电工电子技术 第1章 直流电路

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1、电工电子技术任万强张钢主编中国水利水电出版社第一篇电工技术电工技术:电路、电机、电器控制技术学习关注:基础性、应用性、先进性。知识点和学习要求（1）了解电路的基本组成及各部分的作用，熟悉电气设备额定值及电路工作状态；（2）认识电压、电流参考（正）方向在电路分析中的重要性；掌握电压、电流实际方向与参考方向的联系；掌握电能与电功率概念的不同点。理解电流的热效应，了解电流的热效应在实际工程中和实际生活中的应用。（3）理解基尔霍夫电流和电压定律的内容及其扩展应用；掌握应用两定律分析一般电路的方法和技能。（4）掌握叠加定律和戴维南定理分析电路的步骤和适用场合，并能应

2、用它们对电路进行分析和计算。第1章直流电路1.1电路的组成及基本物理量1.2欧姆定律及电路模型1.3电路的串接及并联1.4电气设备的额定值、电路的几种状态1.5电压源、电流源及其等效变换1.6基尔霍夫定律及其应用1.7电路中电位的计算1.8戴维南定理叠加定理第1章直流电路1.1电路的组成及基本物理量1电路的组成电路是由各种电气器件按一定方式用导线连接组成的总体，它提供了电流通过的闭合路径。这些电气器件包括电源、开关、负载等。电源是把其它形式的能量转换为电能的装置，例如，发电机将机械能转换为电能。图1-1简单电路负载:是取用电能的装置，它把电能转换为其

3、它形式的能量。例如，电动机将电能转换为机械能，电热炉将电能转换为热能，电灯将电能转换为光能。导线和开关用来连接电源和负载，为电流提供通路，把电源的能量供给负载，并根据负载需要接通和断开电路。电路的功能和作用有两类：第一类功能是进行能量的转换、传输和分配；第二类功能是进行信号的传递与处理。二电路的基本物理量1.电流电流是由电荷的定向移动而形成的。当金属导体处于电场之内时，自由电子要受到电场力的作用，逆着电场的方向作定向移动，这就形成了电流。直流:其大小和方向均不随时间变化的电流叫恒定电流，简称直流。电流的强弱用电流强度来表示，对于恒定直流，电流强度I

4、用单位时间内通过导体截面的电量Q来表示，即电流的单位是A(安［培］)。在1秒内通过导体横截面的电荷为1C(库仑)时，其电流则为1A。计算微小电流时,电流的单位用mA(毫安)、μA(微安）或nA(纳安），其换算关系为：1mA=10-3A，1μA=10-6A，1nA=10-9A习惯上，规定正电荷的移动方向表示电流的实际方向。在外电路，电流由正极流向负极；在内电路，电流由负极流向正极。在进行电路计算时，先任意选定某一方向作为待求电流的正方向，并根据此正方向进行计算.1.若计算得到结果为正值，说明了电流的实际方向与选定的正方向相同；2.若计算得到

5、结果为负值，说明电流的实际方向与选定的正方向相反。图1-2表示电流的参考正方向(图中实线所示)与实际方向(图中虚线所示)之间的关系。图1-2电流的方向(a)参考正方向与实际方向一致;(b)参考正方向与实际方向相反2.电压电场力把单位正电荷从电场中点A移到点B所做的功WAB称为A、B间的电压,用UAB表示，即UAB=电压的单位为V(伏［特］)。如果电场力把1C电量从点A移到点B所作的功是1J(焦耳)，则A与B两点间的电压就是1V。计算较大的电压时用kV(千伏），计算较小的电压时用mV(毫伏）。其换算关系为：1kV=103V，

6、1mV=10-3V电压的实际方向规定为从高电位点指向低电位点，即由“+”极指向“－”极，因此，在电压的方向上电位是逐渐降低的。电压总是相对两点之间的电位而言的，所以用双下标表示，一个下标(如A)代表起点，后一个下标(如B)代表终点。电压的方向则由起点指向终点，有时用箭头在图上标明。当标定的参考方向与电压的实际方向相同时(图1-3(a))，电压为正值；当标定的参考方向与实际电压方向相反时(图1-3(b))，电压为负值。图1-3电压的正负与实际方向(a)参考正方向与实际方向一致;(b)参考正方向与实际方向相反3.电动势为了维持电路中有持续

7、不断的电流，必须有一种外力，把正电荷从低电位处（如负极B）移到高电位处（如正极A）。在电源内部就存在着这种外力。如图1-4所示，外力克服电场力把单位正电荷由低电位B端移到高电位A端，所做的功称为电动势，用E表示。电动势的单位也是V。如果外力把1C的电量从点B移到点A，所做的功是1J，则电动势就等于1V。电动势的方向规定为从低电位指向高电位，即由“－”极指向“+”极。图1-4电动势4.电功率在直流电路中，根据电压的定义，电场力所做的功是W=QU。把单位时间内电场力所做的功称为电功率，则有功率的单位是W(瓦［特］)。对于大功率，采用kW(千

8、瓦）或MW(兆瓦）作单位，对于小功率则用mW(毫瓦）或μW(微