工學(xué)電路和電路元件上PPT課件

1、1 電路與電路模型電路與電路模型 電壓、電流及其參考方向電壓、電流及其參考方向 電路的功率和能量電路的功率和能量1.2 無(wú)源電路元件無(wú)源電路元件 1.3 獨(dú)立電源元件獨(dú)立電源元件 1.4 電路的工作狀態(tài)和電器設(shè)備的額定值電路的工作狀態(tài)和電器設(shè)備的額定值 第一章 電路和電路元件 1.1 電路和電路基本物理量電路和電路基本物理量 1.2.1 電阻元件電阻元件 電容元件電容元件 1.2.3 電感元件電感元件 第1頁(yè)/共109頁(yè)2 學(xué)習(xí)電工電子技術(shù)中的學(xué)習(xí)電工電子技術(shù)中的電路基本組成電路基本組成及及常用的電路元件常用的電路元件，是學(xué)習(xí)以下各章節(jié)的基礎(chǔ)。，是學(xué)習(xí)以下各章節(jié)的基礎(chǔ)。介紹電阻元件，電感元件，

2、電容元件，獨(dú)立電介紹電阻元件，電感元件，電容元件，獨(dú)立電源元件，半導(dǎo)體二極管和三極管等器件的工作源元件，半導(dǎo)體二極管和三極管等器件的工作原理、特性曲線(xiàn)和參數(shù)。原理、特性曲線(xiàn)和參數(shù)。第一章第一章 電路和電路元器件電路和電路元器件 第2頁(yè)/共109頁(yè)3第一章第一章 電路和電路元器件電路和電路元器件 電路與電路模型電路與電路模型一、實(shí)際電路一、實(shí)際電路 系統(tǒng)系統(tǒng) = 一定的目的一定的目的一定的組合方式一定的組合方式 系統(tǒng)的概念是廣義的，如天氣系統(tǒng)、食物鏈系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)，系統(tǒng)的概念是廣義的，如天氣系統(tǒng)、食物鏈系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)，化工系統(tǒng)等。化工系統(tǒng)等。 部件部件 1. 系統(tǒng)系統(tǒng)1.1 電路和電路基本物理量

3、電路和電路基本物理量第3頁(yè)/共109頁(yè)4電路電路 元件元件= 目的目的 組合方式組合方式 、器件、器件、設(shè)備、設(shè)備 電路是為了某種需要由某些電器設(shè)備或器件或元件按一定電路是為了某種需要由某些電器設(shè)備或器件或元件按一定方式組合起來(lái)的方式組合起來(lái)的電流通路。電流通路。 元件：最小單位。元件：最小單位。 按聯(lián)結(jié)電路的目的和電路的作用分：按聯(lián)結(jié)電路的目的和電路的作用分： 力能電路力能電路 信號(hào)電路信號(hào)電路 2 電路電路3 分類(lèi)分類(lèi)元件構(gòu)成器件、器件構(gòu)成設(shè)備、設(shè)備組成系統(tǒng)。元件構(gòu)成器件、器件構(gòu)成設(shè)備、設(shè)備組成系統(tǒng)。第4頁(yè)/共109頁(yè)51110BASE-T wall plate導(dǎo)線(xiàn)電池開(kāi)關(guān)燈泡第5頁(yè)/共1

4、09頁(yè)63第6頁(yè)/共109頁(yè)71) 1) 力能電路力能電路 電燈電燈 電爐電爐 . . 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)發(fā) 電機(jī)電機(jī) 升壓升壓 變壓器變壓器 降壓降壓 變壓器變壓器 光能光能 機(jī)械能機(jī)械能 熱能熱能 .輸電線(xiàn)輸電線(xiàn) 中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié) 電源電源 負(fù)載負(fù)載 非非電電能能 電電能能 起傳輸和分配電起傳輸和分配電能的作用能的作用 供電設(shè)備供電設(shè)備 吸收電能吸收電能 非非電電能能 電電能能 電能傳輸效率高。電能傳輸效率高。 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)能量能量的傳輸和轉(zhuǎn)換。的傳輸和轉(zhuǎn)換。 (強(qiáng)電強(qiáng)電) )照明電路照明電路動(dòng)力電路動(dòng)力電路 電壓高、電流和功率大電壓高、電流和功率大 (106Kw、105Kw)。380V、220V

5、；50Hz第7頁(yè)/共109頁(yè)8音頻信號(hào)：音頻信號(hào)：2)2) 信號(hào)電路信號(hào)電路 放大器放大器 中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)源源負(fù)載負(fù)載非非電電信信號(hào)號(hào) 電電信信號(hào)號(hào) 電信號(hào)轉(zhuǎn)換、放電信號(hào)轉(zhuǎn)換、放大，傳遞給揚(yáng)聲大，傳遞給揚(yáng)聲器器非非電電信信號(hào)號(hào) 電電信信號(hào)號(hào) 保證信號(hào)傳遞質(zhì)量。保證信號(hào)傳遞質(zhì)量。 功率低功率低 (10-3w)(弱電弱電) 傳遞和處理信號(hào)。傳遞和處理信號(hào)。處理：放大、變換處理：放大、變換 、濾波、濾波16Hz20kHz 正弦、方波、三角波正弦、方波、三角波 信號(hào)信號(hào)第8頁(yè)/共109頁(yè)9二、電路模型二、電路模型 元器件工作物理過(guò)程元器件工作物理過(guò)程 表示耗能表示耗能電能電能非電能非電能 電能電能

6、電場(chǎng)能電場(chǎng)能 電能電能 磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能 非電能非電能 電能電能 RC無(wú)源元件無(wú)源元件L? 實(shí)際電氣設(shè)備電路模型如何對(duì)應(yīng)如何對(duì)應(yīng)表示建立電場(chǎng)表示建立電場(chǎng)表示建立磁場(chǎng)表示建立磁場(chǎng)有源元件有源元件對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)! ! 不對(duì)應(yīng)不對(duì)應(yīng)! ! 電氣設(shè)備電氣設(shè)備(多種物理現(xiàn)象多種物理現(xiàn)象)基本模型的組合基本模型的組合基本模型基本模型 實(shí)際電路實(shí)際電路模型化模型化理論分析理論分析 +測(cè)量測(cè)量第9頁(yè)/共109頁(yè)10理想無(wú)源元件理想電源元件l 由實(shí)際電路元件組成的電路稱(chēng)為由實(shí)際電路元件組成的電路稱(chēng)為電路實(shí)體電路實(shí)體。l 可將電路實(shí)體中各個(gè)實(shí)際的電路元件都用可將電路實(shí)體中各個(gè)實(shí)際的電路元件都用表征其物理性質(zhì)的表征其物理性質(zhì)

7、的理想電路元件理想電路元件代替。代替。l用理想電路元件用理想電路元件組合組合成的電路稱(chēng)為電路實(shí)成的電路稱(chēng)為電路實(shí)體的體的電路模型電路模型。第10頁(yè)/共109頁(yè)111.幾種基本的電路元件：幾種基本的電路元件：電阻元件：表示消耗電能的元件電阻元件：表示消耗電能的元件電感元件：表示產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件電感元件：表示產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件電容元件：表示產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件電容元件：表示產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件電源元件：表示各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件電源元件：表示各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件注l 具有相同的主要電磁性能的實(shí)際電路部件，具有相同的主要電磁性能的實(shí)

8、際電路部件， 在一定條件下可用同一模型表示；在一定條件下可用同一模型表示；l 同一實(shí)際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其同一實(shí)際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其 模型可以有不同的形式模型可以有不同的形式實(shí)物下頁(yè)第11頁(yè)/共109頁(yè)12電阻器電阻器電容器電容器線(xiàn)圈線(xiàn)圈電池電池運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器晶體管晶體管第12頁(yè)/共109頁(yè)13 反映實(shí)際電路部件的主要電磁反映實(shí)際電路部件的主要電磁 性質(zhì)的性質(zhì)的理想電路元件及其組合理想電路元件及其組合。10BASE-T wall plate導(dǎo)線(xiàn)電池開(kāi)關(guān)燈泡2. 電路模型電路模型 (circuit model)sRLRsU電路圖l理想電路元件理想電路元件有某種確定的電

9、磁性能的理想元件有某種確定的電磁性能的理想元件l電路模型電路模型第13頁(yè)/共109頁(yè)14圖圖11 手電筒電路手電筒電路常用電路圖來(lái)表示電路模型常用電路圖來(lái)表示電路模型(a) 實(shí)際電路實(shí)際電路 (b) 電原理圖電原理圖 (c) 電路模型電路模型 (d) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖第14頁(yè)/共109頁(yè)15圖圖12 晶體管放大電路晶體管放大電路(a)實(shí)際電路實(shí)際電路 (b)電原理圖電原理圖 (c)電路模型電路模型 (d)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖第15頁(yè)/共109頁(yè)16 電路模型近似地描述實(shí)際電路的電氣特性。根據(jù)實(shí)際電路模型近似地描述實(shí)際電路的電氣特性。根據(jù)實(shí)際電路的不同工作條件以及對(duì)模型精確度的不同要求，應(yīng)當(dāng)

10、電路的不同工作條件以及對(duì)模型精確度的不同要求，應(yīng)當(dāng)用不同的電路模型模擬同一實(shí)際電路?，F(xiàn)在以線(xiàn)圈為例加用不同的電路模型模擬同一實(shí)際電路?，F(xiàn)在以線(xiàn)圈為例加以說(shuō)明。以說(shuō)明。 圖圖13 線(xiàn)圈的幾種電路模型線(xiàn)圈的幾種電路模型 (a)線(xiàn)圈的圖形符號(hào)線(xiàn)圈的圖形符號(hào) (b)線(xiàn)圈通過(guò)低頻交流的模型線(xiàn)圈通過(guò)低頻交流的模型 (c)線(xiàn)圈通過(guò)高頻交流的模型線(xiàn)圈通過(guò)高頻交流的模型第16頁(yè)/共109頁(yè)17 電路模型電路模型是對(duì)實(shí)際電路電磁性能的科是對(duì)實(shí)際電路電磁性能的科學(xué)抽象和概括學(xué)抽象和概括, ,具有一般性。具有一般性。 電路模型特點(diǎn)：電路模型特點(diǎn)： 1) 1) 只見(jiàn)參數(shù)，不見(jiàn)設(shè)備只見(jiàn)參數(shù)，不見(jiàn)設(shè)備 2) 聯(lián)結(jié)關(guān)系不變，

11、但不表示聯(lián)結(jié)形聯(lián)結(jié)關(guān)系不變，但不表示聯(lián)結(jié)形式不變。式不變。 第17頁(yè)/共109頁(yè)18源源力能力能: 電源電源 信號(hào)信號(hào): 信號(hào)源信號(hào)源激勵(lì) 輸入 傳輸傳輸負(fù)載負(fù)載(負(fù)荷負(fù)荷)響應(yīng) 發(fā)生在負(fù)載上的響應(yīng) 輸出 三、電路問(wèn)題三、電路問(wèn)題1 1 激勵(lì)、響應(yīng)激勵(lì)、響應(yīng) 激勵(lì)激勵(lì)-電源或信號(hào)源的電壓電源或信號(hào)源的電壓(電流電流)，它推動(dòng)電路工作。，它推動(dòng)電路工作。也稱(chēng)輸入也稱(chēng)輸入 響應(yīng)響應(yīng)-由激勵(lì)在電路各個(gè)部分產(chǎn)生的電壓和電流。由激勵(lì)在電路各個(gè)部分產(chǎn)生的電壓和電流。也稱(chēng)輸出也稱(chēng)輸出 系系 統(tǒng)統(tǒng) 輸出輸出 Y 輸入輸入 X (響應(yīng)之一)第18頁(yè)/共109頁(yè)192 電路問(wèn)題電路問(wèn)題1) 系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析 根據(jù)

12、系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和參數(shù)，建立根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和參數(shù)，建立Y =f (X)關(guān)系。關(guān)系。2) 系統(tǒng)綜合系統(tǒng)綜合根據(jù)激勵(lì)根據(jù)激勵(lì)X與響應(yīng)與響應(yīng)Y的關(guān)系，構(gòu)造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。通常所講的設(shè)計(jì)。的關(guān)系，構(gòu)造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。通常所講的設(shè)計(jì)。3) 系統(tǒng)辨識(shí)系統(tǒng)辨識(shí)系統(tǒng)存在，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)功能未知，建立系統(tǒng)響應(yīng)系統(tǒng)存在，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)功能未知，建立系統(tǒng)響應(yīng)Y與激勵(lì)與激勵(lì)X的關(guān)系。通常所講的建模。的關(guān)系。通常所講的建模。研究電路的研究電路的u,i 關(guān)系關(guān)系功能關(guān)系功能關(guān)系4) 系統(tǒng)故障系統(tǒng)故障系系 統(tǒng)統(tǒng) 輸出輸出 Y 輸入輸入 X 電路變量電路變量 時(shí)變量時(shí)變量非時(shí)變量非時(shí)變量(小寫(xiě)字母小寫(xiě)字母)(大寫(xiě)字母大寫(xiě)字母)u、

13、i、p U、I、P 第19頁(yè)/共109頁(yè)20 已知已知: :激勵(lì)、結(jié)構(gòu)、參數(shù)激勵(lì)、結(jié)構(gòu)、參數(shù) 3 電路分析的基本方法電路分析的基本方法 2) 根據(jù)不同元件電壓和電流關(guān)系根據(jù)不同元件電壓和電流關(guān)系-平衡約束平衡約束( (由由KCL、KVL) ) 1) 根據(jù)各元件電壓和電流關(guān)系根據(jù)各元件電壓和電流關(guān)系-元件約束元件約束( (由元件本身特點(diǎn)決定由元件本身特點(diǎn)決定) ) U1=R1I U2=R2I U3=R3II US =U1 + U2 + U3 Ul + _ U2 + _ U3 + _ + _ R3 US R2 Rl 然后然后 元件約束元件約束平衡約束平衡約束-數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型 最后最后 求解求解

14、首先確定首先確定 求解：電壓、電流、功率求解：電壓、電流、功率 第20頁(yè)/共109頁(yè)21電流和電壓的參考方向電流和電壓的參考方向 (reference direction) 電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、磁鏈、能電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、磁鏈、能量、電功率等。在線(xiàn)性電路分析中人們主要關(guān)心的物理量量、電功率等。在線(xiàn)性電路分析中人們主要關(guān)心的物理量是電流、電壓和功率。是電流、電壓和功率。1. 電流的參考方向電流的參考方向 (current reference direction)l電流電流l電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度帶電粒子有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)帶電粒子有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面

15、的電荷量單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量第21頁(yè)/共109頁(yè)22l 方向方向規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向l 單位單位1kA=103A1mA=10-3A1 A=10-6AA（安培）、（安培）、kA、mA、 A元件元件(導(dǎo)線(xiàn)導(dǎo)線(xiàn))中電流流動(dòng)的實(shí)際方向只有兩種可能中電流流動(dòng)的實(shí)際方向只有兩種可能: 實(shí)際方向?qū)嶋H方向 AABB問(wèn)題復(fù)雜電路或電路中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，復(fù)雜電路或電路中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，電流的實(shí)際方向往往很難事先判斷電流的實(shí)際方向往往很難事先判斷第22頁(yè)/共109頁(yè)23l參考方向參考方向i 參考方向大小方向電流電流(代數(shù)量代數(shù)量)任意假定一個(gè)正

16、電荷運(yùn)動(dòng)的方向即為電任意假定一個(gè)正電荷運(yùn)動(dòng)的方向即為電流的參考方向。流的參考方向。ABi 參考方向i 參考方向i 0i 0實(shí)際方向?qū)嶋H方向電流的參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系：AABB第23頁(yè)/共109頁(yè)24電流參考方向的兩種表示：電流參考方向的兩種表示： 用箭頭表示：箭頭的指向?yàn)橛眉^表示：箭頭的指向?yàn)殡娏鞯膮⒖挤较?。電流的參考方向?用雙下標(biāo)表示：如用雙下標(biāo)表示：如 iAB , 電流的參考方向由電流的參考方向由A指向指向B。第24頁(yè)/共109頁(yè)25l 電壓電壓Ul 單位：?jiǎn)挝唬篤 (伏伏)、kV、mV、 V2. 電壓的參考方向電壓的參考方向 (voltage reference directio

17、n)單位正電荷單位正電荷q 從電路中一點(diǎn)移至另一點(diǎn)時(shí)從電路中一點(diǎn)移至另一點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做功（電場(chǎng)力做功（W）的大?。┑拇笮 電位電位 單位正電荷單位正電荷q 從電路中一點(diǎn)移至參考點(diǎn)從電路中一點(diǎn)移至參考點(diǎn)（ 0）時(shí)電場(chǎng)力做功的大小時(shí)電場(chǎng)力做功的大小l 實(shí)際電壓方向?qū)嶋H電壓方向 電位真正降低的方向電位真正降低的方向第25頁(yè)/共109頁(yè)26例已知：已知：4C正電荷由正電荷由a點(diǎn)均勻移動(dòng)至點(diǎn)均勻移動(dòng)至b點(diǎn)點(diǎn)電場(chǎng)力做功電場(chǎng)力做功8J，由，由b點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)電場(chǎng)點(diǎn)電場(chǎng)力做功為力做功為12J，(1) 若以若以b點(diǎn)為參考點(diǎn)，求點(diǎn)為參考點(diǎn)，求a、b、c點(diǎn)點(diǎn)的電位和電壓的電位和電壓Uac解bVqWaba 24

18、8 0 b VqWqWbccbc 3412 VUbaab 202 VUcbbc )(330 (1)以以b點(diǎn)為電位參考點(diǎn)點(diǎn)為電位參考點(diǎn)第26頁(yè)/共109頁(yè)27abc解VqWaca 54128 0 c VqWbcb 3412 VUbaab 235 VUcbbc 303 (2)電路中電位參考點(diǎn)可任意選擇；電路中電位參考點(diǎn)可任意選擇；參考點(diǎn)參考點(diǎn)一經(jīng)一經(jīng)選定選定，電路中，電路中各點(diǎn)的各點(diǎn)的電位值電位值就是就是唯一唯一的；當(dāng)選擇不同的電位參考點(diǎn)時(shí)，的；當(dāng)選擇不同的電位參考點(diǎn)時(shí)，電路中各點(diǎn)電位值將改變，但電路中各點(diǎn)電位值將改變，但任意兩點(diǎn)間電壓保持不變?nèi)我鈨牲c(diǎn)間電壓保持不變。結(jié)論以以c點(diǎn)為電位參考點(diǎn)點(diǎn)為電

19、位參考點(diǎn)第27頁(yè)/共109頁(yè)28問(wèn)題復(fù)雜電路或交變電路中，兩點(diǎn)間電壓的實(shí)際方向往往復(fù)雜電路或交變電路中，兩點(diǎn)間電壓的實(shí)際方向往往不易判別，給實(shí)際電路問(wèn)題的分析計(jì)算帶來(lái)困難。不易判別，給實(shí)際電路問(wèn)題的分析計(jì)算帶來(lái)困難。l 電壓電壓(降降)的參考方向的參考方向U 0參考方向參考方向U+實(shí)際方向+實(shí)際方向參考方向參考方向U+U假設(shè)的電壓降低方向假設(shè)的電壓降低方向第28頁(yè)/共109頁(yè)29電壓參考方向的三種表示方式電壓參考方向的三種表示方式：(1) 用箭頭表示用箭頭表示(2) 用正負(fù)極性表示用正負(fù)極性表示(3) 用雙下標(biāo)表示用雙下標(biāo)表示UU+ABUAB第29頁(yè)/共109頁(yè)30元件或支路的元件或支路的u，

20、i 采用相同的參考方向稱(chēng)之為采用相同的參考方向稱(chēng)之為關(guān)聯(lián)參考關(guān)聯(lián)參考方向。方向。反之，稱(chēng)為反之，稱(chēng)為非關(guān)聯(lián)參考方向。非關(guān)聯(lián)參考方向。關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向3. 關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向i+-+-iUU第30頁(yè)/共109頁(yè)31注(1) 分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。(2) 參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注 (包包括方向和括方向和符號(hào)符號(hào)），在計(jì)算過(guò)程中不得任意改變。），在計(jì)算過(guò)程中不得任意改變。（3）參考方向不同時(shí)，其表達(dá)式相差一負(fù)號(hào)，但實(shí)際參考方向不同時(shí)，其表達(dá)式相差一負(fù)號(hào)，但實(shí)際 方向不變。

21、方向不變。例ABABiU電壓電流參考方向如圖中所標(biāo)，問(wèn)：對(duì)電壓電流參考方向如圖中所標(biāo)，問(wèn)：對(duì)A、B兩部分電路電壓電流參考方向關(guān)聯(lián)否？?jī)刹糠蛛娐冯妷弘娏鲄⒖挤较蜿P(guān)聯(lián)否？答：答： A 電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)；電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)； B 電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)。電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)。第31頁(yè)/共109頁(yè)32電路的功率和能量電路的功率和能量一、電功率一、電功率功率的單位：功率的單位：W (瓦瓦) (Watt，瓦特，瓦特)能量的單位：能量的單位： J (焦焦) (Joule，焦耳，焦耳)單位時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力所做的功。單位時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力所做的功。第32頁(yè)/共109頁(yè)331. 電路吸收或發(fā)出功率的判斷方法

22、電路吸收或發(fā)出功率的判斷方法l u, i 取取關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向P=ui 表表示元件吸收的功率示元件吸收的功率P0 吸收正功率吸收正功率 (實(shí)際吸收實(shí)際吸收)P0 發(fā)出正功率發(fā)出正功率 (實(shí)際發(fā)出實(shí)際發(fā)出)P0,0,這這說(shuō)明它們是取用還是說(shuō)明它們是取用還是輸出電功率輸出電功率? ?EIUIU下一題上一題返回分析與思考題集第37頁(yè)/共109頁(yè)38答：電源的電功率答：電源的電功率P P 0,0,說(shuō)明電源輸出電說(shuō)明電源輸出電功率功率; ;負(fù)載的電功率負(fù)載的電功率P P 0,0,說(shuō)明負(fù)載取用說(shuō)明負(fù)載取用（輸入）電功率。（輸入）電功率。第38頁(yè)/共109頁(yè)39，(4),，(2)，(5)，(7)，(

23、8)，(9)，(11)，(16)，(6),習(xí)題（習(xí)題（）第39頁(yè)/共109頁(yè)40電阻元件電阻元件1. 電阻概念電阻概念iA1) 線(xiàn)性電阻線(xiàn)性電阻1.2 無(wú)源電路元件無(wú)源電路元件u(V) i(A) 0 u+ _ 2) 非線(xiàn)性電阻非線(xiàn)性電阻iBu+ _ US US u(V) i(A) 0特點(diǎn)：特點(diǎn)： 通過(guò)原點(diǎn)通過(guò)原點(diǎn) iu 0無(wú)源，反映耗能這種物理現(xiàn)象無(wú)源，反映耗能這種物理現(xiàn)象RR2 外部特性概念外部特性概念電路元件或電路某部分端電路元件或電路某部分端 口處電壓與電流之間的關(guān)系口處電壓與電流之間的關(guān)系外特性外特性 或或 伏安特性伏安特性iiRu)( u = Ri 對(duì)電流呈現(xiàn)阻力的元件。其伏安關(guān)對(duì)電

24、流呈現(xiàn)阻力的元件。其伏安關(guān)系用系用ui平面的一條曲線(xiàn)來(lái)描述平面的一條曲線(xiàn)來(lái)描述第40頁(yè)/共109頁(yè)41實(shí)驗(yàn)表明：實(shí)驗(yàn)表明： 在低頻工作條件在低頻工作條件下，電阻器的電壓電下，電阻器的電壓電流關(guān)系是流關(guān)系是ui平面上通過(guò)平面上通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線(xiàn)。坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線(xiàn)。用晶體管特性圖示儀用晶體管特性圖示儀測(cè)量二端電阻器的電測(cè)量二端電阻器的電壓電流關(guān)系。壓電流關(guān)系。第41頁(yè)/共109頁(yè)42實(shí)驗(yàn)表明：實(shí)驗(yàn)表明： 在低頻工作條件在低頻工作條件下，晶體二極管的電下，晶體二極管的電壓電流關(guān)系是壓電流關(guān)系是ui平面上平面上通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條曲線(xiàn)。曲線(xiàn)。用晶體管特性圖示儀用晶體管特性圖示儀測(cè)

25、量晶體二極管的電測(cè)量晶體二極管的電壓電流關(guān)系。壓電流關(guān)系。第42頁(yè)/共109頁(yè)433. 功率和能量功率和能量 1) 對(duì)于線(xiàn)性電阻元件，對(duì)于線(xiàn)性電阻元件，Riu 當(dāng)激勵(lì)的輸出為恒定時(shí)，當(dāng)激勵(lì)的輸出為恒定時(shí)，RuRip22 2) 電阻元件描述實(shí)際耗電能設(shè)備，注意電阻元件描述實(shí)際耗電能設(shè)備，注意額定值額定值 額定電流額定電流IN - 耐熱限度耐熱限度RURIP22 額定電壓額定電壓UN - 耐壓限度耐壓限度PtW 長(zhǎng)時(shí)間工作的限額長(zhǎng)時(shí)間工作的限額第43頁(yè)/共109頁(yè)44可用功率表示。從可用功率表示。從 t 到到t0電阻消耗的能量：電阻消耗的能量： ttttRuipW00ddRiu+4. 電阻的開(kāi)路與

26、短路電阻的開(kāi)路與短路能量：l 短路短路00 ui G or R0l 開(kāi)路開(kāi)路00 ui 0 G or Rui第44頁(yè)/共109頁(yè)45分析與思考分析與思考 某負(fù)載為一可變電阻器，由電壓一定的某負(fù)載為一可變電阻器，由電壓一定的蓄電池供電，當(dāng)負(fù)載電阻增加時(shí)，該負(fù)載蓄電池供電，當(dāng)負(fù)載電阻增加時(shí)，該負(fù)載是增加了？還是減小了？是增加了？還是減小了？第45頁(yè)/共109頁(yè)46解答解答 答：負(fù)載的增減指負(fù)載消耗的電功率答：負(fù)載的增減指負(fù)載消耗的電功率的增減。負(fù)載消耗的電功率的增減。負(fù)載消耗的電功率P P= =U U2 2/ /R RL L, ,蓄電蓄電池電壓一定即式中池電壓一定即式中U不變，當(dāng)不變，當(dāng)R RL

27、L增加時(shí)，增加時(shí)，P 減小，故該負(fù)載減小了。減小，故該負(fù)載減小了。第46頁(yè)/共109頁(yè)47 圖示電路中的電源短路圖示電路中的電源短路時(shí)時(shí), ,是燒壞電源還是燒壞是燒壞電源還是燒壞照明燈照明燈? ?S2S1分析與思考分析與思考第47頁(yè)/共109頁(yè)48 答：燒壞電源。因?yàn)檫@時(shí)所有負(fù)載均答：燒壞電源。因?yàn)檫@時(shí)所有負(fù)載均被短路，電流不通過(guò)負(fù)載，外電路的電阻被短路，電流不通過(guò)負(fù)載，外電路的電阻可視為零，回路中僅有很小的電源內(nèi)阻，可視為零，回路中僅有很小的電源內(nèi)阻，故會(huì)有很大的電流通過(guò)電源，將電源燒壞。故會(huì)有很大的電流通過(guò)電源，將電源燒壞。解答解答第48頁(yè)/共109頁(yè)49 常用的各種二端電阻器件 電阻器電

28、阻器晶體二極管晶體二極管第49頁(yè)/共109頁(yè)50 電阻器電阻器紅色 金色 銀色黑色棕色紅色橙色黃色綠色藍(lán)色紫色灰色白色例：乘數(shù)10 102103104105106107108109 允許偏差 乘數(shù) 電阻器的色環(huán)電阻器的色環(huán)第一條 色環(huán)第二條 色環(huán)乘數(shù)色環(huán)允許偏差 色環(huán)第50頁(yè)/共109頁(yè)51電阻器是利用電阻系數(shù)較大的物質(zhì)所作成的。工作方式可分為固定電阻（Fixed resistor）和可變電阻（Variable resistor）兩大類(lèi)。 1固定電阻：固定電阻可依組成結(jié)構(gòu)、制造方式的不同分為以下幾種（1）炭膜電阻：（2）金屬膜電阻： 它是用一支瓷管上利用真空噴涂技術(shù)在上面噴涂一層炭膜，再將炭膜

29、外層加工車(chē)成螺旋紋狀，依照螺旋紋的多寡來(lái)定其電阻值，最后在外層加上一層保護(hù)膜披覆，是我們最常使用的制品。它是用一支瓷管上利用真空噴涂技術(shù)在上面噴涂一層金屬膜，并在金屬膜車(chē)上螺旋紋，內(nèi)部構(gòu)造與圖2相同，只是將炭膜換成金屬膜，并且于瓷棒兩端度上貴金屬，它的特色為穩(wěn)定、低雜音、誤差小及受溫度影響小。第51頁(yè)/共109頁(yè)52（3）金屬氧化膜電阻： （4）炭質(zhì)電阻 它是用一支高熱傳導(dǎo)的基材（陶瓷）上利用高溫燃燒技術(shù)在上面燒附一層金屬氧化薄膜，并在金屬氧化薄膜車(chē)上螺旋紋，內(nèi)部構(gòu)造與圖2相同，只是將炭膜換成金屬氧化薄膜，并且于外層噴涂不然性涂料，它的特色為穩(wěn)定、低雜音及受溫度影響小。 它是利用石墨、碳等較大

30、的電阻系數(shù)物質(zhì)加上膠合劑加壓、加熱成棒狀，并在制造時(shí)植入導(dǎo)線(xiàn)電阻的大小依成分配置及碳棒粗細(xì)長(zhǎng)短而定，制造成本最為低廉。第52頁(yè)/共109頁(yè)53（5）線(xiàn)繞電阻：上述電阻都不能承受大功率的消耗，因此若要使用于大功率時(shí)就必須用線(xiàn)繞電阻。構(gòu)造如圖9所示它是在一只瓷管上以合金線(xiàn)（鐵、鎳）繞制而成，外層涂裝硅利康樹(shù)脂或不燃性涂料。另外還有方形線(xiàn)繞電阻器，它是將線(xiàn)繞電阻器放入長(zhǎng)方形的瓷框內(nèi)，用特殊的不燃耐熱水泥充填密封而成，這種電阻我們也稱(chēng)它為水泥電阻。第53頁(yè)/共109頁(yè)54電容元件電容元件 (capacitor)(capacitor)電容器_q+q 在外電源作用下，在外電源作用下，兩極板上分別帶上等量異

31、號(hào)電荷，撤去兩極板上分別帶上等量異號(hào)電荷，撤去電源，板上電荷仍可長(zhǎng)久地集聚下去，電源，板上電荷仍可長(zhǎng)久地集聚下去，是一種儲(chǔ)存電能的部件。是一種儲(chǔ)存電能的部件。1. 定義定義電容元件電容元件儲(chǔ)存電能的元件。其儲(chǔ)存電能的元件。其特性可用特性可用uq 平面平面上的一條曲線(xiàn)來(lái)描述上的一條曲線(xiàn)來(lái)描述0 ),(qufqu庫(kù)伏庫(kù)伏特性特性第54頁(yè)/共109頁(yè)55任何時(shí)刻，電容元件極板上的電荷任何時(shí)刻，電容元件極板上的電荷q與電流與電流 u 成正比。成正比。q u 特性是過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)特性是過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)l 電路符號(hào)電路符號(hào)2. 線(xiàn)性定常電容元件線(xiàn)性定常電容元件Cu+q-q tan uqCorCuq C 稱(chēng)為電容器的電容稱(chēng)為電容器的電容, 單位：?jiǎn)挝唬篎 (法法) (Farad，法拉，法拉), 常用常用 F，p F等表示。等表示。quO l 單位單位第55頁(yè)/共109頁(yè)56tuCtqidddd l 線(xiàn)性電容的電壓、電流關(guān)系線(xiàn)性電容的電壓、電流關(guān)系Cuiu、i 取關(guān)取關(guān)聯(lián)參考方向聯(lián)參考方向電容元件電容元件VCR的微分關(guān)系的微分關(guān)系表明：(1) i 的大小取決于的大小取決于 u 的變化率的變化率, 與與 u 的大小無(wú)關(guān)，的大小無(wú)關(guān)，電容是動(dòng)態(tài)元件；電容是動(dòng)態(tài)元件；(2) 當(dāng)當(dāng) u 為常數(shù)為常數(shù)(直流