《电工电子技术基础及应用》课件 1.2电路的基本物理量

1.2电路的基本物理量《第一章直流电路》学习目标1.理解电流的概念和参考方向2.掌握电压和电位的概念及有关计算3.掌握功率的概念及有关计算视频《电流与电压工作原理》1.2.1电流电荷的定向移动形成电流。习惯上规定正电荷的移动方向为电流的实际方向。表征电流强弱的物理量称作电流强度，简称电流。电流用符号i表示，定义为单位时间内通过导体横截面的电荷量。i=dqdt国际单位制（SI）中电荷量q

的单位是库[仑](C)时间t

的单位是秒（S）电流i的为安[培]（A）常用电流单位还有毫安（mA)、微安（µA）1mA=10-3A

1µA=10-6A1.2.1电流电流是电路中既有大小又有方向的基本物理量。电路中电流主要分为两类：一类是大小和方向均不随时间变化的电流，为恒定电流，简称直流（简写DC），用大写字母I表示。另一类是大小和方向均随时间变化的电流，为变化电流，用小写字母i或i（t）表示。其中一个周期内电流的平均值为零的变化电流称为交变电流，简称交流（简写AC），也用i表示。几种常见电流的波形1.2.1电流参考方向是假定的正电荷移动的方向，可以任意设定。在分析和计算电路前，首先设定电路中各个电流的参考方向，并在电路图上用实线箭头标出。在表述中也可用电流符号加双下标来表示，如iab表示电流从a流向b，并有iab=-iba。电流参考方向的标注方法注意：图中实线箭头和电流符号缺一不可。1.2.1电流电流参考方向与实际方向的关系若电流的计算结果（或已知）为正值i>0，则表示电流的实际方向与参考方向一致；若电流为负值i<0，则表示实际方向和参考方向相反。注意：没有设定参考方向的电流正、负是没有意义的。电流参考方向电流参考方向电流实际方向i>0电流实际方向i<01.2.2电压和电位电压是电路中既有大小又有方向（极性）的基本物理量。直流电压用大写字母U表示，交流电压用小写字母u表示。电压是衡量电场力做功能力的物理量。定义为电场力将单位正电荷从a点移动到b点所做的功。电压的国际单位（SI）为伏特（V），简称为伏,常用单位还有千伏（kV）、毫伏（mV)。uab=dWabdq1kV=103V

1mV=10-3V1.2.2电压和电位在电路中任选一点为参考点（即零电位点），某点a到参考点0的电压，称为该点的电位，用字母V表示，国际单位为伏（V）。如a点的电位记作Va，当选择0点为电位参考点时，则Va=Ua0。1.2.2电压和电位参考点可以任意选择。但参考点一经选定，各点的电位为定值，参考点不同，同一点的电位不同。电子电路有个习惯画法，即电源不再用符号表示，而是改为用电位极性和数值来标示。电子线路的习惯画法1.2.2电压和电位电压与电位的关系：两点之间的电位差称为电压。Uab=Va-Vb电压的实际方向是由高电位点指向低电位点。Uab=

-Uba电压标注方法1.2.2电压和电位电压实际方向与参考方向的关系当u＞0时，该电压的实际极性与所标的参考极性相同；当u＜0时，该电压的实际极性与所标的参考极性相反。电压参考方向u＞0电压实际方向电压实际方向电压参考方向u＜01.2.2电压和电位【例1】在图所示电路中，uab=2V，则电压的实际极性为

高

低；uab=-2V，则电压的实际极性为

高

低。解：uab=2V>0，则电压的实际极性为a高b低；

uab=-2V<0，则电压的实际极性为b高a低。注意：对电路分析时应先指定各处电压的参考方向，否则无意义。1.2.2电压和电位电流的参考方向和电压的参考方向的选定是独立无关的。当电流参考方向与电压参考方向一致称为关联参考方向；电流参考方向与电压参考方向不一致称为非关联参考方向。电压与电流的参考方向图（a）中U=IR，图（b）中U=-IR。（a）关联参考方向（b）非关联参考方向1.2.2电压和电位分析和计算电路时注意：电路中标出的方向一律指参考方向。电流与电压的参考方向可任意假定。但一经选定，分析过程中不应改变。参考方向不同时其表达式符号也不同，但实际方向不变。1.2.2电压和电位在图中电路中，Uac=Va-Vc=Va-Vb+Vb-Vc=Uab+Ubc。一个重要的结论：两点间电压等于两点之间路径上全部电压代数和。1.2.2电压和电位【例2】求图示电路中的电压Uab。解：（a）Uab=US-IR（b）Uab=-US+IR1.2.3电功率电功率是电场力在单位时间内所做的功。它是具有大小和正负值的物理量，电功率简称功率，用p表示。功率的国际单位（SI）是瓦[特]（W）。常用单位还有千瓦（kW）、毫瓦（mW）等。p=dWdtp=dWdt=dWdq*dqdt=ui电路的功率等于元件两端电压与通过该元件的电流的乘积。在直流电路中功率P=UI。1.2.3电功率若某元件的电压和电流为关联参考方向时，元件上的功率p=ui或P=UI（直流）；电压和电流为非关联参考方向时，元件上的功率p=-ui或P=-UI（直流）。若p>0，表示元件吸收或消耗功率；若p>0，表示元件发出或供给功率。功率的正、负号表示能量的流向。1.2.3电功率【例3】试求图中元件的功率，并判断该元件是吸收功率还是发出功率。解：图（a）中电流和电压的参考方向为关联参考方向P=UI=(-8)×3=-24W该元件发出功率24W图（b）中电流和电压的参考方向为非关联参考方向P=-UI=