第一章电路的基本概念

1、下一页下一页返回返回上一页上一页答疑地点：综合实验楼答疑地点：综合实验楼B339B339办公室电话：办公室电话：67792175 67792175 答疑时间：周二下午答疑时间：周二下午2:30-2:30-4 4:00:00下一页下一页返回返回上一页上一页考试信息统计学期学期初次选修初次选修重修重修2013-2014S2013-2014S考试人数考试人数及格人数及格人数挂挂科科人数人数及格率及格率考试人数考试人数及格人数及格人数挂挂科科人数人数及格率及格率250250218218323287.20%87.20%59593333262656%56%2014-2015A2014-2015A考试人数考

2、试人数及格人数及格人数挂挂科科人数人数及格率及格率考试人数考试人数及格人数及格人数挂挂科科人数人数及格率及格率8 88 8737315158383% %3434171717175050% %总结总结: :第一次选修同学只有第一次选修同学只有10%-20%10%-20%的同学挂科的同学挂科, ,重修的同学重修的同学挂科率在挂科率在50%50%左右。左右。另外：还有很大一部分重修同学放弃考试。另外：还有很大一部分重修同学放弃考试。下一页下一页返回返回上一页上一页 课件下载课件下载: :EECourseDHU, , 密码：密码：DHU2015S 教材：电工学教材：电工学( (上册，第上册，第7 7版

3、版),),秦曾煌秦曾煌, ,高教出版社高教出版社 考核方式：考试考核方式：考试( (70%70%)+)+考勤、平时测试、作业考勤、平时测试、作业( (30%30%) )作业：每周二上课前交作业：每周二上课前交考勤用随堂测验和点名，请准备若干小纸条考勤用随堂测验和点名，请准备若干小纸条下一页下一页返回返回上一页上一页课程基本信息 课程内容课程内容 第1、2章：电路分析（10学时）；第3章： 暂态分析（6学时）；第4：正弦交流电；5章：单相与三相交流电路（14学时）；第6章：磁路与线圈（4学时）；第7章：交流电动机（8学时） ；第10章：继电器（6学时）。下一页下一页返回返回上一页上一页下一页下一

4、页返回返回上一页上一页下一页下一页返回返回上一页上一页放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电流的通路，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。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.输电线输电线下一页下一页返回返回上一页上一页电源电源: 提供提供电能的装置电能的装置负载负载: 取用取用电能的装置电能的装置中间环节：中间环节：传递、分传递、分配和控制电能的作用配和控制电能的作用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.输电线输电线下一页下

5、一页返回返回上一页上一页直流电源直流电源: 提供能源提供能源信号处理：信号处理：放大、调谐、检波等放大、调谐、检波等负载负载信号源信号源: 提供信息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电源或信号源的电压或电流称为激励，激励，由激励所产生的电压和电流称为由激励所产生的电压和电流称为响应响应。下一页下一页返回返回上一页上一页手电筒的电路模型手电筒的电路模型数学方法数学方法 R+RoES+UI电池电池导线导线灯泡灯泡开关开关电阻电阻R、电感、电感L、电容、电容C和电源和电源ES、IS实际电路实际电路 电磁性质电磁性质电路电路(模型模型)下一页下一页返回返回上一页上一页

6、 电荷在电场力作用下移动形成电流 ，单位：A 电压 等于电场力把单位正电荷从a点移动到b点所做的功 ，单位：V 电动势 等于电源力把单位正电荷从低电位点移动到高电位点所做的功，单位：VbaabVVU下一页下一页返回返回上一页上一页物理量物理量实实 际际 方方 向向电流电流 I正电荷运动的方向正电荷运动的方向电动势电动势E ( (电位升高的方向电位升高的方向) ) 电压电压 U( (电位降低的方向电位降低的方向) )高电位高电位 低电位低电位 单单 位位kA、A、mA、A低电位低电位 高电位高电位kV、V、mV、VkV、V、mV、V下一页下一页返回返回上一页上一页+-+-E2E2图中标识的都是参

7、考(正)方向 下一页下一页返回返回上一页上一页 在分析与计算电路时，对电量在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。任意假定的方向。IE+_aRb U+_Uab 下标下标电压：电压：箭标箭标abU 极性极性 + -电流：电流：Iab 下标下标箭标箭标abI 极性极性 下一页下一页返回返回上一页上一页，电流，电流(或电压或电压)值为值为正值正值；，电流，电流(或电压或电压)值为值为负值负值。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)值才有正负之分。值才有正负之分。 若若 I = 5A，则电流从则电流从a流向流向b；例：例：若若 I = 5A，则电流从，则电流从b流

8、向流向a。abRIabRU+若若 U = 5V，则电压的实际方向从，则电压的实际方向从a指向指向b;若若 U= 5V，则电压的实际方向从，则电压的实际方向从b指向指向a。下一页下一页返回返回上一页上一页U与E的关系EUEUEUEUE=U=4VE=-U=4V-E=U=4V-E=-U=4V下一页下一页返回返回上一页上一页 2.4 欧姆定律欧姆定律U=IRU、I 参考方向相同时，参考方向相同时， RUIRUI 通常取通常取 U、I 参考方向相同参考方向相同(关联一致关联一致)。U = I R下一页下一页返回返回上一页上一页解：解：对图对图(a)有有, U = IR例：例：应用欧姆定律对下图电路列出式

9、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。对图对图(b)有有, U = IR326 : IUR所以所以326: IUR所以所以RU6V2ARU6V I(a)(b)I2A下一页下一页返回返回上一页上一页常用符号：常用符号：电工工程：大地电工工程：大地 ； 电子电路：导线的交汇点电子电路：导线的交汇点OVO=0) 下一页下一页返回返回上一页上一页 分别以分别以a,b为为参考点参考点求图示电求图示电路中各点的电位路中各点的电位: : 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=0Vbac20 4A6 10AE290V

10、 E1140V5 6A d下一页下一页返回返回上一页上一页bca20 4A6 10AE290V E1140V5 6A d+90V20 5 +140V6 cd下一页下一页返回返回上一页上一页图示电路，计算开关图示电路，计算开关S S断开和闭合时断开和闭合时A点的电位点的电位VA解解: (1)当开关当开关S S断开时断开时(2)当开关闭合时当开关闭合时, ,如图如图( (b) ) 电流电流 I2 = 0，电位电位 VA = 0V。电流电流 I1 = I2 = 0，电位电位 VA = 6V。电流在闭电流在闭合合路径中流路径中流通通2K A+I I1 12k I I2 26V(b)2k +6VA2k

11、SI I2 2I I1 1(a)下一页下一页返回返回上一页上一页电路如下图所示电路如下图所示,(1)零电位参考点在哪里？画零电位参考点在哪里？画电路图表示出来电路图表示出来; (2)当电位器当电位器RP的滑动触点向下的滑动触点向下滑动时滑动时, A、B两点的电位增高了还是降低了？两点的电位增高了还是降低了？A+12V12VBRPR1R212V 12V BARPR2R1I下一页下一页返回返回上一页上一页功率单位时间内电场力所做的功，为电功率。 用 来表示，单位为W。；当电压、电流的正方向关联一致时，；当电压、电流的正方向不一致时， 下一页下一页返回返回上一页上一页U、I 参考方向不同，参考方向不

12、同，P = -UI 0，负载负载； P = -UI 0，电源电源。U、I 参考方向相同，参考方向相同，P =UI 0，负载，消耗功率负载，消耗功率； P = UI 0，电源，发出功率电源，发出功率。 电源：电源： U、I 实际方向实际方向相反相反，即电流从，即电流从“+ +”端流出，端流出， 负载：负载： U、I 实际方向实际方向相同相同，即电流从，即电流从“- -”端流出。端流出。 （发出功率）（发出功率） （吸收功率）（吸收功率） IE+_aRb U+_下一页下一页返回返回上一页上一页US=30V,电压源和电流源发出或吸收的功率值,并说明哪个是电源,哪个是负载？ RIUI3 A2 AS 1

13、S 2S+.下一页下一页返回返回上一页上一页 I1=( ) ；I=( )； 判断3V电源是发出功率还是吸收功率?（ ） 下一页下一页返回返回上一页上一页电气设备在正常运行时的规定使用值电气设备在正常运行时的规定使用值： I IN ，P IN ，P PN ： I = IN ，P = PN 1. 额定值反映电气设备的使用安全性；额定值反映电气设备的使用安全性；2. 额定值表示电气设备的使用能力。额定值表示电气设备的使用能力。例：例：灯泡：灯泡：UN = 220V ，PN = 60W电阻：电阻： RN = 100 ，PN =1 W 3. 电气设备额定值和电路工作状态电气设备额定值和电路工作状态下一页

14、下一页返回返回上一页上一页三种工作状态：三种工作状态：通路、开路、短路通路、开路、短路RREI 0负载端电压负载端电压 特征特征:IR0R EUI 电流的大小由负载决定。电流的大小由负载决定。 在电源有内阻时，在电源有内阻时，I U 。电源的外特性电源的外特性 EUI0下一页下一页返回返回上一页上一页 开关闭合开关闭合,接通电源与负载。接通电源与负载。RREI 0U = IR 电流的大小由负载决定。电流的大小由负载决定。 在电源有内阻时，在电源有内阻时，I U 。或或 U = E IRoUI = EI IRoP = PE P负载负载取用取用功率功率电源电源产生产生功率功率内阻内阻消耗消耗功率功

15、率 电源输出的功率由负载决定。电源输出的功率由负载决定。负载大小的概念负载大小的概念: 负载增加指负载取用的负载增加指负载取用的电流和功率增加电流和功率增加(电压一定电压一定)。IR0R EU I下一页下一页返回返回上一页上一页特征特征: 开关开关 断开断开I = 0电源端电压电源端电压 ( 开路电压开路电压 )负载功率负载功率U = U0 = EP = 01. 开路处的电流等于零；开路处的电流等于零； I = 02. 开路处的电压开路处的电压 U 视电路情况而定。视电路情况而定。电路中某处断开时的特征电路中某处断开时的特征: :IRoR EU0 IU有有源源电电路路下一页下一页返回返回上一页

16、上一页电源外部端子被短接电源外部端子被短接 特征特征:0SREII U = 0 PE = P = IR0P = 01.1. 短路处的电压等于零短路处的电压等于零: U = 0;2. 2. 短路处的电流短路处的电流 I 视电路情况而定视电路情况而定:电源电压全部降在内阻上，产生很大的短路电流，容易损坏电源电压全部降在内阻上，产生很大的短路电流，容易损坏电器设备，加入熔断器，发生事故时自动切断。电器设备，加入熔断器，发生事故时自动切断。IU有有源源电电路路IR0R EU0 下一页下一页返回返回上一页上一页 结点N:电路中3个或3个以上元件的联结点 支路B:电路中两结点之间的每一个分支 网孔:电路中

17、未被任何支路分割的最简单的回路B-(N-1)+-+-4.4.下一页下一页返回返回上一页上一页某电路经串、并联等效变换可化简为网孔网孔的称为; 否则，称为。下一页下一页返回返回上一页上一页II21A13A1V+-1II21A13A1V+-1结点，结点， 支路，支路， 网孔，网孔， 回路回路ab下一页下一页返回返回上一页上一页结点、结点、支路（五个不同的电流）支路（五个不同的电流）cab12345下一页下一页返回返回上一页上一页 在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。该结点的电流。 实质实质: : 或或: : = 0= 0I I1 1I I2 2

18、I I3 3b ba a E E2 2R R2 2 R R3 3R R1 1E E1 1对结点对结点 a a：I I1 1+ +I I2 2 = = I I3 3或或 I I1 1+ +I I2 2I I3 3= 0= 0下一页下一页返回返回上一页上一页I I =?=?例例:广义结点广义结点I I = = 0 0I IA A + + I IB B + + I IC C = = 0 0A AB BC CI IA AI IB BI IC C2 2 + +_ _+ +_ _I I5 5 1 1 1 1 5 5 6V6V12V12V下一页下一页返回返回上一页上一页即：即： U U = 0 = 0 在任

19、一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循在任一瞬间，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行一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。和。对回路对回路1 1：对回路对回路2 2： E E1 1 = = I I1 1 R R1 1 + +I I3 3 R R3 3I I2 2 R R2 2+ +I I3 3 R R3 3= =E E2 2或或 I I1 1 R R1 1 + +I I3 3 R R3 3 E E1 1 = 0 = 0 或或 I I2 2 R R2 2+ +I I3 3 R R3 3 E E2 2 = 0 = 0 I I1 1I I2 2I I3

20、3b ba a E E2 2R R2 2 R R3 3R R1 1E E1 11 12 2下一页下一页返回返回上一页上一页1 1列方程前列方程前标注标注回路循行方向；回路循行方向； 电位升电位升 = = 电位降电位降 E E2 2 = =U UBE BE + + I I2 2R R2 2 U U = 0 = 0 I I2 2R R2 2 E E2 2 + + U UBEBE = 0= 02 2应用应用 U U = 0 = 0项前符号的确定：项前符号的确定： 3. 3. 开口电压可按回路处理开口电压可按回路处理 注意：注意：1 1对回路对回路1 1：E E1 1U UBEBEE E+ +B B+ +R R1 1+ +E E2 2R R2 2I I2 2_ _下一页下一页返回返回上一页上一页对网孔对网孔abdaabda：对网孔对网孔acbaacba：对网孔对网孔bcdbbcdb：R R6 6I I6 6 R R6 6 I I