电工技术第2版 薛毓强 李少纲第一章 电路的基本概念与基本定律.PPT

第一节 电路的基本概念 电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。 1. 电路吸收或发出功率的判断 二、理想电压源 例1-14 例1-8 图示电路中，已知：IS1 =4A， IS2=2A， US =6V， R1= R2=3Ω，求A、B间的电压。 解：电阻R1上的电流IR1和两 端电压UR1的参考方向如图示。 根据KCL，对节点A列电流 方程： IS2= IS1 + IR1 IR1 = IS2 – IS1=2 –4= –2A 电阻R1上的电流IR1为： 电阻R1两端电压UR1为： UR1 = IR1 R1= –2×3= –6V UAB =US +UR1 =6 – 6 = 0V IR1 + – UR1 A IS1 R1 R2 US IS2 + – B 例1-9 有一闭合回路，如图所示，各支路的元件是任意的，已知：UAB=5V，UBC= -4V，UDA= -3V，试求（1）UCD；（2）UCA。 + + + + - - - - A B C D UAB UCD UBC UDA 解： （1）由KVL可列出 （2）由KVL可列出 例1-10 在图示电路中，已知：R1=10Ω， R2=20Ω， U1=6V，U2= 6V，U3= 1V，试求电流I1、I2、I3及U2和电源发出的功率P2。 + + + - - - U1 U3 R1 U2 R2 I1 I3 I2 a 解： 对网孔1由KVL可列出 1 2 对网孔2由KVL可列出 + + + - - - U1 U3 R1 U2 R2 I1 I3 I2 a 对节点a由KCL可列出 U2电源发出的功率： 非关联 吸收功率 U2电源是其他电源的负载 例1-11 图示电路中，已知：R1= R2=1Ω ，IS1 =1A， IS2=2A，US1 = US2 =1V， 求A、B间的电压UAB 。 IS1 R1 + + – – – + R2 US1 US2 IS2 A B UAB 解：流过电阻R1和R2的电流IR1、IR2和两端电压UR1、UR2的参考方向如图示。 + + – – UR1 UR2 IR2 IR1 IR1= IS1 =1A UR1= IR1 R1 = 1Ω IR2= IS2 =2A，UR2= IR2 R2 = 2Ω + + – – UR1 UR2 IR2 IR1 IS1 R1 + + – – – + R2 US1 US2 IS2 A B UAB –US1+ UR1–UR2–US2–UAB =0 UAB= – 3V 选取回路列电压方程： 电路中电位的概念及计算 电位：电路中某点至参考点的电压，记为“VX” 。 通常设参考点的电位为零。 1. 电位的概念 电位的计算步骤: (1) 任选电路中某一点为参考点，设其电位为零； (2) 标出各电流和电压的参考方向并计算； (3) 计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。 某点电位为正，说明该点电位比参考点高； 某点电位为负，说明该点电位比参考点低。 例1-12 求图示电路中各点的电位:Va、Vb、Vc、Vd 。 解： 设 a为参考点， 即Va=0V Vb=Uba= –10×6= ?60V Vc=Uca = 4×20 = 80 V Vd =Uda= 6×5 = 30 V　 设 b为参考点，即Vb=0V Va = Uab=10×6 = 60 V Vc = Ucb = U1 = 140 V Vd = Udb =U2 = 90 V　 b a c 20? 4A 6? 10A U2 90V ? ?? U1 140V 5? 6A ? ?? d Uab = 10×6 = 60 V Ucb = U1 = 140 V Udb = U2 = 90 V　 Uab = 10×6 = 60 V Ucb = U1 = 140 V Udb = U2 = 90 V　 结论： (1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中 各点的电位也将随之改变； (2) 电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考 点的不同而变， 即与零电位参考点的选取无关。 借助电位的概念可以简化电路作图 b c a 20? 4A 6? 10A U2 90V ? ?? U1 140V 5? 6A ? ?? d +90V 20? 5? +140V 6? c d 第一章 电路的基本概念与基本定律 第一节 电路的基本概念 第二节 电阻元件和电源元件的伏安特性 第三节 基尔霍夫定律及应用 第四节 电路的工作状态 本章要求: 1.理解电压与电流参考方向的意义； 2. 理解电路的基本定律并能正确应用； 3. 了解电路的有载工作、开路与短路状态， 理解电功率和额定值的意义。 第一章 电路的基本概念与基本定律 一、电