电路基本概念和基本定律()

电路基本概念和基本定律()第1章电路的基本概念与基本定律1.1电路的作用与组成1.2电路模型1.3电压和电流的参考方向1.5电源有载工作、开路与短路1.41.6克希荷夫定律1.7电路中电位的概念及计算c.负载

电路是电流的通路，它是为了某种需要由某些电工设备或元件按一定方式组合起来的。a.电源b.中间环节1.1电路的作用与组成部分1.电能的传输与转换电路的作用发电机升压变压器输电线降压变压器电灯电动机用电器……第1章1

1电路的组成2.传递与处理信号放大器话筒扬声器其它形式的能量电能电能其它形式的能量连接电源和负载，传输、分配电能a.信号源b.负载话筒把声音（信息）电信号扬声器把电信号声音（信息）

电路是电流的通路，它是为了某种需要由某些电工设备或元件按一定方式组合起来的。1.1电路的作用与组成部分电路的作用第1章1

1负载电源中间环节1.1电路的作用与组成发电机升压变压器输电线降压变压器电灯电动机信号源负载电源和信号源的电压或电流称为激励，它推动电路的工作。由激励在电路中产生的电压和电流称为响应。电路分析是在已知电路结构和参数的条件下，讨论激励响应与的关系第1章1

1放大器话筒扬声器电路？电路模型？电流流过的全部通路：：

由理想元件组成的电路1.2电路模型第1章1

21.5V电源负载连接导线电路实体电路模型用理想电路元件组成的电路，称为实际电路的电路模型。1.2电路模型开关第1章1

2SER电流磁场储存磁场能量(可逆)L实际的电路元件或器件其电磁性质是很复杂的。例如：一盏白炽灯在有电流通过时：电压电场储存电场能量(可逆)Ci1.2电路模型第1章1

2–C+uRLC

为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质，把它看成理想电路元件。iiR第1章1

2理想电源元件理想电路元件理想电压源理想电流源电阻

R电感

L电容

C理想电路元件电路元件理想受控源第1章1

2第1章1

31.3电压和电流的参考方向1.电压的实际方向：由高电位端指向低电位端2.电流的实际方向：正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向3.电压、电流的参考方向：任意假定电压、电流参考方向与实际方向相同为正值例如：E=3V，则U=3V或UAB=3V则U=–3V或UAB=–3VER+–UIAB+–电压、电流参考方向与实际方向相反为负值第1章1

4通过电阻的电流与电压成正比表达式=RUIU、I参考方向相同U=–IRU、I参考方向相反图B中若I=–2A，R=3，则U=–(–2)×3

=

6V电流的参考方向与实际方向相反–UIR图A+–或UIR图B+–UIR图C+–电压与电流参考方向相反1.4欧姆定律u/V0i/A1.4欧姆定律遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻,(反之为非线性电阻),它是一个与电压电流无关的常数。线性电阻的伏安特性曲线ABUIR+–第1章1

4EIU第1章1

51.5电源有载工作、开路与短路1.5.1电源有载工作1.电压与电流R0RABCDU=RIR

+

R0I=EU=E–R0IER0IU电源的外特性曲线当R0

R时，UE说明电源带负载能力强IU0第1章1

51.5.1电源有载工作1.电压与电流U=RIU=E

–

R0I2.功率与功率平衡UI=EI–R0I2

P=PE–

P电源产生功率内阻消耗功率电源输出功率功率的单位：瓦[特](W)或千瓦(kW)电源产生功率=负载取用功率+内阻消耗功率EIUR0RABCR

+

R0I=E1.5电源有载工作、开路与短路D第1章1

51.5电源有载工作、开路与短路1.5.1电源有载工作3.电源与负载的判别根据电压、电流的实际方向判别电源：U和I的实际方向相反，发出(提供)功率负载：U和I的实际方向相同，取用(消耗)功率根据电压、电流的参考方向判别电源：P=U•

I为负值，发出(提供)功率若电压、电流的参考方向相同负载：P=U•

I为正值，取用(消耗)功率正方向1、假定方向（参考方向）2、实际方向（真实方向）二者方向相同时，U(I)>0二者方向相反时，U(I)<0例：求功率P，说明P的性质UIUI1.若：I=2A,U=5V,

I=2A,U=-5V,2.若：I=-2A,U=5V,

I=-2A,U=-5V,U、I的实际方向相同时，P—消耗U、I的实际方向相反时，P—提供结论P=UI=10WP=UI=-10WP=UI=-10WP=UI=10W—消耗—消耗—提供—提供第1章1

51.5.1电源有载工作4.额定值与实际值S1US2电源+–IS3P电源输出的电流和功率由负载的大小决定

额定值是为电气设备在给定条件下正常运行而规定的允许值电气设备不在额定条件下运行的危害：不能充分利用设备的能力降低设备的使用寿命甚至损坏设备第1章1

5EIU01.5电源有载工作、开路与短路1.5.2电源开路特征R0RABCDI=0U=U0=EP=0第1章1

5U

=

0I视电路参数而定有源电路EUISR1电流过大，将烧毁电源1.5电源有载工作、开路与短路1.5.3电源短路特征R2R0U=0I=IS=E/R0P=0PE=P=R0IS2

ER1R2R0U短接I第1章1

5+R3abE1节点

电路中三条或三条以上支路联接的点支路电路中的每一分支cd回路

由一条或多条支路组成的闭合路径如acb,ab,adb如abca,adba,adbca1.6克希荷夫定律第1章1

6E2如a,bR2R1名词术语：网孔

中间无分支的回路如abca,adbaI=0

（直流电路中）i=0

（对任意波形 的电流）在任一瞬间流入节点电流的代数和等于零例:若I1=9A,I2=–2A,I4=8A。求:I3=?09I382（）I319AKCL电流的参考方向与实际方向相反1.6.1克希荷夫电流定律(KCL)I1I2I3I4I1–I2+I3+I4=0解：第1章1

6IAIBIABIBCICAKCL推广应用或I=0ICABC对A、B、C三个节点应用KCL可列出：IA=IAB–ICAIB=IBC–IABIC=ICA–IBC上列三式相加，便得IA+IB+IC=0

可见，在任一瞬间通过任一封闭面的电流的代数和恒等于零。第1章1

6E1U4E2U1U2abced+++1.6.2克希荷夫电压定律（KVL）

在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。U=0若求：U2=？E2

=

5V电压的参考极性与实际极性不相同E1=–3V，U4=8V，U1=–2V，U1+

U2–U3–

U4

+U5=0(–2)+U2–(–3)–8+5=0KVL–––+–U5U3+–或

U=

EU1+

U2–

U4=E1

–

E2U2=

2V(–2)+U2–8=(–3)–5或U2=

2V第1章1

6根据U=0KVL推广应用于假想的闭合回路E+IRUAB=0第1章1

6UAB=E+IRERABI或根据KVL可列出UBUAABCUABUAB=UAUB

UAUBUAB=0一、电位的概念电位：选定电路中某点作为参考点，令其电位为零，其它点到参考点的电压，即为该点的电位，用V表示。参考点不同,电位不同,但电压不变若电位为负，则低于参考点电位，两点之间电压<0。二、电位的计算例已知：Uda=4V,Uac=6V,求各点电位解:设

c点接地，即Vc=0

Vd=Udc=E=10V,Va=Uac=6V=Vb

设

d点接地，即Vd=0

Vc=Ucd=-E=-10V,Va=Uad=-Uda=-4V=Vb结