电工与电子技术 教学课件 作者 孙立坤 等 第1章　电路与电路分析基础.ppt

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1、电工与电子技术主编第1章　电路与电路分析基础1.1　电路及电路模型1.2　电路的基本物理量1.3　电路中的电阻1.4　电路的工作状态1.5　电流源和电压源及其等效变换1.6　基尔霍夫定律1.7　电路的基本分析方法1.1　电路及电路模型1.1.1　电路及组成把一些元器件或电气设备按一定的方式，通过中间线路连接起来构成的电流通路称为电路。1.1.2　电路模型电路中的元件所表现的电磁特性和能量转换特征一般比较复杂。图1-?1　晶体管放大电路1.2　电路的基本物理量1.2.1　电流在电场力的作用下，电荷有规则地定向移动形成了电流。图1-?2　电流的方向1.2.2　电压电压是

2、反映电场力做功能力的物理量。1.2　电路的基本物理量图1-?3　电压的方向1.2.3　电动势电动势反映了电源把其他形式的能量转换为电能本领的大小。1.2　电路的基本物理量图1-?4　锂电池1.2　电路的基本物理量图1-?5　质子交换膜结构燃料电池1.2.4　电流、电压的参考方向1.2　电路的基本物理量在分析和计算较复杂的电路时，对于某一段电路或某一元件，流过其中的电流的实际方向或其两端电压的实际方向往往很难判断，因此引入了参考方向。图1-?6　电流的实际方向与参考方向1.2　电路的基本物理量图1-?7　电压的实际方向与参考方向1.2　电路的基本物理量图1-?8　例1

3、-?1图例1-?1　电路如图1-?8所示，已知E1=6V，E2=4V，R1=4Ω，1.2　电路的基本物理量R2=2Ω。如果以B点为参考点，求A、C点电位。解：各电阻中电流的参考方向如图1-?8所示。通过观察，R1、R2、E1形成一个简单的串联回路，R3没有形成回路。以B点为参考点，则有1.3　电路中的电阻1.3.1　电阻元件电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。图1-?9　常用电阻实物图图1-?10　常用电阻的图形符号1.3　电路中的电阻图1-?11　热敏电阻外形1.3.2　欧姆定律与电阻的串并联1.3　电路中的电阻1.一段电路的欧姆定律图1-?12　一段含有电阻的电路

4、1.3　电路中的电阻图1-?13　线性元件的伏安特性曲线2.全电路欧姆定律1.3　电路中的电阻3.电阻的串联、并联1)电阻串联的基本特点：电路中流经各电阻的电流都相等；电路两端的总电压等于各电阻两端的电压之和；电阻串联后的总电阻等于各串联电阻的阻值之和。2)电阻并联的基本特点：电路中各并联电阻的电压相等；电路中的总电流等于流经各并联电阻的电流之和；电阻并联后总电阻的倒数等于各并联电阻阻值的倒数之和。1.3.3　导体材料及电阻在一定的温度下，导体材料本身的性质决定了导体的电阻值的大小，电阻定律反映了这个特点，即1.3.4　远距离输电及线路功率损耗1.3　电路中的电阻我

5、国的远距离输电一般采用铝线，长距离架空线路用强度高、质量轻的钢芯铝绞线。例1-?2　一组额定电压为220V的照明负载，额定总功率为10kW，负载距电源1km。考虑距离较远，线路电压降增大，应适当增大导线截面积，所以选用了截面积为50mm2的铝芯双芯电缆，求线路电压降和功率损耗(铝的电阻率是0.0265Ω·mm2/m)。解：线路电阻为RL=2ρL/A=2×0.0265×1000/50Ω=1.06Ω图1-?14　线路的功率损耗1.3　电路中的电阻1.超导电力系统2.超导磁共振成像仪3.超导量子干涉器件(SQUID)1.4　电路的工作状态图1-?15　简单直流电路的工作状

6、态1.4.1　有载在图1⁃?15a中，当开关S闭合时，电源与负载形成通路，负载中有电流流过，电源向负载提供能量，此时就称电路处于有载工作状态，简称有载。1.4.2　短路1.4　电路的工作状态在图1⁃?15b中，由于某种原因，电源两端或负载两端出现了直接接触，负载电阻为零，此时就称电路处于短路工作状态，简称短路。1.4.3　开路在图1⁃?15c中，当开关S断开时，负载中没有电流流过，电源不向负载提供能量，此时就称电路处于开路工作状态，简称开路，也称断路或空载。图1-?16　实验方法测定电源电动势1.4　电路的工作状态图1-?17　电源的外特性1.4　电路的工作状态图1

7、-?18　例1-?3图例1-?3　如图1-?18所示，电源的电动势E=6V，1.4　电路的工作状态电源的内阻R0=0.2Ω，闭合开关S，当负载电阻分别为RL＝11.8Ω、RL＝0、RL＝时，求电流表的电流I、负载电阻两端的电压U、电源的内压降U0各为多大？解：根据全电路欧姆定律可知：(1)当RL＝11.8Ω时，电路处于有载状态，此时有:(2)当RL＝0时，电源内阻一般比较小，电路处于短路状态，此时有:(3)当RL＝时，电路处于开路状态，此时有:1.5　电流源和电压源及其等效变换1.5.1　电压源与电流源一个实际的电源可以建立不同的电源模型。图1-?19　理想电压