轨道车电气装置第1章 电路模型与电路定律).ppt

（2）特性曲线与符号 i = IS 流过电流为Is，与电源两端电压无关，由电源本身确定，电压任意，由外电路确定。 5．理想电流源 （1）伏安关系 1.2.3 实际电源的两种模型 实际电源的伏安特性 (b) (c) 可见一个实际电源可用两种电路模型表示：一种为电压源Us和内阻Ro串联，另一种为电流源Is和内阻Ro并联 （电阻分压、分流，功率守恒） 实际使用电源时，应注意以下3点： （1）实际电工技术中，实际电压源（简称电压源），常是指相对负载而言具有较小内阻的电压源；实际电流源（简称电流源），常是指相对于负载而言具有较大内阻的电流源。 （2）实际电压源不允许短路 由于一般电压源的R0很小，短路电流将很大，会烧毁电源，是不允许的。平时实际电压源不使用时应开路放置，因电流为零，不消耗电源的电能。 （3）实际电流源不允许开路 平时实际电流源不使用时应短路放置，因实际电流源的内阻R‘0一般都很大，电流源被短路后，通过内阻的电流很小，损耗很小；而外电路上短路后电压为零，也不消耗电能。 受控电源 1.3 电气设备的额定值及电路的工作状态 1.3.1 电气设备的额定值 额定值是制造厂为了使产品能在给定的工作条件下正常运行而规定的正常容许值。额定值有额定电压UN与额定电流IN或额定功率PN 。必须注意的是，电气设备或元件的电压、电流和功率的实际值不一定等于它们的额定值。 1.3.2 电路的工作状态 1、负载状态 PS=USI：电源产生的总功率 P=UI：电源输出的负载功率 ΔP=I2R0：电源内阻消耗的功率 2、空载状态 3、短路状态 2、3状态的功率均为零，分析原因； 求2、3状态在伏安特性曲线中的对应点。 例：设图示电路中的负载额定功率PN=22kW ，额定电压UN=220V，内阻R0=0.2Ω，R为可调节的负载电阻。求额定状态下： （1）电源的额定电流IN； （2）电源的负载电阻RN； （3）电源开路电压U0C； （4）负载发生短路时的短路电流ISC。 解：(1)额定电流为： (3)电源开路电压为： (2)额定状态时的负载电阻 (4)短路电流为： 1.4 基尔霍夫定律 支路、节点、回路 电路中两点之间通过同一电流的不分叉的一段电路称为支路。 电路中3条或3条以上支路的联接点称为节点。 电路中任一闭合的路径称为回路。回路内部不含支路的称网孔 图示电路有3条支路、两个节点、3个回路、两个网孔。 1.4.1 基尔霍夫电流定律（KCL） 在任一瞬时，流入任一节点的电流之和必定等于从该节点流出的电流之和（即分别以流入、流出为电流参考方向）。 在任一瞬时，通过任一节点电流的代数和恒等于零（如电流参考方向均以流入为正）。 表述一 表述二 可假定流入节点的电流（参考方向）为正，流出节点的电流（参考方向）为负；也可以作相反的假定。 KCL通常用于节点，但是对于包围几个节点的闭合面也是适用的。（如Y电路、△电路、桥式电路） 例：列出下图中各节点的KCL方程 解：取流入为正 以上三式相加： I1＋I2＋I3 ＝0 节点a I1－I4－I6＝0 节点b I2＋I4－I5＝0 节点c I3＋I5＋I6＝0 1.4.2 基尔霍夫电压定律（KVL） 表述一 表述二 在任一瞬时，沿任一回路方向的电位升之和等于电位降之和（对电压参考方向来说）。（即分别以与绕行方向相同、相反为正方向） 在任一瞬时，沿任一回路电压的代数和恒等于零（如电压参考方向以顺时针绕行方向为正）。 对于电阻电路，回路中电阻上电压降的代数和等于回路中的电压源电压的代数和（沿任一回路）。 KVL通常用于闭合回路，但也可推广应用到任一不闭合的电路上。 例：列出下图的KVL方程 例：图示电路，已知U1=5V， U3=3V，I=2A ，求U2、I2、R1、R2和US。 解：I2=U3／2=3／2=1.5A U2= U1－U3=5－3=2V R2=U2／I2 =2／1.5=1.33Ω I1=I－I2=2－1.5=0.5A R1=U1／I1 =5／0.5=10Ω US= U＋U1=2×3＋5=11V 例：图示电路，已知US1=12V，US2=3V，R1=3Ω，R2=9Ω，R3=10Ω，求Uab。 解：由KCL I3= 0，I1=I2 由KVL I1 R1 ＋I2 R2=US1 由KVL 解得： 解得： 1.5 电位的概念及计算 1.5.1 电位的概念 电路中的某一点到选定的参考点（电位取为“0V”）之间的电压，称作该点的电位。 电路中选定的参考点虽然一般并不与大地相联接，往往也称为“地”。在电路图中，参考点用符号“⊥”表示。 1.5.2 电位的计算 选b点为参考点 选