电工与电子技术之直流电流.ppt

电工与电子技术 前言 电工技术在生活、工作中无处不在； 电子技术是实现由纺织大国到纺织强国转变的重要手段。 1 直流电路 其中： 2.电路的组成： 3.电路的作用： 4.电路模型 电路分析：就是研究电路的激励和响应的关系。 1.1.2 电路中基本电量的实际方向及其正方向 b. 实际方向： c. 参考方向： d. 电流正方向的表示 2. 电位与电压 b.电压的实际方向： 例1-1-1 图1-1-11(a)所示为某电路的一个电阻，若Uab＝－5V，试问a、b哪点电位高？在图上标出实际极性。 例1-1-2 在图1-1-12中U1=－6V，U2=4V，试求Uab＝？ 故电动势的实际方向是电位升的方向，是从电源的负极指向电源的正极。如图1-1-13所示由b指向a。 4. 关联方向和非关联方向 1.2 电路的基本定律 对于非线性电阻，其两端电压和电流不符合欧姆定律，其伏安特性曲线也是非线性的，如图1-2-4为稳压管2CW15的伏安特性曲线。 基尔霍夫电流定律（KCL） 对于图1-2-5中的三个节点可列方程为 KCL定律可将节点扩展成一个假想的闭合面，如图1-2-7所示。 例1-2-2求图1-2-8所示电路的电流I。 基尔霍夫电压定律（KVL） 对于图1-2-5所示电路的一个回路，如图1-2-9所示，若选择顺时针方向作为绕行方向，则回路电压方程为 对于图1-2-5电路的三个网孔，即图1-2-10所示，KVL方程为 注：对于图1-2-9所示回路的电压方程，很明显不是独立的。 *KVL也可以扩展到开口电路：对于图1-2-5(a)所示电路，取绕向为顺时针，如图1-2-5（b）所示则其AB两端电压为 或取左边开口回路，如图1-2-5（c）所示，则 例1-2-3如图1-2-11所示电路中，已知I2=0.6A，I3=0.4A，R7=10Ω，求电阻R7两端的电压U7。 例1-2-4 试写出图1-2-12（a）所示电路中三个网孔的KVL方程。若已知E1＝15V，I4=1.5A，R4=8Ω，求电压UAD＝？ 1.3 电源的工作状态 1.3.1 电源的有载工作状态 2.功率 则可将UI＝EI－I2R0改写为： (2) 电源和负载的判定 例1-3-2 判断图1-3-6所示元件是电源还是负载？ b.根据电压和电流的正方向 *若电压和电流的正方向为非关联方向，如图1-3-7（b）所示，则 例1-3-3 试计算图1-3-8所示元件的功率、电压和电流的实际方向，并判断是电源还是负载，是产生功率还是吸收功率。 3. 额定值 1.3.2 电源的空载与短路状态 其电流、电压与功率为 2.电源的短路状态 1.4电路的分析方法 例1.4.1用支路电流法求解图1-4-1电路中的各支路电流。 代入数值为： 例1.4.2 试求图1.4.2所示电路的各支路电流。 代入数值，联立电流和电压方程求解： 1.4.2 电源的等效变换 电压与电流为： b.实际电压源（简称电压源） 2.电流源 b.实际电流源（简称电流源） 3．电压源与电流源的等效变换 等效规则： （4）凡是与恒压源相并联的元件，对外电路来讲，都可去掉，因为其两端电压恒定；凡是与恒流源相串联的元件，也可以去掉，因为该支路的电流恒定。 解：（a）对于图1-4-12（a），等效电流源的电流为2A，方向向上，内阻不变为5Ω，如图1-4-13所示； (b) 对于图1-4-12（b），等效电压源的电压为20V，极性下正上负，内阻不变为4Ω，如图1-4-14所示； （c）对于图1-4-12（c），与20V相并联的4Ω电阻及与10A恒流源相串联的15V恒压源都可以去掉，如图1-4-15所示。 解：先设定E3、R3支路的电流的正方向，如图1-4-16所示 再将电流源合并成一个电流源 ，并将此电流源再等效成电压源 则所求支路电流为 例1-4-5 电路如图1-4-17所示，试求电流I4的值，并验证电路的功率平衡。同习题1-9 则电流I4为 则各元件功率为： 1.4.3 节点电压法 由KCL可列节点A的电流方程为 将E1、R1及UAB单独取出，如图1-4-19所示，则由KVL可得 将上面三个电流代入式I1+IS=I2+I3中得 注意：上式中电压源的极性与电流源电流的方向。 注意：节点电压法适用支路数多，而只有两个节点的电路。 例1-4-6 如图1-4-20所示电路中，试计算R5中的电流I5。同教材例1-10 则由两节点电压公式可得 例1-4-7 试计算图1-4-21所示电路的各支路电流。 (2)由支路电流法： （3)由电源等效变换：先求支路电流I3，变换如下图 1.4.4叠加原理 注意： 例1-4-8 试用叠加原理计算图1-4-22中的各支路电流 同教材例1-11 各电流分量为 （2）当IS单独作用时，恒压源E1、E