《电工电子 》课件-第一章　直 流 电 路

电工电子技术第二版第一节电路的基本概念

第二节电阻及欧姆定律

第三节电功率及电气设备的额定值

第四节基尔霍夫定律

第五节实际电源的等效变换

第六节电路运行状态第一章直流电路第一节电路的基本概念一、电路及电路模型1.实际电路的构成和作用构成：电源、用电器（负载）、控制装置、导线等图1-1手电筒电路作用：能量转换、传输和分配；信号处理与传递2.电路模型理想原件：实际元件进行简化，在一定条件下忽略次要性质，用足以表征主要特性的模型来表示。

第一节电路的基本概念表1-1常用的几种理想电路元件及其图形符号图1-2简单收音机电路电路模型：用理想原件及其组合代替实际原件便形成了该实际电路所对应的由理想原件构成的“电路模型”。第一节电路的基本概念二、电流和电压（电位）

图1-3电流参考方向1.电流（I）

定义：直流交流物理意义：单位时间内通过导体截面的电荷量电流的方向：正电荷移动的方向参考方向：为分析与计算方便而引入的单位：安（A）、KA、mA第一节电路的基本概念解：对图1-4a，IA<0，电流实际方向与参考方向相反，电流实际方向由B端流向A端；[例1-1]P3对图1-4b，IB>0，电流实际方向与参考方向相同，电流实际方向由C端流向D端。电流实际方向是不必在图上标出的。图1-4例1-1图第一节电路的基本概念2.电压（U）图1-5电压的概念单位：伏（V）、KV、mV物理意义：电场力把单位正

电荷从A点移到B点作的功

定义：电压的方向：电场力移动正电荷的方向参考方向：为分析与计算方便而引入的电压方向的表示：箭头，+、-号，下标第一节电路的基本概念图1-6电压参考方向[例1-2]P4解：因为，电压的实际方向与参考方向相反，即由B点指向A点。第一节电路的基本概念3.电位（V）电路中某点的电位就是该点到参考点之间的电压（电位参考点也称零电位点）如下图：V

A=U

AO

、V

B=

U

BO

电路中某两点的电压就是这两点电位之差U

AB=

V

A–

V

B第一节电路的基本概念三、电压源与电流源第一节电路的基本概念1.电压源（理想原件）理想电压源的简称，能够维持端电压为定值的二端原件a）b）图1-8电压源2.电流源（理想原件）理想电流源的简称，能够向外输出一个定值电流的二端原件a）b）图1-9电流源小结：第一节电路的基本概念一、实际电路与电路模型电路的构成和作用2.理想原件3.电路模型二、电流、电压、电位◆定义◆单位◆方向与参考方向三、电压源与电流源1.电压源：输出恒定不变的电压U

s2.电流源：输出恒定不变的电流IsP261-41-6

√

1-8作业：第二节电阻及欧姆定律一、电阻与电阻元件1.电阻：反映对电流阻碍作用的物理量2.电阻元件（R）理想元件3.长直导线电阻的计算ρ——材料的电阻率（Ω·m）电阻的单位：欧姆（Ω）、千欧（KΩ）、兆欧（MΩ）图1-10电阻元件符号4.伏—安特性曲线

电流和电压的函数关系称为“伏—安特性”图1-12线性电阻伏-安特性曲线

图1－13非线性电阻伏－安特性曲线第二节电阻及欧姆定律二、电阻值与温度的关系第二节电阻及欧姆定律一般导体的电阻随温度升高而增加1.电阻温度系数（α）α

--1

Ω电阻温度变化1度而增加的值。单位（1/℃）2.电阻随温度变化计算公式“超导”技术第二节电阻及欧姆定律三、欧姆定律

1.一段电阻电路（线性）U=

R

I

(关联参考方向）U=

-RI

(非关联参考方向）图1-14一段电阻电路第二节电阻及欧姆定律

2.一段有源支路欧姆定律图1-15一段有源支路含源线性电路

对图1-15a)有对图1-15b)有第二节电阻及欧姆定律写方程的步骤：图1-16一段有源电路1）标出U、I

参考方向2）写方程

U=U

S

IRUS

的“

+、-

”负

与端电压U方向一致取“+”与端电压U方向相反取“-”IR项看U

与I关联取“+”非关联取“-”P9写出如图1-16电路

U～I

关系方程图1-17无分支闭合电路3.闭合电路欧姆定律第二节电阻及欧姆定律如图1-17，电流计算公式US前的“+、-”号与I

参考方向相反取“+”与I参考方向相同取“-”[例1-3]如图1-17所示，US1=10V，US2=15V，R1=4Ω，R2=6Ω，求无支闭合电路中的电流及任意两点间电压。

解：任选的电流参考方向已标在图中（取顺时针方向），利用式（1-16）得

1.电路图、参考方向，在电路分析计算中的重要性。2.两套正负号的含义：

公式中的“+”、“-”号

物理量的“+”、“-”号3.计算电路中两点间电压与路径无关。一、电阻与电阻元件二、电阻值与温度的关系三、欧姆定律小结：作业;1-12、1-14第三节电功率及电气设备的额定值图1-18例1-4图一、电功率和电能1.电功率单位：瓦（W）、KW、mW规定：电压、电流参考方向关联P=UI电压、电流参考方向非关联P=-UI计算结果：P

>0

元件耗能（吸收能量）P

<0元件供能（放出能量）电阻元件是耗能元件第三节电功率及电气设备的额定值[例1-4]如图1-18所示，已知：US1=10V，R1=1Ω，

US2=5V，R2=2Ω，R3=3Ω，R4=4Ω，试计算电路中各元件的功率。

图1-18例1-4图第三节电功率及电气设备的额定值2.电能单位：焦（J）、度（KW·h）1KW电炉用电1小时(h)1度（电）P24[1-16]第三节电功率及电气设备的额定值二、电器设备的额定值1.额定电压（U

N）2.额定电流（I

N）3.额定功率和额定电阻电气设备的额定值是指在“规定条件下”安全运行的限额第四节基尔霍夫定律电路网络（平面）结构名词解释图1-19电路网络结构支路---节点---回路---网孔---一、基尔霍夫电流定律（KCL）电路的节点处规定：流入为“+”

流出为“-”图1-19在节点A处有或写成一般公式为图1-19电路网络结构二、基尔霍夫电压定律（KVL）在一个闭合回路中，按一定绕行方向，沿回路一周各段电压的代数和为零。即写KVL方程的步骤如下：1）标出电流参考方向并编号2）标出回路绕行方向并编号3）公式中各项前的“+”“-”确定IR

项：I

与一致取“+”

；I与相反取“-”

US项U

S与一致取“+”；U

S与相反取“-”

第四节基尔霍夫定律三、

KVL用于开口电路如图1-20，在开口处标以电压U

AB，写KVL方程，步骤同前图1-20ＫＶＬ用于开口电路P14[例1-5]

如图1-21所示第四节基尔霍夫定律小结：一、电功率和电能1.电功率2.电能二、电器设备的额定值U

NI

NP

N三、基尔霍夫电流定律1.KCL2.KvL作业：P241-181-20第四节基尔霍夫定律第五节实际电源的等效变换一、实际电压源1.实际电压源有内电阻（又叫输出电阻）2.实际电压源的电路模型（如图1-22a）3.输出电压U

RLIIR0URLIIR0U图1-22实际电压源二、实际电流源1.实际电流源有内电阻2.实际电流源的电路模型（如图1-23a）3.输出电流

R

L

U

U/R0

RL

UU/R0图1-23实际电流源三、实际电压源与实际电流源等效变换等效变换条件：变换前后对负载而言，端口处的伏安关系不变实际电压源的伏安关系为实际电流源的伏安关系为保持伏安关系不变，两式应相等，即：或实际电压源实际电流源实际电流源

实际电压源补充说明;1.与电压源U

S并联的任一元件或支路，对电压源电压无影响，仍为U

S2.与电流源I

S串联的任一元件或支路，对电流源电流无影响，仍为I

S图1-24例1-6图[例1-6]四、受控源

前面介绍过的电压源和电流源都是独立源，它们的输出电压或电流是一定值或是一个固定的时间函数，与电路中其他部分的电压或电流无关。图1-25受控源的四种形式第六节电路运行状态

一、断路状态

1.电源端口（A—C）

电源电流

I=0

电源端电压

U=UAC=US2.负载端口（B—C）

负载中的电流

IL=

0

负载两端的电压

UL=UBC=

0

负载消耗的功率图1-36电路断路状态第六节电路运行状态二、短路状态

1.电源端口（A—C）

电源电流电源端电压电压源功率