《电工电子技术》课件-项目一 直流电路

电工电子技术项目一

直流电路任务1电路的组成及主要物理量情境导入电路电路是为了完成某种功能，各种电气元器件按一定的方式连接起来的总体，是电流的通路

。图1-1手电筒电路图1-2手电筒的电路模型情境导入电路的组成1.提供电能的部分称为电源；2.消耗或转换电能的部分称为负载；3.连接及控制电源和负载的部分如导线、开关等称为中间环节。

图1-1手电筒电路图1-2手电筒的电路模型情境导入电路的作用1.电能的传输、分配与转换

2.信息的传递与处理

情境导入电路的模型

为了便于对电路进行分析和计算，我们常把实际元件加以近似化、理想化，在一定条件下忽略其次要性质，用足以表征其主要特征的“模型”来表示，即用理想元件来表示。图1-1手电筒电路图1-2手电筒的电路模型情境导入电流

电流是指单位时间内通过导体横截面的电荷量，是电路中既有大小又有方向的基本物理量。

为了理解和叙述的方便，电流的实际方向规定为正电荷运动的方向。

情境导入电流

直流

（DC）：大小和方向均不随时间变化的电流。

交流（AC）：大小和方向均随时间变化，且一个周期内的平均

值为零的电流。直流交流电流的参考方向的引入

在分析电路时，对于复杂电路，由于无法确定电流的实际方向，或电流的实际方向在不断的变化，所以我们引入了“参考方向”的概念。

?电流参考方向的含义2.实线参考方向（虚线实际方向）。1.参考方向是一个假想的电流方向。3.i

＞0，则电流的实际方向与电流的参考方向一致；

i＜0，则电流的实际方向和电流的参考方向相反。图1-4情境导入电压

电压是电路中既有大小又有方向的基本物理量，大小等于电场力将单位正电荷从a点移动到b点所做的功W。

电压的单位：伏特（V），千伏（kV）和毫伏（mV）。

电位电路中某点至参考点的电压，用“V”来表示，通常设参考点的电位为零。比如说，当选择O点为参考电位点时，

（1-1）电压是针对电路中某两点而言的，与路径无关。所以有（1-2）电压又叫电位差电压的实际方向是由高电位点指向低电位点电压参考方向的标注及含义参考方向没有标注

参考高电位端当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。

建议采用：参考极性标注法

在图1-6所示的电路中，方框泛指电路中的一般元件，试分别指出图中各电压的实际极性（1）a图，A点为高电位，因u=24V＞0,所标实际极性与

参考极性相同。各电压的实际极性例1-1解（2）b图，B点为高电位，因u=﹣12V＜0,所标实际极性与参考极性相反。（3）c图，不能确定，虽然u=15V＞0,但图中没有标出参考极性。任务2关联参考方向和电功率的计算关联参考方向电流参考方向是从电压的参考高电位指向参考低电位关联非关联（通过元件时）电功率在电流流通的同时，电路内发生了能量的转换。在电源内部，电源力不断地克服电场力对正电荷做功，正电荷在电源内获得了能量，由非电能转换成电能。在外电路（电源外的电路部分)中，正电荷在电场力的作用下，不断地通过负载(白炽灯)把电能转换为非电能。电功率是指单位时间内，电路元件上能量的变化量。即在电路中，电功率简称功率。它反映了电流通过电路时所传输或转换电能的速率。

功率的单位：瓦特（W），千瓦（kW）和毫瓦（mW）功率有大小和正负值元件吸收的功率p＞0，则该元件吸收（或消耗）功率

p＜0，则该元件发出（或供给）功率

试求如图1-8所示电路中元件吸收的功率。（1）a图，u、i为关联参考方向，元件吸收的功率P=UI=4×（－3）W=﹣12W此时元件吸收功率﹣12W，即发出的功率为12W。

(2)b图，u、i为非关联参考方向，元件吸收的功率P=﹣UI=﹣（﹣5）×3W=15W此时元件吸收的功率为15W。例1-2解(3)c图，u、i为非关联参考方向，

P=﹣UI=﹣4×2W=﹣8W

即元件发出的功率为8W。(4)d图，u、i为关联参考方向，

P=UI=（﹣6）×（﹣5）W=30W

即元件吸收的功率为30W。探索新知1、确定电压和电流的参考方向，2、判断电压和电流是关联参考方向还是非关联参考方向；3、关联参考方向，P=UI，非关联参考方向，P=-UI，4、P>0,吸收（或者说消耗）功率。P<0，发出（或者说供给）功率。求解电功率的步骤电工电子技术项目1直流电路任务3电阻元件电阻和电阻元件

物体对电流的阻碍作用，称为该物体的电阻。用符号R表示。电阻的单位是欧姆（Ω）。

电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件的总称。如电炉、白炽灯、电阻器等。电

导电阻的倒数称为电导，是表征材料的导电能力的一个参数，用符号G表示。电导的单位是西门子（S），简称西。（1-5）电阻和电阻元件

实验证明，不同的导体有不同的电阻，导体电阻的计算公式为：

不同的导体其电阻率不同，用途也不同。l—导体长度（m）；S—导体截面积(m2);ρ—导体电阻率（Ω·m）电阻和电阻元件导体的电阻还与温度有关，金属导体的电阻随温度的升高而增加，半导体的电阻随温度的升高而减小。有些金属和合金，在温度降低到4.2K(−269℃)时，电阻会突然消失，这种现象叫做超导现象，处于超导状态的导体叫做超导体。电阻元件的欧姆定律1826年，德国科学家欧姆总结出：施加于电阻元件上的电压与通过它的电流成正比。这一关系称为欧姆定律，也即是电阻元件上的伏安关系。u=Ri(1-6)u=﹣Ri(1-7)电阻元件的伏安特性线性电阻非线性电阻电阻元件上的功率

若u、i为关联参考方向，则电阻R上消耗的功率为p=ui=(Ri)i=R（1-8）若u、i为非关联参考方向，则p=﹣ui=﹣(﹣Ri)i=R

可见，p≥0，说明电阻总是消耗（吸收）功率，而与其上的电流、电压极性无关。电阻元件上的功率如图1-9所示电路中，已知电阻R吸收功率为3W，i=﹣1A。求电压u及电阻R的值。例1-3解由于u、i为关联参考方向，由式（1-11）p=ui=u(﹣1)A=3Wu=﹣3Vu的实际方向与参考方向相反u=Ri图1-9电阻的作用请大家思考电阻在电流中的作用有哪些？并画出相应的电路图。电工电子技术项目1直流电路任务4电压源与电流源电压源理想电压源1、内阻R0=0；2、输出端口电压U=Us，与外电路电流I无关；3、电流I由Us及外电路共同决定；符号伏安特性图1-12理想电压源解（1）R=5Ω由电压源特性知，（2）R=10Ω电路如图，已知Us=10V,求电压源输出的电流。外电路R有两种情况（1）R=5Ω（2）R=10Ω例电流源理想电流源

1、内阻R0=无穷大；2、对外输