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电路的组成和功能 电路中的主要物理量 电路模型和电路基本元件 基尔霍夫电流定律 基尔霍夫电压定律 电位 1.1.1电路的组成和功能 (1) 电路的组成 电源 如发电机、电池等,电源可将其它形式的能量转换成电能,是向电路提供能量的装置。 负载 指电动机、电灯等各类用电器,在电路中是接收 电能的装置,可将其它形式的能量转换成电能。 中间环节 将电源和负载连成通路的输电导线、控制电路通断的开关设备和保护电路的设备等。 1.1电路基本知识 电源 目前我国常用的电压等级:220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。 计算机中的电源 负 载 中间环节 电路可以实现电能的传输、分配和转换。 (2)电路的主要功能: 电力系统中: 电路可以实现电信号的传递、存储和处理。 电子技术中: 1.1.2 电路的主要物理量 直流电流(DC)通常用大写 I 表示,交流电流(AC)通常用小写 i 表示,也作为电流的一般符号。 1. 电流 ※电流强度等于单位时间内通过导体横截面的电荷量。 单位:1安培(A)=103 毫安( mA)=106微安(μA) 定义:在电场的作用下,电荷有规则的定向移动形成电流 大小: 电流的大小用电流强度表示,简称电流。 或 2 .电压 或 直流电压通常用大写 U表示,交流电压通常用小写 u 表示,小写 u也作为电压的一般符号。 单位:1千伏(kV)=1000伏(V) =106毫伏(mV) 定义:a、b两点间的电压定义为单位正电荷由a点 移至b点电场力所做的功 大小: 电流、电压的参考方向 解题前在电路图上标示的电压、电流方向称为参考方向。 为什么要在电路图中标示参考方向? 参考方向是为了给方程式中各量前面的正、负号以依据 关联参考方向下: U=IR 非关联参考方向下: U=-IR 电压、电流的参考方向: 当电压、电流参考方向与实际方向相同时,其值为正,反之则为负值。 电流的参考方向用箭头表示;电压的参考方向除用极性“+”、“–”外,还可用双下标或箭头表示 原则上: 任意假定。 例: 当ua =3V ub = 2V时 u1 =1V u2=-1V 求得的u1为正值,说明电压的实际方向与参考方向一致; 求得的u2为负值,说明电压的实际方向与参考方向相反。 定义:电能量对时间的变化率,称为功率,也就是电场力在单位时间内所做的功。用符号P表示。 3.电功率 单位:电功率的单位为瓦特(W),计量大功率时,以千瓦(kW)、兆瓦(MW)表示 电功率的计算 :关联的参考方向下, ; 非关联的参考方向下, 。 则某部分电路功率 P 0 , 说明U、I 实际方向与参考方向一致,说明电路吸收电功率,具有负载特性。 所以,从 P 的 + 或 - 可以区分器件的性质,或是电源,或是负载。 当某部分电路功率 P 0 时, 则说明 U、I 实际方向与参考方向相反,此部分电路发出电功率,具有电源特性。 计算功率时应注意的问题 1.1.3 电路模型和电路元件 电池模型 负载 实体电路 S 中间环节 电路模型 用理想导线将各个理想电路元件进行连接组成的电路称为实际电路的电路模型 白炽灯模型 电路模型中的所有元件均为理想电路元件。 实际电路元件的电特性是多元的、复杂的。 R L 消耗电能的电特性可用电阻元件表征 产生磁场的电特性可用电感元件表征 由于白炽灯中耗能的因素大大于产生磁场的因素,因此L 可以忽略 白炽灯的电路模型可表示为: 理想电路元件 电阻元件 电容元件 理想电压源 理想电流源 无源二端元件 有源二端元件 电感元件 2. 电阻元件 直标法—将电阻器的主要参数和技术性能用数字或字母直接标注在电阻体上. 图中电阻体上表示15欧姆电阻,功率为50W,误差为2%。 直标法 文字符号法—用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值,其允许偏差也用文字符号表示。符号前面的数字表示整数阻值,后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值。 文字符号法 数码表示法是在元件表面上用三位或四位数码来表示元件的标称值。 数码表示法 如图所示,103表示1000欧姆的电阻,1502是15千欧的电阻,2873为287千欧的电阻。 如果用三位数码表示元件的标称值,从左到右,前两位代表有效数,第三位表示10的乘方数,如果用四位数码位数标注法,从左到右,前三位代表3位有效数,第四位表示10的乘方数,电阻器的单位是Ω。

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