电工基础教案第一章.ppt

第一章电路的基本概念和基本定律 本章学习的主要内容 1 电路的基本组成和模型 2 电路的基本物理量 电流 电压 电能和电功率 3 电路的基本定律 欧姆定律 基尔霍夫定律 KCL和KVL 第一节电路和电路模型 一 电路的组成 1 学生列举一些日常生活中常见的电路 2 电路的三部分组成 电源 信号源 供给电路电能 电信号 负载 接受电能或电信号 中间部分 控制及连接部分 如导线 开关等 3 电路的基本作用 二 电路模型 实现电能的传输与转换 传递和处理信号 我们在研究和分析一个实际电路时 对于一些与研究无关的因素我们无需考虑 比如负载电源的形状 大小等等 只考虑其电特性就可以 这样我们在画一个电路图时无需把实物的形状画出 可将电源负载等简单化 理想化 1 引入电路模型的原因 2 其中各部分的理想化模型如图所示 电源电压源 电流源 负载主要用来消耗电能的负载 如各种电阻器 电灯 电铬铁等 R 连接导体 用一条线来表 3 电路模型 由理想化元件构成的电路就称为实际电路的 电路模型 三 电路的工作状态 电路有三种工作状态如下图所示 主要用来储存电场能的负载 如各种电容 主要用来储存磁场能的负载 如各种电感 c a 电源与负载构成闭合回路 电源处于有载工作状态 电路中有电流流过 b 当a b两点间用导线相连时 称电阻R1被短路 a b间导线称为短路线 短路线中的电流叫短路电流 注 短路可分为有用短路和故障短路 故障短路往往会造成电路中电流过大 使电路无法正常工作 严重的会产生事故 c 开关S断开或电路中某处断开 切断的电路中没有电流流过 此时的电路称为开路 开路又叫断路 断开的两点间的电压称为开路电压 注 开路也分为正常开路和故障开路 如不需要电路工作时 把电源开关打开为正常开路 而灯丝烧断 导线断裂产生的开路为故障开路 它使电路不能正常工作 第二节电路的基本物理量 电流 电压和电位 电能 电功率 一 电流 1 定义 电荷的定向运动 2 电流是一个矢量既有大小又有方向 方向 正电荷运动的方向 大小 用电流强度来表示 电流强度是指单位时间内通过导体横截面的电荷量 电流强度习惯上又常被简称为电流 3 根据电流的大小和方向随时间变化情况 电流的分类 恒定电流 稳恒电流 电流脉动电流时变电流非周期性变动电流变动电流非交变电流周期性变动电流非正弦交流电交变电流正弦交流电 恒定电流 大小和方向都不随时间变化的电流 简称直流 简写作 DC 用 I 表示 时变电流 大小和方向或两者之一 随时间变化的电流称为时变电流 用 i 表示 脉动电流 方向不变 但大小随时间变化的电流 称为脉动电流 变动电流 大小和方向均随时间变化的电流 称为变动电流 周期性变动电流 每隔一段时间 总是重复前面的变化的变动电流 称为周期性变动电流 交变电流 在一个周期内 电流平均值为零的周期性变动电流称为交变电流 简称交流 简写作 AC 正弦交流电 按正弦规律变化的交变电流 称为正弦交流电 4 电流的计算公式 直流的计算公式 交流的计算公式 5 电流的单位 安培 A 国际单位制 1安培表示1秒内通过截面的电荷量为1库仑 常用单位还有千安kA 毫安mA 微安 A 6 参考方向的引入 在分析电路时 对复杂电路中某一段电路里电流的实际方向有时很难确定 而且有时电流的实际方向还在不断地改变 因此在电路中很难标明电流的实际方向 为了解决这样的困难 引入了电流的 参考方向 这一概念 参考方向 在一段电路或一个电路元件中事先选定一个方向 这个选定的电流方向就叫做电流的参考方向 注 1 电流参考方向可以任意选定 7 电流参考方向的表示 A B 8 参考方向与实际方向的关系规定 即可以在选定的电流的参考方向下 据电流的正负来确定出某一时刻电流的实际方向 1 用实线箭头表示 若一致 则电流值为正 即i 0若相反 则电流值为负 即i 0 2 双下标表示 如iAB 其参考方向是由A指向B 2 参考方向一经选定 在电路分析和计算过程中 不能随意更改 3 所选定的电流参考方向并不一定就是电流的实际方向 例1 如图所示电路中 电流参考方向已选定 已知I1 3A I2 5A I3 2A 试指出电流的实际方向 解 I1 0 I1的实际方向与参考