项目一直流电路的安装与调试

1、第一章 电路基础机电部模块模块第一章 电路基础项目一 直流电路的安装与调试项目描述 电路是电工电子技术的基础。人们在日常的电路是电工电子技术的基础。人们在日常的生产生活中所使用的电路一般氛围两大类：直流生产生活中所使用的电路一般氛围两大类：直流电路和交流电路。如手电筒、照相机、手机等所电路和交流电路。如手电筒、照相机、手机等所采用的电路一般为直流电路，而家庭中的电灯、采用的电路一般为直流电路，而家庭中的电灯、电热水器、冰箱、电视、空调等所采用的电路一电热水器、冰箱、电视、空调等所采用的电路一般为交流电路。般为交流电路。 本项目通过对手电筒电路的分析、常见电路元本项目通过对手电筒电路的分析、常见

2、电路元件的测试以及直流电路的安装与调试三个基本任件的测试以及直流电路的安装与调试三个基本任务，讨论直流电路的基本知识。务，讨论直流电路的基本知识。第一章 电路基础项目一 直流电路的分析与装调手电筒电路分析任务任务1任务任务2常见电路元件的测试任务任务3直流电路的安装与调试第一章 电路基础机电部模块模块第一章 电路基础【任务分析任务分析】 通过对手电筒电路的分析使学生建立起直流电路、通过对手电筒电路的分析使学生建立起直流电路、电路模型的概念，掌握电路的基本组成元件及其电路模型的概念，掌握电路的基本组成元件及其作用，理解电路的基本物理量的特性。学会电路作用，理解电路的基本物理量的特性。学会电路基本

3、物理量的测量方法，如利用电压表、电流表基本物理量的测量方法，如利用电压表、电流表对电路的电压电流进行测量。对电路的电压电流进行测量。第一章 电路基础 电路 电路电路是为了某种需要而将某些电工设备是为了某种需要而将某些电工设备或元件按一定方式组合起来的或元件按一定方式组合起来的电流通路电流通路。 电路元件 理想电路元件理想电路元件有：电阻、电感、电容、有：电阻、电感、电容、电压源、电流源。电压源、电流源。【知识链接】一 电路第一章 电路基础 电路的功能 实现电能与其他形式的能量的转换、传输和分配 实现信号的传输与处理 电路的组成 电路通常总是由电源、负载和中间环节（导线和开关）等基本部分组成第一

4、章 电路基础电路将非电能转化为将非电能转化为电能的装置电能的装置将电能转化为将电能转化为其他形式能的其他形式能的装置装置用于传输和用于传输和分配电能分配电能第一章 电路基础理想电路元件电阻电流源电压源电感电容第一章 电路基础部分电工图形符号部分电工图形符号第一章 电路基础电路电路 实际实际的电路是由一些按需要起不同作用的的电路是由一些按需要起不同作用的元件或器件所组成，如发电机、变压器、元件或器件所组成，如发电机、变压器、电动机、电池、电阻器等，它们的电磁性电动机、电池、电阻器等，它们的电磁性质是很复杂的。质是很复杂的。 为了便于分析与计算实际电路，在一定条为了便于分析与计算实际电路，在一定条

5、件下常忽略实际部件的次要因素而突出其件下常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质，把它看成主要电磁性质，把它看成理想理想电路元件电路元件。第一章 电路基础i例：白炽灯在有电流通过时的情形例：白炽灯在有电流通过时的情形R R L 消耗电消耗电能能（电阻性）（电阻性） 产生产生磁场磁场储存磁场能量储存磁场能量（电感性）（电感性） 忽略忽略L L理想电路元件理想电路元件第一章 电路基础电路 电路模型只能反映实际电路的作用及其连接方式，不反映实际电路的结构、位置。第一章 电路基础 二 电路模型 电路的基本物理量 电流、电压、电动势、电位、电功率 电流电压及其参考方向 关联、非关联 电路功率第一章

6、电路基础电路的基本物理量物理量物理量单位单位方向方向功率功率电流电流电压电压电动势电动势W、kW、mWV、kV、mV、 VV、kV、mV、 VA、mA、 APE（DCDC） e（ACAC）U（DCDC） u（ACAC）i（ACAC）I（DCDC）( (用电或供电用电或供电) )电源力驱动正电荷的方电源力驱动正电荷的方向向（低电位（低电位 高电位）高电位）电位降的方向电位降的方向（高电位（高电位 低电位）低电位） 正电荷移动的方正电荷移动的方向向 （高电位（高电位 低电位）低电位）第一章 电路基础各各物理量物理量方向的表示方法方向的表示方法EdaIUbcIab+_箭头箭头+ - + - 号号 双

7、下标双下标电流电流: :电压电压: :电动势电动势: :R2E+_abcdR1UUab第一章 电路基础电流电压及其参考方向 电流及其参考方向 电流：带电粒子或电荷在电场力作用下的定向带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动形成电流。运动形成电流。 带电质点的种类：（带电质点的种类：（1）正离子（）正离子（2）负离子）负离子dtdqi 第一章 电路基础电流的单位 大小大小和和方向方向都都不随时间改变不随时间改变的称为的称为直流电直流电，用大，用大写字母写字母 I 表示。表示。 大小大小和和方向方向都都随时间改变随时间改变的称为的称为交流电交流电，用小写，用小写字母字母 i 表示，表示， i 也是表

8、示电流的一般符号。也是表示电流的一般符号。 电流的单位：电流的单位： A（安培）、（安培）、kA（千安）、（千安）、mA(毫毫安）、安）、A（微安）（微安）A10A1 ,A 10mA 1 ,A 10kA 1-633第一章 电路基础电流的方向电流的实际方向：电流的实际方向：正电荷运动的方向或负电正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向荷运动的反方向电流的参考方向：电流的参考方向：假设的电流方向，可以任意假定；假设的电流方向，可以任意假定；但是一经规定，在计算过程中便但是一经规定，在计算过程中便不得随意改变。不得随意改变。在规定的参考方向下计算，在规定的参考方向下计算，如果求出的电流值为正，说如果求出

9、的电流值为正，说明参考方向与实际方向一致，否则说明参考方向与实际明参考方向与实际方向一致，否则说明参考方向与实际方向相反。方向相反。I正值I负值(a)(b)第一章 电路基础例例. 正弦交流电流正弦交流电流i(t)=Asinwt第一章 电路基础电压、电位和电动势 电压及其参考方向 电场力把单位正电荷从电场中a点移动到b点所做的功称为a、b两点的电压，用Uab表示。dqdwu 参考方向也可以参考方向也可以随意随意规定。但是一经规定，在计规定。但是一经规定，在计算过程中便不得随意改变。算过程中便不得随意改变。第一章 电路基础 电压的单位为电压的单位为伏特伏特，用符号，用符号“ “ V V ”表表示，

10、电压常用的单位还有示，电压常用的单位还有kV、mV、V，其其换算关系换算关系是：是： 电压的单位电压的单位1KV=103V1V=103mV1mV=103V 第一章 电路基础电压的方向 电压的电压的实际方向实际方向规定由电位高处指向电位低处。规定由电位高处指向电位低处。与电流方向的处理方法类似，可任选一方向为电与电流方向的处理方法类似，可任选一方向为电压的压的参考方向参考方向。 电压参考方向的电压参考方向的表示。表示。1. 1.标标+、-极性极性 2.2.双下标双下标 在规定的参考方向下，计算后若在规定的参考方向下，计算后若 u00实际方向与参考方向一致实际方向与参考方向一致 u0 0，电路实际

11、，电路实际吸收吸收功率，元件功率，元件为负载为负载；若若 P 0，吸收吸收10W功率。功率。（b）关联方向，关联方向，P=UI=5(2)=10W，P0，吸收吸收10W功率。功率。第一章 电路基础：元件：元件A：非关联方向，非关联方向，P1=U1I=101=10W，P10，产生产生10W功率，电源。功率，电源。元件元件B：关联方向，关联方向，P2=U2I=61=6W，P20，吸收吸收10W功率，负载。功率，负载。P1+P2+P3=1=+6+4=0，功率平衡。功率平衡。IABC +U1 + U3+ U2 ： I=1A，U1=10V，U2=6V，U3=4V。求各元件功率，并分求各元件功率，并分析电路

12、的功率平衡关系。析电路的功率平衡关系。第一章 电路基础小结 (1) P 的的“+”或或“-”表示了能量的流向。表示了能量的流向。 (2)在一个电路中，电源产生的总功率和负在一个电路中，电源产生的总功率和负载消耗的总功率是平衡（载消耗的总功率是平衡（相等相等）的。）的。 元件的瞬时功率元件的瞬时功率)()()(titudtdqdqdwdtdwtp第一章 电路基础机械系模块模块第一章 电路基础【任务分析任务分析】 电路是由各种电路元件组成的，认识电路元件电路是由各种电路元件组成的，认识电路元件并了解其特性，是正确使用电路元件的前提，也并了解其特性，是正确使用电路元件的前提，也是电路分析、设计的基础

13、。是电路分析、设计的基础。 电路元件种类繁多，其外形、结构、作用也各电路元件种类繁多，其外形、结构、作用也各不相同，但大致可将电路元件分为负载类和电源不相同，但大致可将电路元件分为负载类和电源类；负载类元件的电路模型大都可以电阻、电容、类；负载类元件的电路模型大都可以电阻、电容、电感及其组合表达，电源类元件包括电压源、电电感及其组合表达，电源类元件包括电压源、电流源。流源。第一章 电路基础 一一 电阻、电感和电容元件 电阻元件。符号：R 电容元件。符号：C 电感元件。符号： L二端元件：二端元件： 有两个端钮与外部相连的元件。有两个端钮与外部相连的元件。 二端电阻元件的二端电阻元件的 关系可由

14、关系可由 平面的一条平面的一条曲线（曲线（伏安特性曲线伏安特性曲线）确定。）确定。【知识链接】第一章 电路基础电阻元件分分类类不变电阻不变电阻可变电阻可变电阻或或线性电阻（过原点的直线）线性电阻（过原点的直线）非线性电阻非线性电阻一个二端元件，如其端电压一个二端元件，如其端电压u和端电流和端电流i之间之间的关系可用代数方程的关系可用代数方程 f(u, i, t)0 表示，该表示，该二端元件称为电阻元件。二端元件称为电阻元件。第一章 电路基础0ui非线性时不变电阻非线性时不变电阻0uit1t2电阻的分类电阻的分类非线性时变电阻非线性时变电阻0ui线性时不变电阻线性时不变电阻0uit1t2线性时变

15、电阻线性时变电阻第一章 电路基础线性不变电阻元件的线性不变电阻元件的u-i关系关系u(t) = Ri(t) i(t) = Gu(t) GRdef1u、i取一致的参考方向取一致的参考方向 R：电阻电阻，衡量电阻元件阻碍电流流动的能力衡量电阻元件阻碍电流流动的能力 单位单位：欧姆，符号欧姆，符号G G：电导电导，衡量电阻元件的导电能力，衡量电阻元件的导电能力单位：西门子，符号单位：西门子，符号S S第一章 电路基础 RY型金属氧化膜电阻器型金属氧化膜电阻器 广泛应用于彩色电视机，计算机显示器广泛应用于彩色电视机，计算机显示器、新电源和其他家用电器等高温条件下要求、新电源和其他家用电器等高温条件下要

16、求稳定性高的电路中稳定性高的电路中 特点：特点：小型、优质、阻燃、低噪音、质量一小型、优质、阻燃、低噪音、质量一致、长期稳定致、长期稳定第一章 电路基础RX27/RY27瓷壳型水泥固定电阻器瓷壳型水泥固定电阻器特点：特点： 高可靠性、耐高可靠性、耐高温、耐电脉高温、耐电脉冲击、抗浪涌冲击、抗浪涌能力强、阻燃能力强、阻燃性好。性好。第一章 电路基础RX21涂覆型线绕固定电阻器涂覆型线绕固定电阻器特点：特点： 高可靠性、功高可靠性、功率范围大、耐率范围大、耐潮湿、绝缘性潮湿、绝缘性好、抗浪涌能好、抗浪涌能力强、阻燃性力强、阻燃性好。好。 第一章 电路基础线性电阻线性电阻R u0ui iuRtgi伏

17、安特性伏安特性功率：功率：RuRiuip22电阻元件是一种消电阻元件是一种消耗电能的元件。耗电能的元件。第一章 电路基础 电阻的识别电阻器的标志方法：1、直标法：指电阻表面直接标志出产品主要参数及技术性能的标志方法。2. 文字符号法：用文字、数字、数字符号有规律地组合在一起标志在产品表面表示电阻阻值。单位：（1）欧姆（）（2）千欧（） 1K=1000（3）兆欧（） 1M=1000（4）吉欧（G） 1G=1000M（5）太欧（T） 1T=1000G第一章 电路基础 3.色标法：指用不同颜色环来表示元件不同参数的方法 四条色环表示法: 例如: 红色/紫色/橙色/金色 27*10=27K 允许误差为

18、:5% 五条色环表示法:第一二三条表示前三位数；第四条表示乘数；第五条表示允许误差；不同颜色所表示的数值和允许偏差。第一章 电路基础电容元件 电容元件是一种能够贮存电场能量的元件，电容元件是一种能够贮存电场能量的元件，是实际电容器的理想化模型。是实际电容器的理想化模型。iC u电容元件的电压电流关系电容元件的电压电流关系（关联参考方向）（关联参考方向）tuCtqidddd 第一章 电路基础电容电容 C 在任一瞬间吸收的功率：在任一瞬间吸收的功率：tuCuiupddP 0 吸收吸收能量能量P 0 吸收能量吸收能量P 0 释放能量释放能量称为电感元件的电感，单位是亨利（）。称为电感元件的电感，单位

19、是亨利（）。只有电感上的电流变化时，电感两端才只有电感上的电流变化时，电感两端才有电压。在有电压。在直流直流电路中，电感上即使有电路中，电感上即使有电流通过，但，相当于电流通过，但，相当于短路短路。存储能量：存储能量：2L21LiW 第一章 电路基础 名称：名称： RC、RCW型磁棒线圈型磁棒线圈特性：特性：输出电流大价格低结构坚实输出电流大价格低结构坚实用途：用途：杂波消除、滤波、扼流，广泛用于杂波消除、滤波、扼流，广泛用于各种电子电路及电子设备各种电子电路及电子设备 第一章 电路基础 名称名称： TC、TBC环型线圈环型线圈 特性：特性：价格低电流大损耗小价格低电流大损耗小 用途：用途：扼

20、流线圈，广泛用于各类开关电源，控扼流线圈，广泛用于各类开关电源，控制电路及电子设备。制电路及电子设备。 第一章 电路基础名称名称： 空心线圈空心线圈 特性：特性：体积小高频特性好滤波效果好体积小高频特性好滤波效果好 用途：用途：BB机、电话机、手提电脑等超薄型电器机、电话机、手提电脑等超薄型电器第一章 电路基础 独立电源元件常用实际电源常用实际电源干电池、蓄电池、直流发电机、直流稳干电池、蓄电池、直流发电机、直流稳压电源等。压电源等。交流发电机、电力系统提供的正弦交流交流发电机、电力系统提供的正弦交流电源、交流稳压电源等。电源、交流稳压电源等。直流电源：直流电源：交流电源交流电源: : 一个实

21、际电源可以用一个实际电源可以用两种模型两种模型来表示。用电压来表示。用电压的形式表示称为的形式表示称为电压源电压源，用电流的形式表示称为，用电流的形式表示称为电电流源流源。第一章 电路基础电压源 电源的输出电压与外界电路无关电源的输出电压与外界电路无关, ,即电压源即电压源输出电压的大小和方向与流经它的电流无关。输出电压的大小和方向与流经它的电流无关。 是由内部损耗很小是由内部损耗很小, ,以至可以忽略的实际电源以至可以忽略的实际电源得到的理想化二端电路元件。得到的理想化二端电路元件。 特特 性性1. 理想电压源理想电压源独立电压源独立电压源: : 是指其外特性由电源本身的参数决定是指其外特性

22、由电源本身的参数决定, ,而不而不受电源之外的其他参数控制。受电源之外的其他参数控制。第一章 电路基础理想电压源理想电压源( (交流交流) )us+-Us+-理想电压源理想电压源( (直流直流) )Us+-或或u0i特点：特点：电流及电源的功率由外电路确定，输出电电流及电源的功率由外电路确定，输出电 压不随外电路变化。压不随外电路变化。UsUs+-IRU理想电理想电压源伏压源伏安特性安特性第一章 电路基础2. 实际电压源实际电压源 理想电压源理想电压源是不存在的是不存在的, ,电源在对外提供功率时电源在对外提供功率时, ,不可避免的存在内部功率损耗不可避免的存在内部功率损耗. .即实际电源存在

23、内即实际电源存在内阻阻, ,带载后带载后, ,端电压下降。端电压下降。干电池在带干电池在带 负载后负载后, ,端电端电压将低于定值压将低于定值电压电压Us,Us,负载负载电流越大电流越大, ,端端电 压 越 低 。电 压 越 低 。电源+-ui(d)(d)实际电源实际电源( (i i为负为负载电流载电流, ,u u 端电压端电压) )例例: :第一章 电路基础实际电压源实际电压源( (交流交流) )实际电压源实际电压源( (直流直流) )或或us+-RSRSUs+-Us+-RS特点：特点：输出电压随外电路变化。输出电压随外电路变化。IRUu0iUs理想理想电压电压源伏源伏安特安特性性U = U

24、S RS IUs+-RS实际电压源实际电压源伏安特性伏安特性U0 = USSSSRUI 第一章 电路基础实际电压源与理想电压源的本质区别实际电压源与理想电压源的本质区别在于其内阻在于其内阻RS。注意注意时，实际电压源就成为理想电压源。时，实际电压源就成为理想电压源。0S R当当Us+-RS实际电压源实际电压源0S RUs+-理想电压源理想电压源实际工程中，当实际工程中，当负载电阻远远大负载电阻远远大于电源内阻时，于电源内阻时，实际电源可用理实际电源可用理想电压源表示想电压源表示。IRUUs+-RSUs+-IRU近似SRR 第一章 电路基础实际电压源的两种特殊情况实际电压源的两种特殊情况: :开

25、路开路: :实际电源不接负载时实际电源不接负载时, ,端电压等于端电压等于U Us s, ,内阻内阻R R s s不消耗功率不消耗功率, ,电压降为电压降为零零, ,称为称为开路状态开路状态. .Us+R sI+-Uoc开路时开路时, ,端电压为端电压为U Uoc oc = = U Us s( (可直接测得可直接测得),),电流电流I =I =0.0.第一章 电路基础Us+RsIabIsc+-U 短路短路: 实际电源被短路时实际电源被短路时, ,端电压端电压U=U=0 ,0 ,短路电流短路电流I Isc sc = U= Us s / / R Rs s.(.(R Rs s一般一般很小很小, ,所

26、以短路电流很所以短路电流很大大, ,以至损坏电源以至损坏电源) .) . 测内阻测内阻Rs : :将实际将实际电源接上适当负载测出电源接上适当负载测出端电压端电压U U和电流和电流I I, ,可得可得: :Rs =(Us - U )/ I = ( Uoc - U ) / I第一章 电路基础电流源1. 理想电流源理想电流源 电源的输出电流与外界电路无关电源的输出电流与外界电路无关, ,即电源输出即电源输出电流的大小和方向与它两端的电压无关。电流的大小和方向与它两端的电压无关。 理想电流源理想电流源是不存在的是不存在的, ,电源在对外提供功率电源在对外提供功率时时, ,不可避免的存在内部功率损耗。

27、即实际电源存不可避免的存在内部功率损耗。即实际电源存在内阻在内阻, ,带载后带载后, ,输出电流下降。输出电流下降。2. 实际电流源实际电流源第一章 电路基础理想电流源理想电流源( (交流交流) )理想电流源理想电流源( (直流直流) )u+-is+-UIsu0i特点：特点：电源的端电压及电源的功率由外电路确电源的端电压及电源的功率由外电路确定，定， 输出电流不随外电路变化。输出电流不随外电路变化。IR理想电理想电流源伏流源伏安特性安特性+-UIsIs第一章 电路基础u0i理想电理想电流源伏流源伏安特性安特性Is实际电流源实际电流源( (交流交流) )实际电流源实际电流源( (直流直流) )特

28、点：特点：输出电流随外电路变化。输出电流随外电路变化。实际电实际电流源伏流源伏安特性安特性SSORIU RSisu+-RSIsU+-IR+-UIsRSIOSSOSRUIIII 第一章 电路基础实际电流源与理想电流源的本质区别实际电流源与理想电流源的本质区别在于其内阻在于其内阻RS。注意注意时，实际电流源就成为理想电流源。时，实际电流源就成为理想电流源。 SR当当实际电流源实际电流源 SR理想电流源理想电流源 实际工程中，当负载电阻远远小于电源实际工程中，当负载电阻远远小于电源内阻时，实际电源可用理想电流源表示内阻时，实际电源可用理想电流源表示。近似SRR RSIsU+-IR+-UIsRSIOI

29、R+-UIs+-UIs第一章 电路基础实际电源的模型oIRUUs或或oRUIIs 可见可见一个实际电源可用两种一个实际电源可用两种电路模型表示：一种为电路模型表示：一种为电压源电压源Us和内阻和内阻Ro串联串联，另一种为，另一种为电流源电流源Is和内阻和内阻Ro并联并联。第一章 电路基础实际使用电源应注意实际使用电源应注意 （1）电压源常指相对负载而言具有较小内）电压源常指相对负载而言具有较小内阻的电压源；电流源常指相对于负载而言阻的电压源；电流源常指相对于负载而言具有较大内阻的电流源。具有较大内阻的电流源。 （2）实际电压源不允许短路。平时应开路）实际电压源不允许短路。平时应开路放置。放置。

30、 （3）实际电流源不允许开路处于空载状态。）实际电流源不允许开路处于空载状态。平时应短路放置。平时应短路放置。第一章 电路基础 电气设备的额定值及电路的工作状态（选） 电气设备的额定值电气设备的额定值 额定值额定值是制造厂为了使产品能在给定的工是制造厂为了使产品能在给定的工作条件下正常运行而规定的正常容许值。作条件下正常运行而规定的正常容许值。 额定值有额定电压额定值有额定电压UN与额定电流与额定电流IN或额定或额定功率功率PN 。 注意：元件的电压、电流和功率的实际值注意：元件的电压、电流和功率的实际值不一定等于它们的额定值。不一定等于它们的额定值。第一章 电路基础电路的工作状态电路的工作状

31、态1、负载状态、负载状态I +US R0Rabcd+URRUI0SIRU 0SIRUUPPPEP=UI：电源输出的功率电源输出的功率PS=USI：电源产生的功率电源产生的功率P=I2R0：内阻消耗的功率内阻消耗的功率第一章 电路基础I +US R0SRabcd+U2、空载状态、空载状态00S0CPUUUI3、短路状态、短路状态02E0SSC00RIPPPRUIIUI +US R0Rabcd+U第一章 电路基础（1）电源的额定电流）电源的额定电流IN；（2）电源开路电压电源开路电压U0C；（3）电源在额定工作情况下的负载电阻电源在额定工作情况下的负载电阻RN；（4）负载发生短路时的短路电流负载发

32、生短路时的短路电流ISC。 +US R0SRI+U例：设图示电路中的电源额定功率例：设图示电路中的电源额定功率PN=22kW ，额定电压，额定电压UN=220V，内阻，内阻R0=0.2，R为可调节的负载电阻。求：为可调节的负载电阻。求：第一章 电路基础 +US R0SRI+UA10022010223NNNUPIV2401002 . 02200NNS0CRIUUU2 . 2100220NNNIURA12002 . 02400SSCRUI解：解：(1)电源的额定电流为：电源的额定电流为：(2)电源开路电压为：电源开路电压为：(3)电源在额定状态时的负电源在额定状态时的负载电阻为：载电阻为：(4)短

33、路电流为：短路电流为：第一章 电路基础求解下图电路中的电流、电压求解下图电路中的电流、电压 463632eqRAI3144633 VU2631 注意：电路变换将影响注意：电路变换将影响流过电压源的电流流过电压源的电流第一章 电路基础AI344633 VU8634 注意：电路变换将影响注意：电路变换将影响电流源两端的电压电流源两端的电压第一章 电路基础求解下图电路中的电流、电压，并验求解下图电路中的电流、电压，并验证功率平衡证功率平衡VU10 AI5210 电压源电压源发出发出的功率：的功率：WPsU302510 )(电流源电流源发出发出的功率：的功率：WPsI20210 电阻电阻吸收吸收的功率

34、：的功率：WPR50510 第一章 电路基础AI2 VU422 电压源电压源发出发出的功率：的功率：WPsU20210 电流源电流源发出发出的功率：的功率：WPsI122104 )(电阻电阻吸收吸收的功率：的功率：WPR824 第一章 电路基础在图示电路中在图示电路中, Uab = 5V ，求，求: (1) I及各个元件的功率及各个元件的功率; (2) 这段电路上的总功率这段电路上的总功率.AB14 + +5V10V解解: 依照欧姆定律依照欧姆定律 A2112ab2145105RR-EEUI IR1R2E1E2第一章 电路基础AB14 + +5V10V(吸收）吸收）(吸收）吸收）(吸收）吸收）

35、(吸收）吸收）（发出）（发出）IR1R2E1E2W22RW12RW2EW1EWab1642RIP412RIP20210IEP1025IEP1052IUP222121 总总第一章 电路基础WWEWRRE102030PPP20PP3041610PPPP2211 发发吸吸发发吸吸AB14 +5V10VIR1R2E1E2第一章 电路基础图中五个元件代表电源或负载。参考方图中五个元件代表电源或负载。参考方向如图所示。已知：向如图所示。已知：I1=4A、I2=6A、U1=140V、U2=90V、U3=60V、U4=80V、U5=30V。14523UI（1）试标出各电流和）试标出各电流和电压的实际方向；电压

36、的实际方向；（2）判断哪些元件是）判断哪些元件是电源，哪些是负载；电源，哪些是负载；（3）计算各元件功率。）计算各元件功率。第一章 电路基础14523UI电流、电压同相电流、电压同相 负载负载电流、电压反相电流、电压反相 电源电源元件元件1、2 电源电源元件元件3、4、5 负载负载第一章 电路基础14523UIP1=1404=560WP2=906=540WP4=804=320WP5=306=180WP3=560+540320180=590W第一章 电路基础电路如图电路如图.求理想电压源和理想电流源的功率求理想电压源和理想电流源的功率US1VR1IS1A解解: 该电路为串联电路该电路为串联电路各

37、元件的电流均为各元件的电流均为IS.UR = IS R = 1VP US = US IS=1WPR = ISUR = 1WP IS = 0PUS PR = 2W此时电压源吸收功率此时电压源吸收功率(负载负载)功率平衡：功率平衡：P吸吸= P发发U第一章 电路基础 已知已知E1=7V，E2=16V，E3=14V，R1=16 R2=3，R3=9。求：求：K打开时，打开时，Uab=？ K闭合时，闭合时，I3=？1、K打开，打开，I3=0 UR3=0E1+Uab+E3E2= 0 Uab=714+16=9V2、K闭合，闭合，Uab=0E1+E3E2 + I3R3= 0I3=(E1E3 + E2) R3

38、=99=1AE1R1abKE3E2R2R3I3解：解：第一章 电路基础求图中的求图中的U2I1U110VU2R2 2E2E1R1R1R3 544V2VI1=(104)/(R1+R2)=1AU2=E2+ I1 R1 +E1=6VI3 = 0（开路）（开路） I2 = 0I2I3U1=I1(R1+R2)+E1第一章 电路基础5K+12V5KS10KBA求求S闭合和断开时闭合和断开时A B点的电位点的电位12vA10K5KB5KS S打开时打开时UA=UB=12VS闭合时闭合时UA=UB=(12/15)5=4V解：解：第一章 电路基础 求图中求图中S闭合和打开两种情况下闭合和打开两种情况下a点的电位

39、点的电位a 12v+ 12vS4K26K2K12v12v26K2K4KIaS S打开打开: I=(12+12)/32=0.75mA Ua=I26+12=7.5V S闭合闭合: I=12/30=0.4mA Ua=4I=1.6V解：解：第一章 电路基础13 试求图中线性电阻两端电压；试求图中线性电阻两端电压； 各电源及线性电阻的功率，并判断其性质。各电源及线性电阻的功率，并判断其性质。（a） 解：解：+3Vu21Au=3VIR=u / R=3 / 2=1.5APR=1.53=4.5WPIs=13=3WPUs=(1.51) 3 =1.5W（b） 解：解：+ 3Vu21Au=12=2VPR=(1)(2

40、)=2WPUs=13=3WPIs=(3+2)=5W第一章 电路基础u1 IRIUsPUs、PR1、PR2PIsu1、u2 PR PIs PUsIS PUs 、 US PIs u1 PRIS u1 PR PUs 、 PIs 请选择求解顺序：请选择求解顺序：+3Vu121A+ 10u2第一章 电路基础（c） 解：解：u1=3VIR=u / R=3 / 2=1.5Au2=110=10Vu2+3Vu121A+ 10PR1=1.53=4.5WPR2=(1)(10)=10WPUs=(1.51) 3 =1.5W PIs=1(3+10)=13W第一章 电路基础 已知已知US1=6V，US2=12V，IS=2A

41、；R1=2，R2=1，试计算，试计算各电压源及电流各电压源及电流源的功率，并判断其性质。源的功率，并判断其性质。+US1ISR1+US2R2解：解： UR1=ISR1= 4VUIS= UR1 +US1 =10V UR2= US2 US1 = 6V I2= UR2 / R2=6 / 1 =6A I1=IS+I2=8AI2I1PUS1=68=48WPUS2=6 12=72W PIs=102=20WUIS第一章 电路基础 计算电路中开路电压计算电路中开路电压I110VU2454V V2V VI2I32I2=I3=0解：解：A142410I1 U2= 2 +4+21= 4V第一章 电路基础 求求S闭合

42、和打开情况下的闭合和打开情况下的A点电位点电位A+24V6VS10k10k10k10k2V I=(24+6)/30=1mAUA=2+1016=2V解：解：S打开打开: S闭合闭合: I=6/20=0.3mAUA=2+36=5VI第一章 电路基础 将以下各电路化为等效电压源将以下各电路化为等效电压源- -+ +453A515V- -+ +3A4410V2.5A425.5A- -+ +211V第一章 电路基础 将以下各电路化为等效电流源将以下各电路化为等效电流源- -+ +228V22A2 24A1- -+ +24V2第一章 电路基础1A 用等效变换法求图示电路中的用等效变换法求图示电路中的 电流

43、电流I。2A1010540+10V+I20V104A+10V5+5VI=(105)/(5+5+40)=0.1A第一章 电路基础R1R2RL+ISUS+ U+ISR2R2A43210RRRIUIL22SS U = IRL=42 =8VP = U I =32WI 已知已知US=10V，IS=2A，R1=5，R2=1，RL=2，求，求RL两端两端电压电压U及功率。及功率。第一章 电路基础机械系模块模块第一章 电路基础【任务分析任务分析】 电路是电工技术的主要研究对象，为了对各种电路是电工技术的主要研究对象，为了对各种电路进行分析和研究，必须熟悉电路的基本定律电路进行分析和研究，必须熟悉电路的基本定律

44、和基本定理。和基本定理。 为满足不同需要，电路中元件有不同的连接方为满足不同需要，电路中元件有不同的连接方式。常见的连接方式有串联、并联、星形连接和式。常见的连接方式有串联、并联、星形连接和三角形连接等。因此有必要了解各种连接方式的三角形连接等。因此有必要了解各种连接方式的特点。特点。第一章 电路基础简单电路：简单电路：利用串、并联公式求解利用串、并联公式求解复复杂杂电电路路支路电流法支路电流法叠加法叠加法等效电源定理等效电源定理利用克希荷夫定律直接列方程求解法：利用克希荷夫定律直接列方程求解法：等效法等效法等效电源变换等效电源变换电路分析方法提示电路分析方法提示第一章 电路基础 电源的串联与

45、并联 电阻的串联与并联 串联、并联、混联 理想电源及其串联电路 理想电流源，理想电压源 实际电源的串联和并联第一章 电路基础电阻的串联与并联电阻的串联与并联 电阻的电阻的串联串联 在电路中在电路中, 把几个电阻元件依次首尾连接把几个电阻元件依次首尾连接, 中间中间没有分支没有分支, 在电源的作用下流过各电阻的是同在电源的作用下流过各电阻的是同一电流。一电流。 这种连接方式叫做电阻的这种连接方式叫做电阻的串联串联。 电阻的电阻的并联并联 一个电路中，若干个电阻的首端、尾端分别相一个电路中，若干个电阻的首端、尾端分别相联在一起，这种联接方式称为电阻的联在一起，这种联接方式称为电阻的并联并联。第一章

46、 电路基础电阻的串联特点：特点：总电阻的大小等于各串联电阻之和：总电阻的大小等于各串联电阻之和： 总电压等于各电阻上的电压之和：总电压等于各电阻上的电压之和：+uR1R2Rii+uRediR = R1 + R2 + + RiU = U1 + U2 + + Ui第一章 电路基础分压公式：分压公式： UsRRU ii消耗功率：消耗功率：iiRIP2总电阻：总电阻： iRR第一章 电路基础100 VRg50 AUgUfRf例：用一个满刻度偏转电例：用一个满刻度偏转电流为流为50A, 电阻电阻Rg为为2k的表头制成的表头制成100V量程的量程的直流电压表直流电压表, 应串联多大应串联多大的附加电阻的附

47、加电阻Rf？解：满刻度时表头电压为解：满刻度时表头电压为VIRUgg1 . 0502第一章 电路基础附加电阻电压为：附加电阻电压为：VUf9.991.0100代入公式代入公式 得得10029 .99ffRR解得解得kRf1998第一章 电路基础电阻的并联 特点：特点： 总等于各电导的和：总等于各电导的和： G=G1+G2+G3 总电流等于各电阻上的电流和：总电流等于各电阻上的电流和： I=I1+I2+I3+uR1iR2Ri+uRedi第一章 电路基础分流公式：分流公式： 消耗功率：消耗功率：总电阻：总电阻：IRRRIIRRRI21122121 iRUP2S iR11R第一章 电路基础简单电路：

48、简单电路：单一回路单一回路, ,或通过串并联公式可以将或通过串并联公式可以将其化简为单一回路的电路。其化简为单一回路的电路。简单电路与复杂电路简单电路与复杂电路复杂电路复杂电路: :不能用串并联方法化简为单一回路，不能用串并联方法化简为单一回路，或即使能化简也相当复杂的电路。或即使能化简也相当复杂的电路。第一章 电路基础例、求例、求A，B两端等效电阻。两端等效电阻。R5R1R2R3UAR4R6RAB = R1+R2(R3R4)+(R5R6)解：解：第一章 电路基础 例例:分别求在开关分别求在开关S断开和闭合时断开和闭合时R5R1R4R2R3SUBA解：解：RAB = R5（R1+R3）（R2+

49、R4）S S断开断开RAB = R5（R1R2 +R3R4 ）S S闭合闭合A，B两端总电阻。两端总电阻。第一章 电路基础例：等效变换求电阻例：等效变换求电阻Rab。5201566ab752015667abRab = 205 + （6 6 + 7） 15=10第一章 电路基础例：求图示电路的等效电路例：求图示电路的等效电路40I120606030I130I145I160UU = 30I1+45（II1） I 1 = U60 R = U I = 36 I第一章 电路基础可等效为可等效为对对外部电路外部电路而言而言若要计算电压源的电流若要计算电压源的电流i，则必须回到则必须回到原电路原电路中进行中

50、进行计算。计算。第一章 电路基础可等效为可等效为若要计算电流源的电压若要计算电流源的电压u，则，则必须回到必须回到原电路原电路中进行计算。中进行计算。对对外部电路外部电路而言而言第一章 电路基础结论：结论：1 1、凡是与电压源并联的元件（电阻、凡是与电压源并联的元件（电阻元件、电流源等），对外电路不起元件、电流源等），对外电路不起作用，等效为该电压源；作用，等效为该电压源；2 2、凡是与电流源串联的元件（电阻、凡是与电流源串联的元件（电阻元件、电压源等），对外电路不起元件、电压源等），对外电路不起作用，等效为该电流源；作用，等效为该电流源；第一章 电路基础例例 求图示电路中的电流求图示电路中的

51、电流I I。 第一章 电路基础第一章 电路基础第一章 电路基础A 3 . 0A )532912(I第一章 电路基础电压源与电流源的等效变换 电路的等效变换，就是保持电路一部分电电路的等效变换，就是保持电路一部分电压、电流不变，而对其余部分进行适当的压、电流不变，而对其余部分进行适当的结构变化，用新电路结构代替原电路中被结构变化，用新电路结构代替原电路中被变换的部分电路。变换的部分电路。第一章 电路基础理想电压压源理想电压源，其端电压在任意瞬时与其端电流无关。理想电压源，其端电压在任意瞬时与其端电流无关。u(t)us (t)i(t)由外部电路决定由外部电路决定第一章 电路基础理想电压源的外特性：

52、理想电压源的外特性：特点：特点：1 1、端电压恒定，等于电动势、端电压恒定，等于电动势E E。2 2、输出电流随负载（、输出电流随负载（外电路外电路）的改变）的改变而而改变改变。UabIE+_abI外特性外特性Uab第一章 电路基础0iu )(1tus)(2tus)(3tus)(4tusi(t) 可从可从到到+变化变化p(t)us (t)i(t)输出功率如同电输出功率如同电流流i(t)一样一样可在无可在无限范围内变化限范围内变化。u、i取非一致取非一致的参考方向的参考方向电压源电压源输出输出的瞬时功率的瞬时功率第一章 电路基础理想电流源理想电流源，其端电流在任意瞬时与其端电压无关。理想电流源，

53、其端电流在任意瞬时与其端电压无关。i(t)is (t)u(t)由外部电路决定由外部电路决定第一章 电路基础特点：特点：1 1、输出电流恒定不变，、输出电流恒定不变， 2 2、端电压随负载不同而不同。、端电压随负载不同而不同。外特性外特性IUab理想电流源理想电流源abIUabIs第一章 电路基础 )(1tis )(2tis0iu )(3tisu(t) 可从可从到到+变化变化电流源电流源输出输出的瞬时功率的瞬时功率p(t)u(t)is (t) 输出功率如同电流输出功率如同电流u(t)一样一样可在无限范围内可在无限范围内变化变化 。u、i取非一致的参考方向取非一致的参考方向第一章 电路基础等效电路

54、等效电路 概念：概念： 两个端口特性相同，即端口对外的电压电流关系相两个端口特性相同，即端口对外的电压电流关系相同的电路，互为等效电路。同的电路，互为等效电路。 条件条件 对外电路来说，保证输出电压对外电路来说，保证输出电压U和输出电流和输出电流I不变的不变的条件下电压源和电流源之间、电阻可以等效互换。条件下电压源和电流源之间、电阻可以等效互换。 等效变换对内电路来说，不一定等效。等效变换对内电路来说，不一定等效。第一章 电路基础实际电源的串联与并联 几个电压源的串联几个电压源的串联等效为一个电压源，该电压源的电动势等效为一个电压源，该电压源的电动势等于几个电压源电动势的代数和。等于几个电压源

55、电动势的代数和。 几个电流源的并联几个电流源的并联等效为一个电流源，该电流源的电流为等效为一个电流源，该电流源的电流为各电流源电流的代数和各电流源电流的代数和. .第一章 电路基础 一个实际的电源即可以用电压源模型表示一个实际的电源即可以用电压源模型表示, ,也可以用电流源模型表示也可以用电流源模型表示. . 对于负载来说只要端电压和输出电流不变对于负载来说只要端电压和输出电流不变, ,两个电源对负载的作用效果相同两个电源对负载的作用效果相同, ,所以实际所以实际电压源和电流源可以等效变换电压源和电流源可以等效变换. .电源RIU实际电源的等效变换实际电源的等效变换第一章 电路基础U实际电流源

56、实际电流源的伏安特性的伏安特性IIS实际电压源实际电压源的伏安特性的伏安特性UsIUI R0U/ R0IsRoUs/RoU = US I R0I= IS UR0第一章 电路基础 电压源电压源: :U=UsIRo - 电流源电流源: :I=IsU/Ro U=IsRoIRo- Is =/ RoUsUs = IsRoURoUsIsRoIIU- -+第一章 电路基础E1E2abR2R1- - -+Is=Is1+Is2Ro=R1R2Is1Is2R1aR2bIsRoba第一章 电路基础E=E1+E2R=R1+R2R1baR2Is1Is2-+R1E1E2R2baRE- -+ab第一章 电路基础将图示的电压源

57、变成电流源将图示的电压源变成电流源I- -+ +10V2ba解解: Is=10/2=5AIsI2ba第一章 电路基础将图示的电流源变成电压源将图示的电流源变成电压源IsI5ba1AUs = Is 5 =5VUs5ba+ - -第一章 电路基础用电源等效变换的方法求图中的用电源等效变换的方法求图中的I4+- -+- -6V4V2A3612 2I+- -4V2A6412I2A3第一章 电路基础24A32A+- -4V2A6412I2+- -4V41I第一章 电路基础8V2+- -24A2+- -4V41I2+- -4V41I第一章 电路基础1I1A442A8V2+- -2+- -4V41I第一章

58、电路基础1I3A2I = 2/3 3 = 2A1I1A442A第一章 电路基础在用等效变换解题时，应至少保在用等效变换解题时，应至少保留一条待求支路始终不参与互换，留一条待求支路始终不参与互换，作为外电路存在；作为外电路存在；等求出该支路电流或电压时，再等求出该支路电流或电压时，再将其放回电路中去作为已知值，将其放回电路中去作为已知值，求其它支路电流或电压。求其它支路电流或电压。第一章 电路基础例例:试求出图示电路中电流试求出图示电路中电流I。+18V+8V+6V+33I462A3A20V52+18V2A24328620I 第一章 电路基础+2A36254318V20VI5 = I + Is

59、= 2 + 2 = 4AI1 = I3 + I0.67 + 2 = 2.67AI2 =18 2=9AI4 = I1I2 = 2.67 （9）= 11.67AI5abII1I3I2I4I6I6=I5- -IS=4- -2=2AI3 = Uab R3 = A23第一章 电路基础8A用等效变换法求图示电路中的电流用等效变换法求图示电路中的电流 I1、I2、I3、I4。3A2A2353+6V4V+I3I1I2I4第一章 电路基础8A3A2A2353+6V4V+I3I1I2I4解：解：3A233+6VI3I116V+2A50.8AI4 = I3+38 = 4AI3 = (1+6+6) (5+5+3) =

60、 1AI2 = I32 = 1AI1 = I4 + 8 = 4A3A53+6VI36V+53.2A53+6VI36V+51V+第一章 电路基础 基尔霍夫定律的应用 支路支路: 电路中流过同一电流的一个分支称为一条电路中流过同一电流的一个分支称为一条支路。支路。 节点节点: 三条或三条以上支路的联接点称为节点。三条或三条以上支路的联接点称为节点。 回路回路: 由若干支路组成的闭合路径由若干支路组成的闭合路径,其中每个节点其中每个节点只经过一次只经过一次, 这条闭合路径称为回路。这条闭合路径称为回路。 网孔网孔: 网孔是回路的一种。将电路画在平面上网孔是回路的一种。将电路画在平面上, 在在回路内部