电路的基本概念和基本定律.ppt

制作人：李明 渤海钻探工程公司集中培训课件-装备专业 钻井提速与工程质量控制 & 目 录 p电路中的物理量 p电路元件 p欧姆定律 p克希荷夫定律 p 。 讨论题 求：I1、I2 、I3 能否很快说出结果 ？ 1 + + - - 3V 4V 1 1 + - 5V I1 I2 I3 电路的物理量 电池 灯泡 电流、电压、电动势 E I R U + _ 负载 电源 电路中物理量的正方向 物理量的正方向： 实际正方向 假设正方向 实际正方向： 物理中对电量规定的方向。 假设正方向（参考正方向）： 在分析计算时，对电量人为规定的方向。 物理量的实际正方向 物理量正方向的表示方法 电池 灯泡 I RUab E + _ a b u _ + 正负号 a b Uab（高前低后） 双下标 箭 头 u ab电压 + - I R 电流：从高电位 指向低电位。 电路分析中的假设正方向（参考方向） 问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中 物理量的实际方向，电路如何求解？ 电流方向 AB？ 电流方向 BA？ E1 AB R E2 IR (1) 在解题前先设定一个正方向，作为参考 方向； 解决方法 (3) 根据计算结果确定实际方向：若计算结果 为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结 果为负，则实际方向与假设方向相反。 (2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间 相互关系的代数表达式； 已知：E=2V, R=1问： 当U分别为 3V 和 1V 时，IR=?E IRR UR a b U 解：(1) 假定电路中物理量的正方向如图所示； (2) 列电路方程： (3) 数值计算 E IRR UR a b U (4) 为了避免列方程时出错，习惯上把 I 与 U 的方向按相同方向假设。 (1) 方程式U/I=R 仅适用于假设正方向一致 的情况。 (2) “实际方向”是物理中规定的，而“ 假设正方向”则是人们在进行电路分析计算时, 任意假设的。 (3) 注意一定要先假定“正方向”(即在图 中表明物理量的参考方向)，然后再列方程计算 。缺少“参考方向”的物理量是无意义的. IR UR a b 假设: 的方向一致 例 假设: 的方向相反 IR UR a b 电 功 率 a I R U b 功率的概念：设电路任意两点间的电压为 U ,流入此部分电路的电流为 I， 则这部分电路消 耗的功率为: 功率有无正负？ 在 U、 I 正方向选择一致的前提下， I RU a b “吸收功率” （负载） “发出功率” （电源） 若 P = UI 0 若 P = UI 0 I U a b + - 当 计算的 P 0 时, 则说明 U、I 的实际 方向一致，此部分电路消耗电功率，为负载。 所以，从 P 的 + 或 - 可以区分器件的性质 ， 或是电源，或是负载。 结 论 在进行功率计算时，如果假设 U、I 正方向一致。 当计算的 P E 时， I 0 表明方向与图中假设方向一致 当 UabE 时， I 0 表明方向与图中假设方向相反 E + _ b a I Uab R 1.2.2 克希荷夫氏定律（克氏定律） 用来描述电路中各部分电压或各部分 电流间的关系,其中包括克氏电流和克氏电 压两个定律。 节点：三个或三个以上支路的联结点 支路：电路中每一个分支 回路：电路中任一闭合路径 支路：ab、ad、 . （共6条） 回路：abda、bcdb . （共7 个 ） 节点：a、b、 . (共4个 ） 例 I3 E4 E3 _ + R3 R6 + R4 R5 R1 R2 a b c d I1 I2 I5 I6 I4 - (一) 克氏电流定律 对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流 等于由节点流出的电流。或者说，在任一瞬间， 一个节点上电流的代数和为 0。 I1 I2 I3 I4 I =0即： 例 或： 例 I1+I2=I3 例 I=0 克氏电流定律的扩展 I=? I1 I2 I3 E2E3E1 + _ R R1 R + _ + _ R (二) 克氏电压定律 例如：回路 a-d-c-a 电位升电位降 即： 或： I3 E4 E3 _ + R3 R6 + R4 R5 R1 R2 a b c d I1 I2 I5 I6 I4 - 电位升电位降 E + _ R a b Uab I 克氏电压定律也适合开口电路。 例 关于独立方程式的讨论 问题的提出：在用克氏电流定律或电压定律列 方程时，究竟可以列出多少个独立的方程？ 例 a I1 I2 E2 + - R1 R3 R2 + _ I3 #1 #2 #3 b E1 分析以下电路中应列几个电流方程？几个 电压方程？ 克氏电流方程： 节点a： 节点b： 独立方程只有 1 个 克氏电压方程： #1 #2 #3 独立方程只有 2 个 a I1 I2 E2 + - R1 R3 R2 + _ I3 #1 #2 #3 b E1 设：电路中有N个节点，B个支路 N=2、B=3 b R1R2 E2E1 + - R3 + _ a 小 结 独立的节点电流方程有 (N -1) 个 独立的