第一章 直流電路_第1頁(yè)
第一章 直流電路_第2頁(yè)
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1、1電電 工工 學(xué)學(xué)李志輝李志輝電電 氣氣 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院2 電工學(xué)課程是為電工學(xué)課程是為非電專業(yè)非電專業(yè)開設(shè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。開設(shè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。它的側(cè)重點(diǎn)在于用它的側(cè)重點(diǎn)在于用電磁理論電磁理論來研究工程技術(shù)領(lǐng)域中所要用來研究工程技術(shù)領(lǐng)域中所要用到的與電有關(guān)的方向的一些問題,也是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基到的與電有關(guān)的方向的一些問題,也是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)之一。電工學(xué)包括電工技術(shù)和電子技術(shù),礎(chǔ)之一。電工學(xué)包括電工技術(shù)和電子技術(shù),理論性和實(shí)踐理論性和實(shí)踐性結(jié)合性結(jié)合非常密切。非常密切。 課程的性質(zhì):課程的性質(zhì):前前 言言3 課程的主要任務(wù)是:課程的主要任務(wù)是: 使學(xué)生獲得電工與電子技術(shù)的基本

2、概念、基本原使學(xué)生獲得電工與電子技術(shù)的基本概念、基本原理、基本分析方法和基本技能,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和理、基本分析方法和基本技能,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。了解電工電子技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,解決問題的能力。了解電工電子技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,拓寬知識(shí)面,為以后的學(xué)習(xí)、創(chuàng)新和科學(xué)研究工作打拓寬知識(shí)面,為以后的學(xué)習(xí)、創(chuàng)新和科學(xué)研究工作打下扎實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。下扎實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。4n按要求參加實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)按要求參加實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)n注重實(shí)踐技能的培養(yǎng)注重實(shí)踐技能的培養(yǎng)n掌握常用實(shí)驗(yàn)儀器的功能及使用方法掌握常用實(shí)驗(yàn)儀器的功能及使用方法n理論與實(shí)踐相結(jié)合,互相促進(jìn),全面提高理論與實(shí)

3、踐相結(jié)合,互相促進(jìn),全面提高n及時(shí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告及時(shí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告n理解基本概念、基本理論和分析方法理解基本概念、基本理論和分析方法n學(xué)用結(jié)合,舉一反三,融會(huì)貫通學(xué)用結(jié)合,舉一反三,融會(huì)貫通n處理好課上課下、復(fù)習(xí)與習(xí)題的關(guān)系處理好課上課下、復(fù)習(xí)與習(xí)題的關(guān)系n每周交每周交1次作業(yè)次作業(yè)n及時(shí)提問,獨(dú)立完成作業(yè)及時(shí)提問,獨(dú)立完成作業(yè)n完整掌握課程體系,培養(yǎng)自學(xué)能力完整掌握課程體系,培養(yǎng)自學(xué)能力 課程的學(xué)習(xí)課程的學(xué)習(xí)51. 掌握掌握電路電路的基本原理、分析方法及特點(diǎn)。的基本原理、分析方法及特點(diǎn)。2.了解了解變壓器變壓器的原理及特點(diǎn)。的原理及特點(diǎn)。 3. 學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的基本原理和的基本原理和電氣自

4、動(dòng)控制電氣自動(dòng)控制技術(shù)。技術(shù)。4. 了解常用電工了解常用電工電子元件及電子器件電子元件及電子器件的結(jié)構(gòu)、原理、特性。的結(jié)構(gòu)、原理、特性。 掌握基本掌握基本電子電路電子電路的組成、特點(diǎn)及分析方法。的組成、特點(diǎn)及分析方法。 課程的內(nèi)容課程的內(nèi)容6n邱關(guān)源主編,電路,高等教育出版社邱關(guān)源主編,電路,高等教育出版社n秦曾煌主編,電工學(xué)上下冊(cè)(第六版)高等教育秦曾煌主編,電工學(xué)上下冊(cè)(第六版)高等教育出版社出版社 參考用書:參考用書:7第一章第一章 直流電路直流電路8 本章是在物理學(xué)的基礎(chǔ)上,從工程技術(shù)的本章是在物理學(xué)的基礎(chǔ)上,從工程技術(shù)的觀點(diǎn)出發(fā),著重討論電路的觀點(diǎn)出發(fā),著重討論電路的基本知識(shí)、基本定

5、基本知識(shí)、基本定律和定理律和定理,以及,以及應(yīng)用這些定律和定理分析和計(jì)應(yīng)用這些定律和定理分析和計(jì)算直流電路的方法算直流電路的方法。這些方法只要稍加擴(kuò)展,。這些方法只要稍加擴(kuò)展,原則上也適用于交流電路的分析和計(jì)算,同時(shí)原則上也適用于交流電路的分析和計(jì)算,同時(shí)也是今后分析電子電路的重要基礎(chǔ)。也是今后分析電子電路的重要基礎(chǔ)。前前 言言9 1.1 1.1 電路的作用和組成電路的作用和組成 1.2 1.2 電路的狀態(tài)電路的狀態(tài) 1.3 1.3 電路中的參考點(diǎn)電路中的參考點(diǎn) 1.4 1.4 電路中的參考方向電路中的參考方向 1.5 1.5 理想電路元件理想電路元件 1.6 1.6 基爾霍夫定律基爾霍夫定律

6、 1.7 1.7 支路電流法支路電流法 1.8 1.8 疊加定理疊加定理 1.9 1.9 等效電源定理等效電源定理 1.101.10非線性電阻電路非線性電阻電路101.1 1.1 電路的作用與組成電路的作用與組成u 電路或網(wǎng)絡(luò):電路或網(wǎng)絡(luò):是電流流通的是電流流通的路徑路徑。是為了實(shí)現(xiàn)能量。是為了實(shí)現(xiàn)能量的輸送和轉(zhuǎn)換,或者實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞和處理,由某些電氣設(shè)的輸送和轉(zhuǎn)換,或者實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞和處理,由某些電氣設(shè)備和元器件按一定方式組合后的總稱。備和元器件按一定方式組合后的總稱。u 電路的作用:電路的作用: 實(shí)現(xiàn)能量的輸送和轉(zhuǎn)換;實(shí)現(xiàn)能量的輸送和轉(zhuǎn)換;導(dǎo)線開關(guān)電池?zé)襞?1電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)升

7、壓升壓變壓變壓器器降壓降壓變壓變壓器器電燈電燈電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電爐電爐電力系統(tǒng)電路示意圖電力系統(tǒng)電路示意圖輸電線輸電線12 實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞和處理。實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞和處理。擴(kuò)音器擴(kuò)音器v聲音信號(hào)聲音信號(hào)v圖象信號(hào)圖象信號(hào)v測(cè)量信號(hào)或控制信號(hào)測(cè)量信號(hào)或控制信號(hào)放放大大器器話筒話筒揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器1314計(jì)算機(jī)的聲卡計(jì)算機(jī)的聲卡15v電源電源v負(fù)載負(fù)載v中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié) 將電能轉(zhuǎn)換為非電形態(tài)的能量的將電能轉(zhuǎn)換為非電形態(tài)的能量的用電用電設(shè)備。設(shè)備。u 電路的基本組成部分:電路的基本組成部分: 將非電形態(tài)的能量轉(zhuǎn)換為電能的將非電形態(tài)的能量轉(zhuǎn)換為電能的供電供電設(shè)備。設(shè)備。 溝通電路、輸送電能的作用。溝通電路、輸送電

8、能的作用。16電源電源: 提供提供電能的設(shè)備電能的設(shè)備負(fù)載負(fù)載: 取用取用電能的設(shè)備電能的設(shè)備中間環(huán)節(jié):中間環(huán)節(jié):傳遞、分傳遞、分配和控制電能的作用配和控制電能的作用發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)升壓升壓變壓器變壓器降壓降壓變壓器變壓器電燈電燈電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電爐電爐.輸電線輸電線17信號(hào)處理:信號(hào)處理:放大、調(diào)諧、檢波等放大、調(diào)諧、檢波等負(fù)載負(fù)載信號(hào)源信號(hào)源: 提供信息提供信息放放大大器器揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器話筒話筒 電源或信號(hào)源的電壓或電流稱為激勵(lì),它推動(dòng)電路電源或信號(hào)源的電壓或電流稱為激勵(lì),它推動(dòng)電路工作;由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。工作;由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。18v內(nèi)電路內(nèi)電路 電源本身的電流通路

9、稱為內(nèi)電路。電源本身的電流通路稱為內(nèi)電路。 電源以外的電流通路稱為外電路。電源以外的電流通路稱為外電路。發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)升壓升壓變壓變壓器器降壓降壓變壓變壓器器電燈電燈電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電爐電爐輸電線輸電線放放大大器器話筒話筒揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器v外電路外電路信號(hào)源信號(hào)源(電源)(電源)19 電路中的電流是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的交電路中的電流是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的交流電流。流電流。 電路中的電流是不隨時(shí)間變化的直流電流。電路中的電流是不隨時(shí)間變化的直流電流。v直流電路直流電路v交流電路交流電路u 電路的模型:電路的模型:R+_導(dǎo)線開關(guān)電池?zé)襞蓦娐穼?shí)體電路實(shí)體電路模型電路模型20 實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞和處理。實(shí)現(xiàn)信號(hào)

10、的傳遞和處理。擴(kuò)音器擴(kuò)音器v聲音信號(hào)聲音信號(hào)v圖象信號(hào)圖象信號(hào)v測(cè)量信號(hào)或控制信號(hào)測(cè)量信號(hào)或控制信號(hào)放放大大器器話筒話筒揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器21u電路元件的理想化電路元件的理想化 在一定條件下突出元件主要的電磁性質(zhì),忽略其次要因在一定條件下突出元件主要的電磁性質(zhì),忽略其次要因素,把它近似地看作理想電路元件。素,把它近似地看作理想電路元件。u為什么電路元件要理想化為什么電路元件要理想化? ? 便于對(duì)實(shí)際電路進(jìn)行分析和用數(shù)學(xué)描述,將實(shí)際元件理便于對(duì)實(shí)際電路進(jìn)行分析和用數(shù)學(xué)描述,將實(shí)際元件理想化(或稱模型化)。想化(或稱模型化)。手電筒的電路模型手電筒的電路模型UI開關(guān)開關(guān)ER0R干電池干電池電珠電珠221

11、.21.2 電路的狀態(tài)一、通路:一、通路: 當(dāng)開關(guān)閉合,電源與負(fù)載接通,電路處于當(dāng)開關(guān)閉合,電源與負(fù)載接通,電路處于通路通路狀態(tài),而電源此時(shí)的狀態(tài)稱為狀態(tài),而電源此時(shí)的狀態(tài)稱為有載有載。R+_導(dǎo)線開關(guān)電池?zé)襞軷+_23R+_abSIab1、電流、電流tQI 直流:直流:dtdqi 交流:交流:電荷有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)電荷有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)實(shí)際方向?qū)嶋H方向:正電荷移動(dòng)的方向正電荷移動(dòng)的方向單位單位:安培安培(A) 毫安毫安(mA)、 微安微安( A)大小大小:單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量稱為電流強(qiáng)度簡(jiǎn)稱電流。荷量稱為電流強(qiáng)度簡(jiǎn)稱電流。Q Q單位為庫(kù)侖(單位為庫(kù)侖(C C

12、), ,t t單位為秒(單位為秒(s s)I24 為衡量電場(chǎng)力對(duì)電荷作功的能力,引入一新的為衡量電場(chǎng)力對(duì)電荷作功的能力,引入一新的物理量物理量電壓電壓 大小大?。篴、b兩點(diǎn)間電壓兩點(diǎn)間電壓 Uab 在數(shù)值上等于電場(chǎng)在數(shù)值上等于電場(chǎng)力把單位正電荷從某一高電位處力把單位正電荷從某一高電位處a點(diǎn)移到另一點(diǎn)移到另一低電位處低電位處b點(diǎn)時(shí)所作的功。點(diǎn)時(shí)所作的功。 方向方向:規(guī)定由高電位指向低電位的方向即:規(guī)定由高電位指向低電位的方向即電壓降電壓降的方向的方向?yàn)殡妷旱恼较?。為電壓的正方向?單位單位:伏特:伏特(V) 千伏千伏(kV) 毫伏毫伏(mV)2、電壓、電壓IUab+_abSU電源的端電壓電源的

13、端電壓 LU負(fù)載的端電壓負(fù)載的端電壓 U直流:直流:u交流:交流:25 有另一種力去克服電場(chǎng)力而使有另一種力去克服電場(chǎng)力而使b端的正端的正電荷移至電荷移至a端。端。IEabUab+_ab3、電動(dòng)勢(shì)、電動(dòng)勢(shì)E直流:直流:e交流:交流:?jiǎn)挝粏挝唬弘妱?dòng)勢(shì)與電壓的單位相同,為伏特:電動(dòng)勢(shì)與電壓的單位相同,為伏特(V) 方向方向:電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向是由低電位端指向:電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向是由低電位端指向高電位端即高電位端即電位升高電位升高的方向。的方向。大小大小:電動(dòng)勢(shì):電動(dòng)勢(shì)Eab的數(shù)值等于電源中的局的數(shù)值等于電源中的局外力(即非電場(chǎng)力)將單位正電荷從電源外力(即非電場(chǎng)力)將單位正電荷從電源負(fù)極低電位負(fù)極低電

14、位b端移至電源正極高電位端移至電源正極高電位a端時(shí)端時(shí)所轉(zhuǎn)換而來的電能。所轉(zhuǎn)換而來的電能。26由由歐姆定律歐姆定律可列上圖的電流可列上圖的電流RREI0負(fù)載電阻兩端電壓負(fù)載電阻兩端電壓RIU IREU0UEOI電源的外特性曲線電源的外特性曲線當(dāng)當(dāng)R R0 0R R時(shí)時(shí)EU 由上兩式得由上兩式得ER0+U-RIabdc274 4、功率與功率平衡、功率與功率平衡 IUP 功率功率: :單位時(shí)間內(nèi)所轉(zhuǎn)換的電能稱為電功率簡(jiǎn)稱為功率。單位時(shí)間內(nèi)所轉(zhuǎn)換的電能稱為電功率簡(jiǎn)稱為功率。W W為瓦為瓦 特特 kWkW為千瓦為千瓦 設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為 U U , ,流入此部分電路的電流

15、流入此部分電路的電流為為 I I, 則這部分電路消耗的功率為則這部分電路消耗的功率為: : 與與 的乘積等于電源產(chǎn)生的電功率。的乘積等于電源產(chǎn)生的電功率。IE 與與 的乘積等于電源輸出的電功率。的乘積等于電源輸出的電功率。IU 與與 的乘積等于負(fù)載消耗的電功率。的乘積等于負(fù)載消耗的電功率。IULEIPEUIP IUPLL28 功率平衡功率平衡:一個(gè)完整的電路中電源產(chǎn)生的電功率應(yīng)該:一個(gè)完整的電路中電源產(chǎn)生的電功率應(yīng)該等于電路各部分消耗的電功率之和。電源輸出的電功率應(yīng)等于電路各部分消耗的電功率之和。電源輸出的電功率應(yīng)該等于外電路中各部分消耗的電功率之和。該等于外電路中各部分消耗的電功率之和。電源

16、輸出電源輸出的功率的功率電源內(nèi)阻電源內(nèi)阻損耗功率損耗功率電源產(chǎn)生電源產(chǎn)生的功率的功率IRERIU0IRUE020IRUIEIPE2RIUIP202IRRIPPPE20IRP2RIP負(fù)載電阻消耗負(fù)載電阻消耗的功率的功率29解解(1)(1)電源電源: :負(fù)載負(fù)載: :如圖,如圖,U220220V,I5 5A,內(nèi)阻,內(nèi)阻R0101R02020.60.6 (1) (1)求電源的電動(dòng)勢(shì)求電源的電動(dòng)勢(shì)E1 1和負(fù)載的反電動(dòng)勢(shì)和負(fù)載的反電動(dòng)勢(shì)E2 2;(2)(2)試說明功率的平衡試說明功率的平衡例題例題1.11.1IREUEU01111V22356 . 0220011IRUEIREUEU02222V2175

17、6 . 0220022IRUE30(2 2)功率的平衡功率的平衡等號(hào)兩邊同乘以等號(hào)兩邊同乘以I 得得IRIREE010221201202211IRIRIEIEPE由由(1 1)中兩式中兩式IREUEU01111IREUEU02222得得122PPPEW1115151510851EP負(fù)載取用負(fù)載取用功率功率電源產(chǎn)生電源產(chǎn)生的功率的功率負(fù)載內(nèi)阻負(fù)載內(nèi)阻損耗功率損耗功率電源內(nèi)阻電源內(nèi)阻損耗功率損耗功率電源輸出電源輸出的功率的功率22PPUIPEW1100151085W1556 . 0W1556 . 0W1085521721222PPPE31解解A273.022060UPI806273.0220IUR

18、來計(jì)算和或可用PURIPR22已知:已知:有一有一220V 60W的電燈,接在的電燈,接在220V的電源上,的電源上,求通過電燈的求通過電燈的電流電流和電燈在和電燈在220V電壓下工作時(shí)電壓下工作時(shí)電阻電阻如每晚用如每晚用3 3小時(shí),問一個(gè)月消耗小時(shí),問一個(gè)月消耗電能電能多少?多少?例題例題1.21.2325 5、電能、電能 電能電能: :在時(shí)間在時(shí)間t t內(nèi)轉(zhuǎn)換的電功率稱為電能。內(nèi)轉(zhuǎn)換的電功率稱為電能。在直流電路中電能用在直流電路中電能用W W表示:表示: WP t 工程上常用電能的計(jì)量單位為千瓦時(shí)(工程上常用電能的計(jì)量單位為千瓦時(shí)(kWkWh h),1,1千瓦千瓦時(shí)即時(shí)即1 1度電,它與焦

19、的換算關(guān)系為:度電,它與焦的換算關(guān)系為:61kW h3.6 10 J 一個(gè)月的用電量一個(gè)月的用電量: :WPt360 103 305.4kWh 電能單位是焦耳(電能單位是焦耳(J J)33額定值:額定值: 是制造廠商為了使產(chǎn)品能在給定的是制造廠商為了使產(chǎn)品能在給定的條件下正常運(yùn)行而規(guī)定的正常允許值。條件下正常運(yùn)行而規(guī)定的正常允許值。 額定額定狀態(tài):實(shí)際值狀態(tài):實(shí)際值等于等于額定值的電氣設(shè)備的工作狀態(tài)。額定值的電氣設(shè)備的工作狀態(tài)。 過載過載:實(shí)際值:實(shí)際值大于大于額定值的電氣設(shè)備的工作狀態(tài)。額定值的電氣設(shè)備的工作狀態(tài)。 欠載欠載:實(shí)際值:實(shí)際值小于小于額定值的電氣設(shè)備的工作狀態(tài)。額定值的電氣設(shè)備

20、的工作狀態(tài)。電氣設(shè)備的銘牌電氣設(shè)備的銘牌 電氣設(shè)備或元器件的標(biāo)定值通常標(biāo)注在其銘牌上或記電氣設(shè)備或元器件的標(biāo)定值通常標(biāo)注在其銘牌上或記載在說明書中,這些標(biāo)定值都是給定的額定值,如載在說明書中,這些標(biāo)定值都是給定的額定值,如UN表示表示額定電壓、額定電壓、IN表示額定電流、表示額定電流、PN表示額定功率表示額定功率。 在在使用電氣設(shè)備或元器件時(shí)不得超過其額定值使用電氣設(shè)備或元器件時(shí)不得超過其額定值,以免,以免影響其正常使用甚至使其遭到損壞。影響其正常使用甚至使其遭到損壞。 注意:注意:電氣設(shè)備工作時(shí)的實(shí)際值不一定都等于其額定電氣設(shè)備工作時(shí)的實(shí)際值不一定都等于其額定值,要能夠加以區(qū)別。值,要能夠加

21、以區(qū)別。 34解解A105005RPI在使用時(shí)電壓不得超過在使用時(shí)電壓不得超過 URI5000.150V已知:有一額定值為已知:有一額定值為5W 500 的線繞電阻,的線繞電阻,問其額定電流?在問其額定電流?在使用時(shí)使用時(shí)電壓不得超過多大?電壓不得超過多大?例題例題1.31.335ER0+U-RIabdc二、開路:二、開路:特征:特征:I0 當(dāng)某一部分電路與電源斷開,該部分電路中沒有電流,當(dāng)某一部分電路與電源斷開,該部分電路中沒有電流,亦無能量的輸送和轉(zhuǎn)換,這部分電路所處的狀態(tài)稱為亦無能量的輸送和轉(zhuǎn)換,這部分電路所處的狀態(tài)稱為開路開路。有有源源電電路路U視電視電路而定路而定EUUO0P36ER

22、0+U-RIabdc三、短路:三、短路:特征:特征:U0 當(dāng)某一部分電路的兩端用電阻可以忽略不計(jì)的導(dǎo)線當(dāng)某一部分電路的兩端用電阻可以忽略不計(jì)的導(dǎo)線或者開關(guān)連接起來,使得該部分電路中的電流全部被導(dǎo)或者開關(guān)連接起來,使得該部分電路中的電流全部被導(dǎo)線或開關(guān)所旁路,這部分電路所處的狀態(tài)稱為線或開關(guān)所旁路,這部分電路所處的狀態(tài)稱為短路或者短路或者短接短接。I視電路而定視電路而定有有源源電電路路U 00REIIs20IRPPE0P37ER0+U-RIabdc閉合閉合有載有載斷開斷開空載空載短接短接短路短路電源狀態(tài)電源狀態(tài)2、電源處于短路狀態(tài)一般不能稱為短接。、電源處于短路狀態(tài)一般不能稱為短接。 1、電源處

23、于有載狀態(tài)時(shí)負(fù)載的大小和增減是指負(fù)、電源處于有載狀態(tài)時(shí)負(fù)載的大小和增減是指負(fù)載消耗的電功率的大小和增減。載消耗的電功率的大小和增減。注意:注意:38分析與思考分析與思考1.2.1.2.(1 1)某負(fù)載為一可變電阻器,由電壓一定的蓄電池供)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)載是增加了?還是減小了?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? 答:負(fù)載的大小和增減是指負(fù)載消耗的電功率的大答:負(fù)載的大小和增減是指負(fù)載消耗的電功率的大小和增減。小和增減。 負(fù)載消耗的電功率負(fù)載消耗的電功率P=U2/RL, ,蓄電池電壓一定即式中蓄電池電壓一定即式中U不變,當(dāng)不變,

24、當(dāng)RL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。391.2.1.2.(2 2)某電源的電動(dòng)勢(shì)為)某電源的電動(dòng)勢(shì)為E, ,內(nèi)電阻為內(nèi)電阻為R0 0, ,有載時(shí)的電流有載時(shí)的電流為為I, ,試問該電源有載時(shí)和空載時(shí)的電壓和輸出的電功率是試問該電源有載時(shí)和空載時(shí)的電壓和輸出的電功率是否相同否相同, ,若不相同若不相同, ,各應(yīng)等于多少各應(yīng)等于多少? ?答:該電源有載時(shí)如圖(答:該電源有載時(shí)如圖(a)a)E+_IR0RU+_(a)E+_I=0R0U(b)+_空載時(shí)如圖(空載時(shí)如圖(b)b)可見電源有載和空載時(shí)的電壓和輸出的電功率不相同。可見電源有載和空載時(shí)的電壓和輸出的電功率不相

25、同。輸出電壓輸出電壓UER0I輸出功率輸出功率PUI輸出電壓輸出電壓UE輸出功率輸出功率P0不變不變電源輸出電流電源輸出電流I0401.2.1.2.(3 3)圖示電路中的電源短)圖示電路中的電源短路時(shí)路時(shí), ,是燒壞電源還是燒壞照明是燒壞電源還是燒壞照明燈燈? ?S2S1答:燒壞電源。因?yàn)檫@時(shí)所有負(fù)載均被短路,電流不通答:燒壞電源。因?yàn)檫@時(shí)所有負(fù)載均被短路,電流不通過負(fù)載,外電路的電阻可視為零,回路中僅有很小的電過負(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,故會(huì)有很大的電流通過電源,將電源燒壞。源內(nèi)阻,故會(huì)有很大的電流通過電源,將電源燒壞。411.3 1.3 電路中的參考點(diǎn)電路中的參

26、考點(diǎn)l電路中,常將電路中的某一點(diǎn)選為電路中,常將電路中的某一點(diǎn)選為參考點(diǎn)參考點(diǎn),并,并規(guī)定該點(diǎn)的電位為零規(guī)定該點(diǎn)的電位為零,參考點(diǎn)也稱為參考點(diǎn)也稱為零電位點(diǎn)零電位點(diǎn)。l電路中其它任一點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓就是該電路中其它任一點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓就是該點(diǎn)的點(diǎn)的電位電位。l電壓一般采用雙下標(biāo)表示電壓一般采用雙下標(biāo)表示 : Uab 電位一般采用單下標(biāo)表示電位一般采用單下標(biāo)表示 : Val各點(diǎn)的電位只有在參考點(diǎn)選定以后才有確定的各點(diǎn)的電位只有在參考點(diǎn)選定以后才有確定的數(shù)值數(shù)值電位的單值性電位的單值性。42E1=140V4A6A520abcdE2 9 0V10A Uab61060VUca20480VUda

27、5630VUcb140VUdb90VE1=140V4A6A520abcdE2 9 0V10A 設(shè)設(shè) 則則VbVaUba Vb60VVcVaUca Vc80VVdVaUda Vd30V0Va43E1=140V4A6A520abcdE290V10A 設(shè)設(shè) 則則Va=Uab=60VVc=Ucb=140VVd=Udb=90V結(jié)論:結(jié)論:(1 1)電路中某一點(diǎn)的電位等于該點(diǎn)與參考點(diǎn))電路中某一點(diǎn)的電位等于該點(diǎn)與參考點(diǎn) (電位為零)之間的電壓(電位為零)之間的電壓 (2 2)參考點(diǎn)選得不同,電路中各點(diǎn)的電位值隨著)參考點(diǎn)選得不同,電路中各點(diǎn)的電位值隨著 改變,但是任意兩點(diǎn)間的電位差是不變的。改變,但是任意

28、兩點(diǎn)間的電位差是不變的。各點(diǎn)電位的高低是各點(diǎn)電位的高低是相對(duì)相對(duì)的,而兩點(diǎn)間電位的的,而兩點(diǎn)間電位的差值是差值是絕對(duì)絕對(duì)的。的。注:注:0bV44電位在電路中的表示法:電位在電路中的表示法:E1+_E2+_R1R2R3R1R2R3+E1-E2acb45R1R2+15V-15V 參考電位在哪里參考電位在哪里?R1R215V+-15V+-46解解 I(VAVC)()(R1R2) 6(9)(10050) 103 0.1mAUABVAVBR2I計(jì)算下圖電路中計(jì)算下圖電路中B點(diǎn)的電位。點(diǎn)的電位。例題例題1.3.11.3.1CBA-9V+6VIR1100R150K K R R2 2kkVBVAR2I 6(

29、50 103) (0.1 10-3) 1V47解解I30I1I2E1(R1R2) 6(42) 1A或或 VAR3I3E2R1I1E1 044 162V如圖已知:如圖已知:E16V E24V R14 R2R3 2 2 。求。求A點(diǎn)電位點(diǎn)電位VA A。例題例題1.3.21.3.2E1E2+-R1R2R3I1I2I3ACBVA R3I3E2R2I2 042 1 2V48電壓和電流的方向電壓和電流的方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向參考方向參考方向 參考方向參考方向: : 在分析計(jì)算時(shí)人為規(guī)定的方向。在分析計(jì)算時(shí)人為規(guī)定的方向。1.4 1.4 電路中的參考方向電路中的參考方向物理量物理量單位單位實(shí)際方向?qū)嶋H方向電流

30、電流IAk A、 m A、 A正電荷移動(dòng)的方向正電荷移動(dòng)的方向電壓電壓UVk V 、 m V 、 V電位降低的方向電位降低的方向電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)EVk V 、 m V 、 V電源驅(qū)動(dòng)正電荷的方向電源驅(qū)動(dòng)正電荷的方向?qū)嶋H方向:實(shí)際方向: 物理中對(duì)電量規(guī)定的方向。物理中對(duì)電量規(guī)定的方向。49_U+正負(fù)號(hào)正負(fù)號(hào)abUab(高電位在前,高電位在前, 低電位在后)低電位在后) 雙下標(biāo)雙下標(biāo)箭箭 頭頭Uab電壓電壓+-IR電流電流:從高電位:從高電位 指向低電位。指向低電位。電池電池?zé)襞轃襞軮RUabE+_ab物理量參考方向的表示方法物理量參考方向的表示方法50電路分析中的電路分析中的假設(shè)正方向假設(shè)正方向(參

31、考方向)(參考方向)問題的提出:?jiǎn)栴}的提出:在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量 的實(shí)際方向,電路如何求解?的實(shí)際方向,電路如何求解?電流方向電流方向AB?電流方向電流方向BA?E1ABRE2IR51問題:?jiǎn)栴}: 在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量的在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量的 實(shí)際方向,如何解決?實(shí)際方向,如何解決?(1) (1) 在解題前在解題前任選任選某一個(gè)方向?yàn)閰⒖挤较颍ɑ蚍Q正某一個(gè)方向?yàn)閰⒖挤较颍ɑ蚍Q正 方向);方向); (3) (3) 根據(jù)計(jì)算根據(jù)計(jì)算結(jié)果結(jié)果確定實(shí)際方向:確定實(shí)際方向: 若計(jì)算結(jié)果為若計(jì)算結(jié)果為正正,則實(shí)際方向與參考方向,則實(shí)際方向

32、與參考方向一致一致; 若計(jì)算結(jié)果為若計(jì)算結(jié)果為負(fù)負(fù),則實(shí)際方向與參考方向,則實(shí)際方向與參考方向相反相反。(2) (2) 根據(jù)電路的定律、定理,列出物理量間相互關(guān)根據(jù)電路的定律、定理,列出物理量間相互關(guān) 系的代數(shù)表達(dá)式;系的代數(shù)表達(dá)式;解決方法:解決方法:52已知:已知:E=2V, R=1問:?jiǎn)枺?當(dāng)當(dāng)a b間電壓間電壓U分別為分別為 3V 和和 1V 時(shí),時(shí),IR=?E RabIRURU解:解:(1) 假定電路中物理量的正方向如圖所示;假定電路中物理量的正方向如圖所示;(2) 列電路方程:列電路方程: EUURREURUIRREUUR 例題例題1.4.11.4.153(3) 數(shù)值計(jì)算數(shù)值計(jì)算A

33、1121 V1A112-3 3VRRIUIU(實(shí)際方向與假設(shè)方向一致)(實(shí)際方向與假設(shè)方向一致)(實(shí)際方向與假設(shè)方向相反)(實(shí)際方向與假設(shè)方向相反)REUIRE IRRURabU54(4) 電流和電壓的參考方向都是任意的,彼此可以互相電流和電壓的參考方向都是任意的,彼此可以互相獨(dú)立假設(shè),但獨(dú)立假設(shè),但習(xí)慣上習(xí)慣上把他們聯(lián)系起來選擇,這樣設(shè)定的把他們聯(lián)系起來選擇,這樣設(shè)定的參考方向稱為參考方向稱為關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向。(1) 方程式方程式U/I=R 僅適用于假設(shè)正方向一致的情況。僅適用于假設(shè)正方向一致的情況。(2) “實(shí)際方向?qū)嶋H方向”是物理中規(guī)定的,而是物理中規(guī)定的,而“假設(shè)假設(shè) 方向方向

34、”則則 是人們?cè)谶M(jìn)行電路分析計(jì)算時(shí)是人們?cè)谶M(jìn)行電路分析計(jì)算時(shí),任意假設(shè)的。任意假設(shè)的。 (3) 在以后的解題過程中,注意一定要在以后的解題過程中,注意一定要先假定先假定“參考方向參考方向” (即在圖中表明物理量的參考方向即在圖中表明物理量的參考方向),然后再列方程然后再列方程 計(jì)算計(jì)算。缺少。缺少“參考方向參考方向”的物理量是無意義的的物理量是無意義的. 注意注意55EIUIU 負(fù)載負(fù)載:電流的參考方向由電:電流的參考方向由電壓參考方向所假定的壓參考方向所假定的高高電位流電位流向向低低電位。電位。 電源電源:電流的參考方向由:電流的參考方向由電壓參考方向所假定的電壓參考方向所假定的低低電位電位

35、流向流向高高電位。電位。 符合以上規(guī)定的參考方向稱為電流和電壓符合以上規(guī)定的參考方向稱為電流和電壓的參考方向或正方向一致為關(guān)聯(lián)參考方向,否的參考方向或正方向一致為關(guān)聯(lián)參考方向,否則稱為不一致為非關(guān)聯(lián)參考方向。則稱為不一致為非關(guān)聯(lián)參考方向。56U、I 參考方向不同,參考方向不同,P = UI 0,電源電源; P = UI 0,負(fù)載負(fù)載。U、I 參考方向相同,參考方向相同,P =UI 0,負(fù)載負(fù)載; P = UI 0,電源電源。 電源:電源: U、I 實(shí)際方向相反,即電流從實(shí)際方向相反,即電流從“+”+”端流出,端流出, (發(fā)出功率)(發(fā)出功率); 負(fù)載:負(fù)載: U、I 實(shí)際方向相同,即電流從實(shí)際

36、方向相同,即電流從“- -”端流出。端流出。 (吸收功率)(吸收功率)。57U、I 參考方向不同,參考方向不同,P = UI 0,電源電源; P = UI 0,負(fù)載負(fù)載。U、I 參考方向相同,參考方向相同,P =UI 0,負(fù)載負(fù)載; P = UI 0,電源電源。 電源:電源: U、I 實(shí)際方向相反,即電流從實(shí)際方向相反,即電流從“+”+”端流出,端流出, (發(fā)出功率)(發(fā)出功率); 負(fù)載:負(fù)載: U、I 實(shí)際方向相同,即電流從實(shí)際方向相同,即電流從“- -”端流出。端流出。 (吸收功率)(吸收功率)。58歐姆定律:歐姆定律:流過電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比。流過電阻的電流與電阻兩端的電壓成

37、正比。RIU歐歐 姆姆 定定 律律59伏安特性伏安特性線性電阻伏安特性線性電阻伏安特性非線性電阻伏安特性非線性電阻伏安特性當(dāng)電壓和電流的參考方向當(dāng)電壓和電流的參考方向一致一致時(shí)時(shí) U=RI當(dāng)電壓和電流的參考方向當(dāng)電壓和電流的參考方向相反相反時(shí)時(shí) U=RI注意注意: :I IUI IU60解解326326326326IURIURIURIUR(a)(b)(c)(d)應(yīng)用應(yīng)用歐姆定律歐姆定律對(duì)下圖的電路列出式子,并求電阻對(duì)下圖的電路列出式子,并求電阻R例題例題1.4.21.4.261設(shè)設(shè) 則則0bV解解計(jì)算下圖的電阻計(jì)算下圖的電阻R R值,已知值,已知U Uabab12V12V。例題例題1.4.31

38、.4.3V32 EVmV12abaUVV7512nVV1037mnnmVVU5210IURnm62電電 功功 率率aIUb功率的概念功率的概念:設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為:設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為 U ,流入此流入此 部分電路的電流為部分電路的電流為 I, 則這部分電路消耗的功率為則這部分電路消耗的功率為: WIUP功率有無正負(fù)?功率有無正負(fù)?如果如果U I方向不一方向不一致結(jié)果如何?致結(jié)果如何?63 在在 U、 I 正正方向選擇一致的前提下,方向選擇一致的前提下, IUab或或IUab“吸收功率吸收功率” (負(fù)載)(負(fù)載)“發(fā)出功率發(fā)出功率” (電源)(電源)若若 P = UI 0若若 P =

39、 UI 0IUab+-IUab64 當(dāng)計(jì)算的當(dāng)計(jì)算的 P 0 時(shí)時(shí), , 則說明則說明 U、I 的實(shí)際方的實(shí)際方向一致,此部分電路消耗電功率,向一致,此部分電路消耗電功率,為為負(fù)載負(fù)載。 所以,從所以,從 P 的的 + + 或或 - - 可以區(qū)分器件的性質(zhì),可以區(qū)分器件的性質(zhì),或是電源,或是負(fù)載?;蚴请娫?,或是負(fù)載。結(jié)結(jié) 論論在進(jìn)行功率計(jì)算時(shí),在進(jìn)行功率計(jì)算時(shí),如果假設(shè)如果假設(shè) U U、I I 參考方向一致參考方向一致: : 當(dāng)計(jì)算的當(dāng)計(jì)算的 P 0,0,這說明它們是這說明它們是取用還是輸出電功率取用還是輸出電功率? ?EIUIU答:電源的電功率答:電源的電功率P 0, ,說明電源輸出電功率說

40、明電源輸出電功率; ;負(fù)載的電負(fù)載的電功率功率P 0, ,說明負(fù)載取用(輸入)電功率。說明負(fù)載取用(輸入)電功率。66電路元件電路元件開關(guān)開關(guān)燈泡燈泡保險(xiǎn)管保險(xiǎn)管67伏伏 - 安安 特性特性iuconstiuRRiuuiconstiuR線性電阻線性電阻非線性電阻非線性電阻( (一一) ) 理想無源元件理想無源元件1. 1. 電阻電阻 R (常用單位:(常用單位: 、k 、M ) 1.5 1.5 理想電路元件理想電路元件是一種是一種電能消耗電能消耗元件元件682.2.電容電容 CuqC 單位電壓下存儲(chǔ)的電荷單位電壓下存儲(chǔ)的電荷(單位:(單位:F, F, pF)+ +- - - -+q-qui電容

41、符號(hào)電容符號(hào)有極性有極性無極性無極性+_69dtduCdtdqi電容上電流、電壓的關(guān)系電容上電流、電壓的關(guān)系uqC 當(dāng)當(dāng) Uu (直流直流) 時(shí)時(shí),0dtdu0i所以所以,在直流電路中電容相當(dāng)于開路在直流電路中電容相當(dāng)于開路.uiC70dsC極板極板面積面積板間板間距離距離介電介電常數(shù)常數(shù)電容和結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系電容和結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系線性電容線性電容:C=Const ( 不變不變)非線性電容非線性電容:C = Const ( 不為常數(shù)不為常數(shù))uiC71200021uccuduuidtpdtWcutt電容的儲(chǔ)能電容的儲(chǔ)能電容是一種儲(chǔ)能元件電容是一種儲(chǔ)能元件, , 儲(chǔ)存的儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量電場(chǎng)能量為:為:

42、)(dtduCdtdqi723.3.電感電感 L L:ui(單位:(單位:H, mH, H)單位電流產(chǎn)生的磁鏈單位電流產(chǎn)生的磁鏈iNL線圈線圈匝數(shù)匝數(shù)磁通磁通73電感中電流、電壓的關(guān)系電感中電流、電壓的關(guān)系dtdiLeue eidtdiLeu當(dāng)當(dāng) Ii (直流直流) 時(shí)時(shí),0dtdi0u所以所以,在直流電路中電感相當(dāng)于短路在直流電路中電感相當(dāng)于短路.74lSNL2線圈線圈面積面積線圈線圈長(zhǎng)度長(zhǎng)度導(dǎo)磁率導(dǎo)磁率電感和結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系電感和結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系線性電感線性電感:L=Const (如如:空心電感空心電感 不變不變)非線性電感非線性電感 :L = Const (如如:鐵心電感鐵心電感 不為常數(shù)不

43、為常數(shù))ue ei75電感是一種儲(chǔ)能元件電感是一種儲(chǔ)能元件, , 儲(chǔ)存的儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量磁場(chǎng)能量為:為:電感的儲(chǔ)能電感的儲(chǔ)能200021iLLidiuidtpdtWittL)(dtdiLu 76UR1R2LCR1UR2直流直流電阻:直流電阻電阻:直流電阻 或歐姆電阻或歐姆電阻電感:短路電感:短路電容:開路電容:開路等效為等效為交流交流電阻:交流電阻電阻:交流電阻 或有效電阻或有效電阻電感:電感:電容:電容:dtdiLudtduCi 77無源元件小結(jié)無源元件小結(jié) 理想元件的特性理想元件的特性 (u 與與 i 的關(guān)系)的關(guān)系)LCRiRudtdiLudtduCi 注意:今后所討論的電阻、電容和電感都

44、是單一參注意:今后所討論的電阻、電容和電感都是單一參數(shù)元件;都是線性元件。數(shù)元件;都是線性元件。78實(shí)際元件實(shí)際元件的特性可以用若干理想元件來表示的特性可以用若干理想元件來表示例:例: 電感線圈電感線圈L :電感量:電感量R:導(dǎo)線電阻:導(dǎo)線電阻C:線間分布電容:線間分布電容參數(shù)的影響和電路的工作條件有關(guān)。參數(shù)的影響和電路的工作條件有關(guān)。791.1.電壓源電壓源伏安特性伏安特性電壓源模型電壓源模型0IREUIUEUIR0+-ERo越大越大斜率越大斜率越大( (二二) ) 理想電源元件理想電源元件主要講有源元件中的兩種電源:電壓源和電流源。主要講有源元件中的兩種電源:電壓源和電流源。80理想電壓源

45、理想電壓源 (恒壓源)(恒壓源): : RO= 0 時(shí)的電壓源時(shí)的電壓源.特點(diǎn):特點(diǎn):( (1)輸出電)輸出電 壓不變,其值恒等于電動(dòng)勢(shì)。壓不變,其值恒等于電動(dòng)勢(shì)。 即即 Uab E; (2)電源中的電流由外電路決定。)電源中的電流由外電路決定。IE+_abUab伏安特性伏安特性IUabE(3)恒壓源不能短路,否則流過的電流)恒壓源不能短路,否則流過的電流為無限大。為無限大。81恒壓源中的電流由外電路決定恒壓源中的電流由外電路決定設(shè)設(shè): E=10VIaE+_bUab2 R1當(dāng)當(dāng)R1 R2 同時(shí)接入時(shí):同時(shí)接入時(shí):R22 當(dāng)當(dāng)R1接入時(shí)接入時(shí) :則:則:例題例題1.5.11.5.1I=5AI=1

46、0A82REI 恒壓源特性中不變的是:恒壓源特性中不變的是:_ E恒壓源特性中變化的是:恒壓源特性中變化的是:_ I_ 會(huì)引起會(huì)引起 I 的變化。的變化。外電路的改變外電路的改變I 的變化可能是的變化可能是 _ 的變化,的變化, 或者是或者是_ 的變化。的變化。大小大小方向方向+_I恒壓源特性小結(jié)恒壓源特性小結(jié)EUababR832. 2. 電流源電流源ISR0abUabI0RUIIabSIsUabI外特性外特性 電流源模型電流源模型R0R0越大越大特性越陡特性越陡I084理想電流源理想電流源 (恒流源(恒流源):): R0= 時(shí)的電流源時(shí)的電流源. 特點(diǎn):(特點(diǎn):(1)輸出電流不變,其值恒等于

47、電)輸出電流不變,其值恒等于電 流源電流流源電流 IS; abIUabIsIUabIS伏伏安安特特性性(2)輸出電壓由外電路決定。)輸出電壓由外電路決定。(3)恒流源不能開路,否則其兩端的電壓)恒流源不能開路,否則其兩端的電壓為無窮大。為無窮大。85恒流源兩端電壓由外電路決定恒流源兩端電壓由外電路決定IUIsR設(shè)設(shè): IS=1 A R=10 時(shí)時(shí), U =10 V R=1 時(shí)時(shí), U =1 V則則:例題例題1.5.21.5.286恒流源特性小結(jié)恒流源特性小結(jié)恒流源特性中不變的是:恒流源特性中不變的是:_ _Is恒流源特性中變化的是:恒流源特性中變化的是:_ Uab_ 會(huì)引起會(huì)引起 Uab 的變

48、化。的變化。外電路的改變外電路的改變Uab的變化可能是的變化可能是 _ 的變化,的變化, 或者是或者是 _的變化。的變化。大小大小方向方向RIUsab 理想恒流源兩端理想恒流源兩端可否被短路可否被短路?abIUabIsR87電壓源中的電流電壓源中的電流如何確定如何確定?電流電流源兩端的電壓等源兩端的電壓等于多少于多少?IE R_+abUab=?Is原則:原則:I Is s不能變,不能變, U Us s不能變。不能變。SabUIRU電壓源中的電流電壓源中的電流 I= IS恒流源兩端的電壓恒流源兩端的電壓SRIIIRIUSR電阻電阻 RUS_+例題例題1.5.31.5.388結(jié)論:結(jié)論:凡與理想電

49、流源凡與理想電流源串聯(lián)串聯(lián)的元件,其電流均等于的元件,其電流均等于理想電流源的電流。理想電流源的電流。與理想電流源與理想電流源串聯(lián)的元件量值串聯(lián)的元件量值變化時(shí),僅僅變化時(shí),僅僅影響其自身和理想電流源的影響其自身和理想電流源的電壓電壓,不會(huì)影響,不會(huì)影響電路其余部分的電壓和電流。電路其余部分的電壓和電流。當(dāng)理想電流源與其它元件串聯(lián)時(shí),對(duì)外部電當(dāng)理想電流源與其它元件串聯(lián)時(shí),對(duì)外部電路而言,可將其他元件除去,而只用一個(gè)理路而言,可將其他元件除去,而只用一個(gè)理想電流源等效代替。想電流源等效代替。多個(gè)理想電流源多個(gè)理想電流源并聯(lián)并聯(lián)時(shí),可以合并成一個(gè)等時(shí),可以合并成一個(gè)等效的理想電流源。效的理想電流源

50、。89電壓源中的電流電壓源中的電流如何確定如何確定?電流電流源兩端的電壓等源兩端的電壓等于多少于多少?原則:原則:I Is s不能變,不能變, U Us s不能變。不能變。SabUU電壓源中的電流電壓源中的電流恒流源兩端的電壓恒流源兩端的電壓SRUU電阻電阻 RRUIISSUSIE R_+abUab=?Is_+RUISR例題例題1.5.41.5.490結(jié)論:結(jié)論:凡與理想電壓源凡與理想電壓源并聯(lián)并聯(lián)的元件,其兩端的電壓的元件,其兩端的電壓均等于理想電壓源的電壓。均等于理想電壓源的電壓。與理想電壓源與理想電壓源并聯(lián)的元件量值并聯(lián)的元件量值變化時(shí),僅僅變化時(shí),僅僅影響其自身和理想電壓源的影響其自身

51、和理想電壓源的電流電流,不會(huì)影響,不會(huì)影響電路其余部分的電壓和電流。電路其余部分的電壓和電流。當(dāng)理想電壓源與其它元件并聯(lián)時(shí),對(duì)外部電當(dāng)理想電壓源與其它元件并聯(lián)時(shí),對(duì)外部電路而言,可將其他元件除去,而只用一個(gè)理路而言,可將其他元件除去,而只用一個(gè)理想電壓源等效代替。想電壓源等效代替。多個(gè)多個(gè)理想電壓源串聯(lián)理想電壓源串聯(lián)時(shí),可以合并成一個(gè)等時(shí),可以合并成一個(gè)等效的理想電壓源。效的理想電壓源。91理想電壓源和理想電流源都有以下兩種工作狀態(tài):理想電壓源和理想電流源都有以下兩種工作狀態(tài):電源狀態(tài):電壓和電流的實(shí)際方向和電源的電源狀態(tài):電壓和電流的實(shí)際方向和電源的關(guān)聯(lián)參考方向一致,即實(shí)際方向是電流由電關(guān)聯(lián)

52、參考方向一致,即實(shí)際方向是電流由電源元件的源元件的正極流出,負(fù)極流入正極流出,負(fù)極流入。負(fù)載狀態(tài):電壓和電流的實(shí)際方向和負(fù)載的負(fù)載狀態(tài):電壓和電流的實(shí)際方向和負(fù)載的關(guān)聯(lián)參考方向一致,即實(shí)際方向是電流由電關(guān)聯(lián)參考方向一致,即實(shí)際方向是電流由電源元件的源元件的正極流入,負(fù)極流出正極流入,負(fù)極流出。92恒壓源與恒流源特性比較恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒壓源恒流源恒流源不不 變變 量量變變 化化 量量E+_abIUabUab = E (常數(shù))(常數(shù))Uab的大小、方向均為恒定,的大小、方向均為恒定,外電路負(fù)載對(duì)外電路負(fù)載對(duì) Uab 無影響。無影響。IabUabIsI = Is(常數(shù))(常數(shù))I 的大

53、小、方向均為恒定,的大小、方向均為恒定,外電路負(fù)載對(duì)外電路負(fù)載對(duì) I 無影響。無影響。輸出電流輸出電流 I 可變可變 - I 的大小、方向均的大小、方向均由外電路決定由外電路決定端電壓端電壓Uab 可變可變 -Uab 的大小、方向的大小、方向均由外電路決定均由外電路決定93 用來描述電路中各部分電壓或各部分電流的關(guān)用來描述電路中各部分電壓或各部分電流的關(guān)系系, ,包括基爾霍夫電流和基爾霍夫電壓兩個(gè)定律。包括基爾霍夫電流和基爾霍夫電壓兩個(gè)定律。結(jié)點(diǎn):結(jié)點(diǎn):三條或三條以上支路相聯(lián)接點(diǎn)三條或三條以上支路相聯(lián)接點(diǎn)支路:支路:電路中每一個(gè)分支電路中每一個(gè)分支回路:回路:電路中一條或多條支路所組成的閉合電

54、路電路中一條或多條支路所組成的閉合電路注注基爾霍夫基爾霍夫電流電流定律應(yīng)用于定律應(yīng)用于結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)基爾霍夫基爾霍夫電壓電壓定律應(yīng)用于定律應(yīng)用于回路回路1.6 1.6 基爾霍夫定律基爾霍夫定律網(wǎng)孔:網(wǎng)孔:未被其他支路分割的單孔回路未被其他支路分割的單孔回路94支路:支路:ab、ad、cb、cd、bd、ac (共(共6 6條條 b=6)回路:回路:abda、 bcdb、abcda、abca、abdca、adbca、adca (共(共7 7個(gè))個(gè))結(jié)點(diǎn):結(jié)點(diǎn):a、 b、 c、 d ( (共共4 4個(gè)個(gè) n=4)I I3 3E E4 4E E3 3_ _+ +R R3 3R R6 6+ +R R4 4R

55、R5 5R R1 1R R2 2a ab bc cd dI I1 1I I2 2I I5 5I I6 6I I4 4- -95( (一)基爾霍夫電流定律一)基爾霍夫電流定律(KCL)(KCL)E1I1E2U2I2I3R2R1R3abcd如圖如圖 I1I2I3 Iin Iout在任一瞬時(shí),在任一瞬時(shí),流向流向某一結(jié)點(diǎn)的某一結(jié)點(diǎn)的電流之和電流之和應(yīng)該等于應(yīng)該等于流出流出該結(jié)點(diǎn)該結(jié)點(diǎn)的電流之和。的電流之和。或或 I1I2I30 0 即即 I I0 0 即在任一瞬時(shí),一個(gè)結(jié)點(diǎn)上電流即在任一瞬時(shí),一個(gè)結(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和恒等于的代數(shù)和恒等于零。零。96I1I3 I2 I4 2 2(2 2)()(3 3)

56、I4 解解: :I I1 1I I2 2I I3 3I I4 4可得可得 I43A已知:如圖所示,已知:如圖所示,I12A,I23A,I32A,試求試求I4。例題例題1.6.11.6.1 Iin Iout由由基爾霍夫基爾霍夫電流定律電流定律可列出可列出97解解: :I I1 1I I2 2I I3 3I I4 4I1I3 I2 I4 = 0 2 2(2 2)()(3 3) I4 = 0 可得可得 I43A已知:如圖所示,已知:如圖所示,I12A,I23A,I32A,試求試求I4。例題例題1.6.11.6.1 I I0 0由由基爾霍夫基爾霍夫電流定律電流定律可列出可列出98電流定律還可以擴(kuò)展到電

57、路的任意封閉面。電流定律還可以擴(kuò)展到電路的任意封閉面。例例I1+I2=I3例例I=0基爾霍夫電流定律的擴(kuò)展基爾霍夫電流定律的擴(kuò)展I=?E2E3E1+_RR1R+_+_RI1I2I3I4I5I6abc99Us1 Us2 U2 2U1 1 0 0即即( (二二) )基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律(KVL)(KVL)從回路中任意一點(diǎn)出發(fā),沿順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向從回路中任意一點(diǎn)出發(fā),沿順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向循行一周,則在這個(gè)方向上的電位升之和等于電位降循行一周,則在這個(gè)方向上的電位升之和等于電位降之和之和. . 或電壓的代數(shù)和為或電壓的代數(shù)和為 0。Us1 U2 U1Us2 E1E2R2I2 R1

58、I1 0 電位電位升升 電位電位降降 U=0=0100 即即 E1E2R1I1R2I2 E (RI) E U E (RI)+ U 在應(yīng)用含電動(dòng)勢(shì)的公式時(shí),應(yīng)注意將電動(dòng)勢(shì)在應(yīng)用含電動(dòng)勢(shì)的公式時(shí),應(yīng)注意將電動(dòng)勢(shì)E和其和其他項(xiàng)他項(xiàng)分開放在等式的兩邊,等式左邊用電動(dòng)勢(shì)表示的分開放在等式的兩邊,等式左邊用電動(dòng)勢(shì)表示的是電位升的代數(shù)和,等式右邊用電壓或電阻和電流表是電位升的代數(shù)和,等式右邊用電壓或電阻和電流表示的是電位降的代數(shù)和。示的是電位降的代數(shù)和。E1E2R1I1R2I20E1E2=1R2I2其中:沿回路環(huán)行方向電位其中:沿回路環(huán)行方向電位升高的電動(dòng)勢(shì)升高的電動(dòng)勢(shì)前標(biāo)正號(hào)前標(biāo)正號(hào)沿回路環(huán)行方向電位沿回

59、路環(huán)行方向電位降低的電壓降低的電壓前標(biāo)正號(hào)前標(biāo)正號(hào)與回路環(huán)行方向一致的電流前標(biāo)正號(hào)與回路環(huán)行方向一致的電流前標(biāo)正號(hào)101基爾霍夫電壓定律的基爾霍夫電壓定律的推廣推廣:可應(yīng)用于回路的部分電路可應(yīng)用于回路的部分電路 UUAUBUAB或或 UABUAUBE U + RI或或 UERI注注列方程時(shí),列方程時(shí),要先在電路圖上標(biāo)出電流、電壓或要先在電路圖上標(biāo)出電流、電壓或電動(dòng)勢(shì)的參考方向。電動(dòng)勢(shì)的參考方向。102+-ACBD+-UABUBCUCDUDAUCA解解由由基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律可得可得(1 1)UABUBCUCDUDA=0 即即 UCD2V(2 2)UABUBCUCA0 即即 UCAC

60、A1V1V已知:下圖為一閉合電路,各支路的元件是任意已知:下圖為一閉合電路,各支路的元件是任意的,但知的,但知UAB5V,UBC4V,UDA3V試求:(試求:(1 1)UCD:(:(2 2)UCA。例題例題1.6.21.6.2103解解應(yīng)用基爾霍夫電壓定律應(yīng)用基爾霍夫電壓定律 回路回路2: UBEBE US R1I1 0 I10.57mA應(yīng)用應(yīng)用基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律列出列出 IB BI1I20 I2 20.255mA0.255mA如圖:如圖:RB B20K20K , R1 110K10K ,EB B6V6VUS S6V6V,UBEBE0.3V0.3V 試求電流試求電流IB ,I1

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