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电工电子学电路的基本概念与基本定律 第1章电路的基本概念与基本定律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1.4 欧姆定律1.5 电源有载工作、开路与短路1.6 基尔霍夫定律1.7 电路中电位的概念及计算 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；4. 会计算电路中各点的电位。第1章 电路的基本概念与基本定律 1.1 电路的作用与组成部分 (1) 实现电能的传输、分配与转换 (2)实现信号的传递与处理放大器扬声器话筒1. 电路的作用 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。 发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线 2. 电路的组成部分电源: 提供电能的装置负载: 取用电能的装置中间环节：传递、分配和控制电能的作用发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线 直流电源直流电源: 提供能源负载信号源: 提供信息2.电路的组成部分放大器扬声器话筒 电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。信号处理：放大、调谐、检波等 1. 2 电路模型手电筒的电路模型 为了便于用数学方法分析电路, 一般要将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。例：手电筒 手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。 理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。+R0R开关EI电珠+U干电池?导线 手电筒的电路模型 电池是电源元件，其参数为电动势 E 和内阻Ro； 灯泡主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其参数为电阻R； 筒体用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。 开关用来控制电路的通断。 今后分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号表示。+R0R开关EI电珠+U干电池?导线 1.3 电压和电流的参考方向 物理中对基本物理量规定的方向1. 电路基本物理量的实际方向物理量实 际 方 向电流 I正电荷运动的方向电动势E (电位升高的方向) 电压 U(电位降低的方向)高电位 ? 低电位 单 位kA 、A、mA、μA低电位 ? 高电位kV 、V、mV、μVkV 、V、mV、μV (2) 参考方向的表示方法电流：Uab 双下标电压： (1) 参考方向I 在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。Iab 双下标2. 电路基本物理量的参考方向箭 标abRI正负极性+–abU U+_+R0E3V注意： 在参考方向选定后,电流(或电压)值才有正负之分。 实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值；实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。(3) 实际方向与参考方向的关系I = 0.28AI? = – 0.28A 电动势为E =3V方向由负极?指向正极?；U++R0E3VU′+例: 电路如图所示。 电流I的参考方向与实际方向相同，I=0.28A,由?流向?,反之亦然。 电压U′的参考方向与实际方向相反, U′= –2.8V;即: U = – U′ 电压U的参考方向与实际方向相同, U = 2.8V, 方向由?指向?；2.8V– 2.8V 1.4 欧姆定律U、I 参考方向相同时U、I 参考方向相反时RU+–IRU+–I 表达式中有两套正负号：　(1) 式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定； (2) U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考方向 之间的关系。 通常取 U、I 参考方向相同。U = I R U = – IR 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 = – IRRU6V+–2AR+–U6V I(a)(b)I–2A电流的参考方向与实际方向相反电压与电流参考方向相反 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/AU/Vo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。 1.5 电源有载工作、开路与短路开关闭合, 接通电源与负载负载端电压U = IR 1. 电压电流关系1.5.1 电源有载工作(1) 电流的大小由负载决定。 (2) 在电