[理学]电工学-第一章 电路的基本概念和基本定律.ppt

§ 1.1 电路的作用与组成部分 §1.2 电路模型 §1.3 电压和电流的参考方向 1.5 电源有载工作、开路与短路 §1.6 基尔霍夫定律 电 路 基 础 第 一 章 电路的基本概念和基本定律 第 二 章 电路的分析方法 第 五 章 三相电路 第 三 章 电路的暂态分析 第 四 章 正弦交流电路 第一章 电路的基本概念和基本定律 § 1.1 电路的作用与组成部分 § 1.2 电路的模型 § 1.3 电压和电流的参考方向 § 1.4 欧姆定律 § 1.5 电源有载工作、开路与短路 § 1.7 电路中电位的概念及计算 § 1.6 基尔霍夫定律 1.1.1 电路的作用 （1）电能的传输和转换 （2）信号的传递和处理 1.1.2 电路的组成 （1）电源 （2）负载 （3）中间环节 中间环节 负载 发电机 升压 变压 器 降压 变压 器 电灯 电动机 电炉 电力系统电路示意图 输电线 放 大 器 话筒 扬声器 扩音机电路示意图 信号源 （电源） 一、实际电路： 由电气元件组成，并进行着能量形式转换，电能 的传输和分配过程。 二、电路模型： （简称电路） 用于分析计算的电路图形。由理想电路元件构成 的模型。 忽略掉次要因素，突出其主要因素的元件。 电池 灯泡 负载 电源 E R 一、电压、电流的实际方向 物理量 单位 实际 方向 电流 I A 、 kA 、 mA 、 μ A 正电荷移动 的方向 电动势 E V 、 kV 、 mV 、 μ V 电压 U V 、 kV 、 mV 、 μ V 电位降低的方向 电位升高的方向 一、电压、电流的实际方向 R E I U E I R Uab + _ + _ 图中电压方向是高电位指向低电位，电流方向在电源外部是高电位指向低电位，在电源内部呢？ a b 问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量 E1 A B R E2 IR 电流方向 A?B？ 电流方向 B?A？ Uab=Va- Vb 的实际方向，电路如何求解？ 二、电压电流的参考方向(人为规定的方向)： 问题：参考方向不同会不会使得结果不同呢？ R E I U I + - U R E I U I + - U 设E=4V，R=2Ω，求U、I？ 可知R上电压大小为4V， 流过电流大小为2A U=4V、I= -2A U= -4、I=2A 习惯取法：负载取关联参考方向、电源取非关联参考方向 问题 在复杂电路中难于判断元件中物理量的 实际方向，如何解决？ (1) 在解题前任选某一个方向为参考方向（或称正 方向）； (3) 根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与参考方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。 (2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关 系的代数表达式； 解决方法 R U I 注意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明正方向。 R U I R U I §1.4 欧姆定律 广义欧姆定律 (支路中含有电动势时的欧姆定律) 当 UabE 时， I 0 表明方向与图中假设方向一致。 当 UabE 时， I 0 表明方向与图中假设方向相反。 E + _ b a I Uab R 提问: I的方向反过来呢？ 解 应用欧姆定律对下图的电路列出式子，并求电阻R 例题1.1 解 a点电位比b点电位低12V n点电位比b点电位低12-5=7V m点电位比b点电位高3V 于是 n点电位比m点电位低7+3=10V 即 Unm=-10V 由欧姆定律得 R＝Unm／I＝5 ? 计算下图的电阻R值，已知Uab＝－12V。 例题1.2 1.5.1 电源有载工作 开关闭合 有载 开关断开 开路 cd短接 短路 1．电压和电流 由欧姆定律可列上图的电流 负载电阻两端电压 电源的外特性曲线 当 R0＜＜R时 由上两式得 2.功率与功率平衡 功率 设电路任意两点间的电压为 U ,流入此部分电路的电流为 I， 则这部分电路消耗的功率为: 功率平衡：由U＝E－R0I得 UI＝EI－R0I2 P＝PE－ ?P 电源输出 的功率 电源内阻上 损耗功率 电源产生 的功率 W为瓦[特] KW为千瓦 解 (1)电源 U＝E1－?U1＝E1-R01I E1＝U＋R01I＝220＋0.6×5=223V （2）负载 U＝E2＋ ?U2＝E2＋R02I E2＝U－R02I＝220－ 0.6×5 R01＝217V 如图，U＝220