PPT課件（第五版）高等教育出版社

電工技術(shù)第三章動(dòng)態(tài)電路的暫態(tài)分析第二章電路分析方法（上篇）直流電路電工技術(shù)第一章電路的基礎(chǔ)知識(shí)第四章單相交流電路第五章三相交流電路第六章安全用電（中篇）交流電路電工技術(shù)第八章異步電動(dòng)機(jī)第九章繼電－接觸器控制第七章電磁鐵與變壓器電工技術(shù)（下篇）電磁設(shè)備與控制5第一章電路的基礎(chǔ)知識(shí)電工技術(shù)1-2電路的主要物理量1-1電路第一章電路的基礎(chǔ)知識(shí)1-4

理想電路元件1-3

電路的基本定律1-1電路三、電路的分類四、電路的狀態(tài)二、電路的基本組成一、電路的概念81-1電路1-1

電路電路——電流通過的路徑。電路通常是由一些電氣設(shè)備和元器件根據(jù)某種需要按一定方式組合起來的。一、電路的概念9直接接觸SEL(b)電氣原理圖彈簧金屬連片開關(guān)電池例：最簡(jiǎn)單手電筒電路(c)電路模型–+UsRORLS(a)實(shí)際電路理想電阻元件理想電壓源（用標(biāo)準(zhǔn)的圖形和文字符號(hào)表示）（用于分析和計(jì)算）電珠理想電阻元件1-1電路+–E10將電能從電源輸送到負(fù)載，電源負(fù)載中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)--供電設(shè)備，--用電設(shè)備，--輸電設(shè)備,二、電路的基本結(jié)構(gòu)將其他形式的能轉(zhuǎn)換為電能。將電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能。SEL+–E電源負(fù)載環(huán)節(jié)三個(gè)基本部分組成的。每一個(gè)完整的電路都是由電源、負(fù)載和中間1-1電路并起分配和控制作用。或電子振蕩器等--由交流電源供電的電路。U（I）Ot干電池+_UIuE+_Ru（i）OtR交流發(fā)電機(jī)+_ui+__G～三、電路的分類電路中電壓、電流不隨時(shí)間變化?；蛑绷靼l(fā)電機(jī)、太陽能電池、穩(wěn)壓電源等1.按電源種類劃分直流電路交流電路--由直流電源供電的電路。電路中電壓、電流隨時(shí)間作周期性變化。通常按正弦規(guī)律變化111-1電路1-1電路12電力電路--實(shí)現(xiàn)電能傳輸和轉(zhuǎn)換的電路。

升壓變壓器輸電線降壓變壓器電燈電動(dòng)機(jī)電爐...用戶發(fā)電機(jī)電源信號(hào)源負(fù)載負(fù)載2.按功能和作用劃分信號(hào)電路--實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞和處理的電路。

放大器話筒揚(yáng)聲器2.按作用劃分電力電路信號(hào)電路--為實(shí)現(xiàn)電能傳輸和轉(zhuǎn)換的電路。--為實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸和處理的電路。發(fā)電機(jī)升壓變壓器高壓輸電用電器

降壓變壓器話筒揚(yáng)聲器放大器(電源)(負(fù)載)(中間環(huán)節(jié))(負(fù)載)(中間環(huán)節(jié))(信號(hào)源)主要要求信號(hào)傳遞的質(zhì)量高，如不失真等。主要要求電能的傳輸消耗少，故采用高壓輸電。另一類電源121-1電路133.按結(jié)構(gòu)形式劃分簡(jiǎn)單電路

--不能用串并聯(lián)方法化簡(jiǎn)為單回路的電路。

問題按以上電路的三種劃分，手電筒電路各屬于什么電路？

--能用串并聯(lián)方法化簡(jiǎn)為單回路的電路。

復(fù)雜電路

R5R1R3R2R4ER3R6R2R1R4R5R8R7E1-1電路14--電源兩個(gè)輸出端意外接觸,

EL+–ES+–ESELIABEL+–ESISC四、電路的狀態(tài)--電源與負(fù)載連成閉合回路(閉路),

是電路的工作狀態(tài)。

--電路斷開(斷路)，

是電路的不工作狀態(tài)。

通路

開路

短路

通常是嚴(yán)重的故障狀態(tài)。

造成大電流走捷徑。

通常原因是絕緣損壞或操作不慎

有電流通過。

無電流通過。

1-1電路

圖中的電爐發(fā)生碰線事故時(shí)，有什么后果？

討論兩根電源線的裸露部分相碰15如果熔斷器沒熔斷，電爐中的電熱絲會(huì)燒斷嗎？為什么？

【例】電爐短路1-1電路1-2電路的主要物理量一、電流二、電壓三、電位四、電動(dòng)勢(shì)五、電功率161-2電路的主要物理量1.電流的大小--單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量?！獛щ娏Ｗ釉陔妶?chǎng)力作用下的定向運(yùn)動(dòng)。一、電流電流單位：Ａ（安[培]）,1Ａ=1C/s（庫(kù)/秒）mＡ（毫安）、μＡ（微安）Q--t

I

=直流電流的大小171Ａ=103mＡ=106μＡ若=常數(shù)，則為直流，用大寫字母表示。1-2電路的主要物理量182.電流的方向

（1）實(shí)際方向--規(guī)定為正電荷移動(dòng)的方向R1R4R3R2E+_

或負(fù)電荷移動(dòng)的反方向。I1I2RAB①能否確定兩支路上電流的方向？I如果在A、B兩點(diǎn)間接一電阻R，能否確定電阻R上電流的方向？19---可任意選定的假設(shè)方向。1-2電路的主要物理量（2）參考方向RR實(shí)際方向?qū)嶋H方向II參考方向參考方向(a)I＞0(b)I＜0②參考方向與實(shí)際方向一致，電流為正值;③交流電選定參考方向后，電流半周為正，半周為負(fù)。④電路圖上標(biāo)出的電流方向均為參考方向。①規(guī)定了參考方向后，電流成為代數(shù)量，有正、負(fù)之分。同樣的實(shí)際方向可以選定不同的參考方向

參考方向與實(shí)際方向相反，電流為負(fù)值。參考方向又稱正方向。根據(jù)電流的正、負(fù)和參考方向可以確定其實(shí)際方向。20二、電壓——度量電場(chǎng)力做功能力的物理量。1-2電路的主要物理量負(fù)載++A

電源B__+UAB_導(dǎo)線正電荷在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)極板實(shí)際上可能是負(fù)電荷作反向運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)力對(duì)電荷做功的本領(lǐng)211.電壓的大小——電場(chǎng)力移動(dòng)單位正電荷所做的功A、B兩點(diǎn)之間的電壓電壓?jiǎn)挝唬篤（伏特）1V=1J/C（焦耳/庫(kù)侖）

1V=103mV=106μV=10－3ｋV

mV（毫伏）、μV（微伏）、ｋV（千伏）。UAB=1-2電路的主要物理量電場(chǎng)力將正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)所做的功移動(dòng)的電荷量即電壓降的方向。2.電壓的方向22（1）實(shí)際方向---規(guī)定從高電位點(diǎn)指向低電位點(diǎn)，---可任意選定的假設(shè)方向。（2）參考方向(a)U＞0(b)U＜0U參考方向U參考方向?qū)嶋H方向ABR（+）（－）R實(shí)際方向（+）（－）AB設(shè)電路中A點(diǎn)電位比B點(diǎn)高同樣的實(shí)際方向則電壓為負(fù)值如果選定的參考方向相反如果選定電壓參考方向與實(shí)際方向相同則電壓為正值①標(biāo)定電壓參考方向后,電壓成為代數(shù)量,就有正負(fù)之分。②參考方向與實(shí)際方向一致，電壓為正值（U＞0）；

參考方向與實(shí)際方向相反，電壓為負(fù)值（U＜0）。根據(jù)電壓的正、負(fù)和參考方向可以確定其實(shí)際方向。1-2電路的主要物理量23

③電壓參考方向的表示方法有三種:本書多用極性表示法

④當(dāng)電流和電壓參考方向取向一致時(shí),稱為關(guān)聯(lián)參考方向。I從（+）極流向（-）極23_+AB6VU=6V（a）箭頭表示法:

（b）雙下標(biāo)表示法:

（c）極性表示法:

AB6VU=－6VAB6VUAB=6V_+AB6VUBA=－6VAB6VU=－6VAB6VU=6V（a）關(guān)聯(lián)參考方向

RA_+UIB(b)非關(guān)聯(lián)參考方向

RA_+UIB或或或1-2電路的主要物理量

電路中兩點(diǎn)之間的電壓等于這兩點(diǎn)的電位之差。UAB=VA－VB24三、電位負(fù)載++A

電源B__+UAB_導(dǎo)線電場(chǎng)力移動(dòng)正電荷從A經(jīng)過負(fù)載到B時(shí)，將電能轉(zhuǎn)換為其它形式的能，故單位正電荷在B點(diǎn)具有的能量比A點(diǎn)小。----單位正電荷在電路中某點(diǎn)具有的能量。

A點(diǎn)電位B點(diǎn)電位電場(chǎng)力將單位正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)所做的功1.電位與電壓的關(guān)系1-2電路的主要物理量②電路中某點(diǎn)的電位等于該點(diǎn)至參考點(diǎn)之間的電壓。25電位等于電場(chǎng)力將單位正電荷從該點(diǎn)移到參考點(diǎn)所做的功。①通常在電路中要選擇一點(diǎn)作為參考點(diǎn),設(shè)其電位為零。設(shè)B點(diǎn)為參考點(diǎn)，即VB=0，根據(jù)UAB=VA－VB，則有2.電位與參考點(diǎn)的關(guān)系但任意兩點(diǎn)間的電壓不變。③參考點(diǎn)選得不同，電路中各點(diǎn)的電位也不同，

VA=UAB1-2電路的主要物理量選C點(diǎn)作參考點(diǎn)，選A點(diǎn)作參考點(diǎn)，C(b)B2V1kΩ1kΩA+–B2V1kΩ1kΩCA(c)+–26則VC＝0，則VA＝0，選B點(diǎn)作參考點(diǎn)，則VB＝0VA＝UAB＝1VVC＝UCB＝-1VB(a)2V1kΩ1kΩCA+–VA＝UAC＝2V，VB＝UBC=1VVB＝UBA=-1V，VC＝UCA＝-2V。④未選定參考點(diǎn)之前，各點(diǎn)的電位是無意義的。某點(diǎn)電位為負(fù)，說明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)低。某點(diǎn)電位為正，說明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)高。1-2電路的主要物理量*

習(xí)慣上把電源一端作為參考點(diǎn)，另一端用電位表示。

因此在電路中，常不把電源畫出，只標(biāo)出電位。

分析電路時(shí)，用電位討論問題往往比用電壓討論方便。Us(b)用電位表示的習(xí)慣畫法Us3.用電位表示的電路習(xí)慣畫法-UsR0RL–+R0RL(a)電路的一般畫法【例1】1.把電源(－)極作為參考點(diǎn)2.把電源(＋)極作為參考點(diǎn)不畫電源可雙向變換1-2電路的主要物理量28(b)用電位表示的習(xí)慣畫法A（一般符號(hào)）（接大地）參考點(diǎn)的標(biāo)志（接機(jī)売或底板）(a)電路的一般畫法US2US1R2R1+–+–BAC【例2】-US2US1US1+US2－(US1+US2)1.把C點(diǎn)作為參考點(diǎn)2.把A點(diǎn)作為參考點(diǎn)3.把B點(diǎn)作為參考點(diǎn)1-2電路的主要物理量R1R2AC

4.電位的計(jì)算

因?yàn)殡娐分腥我稽c(diǎn)的電位，就是該點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓，29沿著任選的一條路徑走到該點(diǎn)，遇到電位升高取正值，

計(jì)算電路中某一點(diǎn)的電位，就是從參考點(diǎn)出發(fā)，

所以電路中電位的計(jì)算，實(shí)質(zhì)上就是電壓的計(jì)算。遇到電位降低取負(fù)值，累計(jì)其代數(shù)和就是該點(diǎn)的電位。

1-2電路的主要物理量解：圖(a)按一般畫法如(b)圖所示。I=(VA-VC)/(R1+R2)=15V/150?=0.1mA從0點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)A點(diǎn)到B點(diǎn)：【例1-2-1】求圖（a）電路中B點(diǎn)的電位VB。(a)IR1＝100ΩR2＝50ΩA9VC-6VVBBVB＝VA-IR1＝9V-10V=-1V30或從0點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)C點(diǎn)到B點(diǎn)：

0R2＝50ΩAR1＝100Ω+–+–B-6V9V(b)VBCVB＝VC+IR2＝-6V+5V=-1V結(jié)果一樣I1-2電路的主要物理量?jī)H用圖（a）能否計(jì)算？31

②當(dāng)選定電位參考點(diǎn)后，電路中各點(diǎn)的電位都有了討論沿著任一路徑走到該點(diǎn)，遇到電位升高取正值，遇到

③計(jì)算電路中某點(diǎn)電位,也可從任一已知電位點(diǎn)出發(fā)，就是該點(diǎn)的電位。

【例1-2-1】如果不畫出圖（b），電位降低取負(fù)值，累計(jì)其代數(shù)和（包括出發(fā)點(diǎn)電位）

確定值，與計(jì)算的路徑無關(guān)。1-2電路的主要物理量++AB__負(fù)載

電源導(dǎo)線

為保持電源兩極間一定的電壓，維持導(dǎo)線中的電流，

32四、電動(dòng)勢(shì)——度量電源力做功能力的物理量。移動(dòng)到B極的正電荷借助外力回到A極板這種克服電場(chǎng)力作功的外力稱為電源力。需借助外力使移動(dòng)到負(fù)極的正電荷經(jīng)電源內(nèi)部回到正極，化學(xué)作用電磁作用光電作用……1-2電路的主要物理量EBA=331.電動(dòng)勢(shì)的大小移到電源正極所做的功?！娫戳挝徽姾蓮碾娫簇?fù)極電源力將正電荷從B點(diǎn)移到A點(diǎn)所做的功移動(dòng)的電荷量電源電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)單位與電壓?jiǎn)挝幌嗤呵Х?kV)、伏特(V)、毫伏(mV)、微伏(μV)。

電動(dòng)勢(shì)反映了單位正電荷在電場(chǎng)力作用下，1-2電路的主要物理量從電源負(fù)極移到正極時(shí)所增加的電能。342.電動(dòng)勢(shì)方向是電位升的方向。（1）實(shí)際方向（2）參考方向++AB__電源

EEBA——規(guī)定從低電位端指向高電位端，可用箭頭、雙下標(biāo)或極性表示?！我膺x定的假設(shè)方向，+_E電動(dòng)勢(shì)標(biāo)定參考方向后,成為代數(shù)量,也有了正負(fù)之分。3.關(guān)聯(lián)參考方向在外電路,電流與電壓的參考方向一致,為關(guān)聯(lián)參考方向。在電源內(nèi),電流與電動(dòng)勢(shì)的參考方向一致,為關(guān)聯(lián)參考方向。1-2電路的主要物理量P＝W/t＝UI電場(chǎng)力在t時(shí)間內(nèi)將電荷Q從A點(diǎn)經(jīng)負(fù)載移到B點(diǎn)所作功為——電路在單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能。35五、電功率此即t時(shí)間內(nèi)所消耗的電能，而電功率則為

W＝UQ＝UIt++AB__負(fù)載

電源

電場(chǎng)力+_U電源力1-2電路的主要物理量36③以上兩種情況計(jì)算結(jié)果，

當(dāng)某電路的U、I取關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，P=UI。②當(dāng)某電路的U、I取非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，P=－UI。若P＞0，表明電路實(shí)際消耗電能，屬負(fù)載性質(zhì)；若P＜0，表明電路實(shí)際提供電能，屬電源性質(zhì)。電功率單位：千瓦(kW)、瓦(W)、毫瓦(mW)。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守恒定律，電路中提供的電功率與消耗負(fù)載與電源的判別的電功率應(yīng)相平衡，即ΣP＝0。1-2電路的主要物理量提示

37I1

元件1I2

元件2元件3I3

U3

＋U1－＋U2－＋

－【解】元件1：U1、I1為關(guān)聯(lián)參考方向，故P1=U1

I1=－60V×4A=－240WP1＜0，元件1提供電能，是電源；并判斷是電源還是負(fù)載，并驗(yàn)證功率是否平衡。【例1-2-2】U1＝－60V，U2＝60V，U3＝－60V。求各元件的功率，

設(shè)I1＝4A，I2＝10A，I3＝－6A，1-2電路的主要物理量功率平衡，符合能量轉(zhuǎn)換和守恒定律，說明計(jì)算正確。38元件2：U2、I2為關(guān)聯(lián)參考方向P2=U2

I2=60V×10A=600WP1＞0，消耗電能，是負(fù)載；元件3：U3、I3

為非關(guān)聯(lián)參考方向P3=－U3

I3=－（－60V）×（－10A）=－360WP3＜0，元件3提供電能，也是電源。驗(yàn)證：ΣP=P1+P2+P3=－240W+600W－360W=01-2電路的主要物理量I1

元件1I2

元件2元件3I3

U3

＋U1－＋U2－＋

－39(理想工作狀態(tài))過載（超載）狀態(tài)：P>PN或I>IN輕載（欠載）狀態(tài)：P<PN或I<IN額定（滿載）狀態(tài)：P=PN或I=IN工作狀態(tài)可算出額定電流IN220V--額定電壓UN【例】節(jié)能燈8W--額定功率PN規(guī)定的電流、電壓、功率等數(shù)值?！姎庠O(shè)備和元器件在工作時(shí)六、電氣設(shè)備和元器件的額定值最常見的額定值：UN、IN、PN。8W220V1-2電路的主要物理量1-3電路的基本定律一、歐姆定律二、基爾霍夫定律4041一、歐姆定律1.電阻元件的歐姆定律U+–+–UII圖(a)中，U與I參考方向一致，為關(guān)聯(lián)參考方向，則圖(b)中，U與I參考方向不一致，為非關(guān)聯(lián)參考方向，則ABR(a)ABR(b)歐姆定律表示為

I＝U/R，或U=IR。歐姆定律表示為

I＝－

U/R，或U=－IR。與元件的電阻成反比。1-3電路的基本定律——電阻元件中通過的電流與元件兩端的電壓成正比，【解】圖(a)中,U與I參考方向不一致，為非關(guān)聯(lián)參考方向，42+–10V-2AABR(a)【例】求圖示電路中的電阻R。

歐姆定律表示為

U＝－RI。電壓的參考方向選取不同圖(b)中,U與I參考方向一致，為關(guān)聯(lián)參考方向，歐姆定律表示為U＝RI。ABR(b)-2A–+-10V

參考方向無論一個(gè)取反或兩個(gè)取反，根據(jù)歐姆定律計(jì)算結(jié)果一樣故R＝

5Ω故R＝

=5Ω1-3電路的基本定律432.全電路歐姆定律——全電路中的電流與電源的電動(dòng)勢(shì)（或理想電壓–+Us手電筒電路模型

R0RLSI在US、I為關(guān)聯(lián)參考方向下，

USR0+RLI=問題若US、I為非關(guān)聯(lián)參考方向，

源的電壓）成正比，與全電路的總電阻成反比。全電路歐姆定律表示為

全電路歐姆定律應(yīng)如何表示？

1-3電路的基本定律44已知US=225V,R0=0.5?,RL=22?。以及負(fù)載、電源和電源內(nèi)阻的功率。【解】(1)通過負(fù)載的電流為(2)負(fù)載兩端的電壓為

U=IRL=10A×22?=220V

PL=UI=220V×10A=2200WI–+UsR0RL+–UU與I為關(guān)聯(lián)參考方向US與I為非關(guān)聯(lián)參考方向1-3電路的基本定律【例1】如圖所示的電路模型中,(4)電源的功率為(5)電源內(nèi)阻的功率為P0=R0I2=0.5?×(10A)2=50WΣP=PL+PE+P0=(2200－2250+50)W=0,功率平衡。試求負(fù)載的電流I和電壓U，(3)負(fù)載的功率為

PE=－USI=－225V×10A=－2250W451-3電路的基本定律【例2】如果上例的電路發(fā)生短路，ABISC–+UsR0RL【解】短路電流(2)負(fù)載兩端的電壓為

U=IR=0(4)電池的功率為PE=－USISC=－225V×450A=－101250W(5)電池內(nèi)阻的功率為P0=R0ISC2=0.5?×(450A)2=101250WΣP=PL+PE+P0=(0－101250+101250)W=0,功率平衡，(3)負(fù)載的功率為PL=UI=0再求各值。(1)通過負(fù)載的電流I=0電池功率全部消耗在內(nèi)阻上，會(huì)很快燒毀，必須防止。常用熔斷器或自動(dòng)斷路器作短路保護(hù)46二、基爾霍夫定律1.基爾霍夫電流定律（KCL）（1）內(nèi)容：任一瞬時(shí)，通過電路中任一結(jié)點(diǎn)的各支路電流的代數(shù)和恒等于零。三條或三條以上支路的匯合點(diǎn)。（2）數(shù)學(xué)表達(dá)式：

Ｉ=0

基爾霍夫電流定律

基爾霍夫電壓定律（3）原理：電流的連續(xù)性——電荷在任一時(shí)刻任一結(jié)點(diǎn)

處均不會(huì)消失，也不會(huì)堆積，故流入電路中任一結(jié)

點(diǎn)的電流總和等于流出該結(jié)點(diǎn)的電流總和。

1-3電路的基本定律I2I1I3I4（4）應(yīng)用：先標(biāo)出各支路電流的參考方向。設(shè)流入結(jié)點(diǎn)47的電流為正時(shí)，則流出結(jié)點(diǎn)的電流為負(fù)。例如用于圖(a)中結(jié)點(diǎn)A：AUS1+–R2R3R4R1US3+–(a)設(shè)流入A點(diǎn)的電流I1、

I3為正，則流出A點(diǎn)的電流I2、I4為負(fù)。則有I1－

I2+I3－I4＝0先標(biāo)出各支路電流的參考方向，根據(jù)

Ｉ=01-3電路的基本定律48假設(shè)圖(b)中有1閉合面S包圍結(jié)點(diǎn)A，S（5）擴(kuò)展：KCL可應(yīng)用于電路中任一假想閉合面。則通過A的電流必然穿過閉合面S，故

Ｉ=I1－

I2+I3－I4＝0成立。廣義結(jié)點(diǎn)問題I=？3A1A-2A(a)求圖(a)中

I=？AI2I3I1I4(b)1-3電路的基本定律注意：KCL反映了電路中任一結(jié)點(diǎn)處各支路電流必須49無論工作在什么情況下，晶體三極管3個(gè)電極的電流之間的關(guān)系，總是：發(fā)射極電流＝集電極電流＋基極電流。服從的約束關(guān)系，與各支路上是什么元件無關(guān)?！窘狻考僭O(shè)一閉合面S，將三極管包圍起來。SIbICIebec【例1-3-3】試決定晶體三極管基極電流Ib、則有：

Ｉ=Ib+Ic－Ie＝0,或：Ie＝Ib＋I(xiàn)c發(fā)射極電流Ie和集電極電流Ic之間的關(guān)系。廣義結(jié)點(diǎn)1-3電路的基本定律

【解】將A系統(tǒng)視為一廣義結(jié)點(diǎn)，

I1－I2＝0即

I1＝I2【例1-3-4】?jī)蓚€(gè)電氣系統(tǒng)用兩根導(dǎo)線連接，I1I2A系統(tǒng)B系統(tǒng)50試確定兩根導(dǎo)線中電流I1和I2的關(guān)系。廣義結(jié)點(diǎn)不管兩個(gè)電氣系統(tǒng)內(nèi)部如何復(fù)雜，若用兩根導(dǎo)線連接起來，在兩根導(dǎo)線中的電流必然相等。根據(jù)

ＩK=0，則有：1-3電路的基本定律51A系統(tǒng)問題1.求圖(a)中

I=？B系統(tǒng)I=？(a)I=？(b)2.求圖(b)中I=？1-3電路的基本定律522.基爾霍夫電壓定律（KVL）（1）內(nèi)容：在電路中任一瞬時(shí)，沿任一回路的所有支路（2）數(shù)學(xué)表達(dá)式：

U=0（3）原理：電位的單值性

電壓的代數(shù)和恒等于零。電位時(shí)升時(shí)降，回到原出發(fā)點(diǎn)，還是原來的電位。

由若干支路組成的閉合路徑——沿閉合回路繞行一周，

BUs1R1R2+–+–Us2CR3A某電路中的一個(gè)回路I2I3I11-3電路的基本定律53

【例】考察回路ABCA。＝(VA-VB)+(VB-VC)

+(VC-VA)回路方向取回路循行方向?yàn)轫槙r(shí)針方向。則有：UAB+UBC+UCA即

U=0（4）應(yīng)用：先標(biāo)出各支路電壓的參考方向及回路循行方向（順時(shí)針或逆時(shí)針），當(dāng)支路電壓的參考方向與回路循行方向一致時(shí)取“+”號(hào)，相反時(shí)取“—”號(hào)。=0BUs1R1R2+–+–Us2CR3AI2I3I11-3電路的基本定律必須服從的約束關(guān)系，與各支路上是什么元件無關(guān)。54【例】根據(jù)回路ABCA中標(biāo)出的電壓參考方向和回路方向，－US1＋R1I1－R2I2＋US2＋R3I3=0

回路方向BUs1R1R2+–+–Us2CR3AI2I3I1應(yīng)用基爾霍夫電壓定律，則有UAB

UBC

UCA注意：基爾霍電壓定律

反映了電路中任一回路各支路電壓1-3電路的基本定律

【解】因電壓Uce和Ucb、Ube構(gòu)成1個(gè)虛擬回路，若取順時(shí)針方向?yàn)榛芈返难蟹较?。則有

Uce

－Ube－Ucb＝0或

Uce

＝Ucb＋Ube【例】試決定晶體三極管電壓Uce、Ucb、Ube之間的關(guān)系。bec++UcbUce––Ube–+55所以3個(gè)電極間的電壓必然滿足基爾霍夫電壓定律。（5）擴(kuò)展：KVL可應(yīng)用于電路中任一虛擬回路。1-3電路的基本定律【解】設(shè)各支路電壓參考方向和回路循行方向如圖所示。I3I5I4UAB+–UDA+–UDC+–UCB+–R4US1R3R2R1DCUS2R5R7ABR6+–+–－UDA＋UDC＋UCB－UAB＝0

根據(jù)基爾霍夫電壓定律，對(duì)回路ADCBA可寫出方程：56【例1-3-6】已知US1＝23V,US2＝6V,R1＝10Ω,R2＝5Ω,R3＝8Ω,R4＝10Ω,R5＝4Ω,R6＝7Ω,R7＝1Ω。求電壓UAB。即：UAB＝－UDA

＋UDC

＋UCB＝－I3R3＋I(xiàn)4R4＋I(xiàn)5R51-3電路的基本定律

【解】再假想一閉合面將電路的右半部分包圍起來，【例1-5-4】UAB+–I3I5UDA+–UDC+–UCB+–R4US1R3R2R1DCUS2R5R7ABR6+–+–57廣義結(jié)點(diǎn)由于AB支路斷開，根據(jù)基爾霍夫電流定律可知I4＝0。

故UAB=－I3R3＋I(xiàn)4R4＋I(xiàn)5R5＝－I3R3＋I(xiàn)5R5I41-3電路的基本定律

適用范圍：基爾霍夫定律具有普遍的適用性，58

它適用于任何電路、任一瞬時(shí)、任何電壓和電流。包括電流定律和電壓定律無論什么元件和電路結(jié)構(gòu)無論如何變化或者恒定1-3電路的基本定律第二節(jié)、電路的狀態(tài)和電氣設(shè)備的額定值591-4理想電路元件一、電阻元件二、電感元件三、電容元件四、理想電壓源五、理想電流源591-4理想電路元件601-4

理想電路元件在電路分析中，研究的對(duì)象是電路模型。電路模型是由理想電路元件構(gòu)成的電路。常用的理想電路元件只有五種：這五種理想電路元件可以可用來表征無數(shù)種實(shí)際電路元件。用電路模型代替實(shí)際電路可使電路的分析與計(jì)算得到簡(jiǎn)化。R電阻C電容L電感US+理想電壓源IS理想電流源_

——只消耗電能的電路元件。

一、電阻元件（d）耗電器件（c）敏感電阻器

熱敏電阻

壓敏電阻

濕敏電阻

1、常見電阻器是從實(shí)際電阻器抽象出來的理想化模型。611-4理想電路元件電阻器圖形符號(hào)RR

R

R

U

(a)固定電阻器(b)可調(diào)電阻器(c)電位器(d)壓敏電阻器62

（b）可變電阻器（a）固定電阻器②嚴(yán)格地說，實(shí)際電阻都是非線性的。(b)伏安特性u(píng)iO63Ru+_i(a)電路模型線性電阻R為常數(shù)但一般電阻器在正常工作條件下可近似看作是線性的。i、u為關(guān)聯(lián)參考方向2、電阻元件的特性非線性電阻電阻R既表示電路元件又表示元件參數(shù)①電阻元件兩端的電壓u與通過它的電流i成正比。u=Ri比例系數(shù)就是R1-4理想電路元件電阻單位:

Ω(歐[姆])、kΩ(千歐)、MΩ(兆歐)。3、電阻元件消耗的功率③不論U、I是正是負(fù)，P總大于零,說明電阻是耗能元件。

①當(dāng)電流恒定時(shí)，功率與電阻成正比。②當(dāng)電壓恒定時(shí)，功率與電阻成反比。641-4理想電路元件1.常見電感線圈65

——只儲(chǔ)存磁場(chǎng)能的電路元件。

二、電感元件是從實(shí)際電感線圈抽象出來的理想化模型.（a）鎮(zhèn)流器線圈（b）低頻、高頻扼流線圈（c）天線線圈

1-4理想電路元件66（e）變壓器線圈

（d）可變電感線圈

（f）電動(dòng)機(jī)線圈

（e）變壓器線圈

（d）可變電感線圈

（f）電動(dòng)機(jī)線圈

當(dāng)i變化時(shí)，Φ隨之變化，線圈中會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)eLi

+

u

-ΦNeL+-電感線圈中的關(guān)聯(lián)參考方向①i與u方向一致,i與u為關(guān)聯(lián)參考方向。②Φ與

i符合右手螺旋定則，Φ與

i為關(guān)聯(lián)參考方向。③eL與Φ

符合右手螺旋定則，eL與Φ為關(guān)聯(lián)參考方向。右手螺旋定則忽略導(dǎo)線電阻及匝間電場(chǎng)則為理想電感元件磁通鏈Ψ=NΦ

單位：Wb(韋[伯])④通常u、i、eL取相同方向，三者為關(guān)聯(lián)參考方向。671-4理想電路元件（a）空心電感器

（b）有鐵心或磁心的電感器

（d）帶鐵心或磁心連續(xù)可變的電感器

LLL電感器圖形符號(hào)：682、電感元件的特性i

Ψ

0韋安特性

電路模型

+-uiLeL+-電感L既表示電路元件又表示元件參數(shù)線性電感L為常數(shù)②通常認(rèn)為空心線圈是線性電感元件，L為常數(shù)；而帶鐵心的線圈是非線性電感元件，L為變數(shù)。

③電感元件兩端的電壓與它的電流對(duì)時(shí)間的變化率成正比。④電感元件通過穩(wěn)定的直流電時(shí)，u=－eL=0,相當(dāng)于短路。比例系數(shù)也是L

①電感元件中通過的磁通鏈ψ與電流i成正比。比例系數(shù)就是Lu、i、eL三者為關(guān)聯(lián)參考方向。在關(guān)聯(lián)參考方向下，根據(jù)電磁感應(yīng)定律有：1-4理想電路元件H([亨利])、mH(毫亨)、μH(微亨)3.電感元件中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量

與該時(shí)刻流過元件的電流的二次方成正比。③電感元件不消耗能量,是一種儲(chǔ)能元件。69①電感元件在某時(shí)刻儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量，

電感的單位②電流增大時(shí)，電感元件將電能轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)能儲(chǔ)存起來，

電流減小時(shí)，電感元件將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)換為電能還給電路。1-4理想電路元件兩邊乘i并積分可得

——只儲(chǔ)存電場(chǎng)能的電路元件，

三、電容元件是從實(shí)際電容器抽象出來的理想化模型。1.常見電容器(e)電解電容器(f)可變電容器(g)微調(diào)電容器(h)電力電容器(a)云母電容器(b)陶瓷電容器(c)滌綸電容器(d)薄膜電容器701-4理想電路元件電容器圖形符號(hào)＋

(a)固定電容器

(d)極性電容器

(b)可調(diào)電容器

(c)預(yù)調(diào)電容器電容器的基本結(jié)構(gòu)金屬極板＋－u－q＋q金屬極板介質(zhì)——兩塊金屬極板中間充滿介質(zhì)。電容器加上電壓后，兩塊極板上會(huì)出現(xiàn)等量異號(hào)電荷q,并在兩塊極板間形成電場(chǎng),儲(chǔ)存電場(chǎng)能。介質(zhì)是絕緣體，忽略其漏電流則電容器為理想電容元件71將電源移去后，電荷可繼續(xù)聚集在極板上。1-4理想電路元件2、電容元件的特性

①電容元件儲(chǔ)存的電量q與外加電壓u成正比。q=Cu①電容元件上的電流與電壓對(duì)時(shí)間的變化率成正比。②當(dāng)兩端電壓恒定時(shí)，i=0，電容相當(dāng)于開路，72線性電容C為常數(shù)uq0庫(kù)伏特性

uC+_i電路模型

電容C既表示電路元件又表示元件參數(shù)②一般電容器都可認(rèn)為是線性電容。比例系數(shù)就是C比例系數(shù)也是C電壓變化越快,電流越大故電容元件有隔直流作用。電容元件上的電流1-4理想電路元件F(法[拉])、μF(微法)、pF(皮法)3.電容元件儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量①電容元件在某時(shí)刻儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量，③電容元件不消耗能量，是另一種儲(chǔ)能元件。73電容的單位與元件在該時(shí)刻所承受的電壓的二次方成正比。②電壓增高時(shí)，電容元件將電能轉(zhuǎn)換為電場(chǎng)能儲(chǔ)存起來，電壓降低時(shí)，電容元件將電場(chǎng)能轉(zhuǎn)換為電能還給電路。充電放電1-4理想電路元件兩邊乘u并積分可得——能提供恒定電壓的電路元件。四、理想