電路基本物理量

1、電路基本物理量第一頁，共26頁。1、電流1.2 電路的基本物理量 電流的大小i dqdt=（1-1）穩(wěn)恒直流情況下I Q t=（1-2）1A=103mA=106A=109nA單位換算 電流的方向 習慣上規(guī)定以正電荷移動的方向為電流的正方向。 電路圖上標示的電流方向為參考方向，參考方向是為列寫方程式提供依據(jù)的，實際方向根據(jù)計算結果來定。第二頁，共26頁。第三頁，共26頁。2、電壓、電位和電動勢1)第四頁，共26頁。 2)電位 電位：參考點：電路中某點的是對參考點的電壓零電位點、O點、“地”電力工程中以大地為參考點電子線路以輸入、輸出的公共線為參考點放大器第五頁，共26頁。3）電動勢（1）定義：在

2、電源內(nèi)部，非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動勢。（2）定義式：E=W/q（3）單位：伏（V）（4）物理意義：表示電源把其它形式的能（非靜電力做功）轉化為電能的本領大小。電動勢越大，電路中每通過1C電量時，電源將其它形式的能轉化成電能的數(shù)值就越多?！咀⒁狻浚?電動勢的大小由電源中非靜電力的特性（電源本身）決定，跟電源的體積、外電路無關。電動勢在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時，電源兩極間的電壓。電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C電量的正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功。第六頁，共26頁。2、電壓、電位和電動勢Ia 電位V是相對于參考點的電壓。 參考點的電位:Vb=0；a點電位：V

3、a=E-IR0=IRb+ URL_SE+R0 電動勢E只存在電源內(nèi)部，其數(shù)值反映了電源力作功的本領，方向規(guī)定由電源負極指向電源正極 路端電壓U。電壓的大小反映了電場力作功的本領；電壓是產(chǎn)生電流的根本原因；其方向規(guī)定由“高”電位端指向“低”電位端。第七頁，共26頁。 三者的定義式2、電壓、電位和電動勢Uab=WaWbqVa=WaW0qE=W源q 顯然電壓、電位和電動勢的定義式形式相同，因此它們的單位一樣，都是伏特V。 電壓等于兩點電位之差： 三者的區(qū)別和聯(lián)系Uab=VaVb 電源的開路電壓在數(shù)值上等于電源電動勢； 電路中某點電位數(shù)值上等于該點到參考點的電壓。第八頁，共26頁。 日常生產(chǎn)和生活中，

4、電能（或電功）也常用度作為量綱：1度=1KWh=1KVAh3. 電能、電功率（1）電能 電能的轉換是在電流作功的過程中進行的。因此，電流作功所消耗電能的多少可以用電功來量度。電功：式中單位：U【V】；I【A】；t【s】時，電功W為焦耳【J】1度電的概念1000W的電爐加熱1小時；100W的電燈照明10小時；40W的電燈照明25小時。第九頁，共26頁。 電功率反映了電路元器件能量轉換的本領。如100W的電燈表明在1秒鐘內(nèi)該燈可將100J的電能轉換成光能和熱能；電機1000W表明它在一秒鐘內(nèi)可將1000J的電能轉換成機械能。（2）電功率 電工技術中，單位時間內(nèi)電流所作的功稱為電功率。電功率用“P

5、”表示：國際單位制：U 【V】，I【A】，電功率P用瓦特【W(wǎng)】 通常情況下，用電器的實際功率并不等于額定電功率。當實際功率小于額定功率時，用電器實際功率達不到額定值，當實際功率大于額定功率時，用電器易損壞。 用電器額定工作時的電壓叫額定電壓，額定電壓下的電功率稱為額定功率；額定功率通常標示在電器設備的銘牌數(shù)據(jù)上，作為用電器正常工作條件下的最高限值。第十頁，共26頁。 關聯(lián)和非關聯(lián)4、參考方向aI負載元件Ub關聯(lián)參考方向aI電源元件Ub 實際電源上的電壓、電流方向總是非關聯(lián)的，實際負載上的電壓、電流方向是關聯(lián)的。 因此，假定某元件是電源時，其電壓、電流方向應選取非關聯(lián)參考方向；假定某元件是負載時

6、，其電壓、電流方向應選取關聯(lián)參考方向。非關聯(lián)參考方向第十一頁，共26頁。 關于參考方向的有關注意事項4、參考方向(1)分析電路前應選定電壓電流的參考方向，并標在圖中；(2)參考方向一經(jīng)選定，在計算過程中不得任意改變。參考方向是列寫方程式的需要，是待求值的假定方向而不是真實方向，因此不必追求它們的物理實質是否合理。(4)參考方向也稱為假定正方向，以后討論均在參考方向下進 行，實際方向由計算結果確定。(3)電阻、電抗或阻抗一般選取關聯(lián)參考方向，獨立源上一般選取非關聯(lián)參考方向。(5)在分析、計算電路的過程中，出現(xiàn)“正、負”、“加、減”及“相同、相反”這幾個名詞概念時，不可混為一談。第十二頁，共26頁

7、。分析計算電路時，人為任意設定的電量方向 參考方向（假設方向、正方向）I= 5AIRab= 5A例Rab注意：引入?yún)⒖挤较蚝?，物理量為代?shù)量 若計算結果為正(I 0)，則實際方向與參考方向一致；若計算結果為負(I0)，則實際方向與參考方向相反。電流方向a b？電流方向b a？第十三頁，共26頁。I參考方向的表示方法參考極性abUab 雙下標箭 標_+USabR關聯(lián)參考方向關聯(lián)參考方向 U與 I 的方向一致 +_IUabR_IUabR+非關聯(lián)參考方向 U與 I 的方向相反 U = I RU = -I R第十四頁，共26頁。第十五頁，共26頁。bR1R2E2E1+-R3+_acdbR1R2R3a+

8、E1-E2cd設b點為參考點:c點的電位為: Uc = E1d點的電位為: Ud = -E2電子電路的習 慣畫法 第十六頁，共26頁。R1R2+15V-15V 參考電位在哪里？R1R215V+-正電源負電源電子電路的習慣畫法：電源電壓用電位值給出正電位值表示正電源，電源的負極接地。負電位值表示負電源，電源的正極接地。15V+-第十七頁，共26頁。想想、練練 電壓、電位、電動勢有何異同？ 電功率大的用電器，電功也一定大，這種說法正確嗎？為什么？第十八頁，共26頁。 電路分析中引入?yún)⒖挤较虻哪康氖菫榉治龊陀嬎?電路提供方便和依據(jù)。思考 回答 在電路分析中，引入?yún)⒖挤较虻哪康氖鞘裁矗?應用參考方向時

9、，你能說明“正、負”、“加、減”及“相同、相 反”這幾對名詞的不同之處嗎？ 應用參考方向時，“正、負” 指在參考方向下，電壓電流數(shù)值前面的正、負號，若參考方向下某電流為“2A”，說明其實際方向與參考方向相反，參考方向下某電壓為“20V”，說明其實際方向與參考方向一致；“加、減”指參考方向下電路方程式各項前面的正、負符號； “相同”是指電壓、電流參考方向關聯(lián)，“相反”指的是電壓、電流參考方向非關聯(lián)。 第十九頁，共26頁。S斷開時各電阻為同一電流其中：UD=+12V ；UC=12V S閉合上時：例試求開關S斷開和閉合時電路中各點的電位解： 電位計算AB4k6kC20kS12V+12VDUA = 4

10、V UB = 7.2V UD=+12V ； UC=12VUA = 2V UB = 0第二十頁，共26頁。Ua = 5V a 點電位：ab15AUb 5V b 點電位：例試求圖示電路中各點的電位及電壓UabUb= 0V b點電位：Ua = 0V a 點電位：ab15A可見:電位與參考點的選擇有關； 電壓與參考點的選擇無關. Uab = Ua- UbUab = 5VUab = 5V第二十一頁，共26頁。電位與參考點的選擇有關； 電壓與參考點的選擇無關例試分別以電路中的a、b、c點為參考點求電位和電壓。注意：電壓等于電位之差。如Uab=Ua- Ub+_3V+_6Vabc參考點電位和電壓UaUbUcU

11、abUbcUcaa為參考點0V-3V-9V3V6V-9Vb 為參考點3V0V-6V3V6V-9Vc為參考點9V6V0V3V6V-9V第二十二頁，共26頁。例10 V2 +5 V+3 BCDIA 解以A點為參考電位時I =10 + 53 + 2= 3 AVC = 3 3 = 9 VVD= 3 2= 6 VUCD = VC VD = 15 V以B點為參考電位時VD = 5 VVC = 10 VUCD = VC VD= 15 V* 電路中某一點的電位等于該點到參考點的電壓；*電路中各點的電位隨參考點選的不同而改變，但是任意兩點間的電壓不變。 電路如下圖所示，分別以A、B為參考點計算C和D點的電位及U

12、CD。第二十三頁，共26頁。檢驗學習結果下圖電路中若選定C為參考點，當開關斷開和閉合時，判斷各點的電位值。求下圖電路中開關S閉合和斷開時B點的電位。試述電壓和電位的異同，若電路中兩點電位都很高，則這兩點間電壓是否也很高？+A24V-BCDS+12VA26K4V-12VBS4K2K第二十四頁，共26頁。想想 練練1、某用電器的額定值為“220V，100W”，此電器正常工作10小時，消耗多少焦耳電能？合多少度電？2、一只標有“220V，60W”的電燈，當其兩端電壓為多少伏時電燈能正常發(fā)光？正常發(fā)光時電燈的電功率是多少？若加在燈兩端的電壓僅有110伏時，該燈的實際功率為多少瓦？額定功率有變化嗎？ 3、把一個電阻接在6伏的直流電源上，已知某1分鐘單位時間內(nèi)通過電阻的電量為3個庫侖，求這1分鐘內(nèi)電阻上通過的電流和電流所做的功各為多少？3A，1080J360