电工 直流电路.ppt

第1章直流电路 1 1电路及其基本物理量1 2电阻的连接1 3电路的工作状态1 4克希荷夫定律 1 5电压源和电流源 1 1电路及其基本物理量 1 1 1电路的组成和功能1 电路的组成电路是电流的流通路径 它是由一些电气设备和元器按一定方式连接而成的 电路一般由电源 负载和中间环节组成 1 电源 如发电机 电池等 电源可将其它形式的能量转换成电能 是向电路提供能量的装置 2 负载 指电动机 电灯等各类用电器 在电路中是接收电能的装置 可将其它形式的能量转换成电能 3 中间环节 将电源和负载连成通路的输电导线 控制电路通断的开关设备和保护电路的设备等 图1 1 外电路 由负载和中间环节组成 电流方向由电源正极指向负极 内电路 电源内部的电路 电流方向由电源负极指向正极 2 电路模型用理想元件代替实际部件构成与实际电路相对应的电路 如书中图1 2就是图1 1的电路模型 理想电路元件主要有电阻元件 电感元件 电容元件和源元件等 今后分析的都是指电路模型 简称电路 在电路图中 各种电路元件都用规定的图形符号表示 3 电路的作用1 实现电能的传输 分配与转换2 实现信号的传递与处理 1 1 2电路的基本物理量1 电流 电荷的定向移动形成电流 电流的大小用电流强度表示 简称电流 电流强度等于单位时间内通过导体横截面的电荷量 大写I表示直流电流 小写i表示交流电流 电流的单位是安培 用A表示 直流电流 大小方向不随时间变化的电流 交流电流 大小方向随时间变化的电流 或 电流的单位换算 1A 103mA 106 A 109nA 电流的方向电流的实际方向为正电荷的运动方向 电流的参考方向是指在电路图中标注的 假设的电流方向 电流参考方向与实际方向相同时其值为正 反之则为负值 讲解教材P 3例1 1题 2 电位电路中的某点相对于参考点的电压称为该点的电位 参考点 假定的电位零点 也称零电位点 可任意选定 一般电力工程中以大地作为参考点 电子线路中以多元件汇集处作为参考点 电位是一个相对量 参考点不同 各点的电位则不同 某点的电位用字母U加下标表示 如Ua表示a点的电位3 电压 电路中a b两点间的电压定义为单位正电荷由a点移至b点电场力所做的功 电压等于电路中两点电位之差 或 大写U表示直流电压 小写u表示交流电压 电压的单位为伏特 用V表示 电压的方向电压的实际方向规定为由高电位点指向低电位点 电压的参考方向是指在电路图中标注的 假设的电压方向 由前点指向后点 电压参考方向与实际方向相同时其值为正 反之则为负值 电压的单位及换算 1V 103mV 10 3KV 求电压 电位的方法由前点 该点 任意找一条路径到达后点 参考点 路径上的电压相加 即为该两点间 该点 的电压 电位 路径上的电压方向与路径方向相同时取正 反之取负 例1 2求分别以A B和D点为参考点时各点的电位及A B间电压 解 1 A为参考点 UA 0 V UB 3 V UC 5 3 2 V UD 6 5 3 4 V UAB 3 V 2 B为参考点 UB 0 V UA 3 V UC 5 V UD 6 5 1 V UAB 3 V 2020 3 16 11 可编辑 3 D为参考点 UD 0 V UC 6 V UB 5 6 1 V UA 3 1 4 V UAB 3 V 4 电能指在一段时间内电流所做的功 由电压的定义 U W qW Uq又由电流定义 I q tq It代入可得 W UIt式中电压的单位为伏特 V 电流单位为安培 A 时间的单位用秒 s 时 电能 或电功 的单位是焦耳 J 日常生产和生活中 电能 或电功 也常用度作为量纲 1度 1KW h 3 6 106J电流做功就是电能转换成其他形式能量的过程 5 电功率单位时间内电流所作的功称为电功率 用 P 表示U I t的单位为伏 安 秒时 P的单位为瓦特 W 换算关系 1kW 103W6 电动势非电场力把单位正电荷从电源负极经内电路移动到正极所做的功 电动势的符号是E 单位是伏 V E W q电动势数值上等于电源的端电压 但方向相反 7 电阻表示导体对电流阻碍作用的大小的物理量 电阻通常用字母R表示 电阻的单位是欧姆 简称欧 符号是 读作 um ga 1 1V A 比较大的单位有千欧 k 兆欧 M 导体的电阻与长度成正比 与横截面积成反比 并与材料的性质有关 R l s 材料电阻率 国际单位制为欧姆 米 m L 导线长度 国际单位制为米 m S 导线横截面积 国际单位制为平方米 电阻率与材料性质及温度有关 1 1 3欧姆定律欧姆定律的内容 流过电阻的电流 跟电阻两端的电压成正比 跟电阻的阻值成反比 1 无源电路欧姆定律无源电路 不含电源的电路I U R U IR R U R2 有源电路欧姆定律有源电路 含电源的电路U E IR3 全电路欧姆定律全电路 含电源闭合回路U IR E IR或I E R R0 1 2电阻的连接 1 2 1电阻的串联各电阻顺序无分岔的连接称为电阻串联串联电路的特点 1 各电阻上电流相等I I1 I2 In2 总电压为各电阻上电压相加U U1 U2 Un3 等效电阻等于各电阻之和R R1 R2 Rn 4 各电阻消耗的总功率是各电阻上消耗的功率之和P P1 P2 Pn5 各电阻上的分电压与各电阻值成正比两电阻串联时的分压公式 1 2 2电阻的并联各电阻并排的连接称为电阻并联并联电路的特点 1 各电阻上电压相等U U1 U2 Un2 总电流为各电阻上电流相加I I1 I2 In3 等效电阻的倒数等于各电阻倒数和1 R 1 R1 1 R2 1 Rn对于两个电阻并联 有 上乘下加 4 各电阻消耗的总功率是各电阻上消耗的功率之和P P1 P2 Pn5 各电阻上的分电流与各电阻值成反比两电阻并联时的分流公式 1 2 3电阻的混联既有串联又有并联的电阻连接 如图分析混联电路的方法 可用画等效电路 求等效电阻的方法 例1 3图 2 中 R1 R2 R3 R4 15 R5 30 求S断开时 a b两点间的等效电阻 解 S断开与接通