电工基础.PPT

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1、电工基础第一章1.1电路和电路模型1.2电路的基本物理量1.3电阻元件和欧姆定律1.4电压源和电流源1.5工程中的电阻、电源与电路状态第一章电路的基本概念和基本定律1.6基尔霍夫定律第一章电路的基本概念和基本定律1.1电路和电路模型1.1.1电路一、基本概念1、电路的概念电路又称网络，是各种电器设备按一定方式联接起来，构成的电流的通路。2、电路的组成电路由电源、负载、导线、控制装置等①电源电源是电路中提供电能或产生信号的设备如干电池、发电机、信号发生器等。②负载负载是电路中吸收电能或接收信号的器件。③导线和控制设备导线和控制设备则是电路中电能或信号的传输和控制器件。电路通过传输和控制器件

2、把电源和负载连接起来。1.1.2电路模型1、电路模型1.1电路和电路模型由理想元件及其组合近似地代替实际电路器件而组成的电路，称为实际电路的“电路模型”。2、电路图1.2.1电流及其参考方向1.2电路的基本物理量1、电流电荷的定向移动形成电流。2、电流强度单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流强度。电流强度是描述电流大小的物理量，简称为电流，用i表示q表示电荷量，电荷量的单位为库仑，简称库（C）t表示时间，时间的单位为秒（S）电流强度的单位为安培，简称安（A），常用的单位还有千安（kA）、毫安（mA）、微安（μA）等1A=103mA=106μA1kA=103A3、单位换算关系4、电流

3、方向习惯上规定正电荷的移动方向为电流的方向当电流的大小和方向不随时间变化时，dq/dt为定值，这种电流称为直流电流，简称直流（DC）。5、电流参考方向1.2电路的基本物理量在分析电路时采用标定“参考方向”的方法。参考方向是人们任意选定的一个方向。如图（a）所示，电流的实际方向与参考方向一致，则电流为正值如图（b）所示，若电流的实际方向与参考方向相反，则电流为负值1.2.2电压及其参考方向1.2电路的基本物理量1、电压的定义电压是衡量电场力对运动电荷做功大小的物理量。当导体中存在电场时，电荷在电场力的作用下运动，电场力对电荷做了功。电场力把单位正电荷从A点移动到B点所做的功称为A、B两点间

4、的电压，用uAB表示。2、电压的方向电压的实际方向是电场力对正电荷做功的方向。4、电压的参考方向3、电压的单位电压的单位为伏特，简称伏（V），常用的单位还有千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）等。若电压的实际方向与参考方向一致，则电压为正值，若电压的实际方向与参考方向相反，则电压为负值。电路中电流、电压的参考方向，可以分别独立地规定，当它们一致时称为关联参考方向，简称关联方向电路中电流、电压的参考方向，当它们相反时称为非关联参考方向，简称非关联方向。1.2电路的基本物理量5、关联参考方向与非关联参考方向①关联参考方向②关联参考方向③为了分析方便，习惯上常选关联方向。1.2.3电位在电

5、路中任选一点作为参考点，则该电路中某一点到参考点的电压就叫做该点的电位。若选择o点为参考点，那么，电路中a点的电位表示。电位的单位是伏特（V）。两点间的电压等于两点的电位差，所以，电压又叫电位差。如果已知a、b两点的电位分别为、，那么a、b两点间的电压。1、电位定义2、电位的单位3、电位差1.2电路的基本物理量1.2.4电动势电动势是描述电源力做功大小的一个物理量，电源力在电源内部把单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功称为电源的电动势。电动势用e表示。电动势的方向是电源力克服电场力移动正电荷的方向，是从低电位到高电位的方向。对于一个电源设备，若其电动势e的方向和电压u的参考方向选择得相

6、反。1、电动势的定义w表示电源力所做的功q表示电荷量2、电动势的方向电动势与电压的单位相同，也是伏特。1.2电路的基本物理量1.2.5电功率与电能单位时间内电路吸收或释放的电能定义为电功率，它是描述电能转化速率的物理量，用p表示。式中w表示电能，单位为焦耳，简称焦（J）；t表示时间，时间的单位为秒（S）。功率的单位为瓦特，简称瓦（W），常用的单位还有千瓦（kW）、毫瓦（mW）等。任一支路或元件的功率等于其电压和电流的乘积。1、电功率1.2电路的基本物理量2、注意事项在功率计算中，若电压、电流为关联方向，则所得功率应看作是电路吸收功率，即计算所得功率为正值时，表示电路实际吸收功率；计算所得

7、功率为负值时，表示电路实际发出功率。电能的单位焦耳（J），表示功率为1W的用电设备在1s时间内所消耗的电能。在实际生活中还采用千瓦时（kW•h）作为电能的单位，它等于功率为1kW的用电设备在1小时内所消耗的电能，简称为1度电。在一个电路中，每一瞬间，发出电能的各元件的功率总和等于吸收电能的各元件的功率总和。3、电能在直流时，则为4、功率守恒1.2电路的基本物理量例1.1图示直流电路中，求以o点为参考点时a、b、c各点的电位，并求出各