2010年上海高考物理试题.ppt

聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 课程介绍: 总学时4 /17/68学时 2、主要学习内容: 直流电路 正弦交流电路 三相交流电路 磁路 1、电工基础是一切电类课 程学习的基础，只有学好电 路基础课程，才能更好地学 习其他电类课程； 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 低压单相照明配电原理图 PE 零 火 保 护 电源指示灯 线 零 胶盖开关 火 PE保护线 电度表 DD28型 1 2 3 4 漏电 保护开关 日 光 熔断器 灯 220V 40W 单相三极插座 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 1家庭用电的电源？ 2、我们生活中的用电器就是电源的负载，负载有哪 些种类，各种间有什么区别？ 电炉、电饭锅、电热水器、烘箱？ 空调、电动机、变压器？ 3、当我们使用的功率较大，或在工程中使用的动力 电一般是三相交流电路，它又是什么电源？与单相 交流电又有什么联系？ 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 课程要求课程要求 上课关键 笔记加强记忆 小结逻辑思维线 作业练习与拓宽 实验实践与技能 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 学习目标与要求： （1）了解电路的组成及其基本物理量的意义、单位和符号； （2）掌握电压、电流的概念及其正方向的规定； （3）掌握电能与电功率的计算方法； （4）了解电阻、电感、电容和电源元件的特性，掌握电压源与电 流源等效变换的原理； （5）掌握基尔霍夫定律及其在电路分析计算中的应用。 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 11 电路和电路模型 案例案例1:1:手电筒电路手电筒电路 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 请点击上图请点击上图 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院第 第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 手手 电电 筒筒 电电 路路 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 111电路 电路是由若干电气设备或元器件按一定方式用导线联接而成 的电流通路。通常由电源、负载及中间环节等三部分组成。 负载负载 电源电源 中间环节中间环节 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 11 电路和电路模型 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 电源是将其它形式的能量转换为电能的装置。 负载是取用电能的装置，通常也称为用电器。 中间环节是传输、控制电能的装置。 蓄电池蓄电池发电机发电机 灯泡灯泡 电动机电动机 电视机电视机 开关开关断路器断路器 熔断器熔断器 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 11 电路和电路模型 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 电路的分类（按照功能的不同） (1) 电力电路 发电机 升压变压器 降压变压器 电灯电炉 热能,水 能,核能 转电能 传输分配电能 电能转换 为光能,热 能和机械 能 实现电能传输和转换（强电） 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 电力系统示意图 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 (2) 信号电路 放大器话筒 扬声器 将语音转换 为电信号 (信号源) 信号转换、放 大、信号处理 (中间环节) 接受转换信 号的设备 (负载) 信号的传递和处理（弱电） 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 1、一种是用电气仪表对实际电路进行测量； 对各种各样的实际电路进行分析的办法有哪些? 2、另一种更主要的办法是将实际电路抽象为电路模型， 而后用电路理论进行分析计算。 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 112电路模型 1电路模型 由电路元件构成的电路，称为电路模型。由电路元件构成的电路，称为电路模型。 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 U U s s R R s s S S R RL L + + - - 11 电路和电路模型 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 2电路元件 为了便于对电路进行分析和计算，将实际元器件近似化、理 想化，使每一种元器件只集中表现一种主要的电或磁的性能，这 种理想化元器件就是实际元器件的模型。理想化元器件简称电路 元件。 滑线变阻器等滑线变阻器等 效为电阻元件效为电阻元件 滑线变阻器等滑线变阻器等 效为电阻元件效为电阻元件 与电感线圈与电感线圈 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 滑线变阻器滑线变阻器 11 电路和电路模型 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 1.电流 （1）电流的大小 电荷的有规则的定向运动就形成了电流。人们 习惯规定以正电荷运动的方向作为电流的实际方向。(电流动画) 电流的大小用电流强度（简称电流）来表示。电流强度在数 值上等于单位时间内通过导线某一截面的电荷量，用符号Q表示 。则： 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 一）电流、电压及其参考方向 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 电电 流流 流流 动动 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流，简称 直流电流，采用大写字母I表示，则 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 电流的单位是安培（简称安），用符号A表示；电荷量的单 位为库仑（简称库），用符号C表示；时间的单位为秒，用符号s 表示。当电流很小时，常用单位为毫安（mA）或微安；当电流很 大时，常用单位为千安（kA）。它们之间的换算关系为： 1A=1000mA=103mA 1A=1000000 A=106 A 1kA=1000A=103A 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 （2）电流的实际方向与参考方向 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 图图1.31.3简单电路简单电路 在电路分析中，任意选定一个方在电路分析中，任意选定一个方 向作为电流的方向，这个方向就称向作为电流的方向，这个方向就称 为为电流的参考方向电流的参考方向，又称为电流的，又称为电流的 正方向正方向. . 当电流的参考方向与实际方向相当电流的参考方向与实际方向相 同时，同时，电流为正值电流为正值。若电流的。若电流的参考参考 方向与实际方向相反方向与实际方向相反，则电流为负，则电流为负 值。值。 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院第 第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 图图1.31.3简单电路简单电路 在电路分析中，任意选定一个方在电路分析中，任意选定一个方 向作为电流的方向，这个方向就称向作为电流的方向，这个方向就称 为为电流的参考方向电流的参考方向，又称为，又称为电流的电流的 正方向正方向. . 当电流的参考方向与实际方向相当电流的参考方向与实际方向相 同时，电流为正值。若电流的同时，电流为正值。若电流的参考参考 方向与实际方向相反方向与实际方向相反，则，则电流为负电流为负 值值。 （2）电流的实际方向与参考方向 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院第 第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 电流参考方向的标注法电流参考方向的标注法 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 电流参考方向的标注法电流参考方向的标注法 I I 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 I I I I 电流参考方向的标注法电流参考方向的标注法 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 电流参考方向的标注法电流参考方向的标注法 I I I I I I abab a a b b 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 2.电压 （1）电压的大小 电路中a、b两点间电压，在数值上等于将单位正电荷从电 路中a点移到电路中b点时电场力所作的功，用uab表示，则： 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 大小和方向都不随时间变化的电压称为恒定电压，简称直 流电压，采用大写字母U表示，如a、b两点间的直流电压为： 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 电压的单位为伏特（V），常用的单位为千伏（kV）、毫伏（ mV）、微伏（ V）。它们之间的换算关系为： 1V=1000mV=103mV 1V=1000000 V=106 V 1kV=1000V=103V 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 （2）电压的实际方向与参考方向 当电压的参考方向与实际方向相同时，电压为正值，当 电压的参考方向与实际方向相反时，电压为负值。 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 电压参考方向的标注电压参考方向的标注 U U U U U U abab a a b b + + - - 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 （2）电压的实际方向与参考方向 当电压的参考方向与实际方向相同时，电压为正值，当 电压的参考方向与实际方向相反时，电压为负值。 电压参考方向的标注电压参考方向的标注 U U U U U U abab a a b b + + - - 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 （2）电压的实际方向与参考方向 当电压的参考方向与实际方向相同时，电压为正值，当 电压的参考方向与实际方向相反时，电压为负值。 电压参考方向的标注电压参考方向的标注 U U U U U U abab a a b b + + - - 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 （2）电压的实际方向与参考方向 当电压的参考方向与实际方向相同时，电压为正值，当 电压的参考方向与实际方向相反时，电压为负值。 电压参考方向的标注电压参考方向的标注 U U U U U U abab a a b b + + - - 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 1.定义：在电路中任选一点O作为参考点，则该电路中某一 点A到参考点的电压即为A点的电位， 用 表示。即 电位与电压的单位完全相同，也是用伏特（V）计量。 因电路参考点的电位为零，所以参考点也称零电位点。 二）电位及其参考点 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 （1）电路中A、B两点间的电压是A点与B点电位之差， 因此，电压又叫电位差。即 2.说明： （2）除参考点外，各点的电位值可正可负。 （3）参考点可任意选择，一经选定，电路其它各点 电位随之确定。 （4）参考点选择得不同，电路中同一点的电位随之 改变，但任两点间的电压不变。 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 为维持导体中的电流能够连续不断地 流过，且应使得导体a、b两端的电压不 致丧失，就要将b端的正电荷移至a端。 但电场力的作用方向恰好与此相反，因 此就必须要有另一种力去克服电场力而 使b端的正电荷移至a端。电源中必须具 有这种力电源力(非静电力)。 I Eab Uab + _ a b 电源力 三）电动势 正电荷从高电位a向低电位b移动 ，a端的正电荷逐渐减少会使其电位 逐渐降低。 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 I Eab Uab + _ a b 电源力 1.定义：电源力把单位正电荷从电源的负 极移到正极所做的功，人们将其称为电 源的电动势，用e表示，即 三）电动势 2.方向: 实际方向是从低电位指向高电位； 参考方向（任选) 3.单位：电动势与电压的单位相同。为伏特(V) 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 (1) 同一电源两端，电动势和电压大小相等，方向相反。 (2) 电动势一般只针对电源而言。 4.说明： 电池 灯泡 I RUab E + _ a b U 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 四）电功率与电能 电场力所作的功为Wab=QUab，单位时间内电场力所作的功 称为电功率，简称为功率。以符号P表示 。 当已知设备的功率为时，则在秒内消耗的电能为 Pt 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 电能表 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 电能： 1kWh（1千瓦小时称为1度）=3.6 MJ 1度电= 1度电的作用 供10瓦的节能灯工作100小时 可以生产方便面170包 电车行驶850m 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 电能表 测量用电器在一段时 间内消耗的电能。 问题：要想知道家中一个月消耗了多少电能，我们 通常用什么仪器来测量? 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 电能表的重要参数: 220V:电能表的额定电压为220V 10(20)A:电能表允许通过的电流为10A,短时间内允 许通过的最大电流为20A 50Hz:电能表只能在50Hz的交流电路中使用 600revs/kw.h:每消耗1 kw.h的电能,电能表上的转盘 转了600转 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 电电 能能 表表 的的 工工 作作 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 （1）当电流和电压为正值，其实际方向与参考方向一致；而电流和电压为负值，其实 际方向和参考方向相反。按照上述原则，各电流和电压的实际方向（用虚线表示）如图1 10（b）所示。 （2）计算各元件的功率 元件1：电压和电流参考方向一致 元件2：电压和电流参考方向一致 元件3：电压和电流的参考方向不一致 元件4：电压和电流的参考方向不一致 例12 在图110所示电路中，方框表示电源或电阻，各元件的电压和电流的参考方向 如图110（a）所示。通过测量得知： I1 = A， I2 = A， I3 = A， U1 = V， U2 = V， U3 = V， U4 = V。 （1）试标出各电流和电压的实际方向。 （2）试求每个元件的功率，并判断其是电源还是负载。 1.2 1.2 电路的基本物理量及相互关系电路的基本物理量及相互关系 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 13 电阻、电容、电感元件及其特性 案例案例1 1 单相异步电动机负载 吊扇电气原理图吊扇电气原理图 L LA A 、L L B B 分别是单相异步分别是单相异步 电动机（电动机（MM）的工作绕组）的工作绕组 、起动绕组；电容、起动绕组；电容C C是起动是起动 电容，它与起动绕组电容，它与起动绕组L L B B 串串 联；联；S S是开关；电感是开关；电感L L是的是的 调速电抗器。调速电抗器。 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.3 3 电阻、电容、电感元件及其特性电阻、电容、电感元件及其特性 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 131 电阻元件及欧姆定律 1电阻元件的图形、文字符号 电阻器通常就叫电阻，在电路图中用字母“R”或“r”表示 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 13 电阻、电容、电感元件及其特性 电阻的图形符号电阻的图形符号 电阻器的电阻器的SISI（国际单位制）单位是欧姆，简称欧，通常用符（国际单位制）单位是欧姆，简称欧，通常用符 号号“”表示。常用的单位还有表示。常用的单位还有“k”“M”k”“M”，它们的换算关，它们的换算关 系如下：系如下： 1M=1000k=1000000 1M=1000k=1000000 实物图 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.3 3 电阻、电容、电感元件及其特性电阻、电容、电感元件及其特性 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 电阻的实物图电阻的实物图 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.3 3 电阻、电容、电感元件及其特性电阻、电容、电感元件及其特性 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 2电阻元件的伏安特性 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性非线性电阻 非线性电阻( (二极管二极管) )的伏安特性的伏安特性 0 0 u u i i 0 0 i i R R u uR R 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.3 3 电阻、电容、电感元件及其特性电阻、电容、电感元件及其特性 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 2电阻元件的伏安特性 0 0 i i R R u uR R 0 0 u u i i 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性非线性电阻 非线性电阻( (二极管二极管) )的伏安特性的伏安特性 1.1.3 3 电阻、电容、电感元件及其特性电阻、电容、电感元件及其特性 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 2电阻元件的伏安特性 0 0 u u i i 0 0 i i R R u uR R 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性非线性电阻 非线性电阻( (二极管二极管) )的伏安特性的伏安特性 1.1.3 3 电阻、电容、电感元件及其特性电阻、电容、电感元件及其特性 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 3.欧姆定律 在电阻电路中，当电压与电流为关联参考方向，电流的大小 与电阻两端的电压成正比，与电阻值成反比。即欧姆定律可用 下式表示： 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 U U I I 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.3 3 电阻、电容、电感元件及其特性电阻、电容、电感元件及其特性 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 欧姆定律表达了电路中电压、电流和电阻的关系： （1）如果电阻保持不变，当电压增加时，电流与电压成正比例 地增加；当电压减小时，电流与电压成正比例地减小。 （2）如果电压保持不变，当电阻增加时，电流与电阻成反比例 地减小；当电阻减小时，电流与电阻成反比例地增加。 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 3.欧姆定律 欧姆定律可以有三种不同的表示形式欧姆定律可以有三种不同的表示形式 : : U U= = R RI I 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.3 3 电阻、电容、电感元件及其特性电阻、电容、电感元件及其特性 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 电阻元件的功率为电阻元件的功率为 上式表明，电阻元件吸收的功率恒为正值，而与电压、电上式表明，电阻元件吸收的功率恒为正值，而与电压、电 流的参考方向无关。因此，电阻元件又称为耗能元件。流的参考方向无关。因此，电阻元件又称为耗能元件。 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.3 3 电阻、电容、电感元件及其特性电阻、电容、电感元件及其特性 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 例13 如图11所示，应用欧姆定律求电阻R。 解： 1.1.3 3 电阻、电容、电感元件及其特性电阻、电容、电感元件及其特性 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 132 电容元件 1.电容元件的图形、文字符号 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 电容器又名储电器，在电路图中用字母电容器又名储电器，在电路图中用字母“C C”表示表示 电容器的电容器的SISI单位是法拉，简称法，通常用符号单位是法拉，简称法，通常用符号“F”F”表示。表示。 常用的单位还有常用的单位还有“FF”“”“pFpF”，它们的换算关系如下：，它们的换算关系如下： 1F=106F =1012 pF1F=106F =1012 pF 实物图 固定电容固定电容 电解电容电解电容可调电容可调电容微调电容微调电容 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.3 3 电阻、电容、电感元件及其特性电阻、电容、电感元件及其特性 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 电解电容电解电容 钽电容钽电容 电容电容 涤纶电容涤纶电容 微调电容微调电容 电容的实物图电容的实物图 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 金属电容金属电容 1.1.3 3 电阻、电容、电感元件及其特性电阻、电容、电感元件及其特性 独石电容独石电容 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 2电容元件的特性 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 当电压、电流为关联参考方向时，线性电容元件的特性方程为：当电压、电流为关联参考方向时，线性电容元件的特性方程为： C C的单位为法拉，简称法的单位为法拉，简称法(F)(F) 只有当电容元件两端的电压发生变化时，才有电流通过。电压只有当电容元件两端的电压发生变化时，才有电流通过。电压 变化越快，电流越大。当电压不变（直流电压）时，电流为零。所变化越快，电流越大。当电压不变（直流电压）时，电流为零。所 以电容元件有以电容元件有隔直通交隔直通交的作用。的作用。 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.3 3 电阻、电容、电感元件及其特性电阻、电容、电感元件及其特性 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 隔隔 直直 通通 交交 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 在在u u、i i关联参考方向下，线性电容元件吸收的功率为：关联参考方向下，线性电容元件吸收的功率为： 在在t t时刻，电容元件储存的电场能量为时刻，电容元件储存的电场能量为 电容在充放电过程中并不消耗能量电容在充放电过程中并不消耗能量, ,是一种储能元件。是一种储能元件。 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.3 3 电阻、电容、电感元件及其特性电阻、电容、电感元件及其特性 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 1 13 33 3 电感元件电感元件 1.1.电感元件的图形、文字符号电感元件的图形、文字符号 线圈中通过一定数量的变化电流，线圈产生感应电动势大小的能力就线圈中通过一定数量的变化电流，线圈产生感应电动势大小的能力就 称为线圈的电感量，简称电感。电感常用字母称为线圈的电感量，简称电感。电感常用字母“L L”表示。表示。 电感的电感的SISI单位是亨利，简称亨，通常用符号单位是亨利，简称亨，通常用符号“HH”表示。常用单位表示。常用单位 还有还有“HH”“”“mHmH”，它们的换算关系如下：，它们的换算关系如下： 1H=106H =103 1H=106H =103 mHmH 线圈线圈带磁芯连续可调线圈带磁芯连续可调线圈磁芯线圈磁芯线圈磁芯有单隙的线圈磁芯有单隙的线圈带固定抽头的线圈带固定抽头的线圈 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.3 3 电阻、电容、电感元件及其特性电阻、电容、电感元件及其特性 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 2 2电感元件的特性电感元件的特性 任何导体当有电流通过时，在导体周围就会产生磁场；如果电流任何导体当有电流通过时，在导体周围就会产生磁场；如果电流 发生变化，磁场也随着变化，而磁场的变化又引起感应电动势的产生发生变化，磁场也随着变化，而磁场的变化又引起感应电动势的产生 。这种感应电动势是由于导体本身的电流变化引起的，称为自感。当。这种感应电动势是由于导体本身的电流变化引起的，称为自感。当 线圈中的电流发生变化时，自感电动势总是阻止电流的变化。线圈中的电流发生变化时，自感电动势总是阻止电流的变化。 当电压、电流为关联参考方向时，线性电感元件的特性方程为当电压、电流为关联参考方向时，线性电感元件的特性方程为 L L的单位为亨利，简称亨的单位为亨利，简称亨( (HH) ) 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.3 3 电阻、电容、电感元件及其特性电阻、电容、电感元件及其特性 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 若电压、电流为非关联参考方向，则电感元件的特性方程为：若电压、电流为非关联参考方向，则电感元件的特性方程为： 在在u u、i i关联参考方向下，线性电感元件吸收的功率为关联参考方向下，线性电感元件吸收的功率为 在在t t时刻，电感元件储存的磁场能量为时刻，电感元件储存的磁场能量为 电感元件并不消耗能量，因此，电感元件也是一种储能元件。电感元件并不消耗能量，因此，电感元件也是一种储能元件。 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.3 3 电阻、电容、电感元件及其特性电阻、电容、电感元件及其特性 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 1.4 电路中的独立电源 案例案例. .蓄电池蓄电池 汽车照明灯电气原理图汽车照明灯电气原理图 电压源和电流源总称为独立电源，简称独立源。电压源和电流源总称为独立电源，简称独立源。 请点击蓄电池请点击蓄电池 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.4 4 电路中的独立电源电路中的独立电源 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 1.1.4 4 电路中的独立电源电路中的独立电源 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 汽汽 车车 蓄蓄 电电 池池 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 1.4.1 1.4.1 电压源电压源 1 1理想电压源理想电压源 理想电压源简称为电压源，是一个二端元件，它有两个基本特点：理想电压源简称为电压源，是一个二端元件，它有两个基本特点： （1 1）无论它的外电路如何变化，它两端的输出电压为恒定值）无论它的外电路如何变化，它两端的输出电压为恒定值U U S S ，或为一，或为一 定时间的函数定时间的函数 u u s s（t t）。）。 （2 2）通过电压源的电流还取决于与之相连接的外部电路。）通过电压源的电流还取决于与之相连接的外部电路。 电压源的图形符号电压源的图形符号 电压源的伏安特性电压源的伏安特性 u u s s U U s s 0 0 U U I I U U s s 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.4 4 电路中的独立电源电路中的独立电源 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 2 2实际电压源实际电压源 实际的直流电压源实际的直流电压源可用数值等于可用数值等于U U S S 的理想电压源和一个内的理想电压源和一个内 阻阻R R i i 相串联的模型来表示相串联的模型来表示 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.4 4 电路中的独立电源电路中的独立电源 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 2 2实际电压源实际电压源 实际的直流电压源实际的直流电压源可用数值等于可用数值等于U U S S 的理想电压源和一个内的理想电压源和一个内 阻阻R R i i 相串联的模型来表示相串联的模型来表示 其特性为其特性为 + + - - R Ri i U U s s 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.4 4 电路中的独立电源电路中的独立电源 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 0 0 U U I I 其特性为其特性为 2 2实际电压源实际电压源 实际的直流电压源实际的直流电压源可用数值等于可用数值等于U U S S 的理想电压源和一个内的理想电压源和一个内 阻阻R R i i 相串联的模型来表示相串联的模型来表示 实际直流电压源的端电压为：实际直流电压源的端电压为： U=UU=U S S -U-U R R =U=U S S - -IRIR i i 其特性为其特性为 U U R Ri iI I 实际电压源实际电压源 + + - - R Ri i U U s s 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.4 4 电路中的独立电源电路中的独立电源 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 1.4.2 1.4.2 电流源电流源 1 1理想电流源理想电流源 理想电流源简称为电流源，是一个二端元件，它有两个基本特点：理想电流源简称为电流源，是一个二端元件，它有两个基本特点： （1 1）无论它的外电路如何变化，它的输出电流为恒定值）无论它的外电路如何变化，它的输出电流为恒定值I I S S ，或为一定时间，或为一定时间 的函数的函数i i S S （t t）。）。 （2 2）电流源两端的电压还取决于与之相连接的外部电路。）电流源两端的电压还取决于与之相连接的外部电路。 电流源的表示符号及特性电流源的表示符号及特性 i i s s 其特性为其特性为 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.4 4 电路中的独立电源电路中的独立电源 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 0 0 U U I I 1.4.2 1.4.2 电流源电流源 1 1理想电流源理想电流源 理想电流源简称为电流源，是一个二端元件，它有两个基本特点：理想电流源简称为电流源，是一个二端元件，它有两个基本特点： （1 1）无论它的外电路如何变化，它的输出电流为恒定值）无论它的外电路如何变化，它的输出电流为恒定值I I S S ，或为一定时间，或为一定时间 的函数的函数i i S S （t t）。）。 （2 2）电流源两端的电压还取决于与之相连接的外部电路。）电流源两端的电压还取决于与之相连接的外部电路。 电流源的表示符号及特性电流源的表示符号及特性 i i s s 其特性为其特性为 I Is s 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.4 4 电路中的独立电源电路中的独立电源 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 2 2实际电流源实际电流源 实际的直流电流源可用数值等于实际的直流电流源可用数值等于I I S S 的理想电流源和一个内阻的理想电流源和一个内阻 R R i i 相并联的模型来表示相并联的模型来表示 实际电流源及伏安特性实际电流源及伏安特性 I Is s I I + + - - U U R Ri i 其特性为其特性为 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.4 4 电路中的独立电源电路中的独立电源 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 I Is s I I + + - - U U R Ri i 2 2实际电流源实际电流源 实际的直流电流源可用数值等于实际的直流电流源可用数值等于I I S S 的理想电流源和一个内阻的理想电流源和一个内阻 R R i i 相并联的模型来表示相并联的模型来表示 实际电流源及伏安特性实际电流源及伏安特性 0 0 U U I I 其特性为其特性为 I Is s I I R R i i U U 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.4 4 电路中的独立电源电路中的独立电源 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 实际电压源和实际电流源若要等效互换，其伏安特性方程必相实际电压源和实际电流源若要等效互换，其伏安特性方程必相 同，则其电路参数必须满足条件：同，则其电路参数必须满足条件： R R i i = =R R i i ；U U S S = =I I S SR R i i 当实际电压源等效变换成实际电流源时，电流源的电流等于电当实际电压源等效变换成实际电流源时，电流源的电流等于电 压源的电压与其内阻的比值，电流源的内阻等于电压源的内阻；当压源的电压与其内阻的比值，电流源的内阻等于电压源的内阻；当 实际电流源等效变换成实际电压源时，电压源的电压等于电流源的实际电流源等效变换成实际电压源时，电压源的电压等于电流源的 电流与其内阻的乘积，电压源的内阻等于电流源的内阻。电流与其内阻的乘积，电压源的内阻等于电流源的内阻。 应用电源等效互换分析电路时注意：应用电源等效互换分析电路时注意： （1 1）电源等效互换是对电源输出电流）电源等效互换是对电源输出电流I I、端电压、端电压U U的等效。的等效。 （2 2）理想的电压源与理想的电流源之间不便互换。）理想的电压源与理想的电流源之间不便互换。 （3 3）电源等效互换的方法可以推广运用，如果理想电压源与外接电阻）电源等效互换的方法可以推广运用，如果理想电压源与外接电阻 串联，可把外接电阻看其作内阻，则可互换为电流源形式；如果理想电串联，可把外接电阻看其作内阻，则可互换为电流源形式；如果理想电 流源与外接电阻并联，可把外接电阻看作其内阻，则可互换为电压源形流源与外接电阻并联，可把外接电阻看作其内阻，则可互换为电压源形 式。式。 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.4 4 电路中的独立电源电路中的独立电源 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 + + - - R Ri i U U s s 实际电压源实际电压源 换成电流源换成电流源 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.4 4 电路中的独立电源电路中的独立电源 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 + + - - R Ri i U U s s I Is s I I R Ri i 实际电压源实际电压源实际电流源实际电流源 I Is s I Is=s= U Us s R Ri i 换成电流源换成电流源 换成电压源换成电压源 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.4 4 电路中的独立电源电路中的独立电源 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 I Is s I I R Ri i 实际电压源实际电压源实际电流源实际电流源 + + - - R Ri i U U s s 换成电流源换成电流源 换成电压源换成电压源 I Is s U Us=s= R Ri i U U s s 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.4 4 电路中的独立电源电路中的独立电源 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 恒压源与恒流源特性比较 恒压源恒流源 不 变 量变 化 量 US + _ a b I Uab Uab = US （常数） Uab的大小、方向均为恒定， 外电路负载对 Uab 无影响。 I a b UabIs I = Is （常数） I 的大小、方向均为恒定， 外电路负载对 I 无影响。 输出电流 I 可变 - I 的大小、方向均 由外电路决定 端电压Uab 可变 - Uab 的大小、方向 均由外电路决定 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 1.5 电路的工作状态 电路有三种工作状态：开路、短路、额定工作状态。 1、开路 UOC I RO + - Us 开路时I=0，内阻Ro上电 压降为零。 开路电压UOC= Us 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 2、短路 US - + b ISC RO a U ab=0V 短路电流 ISC=US / RO 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 3、额定工作状态 任何电气设备都有一定的电压、电流和功率的限 额。 额定值就是电气设备制造厂对产品规定的使用限额。 额定电压 UN 额定值 额定电流 IN 额定容量 SN 电气设备工作在额定值的情况下就称为额定工作状态。 或称 “满载” 。设备超过额定值工作时称为 “过载 ” 。 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 1.6 基尔霍夫定律 支路支路 节点节点 回路回路 网孔网孔 先了解新的名词先了解新的名词 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.1.6 6 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 a a b b c c d d + + _ _ U Us s 5 5 R R5 5 R R3 3 R R1 1 R R2 2 R R4 4 R R6 6 I Is s + + _ _ U Us s 1 1 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 1.6 基尔霍夫定律 支路支路 节点节点 回路回路 网孔网孔 先了解新的名词先了解新的名词 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 a a b b c c d d + + _ _ U Us s 5 5 R R5 5 R R3 3 R R1 1 R R2 2 R R4 4 R R6 6 I Is s + + _ _ U Us s 1 1 一共有一共有6 6条支路条支路 1.1.6 6 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 1.6 基尔霍夫定律 先了解新的名词先了解新的名词 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 a a b b c c d d + + _ _ U Us s 5 5 R R5 5 R R3 3 R R1 1 R R2 2 R R4 4 R R6 6 I Is s + + _ _ U Us s 1 1 支路支路 节点节点 回路回路 网孔网孔 一共有一共有4 4个节点个节点 1.1.6 6 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 聊聊 城城 大大 学学 东东 昌昌 学学 院院 1.6 基尔霍夫定律 先了解新的名词先了解新的名词 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 a a b b c c d d + +