，箭頭尾端表示電壓負(fù)極。在設(shè)定電壓參考方向以后，若經(jīng)計算得電壓值為正，即u>0，說明電壓的實際方向與它的參考方向一致；若電壓值為負(fù)值，即u<0，說明電壓的實際方向與它的參考方向相反。電壓的參考方向與實際方向的關(guān)系如圖(a)、(b)所示。2.電壓3.電壓、電流的關(guān)聯(lián)參考方向?qū)σ粋€元件或一段電路，常指定其電流從電壓的“＋”極性端流入，

“－”極性端流出，這種電流和電壓取一致的參考方向，叫關(guān)聯(lián)參考方向，如圖（a）所示；否則即為非關(guān)聯(lián)參考方向，如圖（b）所示。

(a)電壓、電流的關(guān)聯(lián)參考方向(b)電壓、電流的非關(guān)聯(lián)參考方向電壓、電流的參考方向4.電位電位：電場力把單位正電荷從電路中某點移到參考點所做的功稱為該點的電位，用大寫字母V表示。如果已知a、b兩點的電位分別為Va、Vb，則a、b兩點間的電壓為Uab=Va?Vb4.電位【例1-2】

圖所示電路，求：（1）

取VG=0，求各點電位和電壓UAF、UCE、UBE、UCA；（2）

取VD=0，重解此題。4.電位【解】（1）取G點為參考點，如圖（a）所示VA=100VVB=?1+100=99VVC=?2?1+100=97VVD=?90?2?1+100=7VVE=4+1=5VVF=1VUAF=VA?VF=100?1=99VUCE=VC?VE=97?5=92VUBE=VB?VE=99?5=94VUCA=VC?VA=97?100=?3V（a）以G為參考點4.電位（2）取D點為參考點，如圖（b）所示VA=1+2+90=93VVB=2+90=92VVC=90VVE=?2VVF=?4?2=?6VVG=?1?4?2=?7VUAF=VA?VF=93?（?6）=99VUCE=VC?VE=90?（?2）=92VUBE=VB?VE=92?（?2）=94VUCA=VC?VA=90?93=?3V5.電功率和能量電功率：單位時間內(nèi)某段電路所吸收或釋放的電能稱為該段電路的電功率，即

其中dw為吸收或釋放的電能，dt為吸收或釋放電能所需的時間，國際單位制(SI)中，電功率的單位是瓦特（W），常用的單位還有千瓦（kW）、毫瓦（mW）等。通常說的一度電就是１千瓦小時，

即 1度=1kWh=1000W×3600S=3.6×106J5.電功率和能量功率與電壓u、電流i的關(guān)系u和i取關(guān)聯(lián)方向

u和i取非關(guān)聯(lián)方向如圖所示電路元件的u和i取關(guān)聯(lián)方向，由于故電路吸收的功率為：

在直流電路中：5.電功率和能量當(dāng)u和i取關(guān)聯(lián)參考方向時，用p=ui計算功率。當(dāng)p>0時，元件吸收（消耗）功率，是負(fù)載；當(dāng)p<0時，元件發(fā)出功率，是電源。當(dāng)u和i取非關(guān)聯(lián)方向時，若仍用p=ui計算，則當(dāng)p>0時，元件發(fā)出功率，是電源；p<0時，元件吸收（消耗）功率，是負(fù)載。u和i取關(guān)聯(lián)方向

u和i取非關(guān)聯(lián)方向5.電功率和能量【例1-3】

計算圖中各元件的功率，指出是產(chǎn)生功率還是吸收功率。

（a）(b)圖(a)：U、I為關(guān)聯(lián)參考方向，由得：

元件發(fā)出功率。圖(b)：U、I為關(guān)聯(lián)參考方向，故：

元件吸收功率。5.電功率和能量【例1-3】

計算圖中各元件的功率，指出是產(chǎn)生功率還是吸收功率。

(c)(d)

圖(c)：U、I為非關(guān)聯(lián)參考方向，故：

元件發(fā)出功率。

圖(d)：U、I為非關(guān)聯(lián)參考方向，故：

元件吸收功率。5.電功率