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电工学 上篇：电工技术 1.5 电源有载工作、开路与短路 集总电路 例2： 解：对图(a)有, U = IR 例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。 对图(b)有, U = – IR R U 6V + – 2A R + – U 6V I (a) (b) I –2A 电路端电压与电流的关系称为伏安特性。 遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段电路电压与电流的比值为常数。 I/A U/V o 线性电阻的伏安特性 线性电阻的概念： 线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线。 电阻器的尺寸 主要取决于什么？ 贴片电阻 体积小 重量轻 可靠性高 碳膜电阻 阻值范围宽 价格低廉 金属膜 电阻 稳定性高 精度高 线绕电阻 功率大 电阻器 电路元件的功率 (power) 电功率 功率的单位：W (瓦) (Watt，瓦特) 能量的单位： J (焦) (Joule，焦耳) 单位时间内电场力所做的功。 2. 电路吸收或发出功率的判断 u, i 取关联参考方向 P=ui 表示元件吸收的功率 P0 吸收正功率 (实际吸收) P0 吸收负功率 (实际发出) p = ui 表示元件发出的功率 P0 发出正功率 (实际发出) P0 发出负功率 (实际吸收) u, i 取非关联参考方向 + - i u + - i u 开关闭合,接通电源与负载 负载端电压 U = IR 特征: 1.5.1 电源有载工作 I R0 R + - E U + - I ① 电流的大小由负载决定。 ② 在电源有内阻时，I ?? U ?。 或 U = E – IR0 电源的外特性 E U I 0 当 R0R 时，则U ? E ，表明当负载变化时，电源的端电压变化不大，即带负载能力强。 开关闭合,接通电源与负载。 负载端电压 U = IR 特征: 1.5.1 电源有载工作 ① 电流的大小由负载决定。 ② 在电源有内阻时，I ?? U ?。 或 U = E – IRo UI = EI – I2Ro P = PE – ? P 负载 取用 功率 电源 产生 功率 内阻 消耗 功率 ③ 电源输出的功率由负载决定。 负载大小的概念: 负载增加指负载取用的 电流和功率增加(电压一定)。 I R0 R + - E U + - I 电源与负载的判别 U、I 参考方向不同，P = UI ? 0，电源； P = UI ? 0，负载。 U、I 参考方向相同，P =UI ? 0，负载； P = UI ? 0，电源。 1. 根据 U、I 的实际方向判别 2. 根据 U、I 的参考方向判别 电源： U、I 实际方向相反，即电流从“+”端流出， （发出功率）； 负载： U、I 实际方向相同，即电流从“-”端流出。 （吸收功率）。 电源和负载的概念 若某元件电功率大于零，在电路中消耗电能，表现为负载。 若某元件电功率小于零，向电路提供电能，表现为电源。 举例：由5个元件组成的电路如图，各元件上电压、电流参考方向采用关联参考方向，标在图上如下。 1 2 3 4 5 确定各元件的功率，指出哪些是电源、哪些是负载？ + – 5? I UR U1 U2 例 U1=10V， U2=5V。 分别求电源、电阻的功率。 I=UR/5=(U1–U2)/5=(10–5)/5=1 A PR吸= URI = 5?1 = 5 W PU1发= U1I = 10?1 = 10 W PU2吸= U2I = 5?1 = 5 W P发= 10 W， P吸= 5+5=10 W P发=P吸 （功率守恒） 电气设备的额定值 额定值: 电气设备在正常运行时的规定使用值 电气设备的三种运行状态 欠载(轻载)： I IN ，P PN (不经济) 过载(超载)： I IN ，P PN (设备易损坏) 额定工作状态： I = IN ，P = PN (经济合理安全可靠) 1. 额定值反映电气设备的使用安全性； 2. 额定值表示电气设备的使用能力。 例： 灯泡：UN = 220V ，PN = 60W