工作状态基尔霍夫.ppt

1 2电源的工作状态 1 2 1有载工作状态 I 电路中的电流 1 各物理量的关系 功率平衡式 电压平衡式 电源端电压 开关S闭合 I E RS R U I R U E IRS P PE I2 RS 2 电源外特性 Rs 0时 U E I RS RS 0且为定值时 一台质量好的电源 应满足RS R U E U随R的不同而变化 1 2 2电源开路 1 开路 2 特征 注意 1 2 3电源短路 1 短路 2 特征 I2RS 负载功率P 0 注意 开关断开 I 0 开路电压 检查开路故障时 抓住I 0 电源两端直接相连 U 0 检查短路故障时 抓住U 0 负载功率 U P 0 I 短路电流 电源功率PE 空载 E UOC E RS ISC 负载不工作 电源端电压U 0时 电源会烧坏 会引起火灾 1 2 4电气设备的额定值 为了保证电气设备的使用寿命和安全 生产厂家通过测试 允许通过的电流值 称为 额定电流 用IN表示 电气设备 包括负载 有欠载 满载和过载三种工作状态 欠载时 满载 即额定 时 过载 即超载 时 I IN P PN 这种工作状态经济合理且安全可靠 I IN P PN 设备易损坏 I IN P PN 电气设备没达到正常合理地运行状态 也没有充分利用设备的能力 这种工作状态不经济 给电气设备规定的在长期连续运行情况下 允许施加的值 允许施加的电压值 称为 额定电压 用UN表示 1 3电压和电流的参考方向 一 实际电流方向 电压极性的表示 名称 电源电动势 负载电压 负载电流 表示 I 说明 电动势的方向是电位升高的方向 电压的方向是电位降低的方向 电流的方向是电位降低的方向 是实际方向 实际极性 可以表示成Uab 可以表示成Iab 1 3 1电流和电压的参考方向 二 假定参考方向的原因 分析电路时 方程的建立 必须先标出电流方向 电压极性 复杂电路中 实际电流方向 电压极性难以事先判断 这个假设的电流方向 电压极性就是参考方向 参考极性 参考方向选定之后 电流 电压才有正负之分 才可以列出相应的电流 电压方程 才可以求出实际的电流方向 电压极性 要列电流方程 电压方程 必须先假设电流方向 电压极性 实际方向与参考方向一致时 电流 或电压 的值为正 三 实际方向与参考方向的关系 例 若按参考方向测出U 5V 若按参考方向测出U 5V 实际方向与参考方向相反时 电流 或电压 的值为负 则实际电流从a流向b 则实际电流从b流向a 则实际电压方向从a指向b 则实际电压方向从b指向a 设某支路电流参考方向如图 若按参考方向测出I 5A 若按参考方向测出I 5A 例 设某支路电压参考方向如图 参考方向 关联参考方向 分析计算电路时 如果事先不能判断各支路电压 电流的方向 可假定电压或电流为某一方向 这个假定的方向成为电压或电流的参考方向 理论上参考方向可任意选取 为避免解题中出现混论 通常规定假定的电压与电流参考方向必须一致 即电流参考方向从电压参考方向的高电位 极 指向低电位 极 这样的参考方向称关联参考方向 2 参考方向的表示方法 电流 电压 1 3 2电路中电源与负载的判断 一 根据U I的实际方向判别 推荐 电流从 端流出的 是电源 电流从 端流入的 是负载 二 根据U I的参考方向判别 关联时 I I P 0的是电源 P 0的是负载 非关联时 P 0的是负载 P 0的是电源 基尔霍夫定律 P22 支路 电路中的每一个分支 一条支路流过一个电流 称为支路电流 结点 三条或三条以上支路的联接点 回路 由支路组成的闭合路径 网孔 内部不含支路的回路 例1 支路 ab bc ca 共6条 回路 abda abca adbca 共7个 结点 a b c d 共4个 网孔 abd abc bcd 共3个 基尔霍夫电流定律 KCL定律 1 定律 即 入 出 在任一瞬间 流向任一结点的电流等于流出该结点的电流 实质 电流连续性的体现 或 0 对结点a I1 I2 I3 或I1 I2 I3 0 基尔霍夫电流定律 KCL 反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系 通常 流入结点的取 号 流出结点的取 号 电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面 2 推广 I 例 广义结点 I 0 IA IB IC 0 KCL的推广 结点 也可以是一个假想的封闭面 若将图示假想的封闭面看作一个结点 IA IB IC 0 试证明 1 式成立 证 在b结点处有 在c结点处有 将 2 3 4 式带入 1 式得 IA IB IC 1 式成立 证毕 IA IB IC 在a结点处有 则 应该有 某电路如图 IA Iab Ica IB Ibc Iab IC Ica Ibc Iab Ica Ibc Iab Ica Ibc 0 结论 结点 也可以是一个假想的封闭面 已知 例 1A 3A 2A I 解 I 所以 3 几点说明 1 2 求图示电路中的电流I 根据KCL定律有 1 3 2 I 2 A 应先假设各支路电路方向并标出 和支路中串有何种元件无关 再列结点电流方程 列KCL方程时 结点电流方程只和支路有关 在任一瞬间 沿任一回路循行方向 回路中各段电压的代数和恒等于零 基尔霍夫电压定律 KVL定律 1 定律 即 U 0 在任一瞬间 从回路中任一点出发 沿回路循行一周 则在这个方向上电位升之和等于电位降之和 对回路1 对回路2 E1 I1R1 I3R3 I2R2 I3R3 E2 或I1R1 I3R3 E1 0 或I2R2 I3R3 E2 0 基尔霍夫电压定律 KVL 反映了电路中任一回路中各段电压间相互制约的关系 1 列方程前标注回路循行方向 电位升 电位降E2 UBE I2R2 U 0I2R2 E2 UBE 0 2 应用 U 0列方程时 项前符号的确定 如果规定电位降取正号 则电位升就取负号 3 开口电