电工学少学时第一章课件.ppt

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1、电工学（少学时）唐介主编第1章直流电路1.1电路的作用和组成1.2电路的基本物理量1.3电路的状态1.4电路中的参考方向1.5理想电路元件1.6基尔霍夫定律1.7支路电流法1.8叠加定理1.9等效电源定理1.10非线性电阻电路1.1电路的作用和组成一、什么是电路电路是电流的通路，它是为了某种需要由某些电工、电子器件或设备组合而成的。电路的组成：电源、负载和导线、开关等。实际电路电路模型E+–SIR电路是为完成某种预期的目的而设计、安装、运行的，由电路元件和电路器（部）件相互连接而成，具有传输电能、处理信号、测量、控制、计算等功能的整体。各种蓄电池和干电

2、池由化学能转换成电能。电源汽轮发电机和风力发电机将机械能转换成电能。实际的负载包括电动机、电动工具和家用电器等等。电动机手电钻吸尘器负载二、电路的作用电力系统扩音器电路的作用实现电能的传输和转换实现信号的传递和处理电灯电炉电动机发电机升压变压器降压变压器放大器功率低(10-3w)力能电路信号电路从电源来看，电源本身的电流通路称为内电路，电源以外的电流通路称为外电路。当电路中的电流是不随时间变化的直流电流时，这种电路称为直流电路。当电路中的电流是随时间按正弦规律变化的交流电流时，这种电路称为交流电路。无源网络有源网络二端网络1.2电路的基本物理量I1.电

3、流电流的实际方向：规定为正电荷运动的方向。EUS＋－＋－＋－UL＋直流电路中：I=Qti=dqdt（A）2.电位电场力将单位正电荷从电路的某一点移至参考点时所消耗的电能。参考点的电位为零。IEUS＋－＋－＋－UL直流电路中电位用V表示，单位为伏[特]（V）。参考点的选择：①选大地为参考点：②选元件汇集的公共端或公共线为参考点：3.电压电场力将单位正电荷从电路的某一点移至另一点时所消耗的电能。电压就是电位差。IUS＋－＋E－＋－UL直流电路中电压用U表示，单位为伏[特]（V）。US是电源两端的电压，UL是负载两端的电压。4.电动势电源中的局外力（非电场力

4、）将单位正电荷从电源负极移至电源正极时所转换而来的电能称为电源的电动势。电动势的实际方向：由低电位指向高电位。符号：E或e，单位：V。5.电功率定义：单位时间内所转换的电能。电源产生的功率：PE=EI符号：P（直流电路）。单位：W。负载取用的功率：PL=ULIIEUS＋－＋－＋－UL6.电能定义：在时间t内转换的电功率称为电能：W=Pt符号：W（直流电路）。单位：J。单位转换：千瓦时（kW·h）1千瓦时为1度电，1kW·h＝3.6106J。电源输出的功率：P=USIUS已知：4C正电荷由a点均匀移动至b点电场力做功8J，由b点移动到c点电场力做功为1

5、2J。(1)若以b点为参考点，求a、b、c点的电位和电压Uab、Ubc;(2)若以c点为参考点，再求以上各值。解(1)以b点为电位参考点acbabc解(2)电路中电位参考点可任意选择；参考点一经选定，电路中各点的电位值就是唯一的；当选择不同的电位参考点时，电路中各点电位值将改变，但任意两点间电压保持不变。结论以c点为电位参考点当电源与负载接通，电路中有了电流及能量的输送和转换。电路的这一状态称为通路。1.3电路的状态一、通路IEUS＋－＋－ULS通路时，电源向负载输出电功率，电源这时的状态称为有载或称电源处于负载状态。各种电气设备在工作时，其电压、电流

6、和功率都有一定的限额，这些限额是用来表示它们的正常工作条件和工作能力的，称为电气设备的额定值。二、开路S1S2EEL1EL2当某一部分电路与电源断开，该部分电路中没有电流，亦无能量的输送和转换，这部分电路所处的状态称为开路。有源电路开路的特点：开路处的电流等于零I＝0开路处的电压应视电路情况而定电源既不产生也不输出电功率，电源这时的状态称为空载。U视电路而定三、短路当某一部分电路的两端用电阻可以忽略不计的导线或开关连接起来，使得该部分电路中的电流全部被导线或开关所旁路，这一部分电路所处的状态称为短路或短接。S1S2电源短路短路的特点：短路处的电压等于零

7、U＝0短路处的电流应视电路情况而定I视电路而定有源电路EL1EL21.4电路中的参考方向II原则上参考方向可任意选择。在分析某一个电路元件的电压与电流的关系时，需要将它们联系起来选择，这样设定的参考方向称为关联参考方向。＋－U电源负载＋－U参考方向对电路功率的影响u,i取关联参考方向p=ui表示元件吸收的功率P>0吸收正功率(实际吸收)P<0吸收负功率(实际发出)p=ui表示元件发出的功率P>0发出正功率(实际发出)P<0发出负功率(实际吸收)u,i取非关联参考方向+-iu+-iu1.5理想电路元件理想电路元件理想有源元件理想无源元件电压源电流源电阻元

8、件电容元件电感元件一、理想有源元件1.电压源＋－USI＋－U＝US＝定值USUOI电压源的特点