电路基本知识

1、轨道电路与电气化,杨春燕,教学要求,课程类型：考查课。周4，12周，共48学时 教材：轨道电路与电气化,秦立朝,铁道出版社。 成绩评定：按考试成绩占60%，日常成绩占40%折合成百分制后，评出优秀（90100）、良好（7589）、及格（6074）、不及格（59及其以下）四个等级。 其中: 考试成绩以开卷考试方式考查学员成绩。 日常成绩包括： 1期中考核20分 2旬考5分 3出勤5分 4课堂表现、提问、小测验5分 5笔记、作业5分 （作业本最后存档。正面作业，背面课堂笔记）。,主要内容,电工基础 轨道电路 电气化铁路基本知识,第一章 电工基础,一、电路及其主要物理量,1-1直流电路,（一）电路基

2、本概念 电路是泛指能够提供电流途径，由电源、电子元件或电工设备所组成的总体。 电路组成：电源、负载、中间环节（开关、导线等）。,（一）电路基本概念,用一个理想电路元件或几个理想电路元件的组合来代替实际电路中的具体元件，称为实际电路的模型化。 由理想电路元件构成的电路称为电路模型。,电路模型,1电流 电流的强弱用电流强度来度量，其数值等于单位时间内通过导体某一横截面的电荷量。电流强度在工程上常简称为电流，用I表示。 瞬时值： 恒定电流 电流的单位是安培(A)。毫安(mA)或微安(A) 1A=1Cs。 电量的单位是库仑(C)。,（二）电路的基本物理量,1电流 电流的方向 规定正电荷移动的方向为电流

3、的方向（实际方向）。,（二）电路的基本物理量,1电流 电流的参考方向：是假定的正方向。电流的参考方向可以任意选定，在电路中一般用箭头表示。 参考方向与实际方向一致时，电流为正值； 参考方向与实际方向相反时，电流为负值。,（二）电路的基本物理量,2电压 设有A、B两个极板，如图1-4所示，正电荷在电场力的作用下由正极A经导线和负载流向负极B，从而形成电流。这时电场力对电荷做功，这种电场力做功的本领用电压来度量。电压用U表示。,（二）电路的基本物理量,2电压,（二）电路的基本物理量,电压的大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功。 电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。 电压的

4、国际单位制为伏特（V），常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(V)、千伏(kV)等。,2电压,（二）电路的基本物理量,电压参考方向： 当电压的参考方向与实际方向一致时，电压为正；相反时，电压为负。 参考方向可用箭头表示，也可用双下标表示。,关联参考方向： 元件上的电压和电流常取一致的参考方向，称为关联参考方向。,（二）电路的基本物理量,3电位 电位是度量电路中各点所具有的电位能大小的物理量，它在数值上等于电场力将单位正电荷从该点移到参考点所做的功。 要选取参考点。电路中任意一点的电位，就是该点与参考点之间的电压，而电路中任意两点之间的电压，则等于这两点电位之差。,（二）电路的基本物理量,参考点选得

5、不同，电路中各点的电位也不同，但任意两点间的电位差不变。 电路中的各点都具有确定的电位，与计算的路径无关。,（二）电路的基本物理量,4、电动势 电动势是一个专门描述电源内部特性的物理量。 电动势在数值上等于电源力将单位正电荷从电源负极（B点）移到电源正极（A点）所做的功，用E表示。 电动势的实际作用方向是在电源内部由低电位端指向高电位端，是电位升的方向。 电动势的参考方向也可用箭头、双下标或“+”、“-”极性表示。,（二）电路的基本物理量,5、电能和电功率 电能 电荷Q受电场力作用从A点经负载移到B点，电场力所做的功为电能。 电功率 单位时间消耗的电能称为电功率（简称功率） 。用P表示。 电功

6、率 P=EI =UI 功的单位是焦耳（J）。 功率的单位是瓦特（W）。 还可用千瓦（kW）、毫瓦（mW）表示。,（二）电路的基本物理量,二、电阻元件、欧姆定律、电压源,1-1直流电路,理想电阻元件简称为电阻元件，只具有消耗电能性质。 如灯泡、电阻炉、电烙铁等。 电阻元件的端电压和流过它的电流成正比。比例系数R称为电阻。 其伏安特性曲线，是一条通过原点的直线，通常我们把伏安特性为直线的电阻称为线性电阻。 电阻的单位是欧姆（） 还有千欧（k ） 兆欧（M ）,（一）理想电阻元件及其伏安特性,1欧姆定律的一般形式 欧姆定律表明流过线性电阻的电流I与电阻两端的电压U成正比。它们之间的关系表达式为 U=

7、RI 当电压、电流参考方向一致时，取“+”；相反时取“”。,（二）欧姆定律,电阻元件取用的功率: P=UI =RI2 =U2/R 说明电阻元件总是消耗电功率的，与电压、电流的实际方向无关。,（二）欧姆定律,2、含源支路的欧姆定律 在电路的某一条支路中不但有电阻元件，而且含有电动势E，这条支路就称为含源支路。,（二）欧姆定律,无论流过多大电流，都能提供确定电压的电路元件称为理想电压源。它相当于一个只产生电压Us而没有内部能量损耗的电源。 通常，稳压电源（或称稳压器）和新干电池都可近似地认为是理想电压源。,（三）理想电压源,火力发电厂,热电厂,三峡水电站,共装机26台，单机容量70万千瓦，其中左岸电站14台、右岸电站12台，总容量1820万千瓦，年均发电量847亿度。三峡大坝采