电工技术__绪论及电路的基本概念基本定律分析方法

1、电工技术_绪论及电路的基本概念基本定律分析方法3 成绩评定方法： 30%平时 到勤+作业+课堂提问 70%考试 （安排在1314周）4 答疑：时间：每周二,五的下午地点：实训楼1351 电工与电子教研室 5 学习要求及方法 （1）到勤 （2）作业独立完成 （3）勤作笔记 （4）勤动脑筋 （5）考前认真复习放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。 发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线电路:电源: 提供电能的装置负载: 取用电能的装置中间环节：传递、分配和控制电能的作用发电机发电机

2、升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线直流电源: 提供能源信号处理：放大、调谐、检波等负载信号源: 提供信息放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒 电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。 在已知电路参数或结构的条件下，分析电路中的电流或电压。干电池干电池（1）电阻： （2）电容： （3）电感：2、电路模型： 由理想元件构成的电路。RC1、理想电路元件（模型化）：在一定条件下突出元件主要的电磁性质，忽略其次要因素，把它近似地看作理想电路元件。便于对实际电路进行分析和用数学描述。（4）恒压源： （5）恒流源：E+_

3、ISE+_R0理想电路元件R+RoES+UI电池电池导线导线灯泡开关开关 电池电池 灯泡灯泡 筒体筒体 开关开关手电筒组成：物理量实 际 方 向电流 I正电荷运动的方向电动势E (电位升高的方向) 电压 U(电位降低的方向)高电位 低电位 单 位kA 、A、mA、A低电位 高电位kV 、V、mV、VkV 、V、mV、V电流：电流：Uab 箭头表示电压：电压：IE+_ 在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。Iab 双下标aRb箭箭 标标abRI正负极性正负极性+abU U+_ 双下标（电压方向ab）（电流方向ab）ab实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值；实际方向与参考方向相反，电

4、流(或电压)值为负值。注意：注意： 在参考方向选定后，电流在参考方向选定后，电流 ( 或电压或电压 ) 值才有正负值才有正负之分。之分。 若 I = 5A，则电流从 a 流向 b；例：例：若 I = 5A，则电流从 b 流向 a 。abRIabRU+若 U = 5V，则电压的实际方向从 a 指向 b；若 U= 5V，则电压的实际方向从 b 指向 a 。E+_+_aRUbaIRUbI P0，取用功率，负载。 P0，发出功率，电源。 0iPPUIP 0，电源电源 （发出功率）（发出功率） ；P 0，负载负载 （吸收功率）（吸收功率） 。 电源： U、I 实际方向相反， （发出功率）； 负载： U、

5、I 实际方向相同， （吸收功率）。例：判别下面部分电路的元件是电源还是负载？例：判别下面部分电路的元件是电源还是负载？+abE2VI-2A a)+abE2VI-A b)+abU2VI-2A c)实际方向：电源负载负载计算：=EI=-4W0=-I=4W0结论：电阻元件是耗能元件； 电源元件可能是电源，也可能是负载。U、I 参考方向相同时RU+IRU+I 表达式中有两套正负号： 式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定； U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考值本身的正负则说明实际方向与参考 方向之间的关系。方向之间的关系。 通常取 U、I 参考方向相同（关联参考方向）。U = I R 欧姆定律

6、欧姆定律注意先假定“正方向” (即在图中表明物理量的参考方向)，再列方程计算。缺少“参考方向”的物理量是无意义的。解：对图(a)有, U = IR例：例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。对图(b)有, U = IR326 : IUR所以所以515: IUR所以所以RU6V+2AR+U5V I(a)(b)I1A 遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段电路电压与电流的比值为常数。电路电压与电流的比值为常数。I/AU/Vo线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性常数常数即：即： IUR 支路：电路中的每一个

7、分支。 一条支路流过一个电流，称为支路电流。三条或三条以上支路的联接点。由支路组成的闭合路径。不能再分割的最简回路。I1I2I3ba+E2R2+ R3R1E11 12 23 3cdef 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: I1I2I3ba+E2R2+ R3R1E1对结点 a： I1+I2 = I3或 I1+I2I3= 0对结点 b： I3 = I1+I2或I3 I1 I2= 0或I =?例例:广义结点I = 0IA + IB + IC ？ABCIAIBIC2+_+_I51156V12V 即： U = 0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

8、之和等于电位降之和。对回路1：对回路2： E1 = I1 R1 +I3 R3I2 R2+I3 R3=E2或 I1 R1 +I3 R3 E1 = 0 或 I2 R2+I3 R3 E2 = 0 或即： U 升= U 降I1I2I3ba+E2R2+ R3R1E11 12 23 3对回路3：E1+I2 R2= E2+I1 R1或 I2 R2+ E2 E1 + I1 R1 = 0 电阻上的电流方向与回路循行方向一致时，电阻上为电压降，反之为电压升；电压为IR。 电位升电位升 = 电位降电位降 E2 =UBE + I2R2 U = 0 I2R2 E2 + UBE = 01 1对回路1：E1UBEE+B+R

9、1+E2R2I2_对网孔abda：对网孔acba：对网孔bcdb：R6I6 R6 I3 R3 +I1 R1 = 0I2 R2 I4 R4 I6 R6 = 0I4 R4 + I3 R3 E = 0对回路 adbca，沿逆时针方向循行： I1 R1 + I3 R3 + I4 R4 I2 R2 = 0应用 U = 0列方程对回路 cadc，沿逆时针方向循行： I2 R2 I1 R1 + E = 0adbcE+R3R4R1R2I2I4I6I1I3I2. 举例 求图示电路中各点的电位:Va、Vb、Vc、Vd 。解：解：设设 a为参考点，为参考点， 即即Va=0V设设 b为参考点，即为参考点，即Vb=0V

10、bac20 4A6 10AE290V+ + E1140V56A+ + dbca20 4A6 10AE290V+ + E1140V56A+ + d+90V20 5+140V6cd计算时需要把电路还原后计算图示电路，计算开关S 断开和闭合时A点 的电位VA解解: (1)当开关当开关S S断开时断开时(2) 当开关闭合时,电路 如图电流在闭合路径中流通2k+6VA2kSI2I1(a)UAOEI1R1I2R20UAOI2R202KA+I12kI26V(b)SE+UAOR1R2电位 VA =UAO=电流 I1 = I2 = 0VA =6V电位 VA = UAO=电流 I2 = 0VA = 0VURRRU

11、2111+ + URRRU2122+ + IRRRI2121+ + IRRRI2112+ + 21111 RRR+ + 图示电路，计算I1 ，I2 。解:AIRRRIs42121+AIRRRIs32112+AIRRRIs42121+(a、c)( b、d)可分可分别看成一个结点。别看成一个结点。I1= 2A， I2= 3A， I3=6A 例：试求各支路电流。对结点 a： I1 + I2 I3 = 7对回路1：12I1 6I2 = 42对回路2：6I2 + UX = 0baI2I342V+I112 6 7A3 cd123+UX对回路3：UX + 3I3 = 0总结:圈含有恒流源的回路引入新的未知量

12、，需增加方程个数。 OSREI 电压源电压源0SRUII 电流源电流源设设 IS = 10 A，接上，接上RL 后，恒流源对外输出电流。后，恒流源对外输出电流。RL IUISOIISU+_10VU+-(b)+ (a)U 2A2 + +E-10VI US 2A2 I IEU实际方向实际方向I实际方向实际方向电电源源U实际方向实际方向I实际方向实际方向电电源源U实际方向实际方向I实际方向实际方向负负载载U实际方向实际方向I实际方向实际方向电电源源+-IS：IS：0SREI 0SREI 注意事项：解解:(b)a2AbU2 (b)+ aU 5A6 b+ 3A3 +abU-4V(a)+ 2 a2VU+-

13、b2 (a)+ 6V+ -解解:+abU2 5V(a)+ (b)aU 5A2 3 b+ (a)a+5V3 2 U+ a5AbU3 (b)+ bA1A22228 + + + I结点电压方程的推导：设设结点电压为结点电压为 U，参，参考方向从考方向从 a 指向指向 b。111RIEU 因因为为111RUEI 所以所以2. 应用欧姆定律求各支路电流应用欧姆定律求各支路电流 If（U）：）：111RUEI 222RUEI+ + 33RUI 1. 用用KCL对结点对结点 a 列方程：列方程： I1 I2 + IS I3 = 0E1+I1R1U+aE1bE2+I2ISI3+I1R1R2R3+U3211RU

14、IRUERUE + + + S23212211111RRRIREREUS+ + + + + RIREUS1 + + RIREU1Sab + + V18V316112171242 + + + + A2 A1218421242ab1 UIA3 A618 6 ab2 UIA6 3183ab3 UI2121RREII+ + SIRRRI2121+ + S21221111IRRRRREIII+ + + + + + SIRRRI2112+ + S21121IRRRRRE+ + + + 12112112111211 ) (RIRIRIIRIP + + + + A1A5510322 + + + + RREIV

15、5V5122S RIUA5 . 0A5 . 0A1 222 III所所以以A5 . 01555S3232 + + + + IRRRIV5 . 2V55 . 02 2 RIUSV5 . 72.5V5VSSS + + + + UUU33RREIDD+ + A5 . 2A4420402121 + + + + RREEI22121 + + RRRRRRabD，所以所以A2A1323033 + + + + RREIDDLDDRRREUL+ + A1A4482112 + + + + RREIAI03 + + + 57/4321RRRRRabSII 1RabVRRREULDD3 . 33333579L + + + + 干电池干电池（1）电阻： （2）电容： （3）电感：2、电路模型： 由理想元件构成的电路。RC1、理想电路元件（模型化）：在一定条件下突出元件主要的电磁性质，忽略其次要因素，把它近似地看作理想电路元件。便于对实际电路进行分析和用数学描述。（4）恒压源： （5）恒流源：E+_ISE+_R0理想电路元件结点电压方程的推导：设设结点电压为结点电压为 U，参，参考方向从考方向从 a 指向指向 b。111RIEU 因因为为111RUEI 所以所以2. 应用欧姆定律求各支路电流应用欧姆定律求各支路电流 If（U）：）：111RUEI 222RUEI+