电工学 第1章电路的基本概念与基本定律ppt课件.ppt

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1、封面成都理工大学电工学多媒体课件主讲：李雪梅课程简介电工学是非电专业一门技术基础课。其任务是使学生通过本课程的学习,获得电工技术和电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，了解电气技术和其他科技领域的相互联系和相互促进的关系，为今后的学习和工作奠定理论和实践基础。通过电工学实验,学习各种常用的电工电子仪器仪表的使用方法,掌握电工电子方面的实践技能。主要内容包括：电路理论，电机与控制，模拟电子技术，数字电子技术.以及现代新技术等内容。电工实验台：PLC实验台：PLC实验箱：第一章电路的基本概念与基本定律1.

2、1电路的组成、电路元件和电路模型1.2电压电流及其参考方向1.3电路的工作状态1.4电路的基本定律1.5电路中电位的分析1.1电路的组成、电路元件和电路模型电路=电源+中间环节+负载电池灯泡EIRU+_负载电源电路的组成理想电路元件：电阻（R）、电感（L）、电容（C）、和理想电源（Us、Is）等。电路元件实际电路都是根据人们的需要将实际的电路元件或器件搭接起来，以完成人们的预想要求。如发电机、变压器、电动机、电阻器及电容器等但是，实际元器件的电磁特性十分复杂。为便于对电路的分析和数学描述，常将实际元器件理想

3、化（即模型化）由理想电路元件组成的电路就是电路的电路模型。电路模型电路与电路模型实际电路：电路模型：导线开关电池灯泡+R0R开关E干电池电珠S导线开关电池+R0R开关E干电池电珠SI1.2电流和电压及其参考方向电流电压电动势参考方向：分析计算时，任意设定的假想方向，又叫正方向。电路中用箭头表示。电流概念:电荷有规则的定向运动大小:单位时间通过导体横截面的电荷量方向:正电荷移动的方向单位:安培(A)、毫安(mA)、微安(A)abSIabi=dq/dtI=q/t(直流)电流方向AB？电流方向BA？U1AB

4、RU2IR问题：为什么要设参考方向？(1)在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；(2)根据参考方向和电路的基本定律，列出物理量间相互关系的代数表达式；(3)根据计算结果确定实际方向。解决方法：参考方向：分析计算时，任意设定，电路中用箭头表示。根据计算结果的正负确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与参考方向一致；若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。若I=2A，则电流从a流向b；例：若I=–2A，则电流从b流向a。abRI电压概念：电荷在导体中作定向运动时，一定要受到力的作用。如果这个力源是电场，则

5、电荷运动就要消耗电场能量，或者说电场力对电荷作了功。为衡量电场力对电荷作功的能力，引入一新的物理量——电压大小：a、b两点间电压Uab在数值上等于电场力把单位正电荷从a点移到b点所作的功。也就是单位正电荷在移动过程中所失去的电能。电路的基本物理量方向：电压的方向规定为由高电位（＋极性）端指向低电位（－极性）端，即为电位降低的方向。在分析电路之前，可以任意选择某一方向为电压的参考方向。当实际电压方向与参考方向一致时，电压值为正，反之为负。单位：伏特(V)千伏(kV)毫伏(mV)电路的基本物理量电压电动势电路的

6、基本物理量方向：电动势的实际方向是由电源低电位端指向电源高电位端。在分析问题时可设参考方向。单位：电动势与电压的单位相同。为伏特(V)标量性：电动势与电压和电流都是标量。如图为关联方向定义的电压和电流关联方向当a、b两点间所选择的电压参考方向由a指向b时，也选择电流的参考方向经电路由a指向b，这种参考方向的定义方式成为关联方向。电路的基本物理量abIUabIU电功率（P）U、I为关联参考方向时：P=UIU、I为非关联参考方向时：P=－UI单位:MW,kW,W,mW等电功率：元件两端电压与电流的乘积电阻在电路

7、中一定消耗功率,起负载作用;恒压源或恒流源在电路中可能吸收功率（负载），也可能发出功率（电源）。（电源与负载的判别）根据实际方向判：若U和I的实际方向相反，电流“+”端流出，则该元件发生功率，起电源作用；若U和I的实际方向相同，电流从“+”端流入，取用功率，起负载作用。根据参考方向判：U、I参考方向相同：P=UI，P>0时（表明U、I实际方向相同），为负载；P<0时（表明U、I实际方向相反）为电源。U、I参考方向相反，P=UI，P>0时（表明U、I实际方向相反），为电源；P<0时（表明U、I实际方向相同），

8、为负载。例1．图1-3中已知U1=-1V，U2=-3V，U3=-1V，U4=1V，U5=2V，I1=4A，I5=-2A,I3=-2A试判断各元件是电源还是负载，并验证功率平衡元件1，3，4，5为负载；元件2为电源第一章最简单的电路为直流电路，本节讨论电路的工作状态、开路状态和短路状态，所讨论的内容有电流、电压及功率等方面的特性。本节讨论问题的理论依据是欧姆定律R0EUabR如图电路：E为电源的电动势U为电源的端电