《电工技术》课件 1.1 电路模型与基本物理量

第1章

电路的基本概念和定律机械工业出版社电工技术1.1-1

电路模型1电路及功能1.1电路及功能1电路及功能1电路及功能电源1电路及功能中间环节1电路及功能负载1电路及功能2电路及功能2电路及功能2电路及功能第1章

电路的基本概念和定律机械工业出版社电工技术1.1-2

电路的基本物理量1电流正电荷：原子（失去电子）、丝绸摩擦的玻璃棒、电解液中的正离子负电荷：自由电子、毛皮摩擦的橡胶棒、电解液中的负离子单位时间内流过导体截面的电荷量称为电流强度，简称电流，单位安培(A)++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++1A表示1秒内通过导体横截面的电荷量为1库伦1电流1电流电流可以是恒定的，也可能是随时间变化的。若单位时间内通过导体横截面的电荷量为常数，则这种电流叫做恒定电流，简称直流电流，用大写字母I表示。随时间变化的电流，称为交流电流，用小写字母i表示。直流电流（DC：DirectCurrent）:大小和方向都不随时间的变化而变化交流电流（AC:AlternatingCurrent）:大小和方向均随时间的变化而变化tIti1电流电流的单位是安培，

简称安(A)，实际中还有毫安(mA)和微安(μA)等。它们的换算关系为1A=103mA=106µA上图中流过灯泡的电流方向你知道吗？图a图b1电流上图中流过灯泡L3的电流方向你知道吗？L1L3L21电流L1L2L3电流的参考方向：人为设定某一段电路电流的正方向，这种人为设定的电流的正方向称为电流的参考方向。引入电流参考方向后，实际中通常用箭头在电路图上标出电流的参考方向。当电流的实际方向与参考方向一致时，i>0；当电流的实际方向与参考方向相反时，i<0。电流的参考方向与实际方向的关系如图所示。

1电流【例1-1】在图1-5中，各电流的参考方向已设定。

已知I1

=10A，I2=–2A，

I3

=8A。试确定I1、

I2、

I3的实际方向。

【解】如例图所示I1>0，

故I1的实际方向与参考方向相同，

I1由a点流向b点。

I2<0，

故I2的实际方向与参考方向相反，

I2由b点流向c点。

I3>0，

故I3的实际方向与参考方向相同，

I3由b点流向d点。1电流2.电压电压：将单位正电荷从电路中一点移至电路中另一点电场力做功的大小，如图

所示。电压用符号u表示，即：++++++++++++++------------电场强度E+AB单位正电荷从a移动到b点的电场力所做的功称ab两点的电压。2.电压如果电压的大小和极性都不随时间而变动，这样的电压称为恒定电压或直流电压，用符号U表示。如果电压的大小和方向都随时间变化，则称为交变电压或交流电压，用符号表示。tutU电压的单位是伏特（V），电压常用的单位还有千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）。它们的换算关系为1kV=103V1mV=10-3V1μV=10-6V2.电压(a)u>0

(c)用箭头表示电压参考方向

(b)u<0

实际方向：电路中，规定电位真正降低的方向为电压的实际方向。参考方向：所谓电压参考方向，就是所假设的电位降低的方向，在电路图中用“＋”、“－”号表示，“＋”号表示高电位端，即正极；“－”号表示低电位端，即负极电压的参考方向也可以用带下脚标的字母表示。如电压uab，a表示电压参考方向的正极性端，b表示电压参考方向的负极性端。电压参考方向还可以用一个箭头表示，如图(c)所示，箭头方向表示电压降的方向。即箭头始端表示电压正极，箭头尾端表示电压负极。在设定电压参考方向以后，若经计算得电压值为正，即u>0，说明电压的实际方向与它的参考方向一致；若电压值为负值，即u<0，说明电压的实际方向与它的参考方向相反。电压的参考方向与实际方向的关系如图(a)、(b)所示。2.电压3.电压、电流的关联参考方向对一个元件或一段电路，常指定其电流从电压的“＋”极性端流入，

“－”极性端流出，这种电流和电压取一致的参考方向，叫关联参考方向，如图（a）所示；否则即为非关联参考方向，如图（b）所示。

(a)电压、电流的关联参考方向(b)电压、电流的非关联参考方向电压、电流的参考方向4.电位电位：电场力把单位正电荷从电路中某点移到参考点所做的功称为该点的电位，用大写字母V表示。如果已知a、b两点的电位分别为Va、Vb，则a、b两点间的电压为Uab=Va−Vb4.电位【例1-2】

图所示电路，求：（1）

取VG=0，求各点电位和电压UAF、UCE、UBE、UCA；（2）

取VD=0，重解此题。4.电位【解】（1）取G点为参考点，如图（a）所示VA=100VVB=−1+100=99VVC=−2−1+100=97VVD=−90−2−1+100=7VVE=4+1=5VVF=1VUAF=VA−VF=100−1=99VUCE=VC−VE=97−5=92VUBE=VB−VE=99−5=94VUCA=VC−VA=97−100=−3V（a）以G为参考点4.电位（2）取D点为参考点，如图（b）所示VA=1+2+90=93VVB=2+90=92VVC=90VVE=−2VVF=−4−2=−6VVG=−1−4−2=−7VUAF=VA−VF=93−（−6）=99VUCE=VC−VE=90−（−2）=92VUBE=VB−VE=92−（−2）=94VUCA=VC−VA=90−93=−3V5.电功率和能量电功率：单位时间内某段电路所吸收或释放的电能称为该段电路的电功率，即

其中dw为吸收或释放的电能，dt为吸收或释放电能所需的时间，国际单位制(SI)中，电功率的单位是瓦特（W），常用的单位还有千瓦（kW）、毫瓦（mW）等。通常说的一度电就是１千瓦小时，

即 1度=1kWh=1000W×3600S=3.6×106J5.电功率和能量功率与电压u、电流i的关系u和i取关联方向

u和i取非关联方向如图所示电路元件的u和i取关联方向，由于故电路吸收的功率为：

在直流电路中：5.电功率和能量当u和i取关联参考方向时，用p=ui计算功率。当p>0时，元件吸收（消耗）功率，是负载；当p<0时，元件发出功率，是电源。当u和i取非关联方向时，若仍用p=ui计算，则当p>0时，元件发出功率，是电源；p<0时，元件吸收（消耗）功率，是负载。u和i取关联方向

u和i取非关联方向5.电功率和能量【例1-3】

计算图中各元件的功率，指出是产生功率还是吸收功率。

（a）(b)图(a)：U、I为关联参考方向，由得：

元件发出功率。图(b)：U、I为关联参考方向，故：

元件吸收功率。5.电功率和能量【例1-3】

计算图中各元件的功率，指出是产生功率还是吸收功率。

(c)(d)

图(c)：U、I为非关联参考方向，故：

元件发出功率。

图(d)：U、I为非关联参考方向，故：

元件吸收功率。5.电功率