第一章前沿及電路的基本概念與基本定律機電

河海大學(xué)常州校區(qū)第一章

電路的基本概念與定律第三章電路的時域分析第二章電路分析方法第四章

正弦交流電路第五章

三相交流電路第六章變壓器與安全用電

課程性質(zhì):技術(shù)基礎(chǔ)課服務(wù)對象:非電專業(yè)課程特點：內(nèi)容豐富，技術(shù)更新快，緊密聯(lián)系實際，應(yīng)用非常廣泛。本課是非電專業(yè)一切電類后續(xù)課程的基礎(chǔ)。非電類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)電工學(xué)重在應(yīng)用，應(yīng)具有將電工和電子技術(shù)應(yīng)用于本專業(yè)和發(fā)展本專業(yè)的一定能力，加深對世界的認(rèn)知程度。

主要教學(xué)環(huán)節(jié)習(xí)題獨立完成作業(yè)，按時交作業(yè)。緊跟老師講課思路，搞清基本概念，注意解題方法和技巧。課堂教學(xué)教學(xué)形式:課堂上，多媒體授課；

課后，網(wǎng)上查尋?？己诵问?作業(yè)完成情況、點名情況小測試考試第一章電路的基本概念與定律介紹概念:什么是電路?電路元件?電路模型?電路參數(shù)?參考方向?什么是什么是KCL?KVL?第二節(jié)電路模型第三節(jié)電路變量及其參考方向第六節(jié)基爾霍夫定律第七節(jié)電位的計算第四節(jié)電路的工作狀態(tài)第五節(jié)電路元件第一節(jié)電路的作用與組成部分電路的作用：實現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換，（作用之一）電路的結(jié)構(gòu)形式和所完成的任務(wù)多種多樣的，舉例1：發(fā)電機電燈電動機電爐升壓變壓器降壓變壓器輸電線電源中間環(huán)節(jié)負(fù)載電路的組成：電源、負(fù)載、中間環(huán)節(jié)三部分第一節(jié)電路的作用與組成部分

電路就是電流所通過的路徑；是由電路器件(例如晶體管)和電路元件(例如電容、電感、電阻等）相互連接而成，具有傳輸電能、處理信號、測量、控制、存儲等功能。電源：將非電能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，例如：發(fā)電機、干電池負(fù)載：將電能轉(zhuǎn)換成非電能的裝置，例如：電動機、電爐、燈中間環(huán)節(jié)：連接電源和負(fù)載的部分，其傳輸和分配電能的作用。例如：輸電線路發(fā)電機電燈電動機電爐升壓變壓器降壓變壓器輸電線電源中間環(huán)節(jié)負(fù)載舉例2：（電子電路，即信號電路）放大器電源（信號源）中間環(huán)節(jié)負(fù)載電路的作用之二：傳遞和處理信號。

最簡單的電路是由電源、負(fù)載、中間環(huán)節(jié)構(gòu)成的。

下面的就是這個簡單電路和電路模型：可以看到電流的通路：電壓源中間環(huán)節(jié)負(fù)載電池中間環(huán)節(jié)負(fù)載實際電路電路模型第二節(jié)電路模型實際的電路是很復(fù)雜的，本書只討論電路模型而非實際電路本身。比如上圖的電池等效成了電壓源；而燈泡等效成了電阻。

電容電感電壓源電流源它從復(fù)雜實際電路等效而來,是由電路元件構(gòu)成的。電阻何為

電路模型？

何為電路元件？無源電路元件有源電路元件1、電流：在導(dǎo)體中，自由電子在電場力的作用下做有規(guī)則的移動形成電流。正電荷移動的方向為電流的實際方向規(guī)定：電路理論中涉及的電路變量通常有：電流、電壓、電功率I

直流電流

電流的單位是安培！1A=1000mA1mA=1000μA

i交流電流第三節(jié)電路變量及其參考方向2、電壓：UABABI電場力把單位正電荷由A搬到B所做的功

表示為UAB也叫電壓降或電位差單位

伏特V1V=1000mV,1mV=1000μV

與電壓代表的意義相同，可以說電位是電壓的一種特例。定義：A點的電位是A點與參考點間的電壓，記做UA方向為從A至B

電場力將單位正電荷從電源的低電位點移到高電位點所做的功。電動勢用E表示，實際方向為電位升的方向，與電壓方向相反。電壓？電位？電動勢？電壓？電位？電動勢？電壓、電壓降、電位差、電位、電動勢它們的相同點它們的區(qū)別單位相同都是伏特（V）僅電動勢的方向與其它的相反3.電功率注意電壓的名稱電功率與電壓和電流密切相關(guān)。當(dāng)正電荷從元件上電壓的“+”極經(jīng)元件移至“-”極時，電場力要對電荷作功，這時，元件吸收能量；反之，正電荷從“-”極到“+”極時，電場力作負(fù)功，元件向外釋放能量。功率用p來表示p(t)=u(t)i(t)單位為W、mW、kW定義電功率的計算在直流電阻元件

始終消耗功率電感和電容元件

不消耗功率電壓源和電流源

有時發(fā)出功率，也有時消耗功率，需要看I和U的方向。IU1發(fā)出功率+-U2吸收功率U1與I方向相反U2與I方向相同在電路中，功率是平衡的記住嘍！電源性與負(fù)景載的損判別方法認(rèn)一：由電未壓電攤流的實際忠方向敬判別（如澆圖）電源：Ｕ緞和Ｉ鈔的實聚際方晴向相反，電競流從彈電源“+”端流堅出，販發(fā)出算功率負(fù)載傍：Ｕ和漂Ｉ的考實際縮慧方向相同，電番流從彈電源“+”端流蟻入，翅取用莫功率IUROERdc+-ba+_4.參考澡方向物理愉量的方向：實際方向參考方向?qū)嶋H羽方向：物理膀中對烈電量養(yǎng)規(guī)定瘡的方剃向。參考耍方向架：在分志析計朝算時宮，對乒電量匹人為催規(guī)定旨的方勢向。物理量單位實際正方向電流IA、kA、mA、μA正電荷移動的方向電動勢EV、kV、mV、μV電源驅(qū)動正電荷的方向(低電位

高電位)電壓UV、kV、mV、μV電位降落的方向(高電位

低電位)電路煤分析乘中的參考災(zāi)方向問題敏的提達出：在復(fù)西雜電況路中束難于扒判斷培元件蕩中物跨理量的實差際方靠向，春電路捎如何耐求解兼？電流捏方向AB？電流曉方向BA？E1ABRE2IR+_+_(1鼠)在解庫題前注先設(shè)河定一呢個方宿向，林作為參考嗎方向股；解決黨方法(3芹)根據(jù)沫計算課結(jié)果脂確定蔥實際惜方向紐奉：若計么算結(jié)千果為阿正，巡壽則實墾際方踢向與牽假設(shè)潮方向島一致愁；若計錄算結(jié)杠果為竄負(fù)，乘則實綿際方飾向與家假設(shè)坡方向逝相反羽。(2居)根據(jù)朱電路葵的定停律、耐定理嘆，列特出物呆理量拼間相鍬互關(guān)系的先代數(shù)賞表達哀式；已知柳：E=2命V,R=1量Ω問：墓當(dāng)U分別王為3V和1V時，IR=?解：(1)假定電路中物理量的參考方向如圖所示；(2)列電路方程：EIRRabU+_+_UR+_例1(3)數(shù)值計算（實際方向與參考方向一致）（實際方向與參考方向相反）E

IRRURabU+_+_+_(3傍)為了生避免褲列方爬程時嬸出錯影，習(xí)慣搜上把I與U的方鳴向按相葵同方匆向假鉗設(shè)。(1描)“實際雅方向冶”是物鋒理中蒙規(guī)定慨的，便而“參次考方棵向”則是人藝們在獨進行猾電路睛分析招計算屬時,任意求假設(shè)癢的。(2妻)在以施后的求解題皂過程怪中，濕注意亡一定斤要先假莖定物理蜓量的參考雜方向餓，然熱后再純列方卻程計算。缺少膨“參云考方擱向”彩的物釘理量輝是無寧意義廉的.提示電流綠參考狗方向I如此績確定籌電流才有皮如此辜的電墳壓IUABUAB方法揭二：由U、I參考方向樹判別色：參考方向?qū)嶋H方向(1腦)當(dāng)U和I參考專方向誓選擇一致的前滴提下若P=UI0“吸收功率”（負(fù)載）aUb+_IR(２)當(dāng)U和I參考秘方向惹選擇不一扮致的前抗提下若P=UI0“發(fā)出功率”（電源）aIUb+-+_“吸收功率”（負(fù)載）aUb+_IR若P=UI0IUb+-+_若P=UI0“發(fā)出功率”（電源）在圖劣示電傘路中,Uab=太5V，I＝2A，求:浴(1倘)各個活元件善的功盟率;(2隊)這段蒼電路漂上的吊總功緞率.例2解:(吸收狂）(吸收?。?吸收素）(吸收粘）（發(fā)要出）Uab=媽5V，I＝2A○○○○A1Ω4Ω－+10VIR1R2E1E2B+－5V圖中五烈個元圣件代壘表電喇源或筍負(fù)載六。參環(huán)考方孫向如厚圖所解示。災(zāi)已知虛：I1=－4A、I2=6鋸A、U1=1宰40桿V、U2=－90稈V、U3=6肥0V、U4=－80既V、U5=3怒0V。夏（1）試標(biāo)偏出各踢電流陰和電鵲壓的架實際省方向緊；（2）判妻斷哪苗些元士件是洗電源療，哪柄些是墨負(fù)載筐；（3）計雨算各色元件照功率典。14523UI電流棵、電精壓同受相——負(fù)載電流偽、電武壓反敏相——電源元件1、2謝——電源元件3、4、5騙——負(fù)載P1=1罩40寸V×食(－4)勞A＝－56亮0WP2＝(－90狗)V濃×6戚A＝－54球0WP4＝(－80駛)V礎(chǔ)×－4A＝32籮0WP5＝30婆V×匆6A＝18智0WP3＝(5角60姓+最5惹40－32牧0－18墳0)羽W＝60播0W例3電壓降是有方向的abab從a罪到獅b從b燒到貌a有源元件誤上已自有墾方向+U

Is電壓演源電流月源在這漿一節(jié)里要沾弄懂電路栗變量和變林量的參考涼方向。伏安糕特性IUE一、張電源困有載艇工作忙（則開關(guān)煩和上世）1.電壓網(wǎng)與電罪流稅關(guān)系R0?R時，UEIUROERdc+-ba+_R0?R第四節(jié)電路的工作狀態(tài)單位扣：w、Kw式中紡：PE=E絹I-叨-是電攀源產(chǎn)忙生的婦功率P=定R0I2--是電姓源內(nèi)灰阻上失所損激耗的鐘功率P=診UI丈--是電辛源輸票出的見功率2.功率塊與功雄率平衡衡IUROERdc+-ba+_4.額定瞧值與狠實際賭值額定另值概求念：授在實退際電透路中民，電遵氣設(shè)扯備的廣電壓醋、電占流都有償一個點額定澆值，忍它是疼制造雹廠家魯綜合嫌考慮奏了用習(xí)電設(shè)層備的工作燙能力溜、運炊行性明能、軟經(jīng)濟遲性、頑可靠魯性及緣瑞其使云用壽詠命等命等竹因素漲制定揀的。站電路躲中通遼常以UN、IN、PN表示霜。在使答用時激，電晝壓、到電流礦、功笨率的疑實際員值不壓一定嘴等于日它們的績額定向值。二、橡電源救開路職（開雅關(guān)斷壁開）I=密0U=耽U0=EP=心0IUROERdc+-ba+_PE=0少，P舊=0開路電壓三、稠電源免短路U=漠0I=董IS=E湖/R0P=挪0PE=P早=R0I2,IUROERdc+-ba+_短路電流無源友電路皂元件勒：馳電小阻R、電感L、電容C這里暑介紹1.電阻文字翼符號誰：R圖形德符號林：（燈仙泡、冶電爐但等均帽可視苗為電緞阻）當(dāng)電膨壓和喬電流跌取關(guān)佩聯(lián)參杰考方萄向時，任何語時刻它始兩端奶的電芝壓和樹電流參關(guān)系警服從伏歐姆化定律u苦=R哨i{伏安森關(guān)系王：功率狗情況卻：p=ui直流丹電路渾中：永遠穴消耗缺功率2.電容{文字喜符號這：圖形筆符號深：伏安滲關(guān)系踢：功率勇情況齊：Cp=ui電流和電壓的變化率成正比在直流電路中P=0電容是儲能元件,不消耗有功功率3.電感文字尖符號寄：圖形米符號價：伏安奧關(guān)系駛：功率血情況秧：Lp=ui電壓和電流的變化率成正比在直流電路中P=0電感是儲能元件,不消耗有功功率{第五節(jié)電路元件水泥電阻金屬膜電阻繞線式電阻實際電阻器實際電感線圈片式空氣可調(diào)電容器電解電容器瓷質(zhì)電容器聚丙烯膜電容器管式空氣可調(diào)電容器支路（Br籍a(chǎn)n爬ch）：電路跪中的剩每一孫條分截支。節(jié)點（No好de）森：三條尿以上沃支路華的匯屈節(jié)點雀?；芈罚↙o饑op）：由支路善構(gòu)成掏的閉拔合路上徑。6條支淋路--沈--諸b處=64個節(jié)點--糖--展n尸=47個回閉路--增--礎(chǔ)L遞=7該電路搶擁有預(yù)備知識名詞解釋：1.雁6.豬1第六節(jié)基爾霍夫定律基爾笑霍夫按定律基爾指霍夫?qū)W電流筆定律默（Ki梯rc恒hh賄of揭f’績s賠C織ur低re辱nt地La旦w）基爾攏霍夫辭電壓倒定律題（Ki堆rc防hh宇of鼻f’蘆s賴V車ol坐ta稠ge雖La說w）簡稱KC北L簡稱KV膊LKC代L內(nèi)容佛：KV付L內(nèi)容痕：對任臣意節(jié)多點，小任意奸時刻嘆，對任領(lǐng)意閉潮合回涉路，團任意歪時刻拔，沿一頂定方微向繞步行一肯周，耐各元煮件上駁電壓備降嬸的代祖數(shù)和側(cè)為零敗。流入僅（或盯流出惡）該輔節(jié)點醒的位電流陽代數(shù)廁和為窯零。即∑u=o即

∑i=o1.帝6.像2基爾奪霍夫匠電流飯定律裙（KC持L）詳?shù)窠釯1I2I3I4KC會L的依據(jù)：電者流的箱連續(xù)燙性I=0即：例如包在下附圖節(jié)跡點中酒可以棍根據(jù)KC贈L列寫漫方程佩：流入吉為正匹流出般為負(fù)1.納6.遭2定律仁內(nèi)容切∑i=oI1I2I3KC桃L還可暮適用第于任授意封乞閉的叫面，餅對下魄面封再閉面賄可列館方程蓋：I1+I2-I3=0U2U3U1+_RR1R+_+_RI=?I=0標(biāo)出唇圖中宿未知謎電流妙大小襪。2A－8A3A3Ω4Ω···6A1A5A例4基爾梳霍夫跨電壓欣定律筋（KV驗L）詳解回路#113311URIRI=+#1aI1I2U2+-R1R3R2+_I3bU1回路#2：#223322URIRI=+回路#3：12211URIRI=++U2#3第3個方沈程不抽獨立1.掙6.命2即：對任意閉合回路，任意時刻，沿一定方向繞行一周，各元件上電壓降的代數(shù)和為零。對下圖普中各兩回路鞋列寫出方程診：1．必圾須明書確回萌路繞齡行的倚方向棋，取罪順時支針方禽向或掙逆枯時針酒方向筍。R2I2－US2+Uab=03.繞行慰的回尼路也捎可以修不經(jīng)排過支排路以圖鄭中回對路1為例：2．電跨壓的趕方向蹲是電槳壓降出的方羽向。電壓眾方向冊和回次路循行方向范相同印取正晃號，術(shù)相反窯則取犯負(fù)號訓(xùn)。US1Uabb+a+–R1+–US2R2I2_1這里Uab是ab之間杏的電揭壓，ab之間這沒有英支路餅。注意路：R2I2－US2+Uab=0US1Uabb+a+–R1+–US2R2I2_1這里Uab是ab之間蜻的電招壓，ab之間遷沒有閥支路牙。將這個員式子憂可以煙寫為Uab=US2－R2I2這表染明兩虛點之火間的丙電壓哪與路亂徑無鳥關(guān)。露在有喉些情乖況下基，利愚用這冶一點城可以姐比較嘆方便畝的計帽算兩沃點之外間的群電壓授。US1b+a+–R1+–US2R2_de[例]右圖躺中US1=1羞2V，US2=8沃V。求Ude?解：抱兩點貞之間絨電壓竊與路遍徑無扮關(guān)，帳沿圖削示路棒徑計仿算電較壓UdeUde=－US1+US2=－12箭+8華=－4(餡V)基爾殊霍夫白電流蛾方程：節(jié)點a：節(jié)點b：獨立湊方程勢只有單1設(shè)個基爾堂霍夫卸電壓引方程：#1#2#32211213322233111RIRIUURIRIURIRIU-=-+=+=獨立接方程仁只有刊2邊個aI1I2U2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bU11.溉6.棒2設(shè)：淡電路聯(lián)中有N個節(jié)雄點，B個支秋路N=2類、B=3bR1R2U2U1+-R3+_a小磁結(jié)獨立的節(jié)點電流方程有

(N-1)個獨立的回路電壓方程有

(B-N+1)個則：（一般為網(wǎng)孔個數(shù)）獨立電流方程：１個獨立電壓方程：２個1.舞6.微2說明:上述峰兩定月律適孔用于紹任何泰變化閣的電寒壓和筋電流射。已知E1=7就V，E2=1胃6V，E3=1旨4V，R1=1慈6ΩR2=3紫Ω，R3=9鎖Ω。求：K打開查時，Uab=？K閉合蔬時，I3=？1、K打開監(jiān)，I3=0∴UR3=0－E1+Uab+E3－E2=飄0Uab=7－14卸+1湯6=場9V2、K閉合爸，Uab=0－E1+E3－E2+I3R3=渠0I3=(E1－E3+E2)／R3=9／9=盛1AE1R1abKE3E2R2R3I3解：例5圖示真電路本：求U和I。解：3+儀1-顯2+I=0儀，I=墻-2圣（A賤）U1=3I=抱-6妄（V狗）U+榆U1+3抱-2漠=0斯，U=5圣（V涂）1A3A2A3V2V3UIU1例6節(jié)點拔電位甚的概榨念：Va=5V

a點電位：ab15Aab15AVb=-5V

b點電位：在電路中任選一節(jié)點，設(shè)其電位為零（用此點稱為參考點。其它各節(jié)點對參考點的電壓，便是該節(jié)點的電位。記為：“VX”（注意：電位為單下標(biāo)）。標(biāo)記），電壓榨的概罪念：兩奶點間籠的電剩壓就頑是兩梳點的電位氏差第七節(jié)電位的計算某點電位留值是駐相對巾的，參抱考點弟選得贈不同撓，電生路中族其它軍各點涌的電津位也法將隨巾之改落變；電路逆中兩拋點間網(wǎng)的電壓航值是酒固定蟻的，不會彎因參益考點靠的不脾同而聰改變努。注意結(jié)：電兄位和周電壓躺的區(qū)悅別舉例求圖捎示電蓬路中完各點宅的電歲位:Va、Vb、Vc、Vd。設(shè)a為參詞考點返，案即Va=0馳VVb=Uba=–1估0×襖6=60駛VVc=Uca=爺4×污20才=務(wù)8變0術(shù)VVd=Uda=雖6宅×5吼=輛3演0線V設(shè)b為參響考點始，即Vb=0響VVa=Uab=1孔0×伴6醋=森60康VVc=Ucb=E1=亡14梯0蒙VVd=Udb=E2=構(gòu)90意Vbac204A610AUS290VUS1140V56AdUab=10萬×6四=眉6歸0萍VUcb=E1=津14疲0樸VUdb=E2=濃90獅VUab=10丸×6奴=本6譯0鼻VUcb=E1=貌14韻0桐VUdb=E2=坡90挨V電位甲在電摔路中樂的表梯示法E1+_E2+_R1R2R3R1R2R3+E1-E2R1R2+15V-15V參考禿電位財在哪鹽里？R1R215V+-15V+-圖示究電路描，計溜算開群關(guān)S斷開眠和閉為合時A點的電礎(chǔ)位VA解:呆(1丑)當(dāng)開列關(guān)S斷開綢時(2叫)當(dāng)開東關(guān)閉錯合時,電路如圖括（b）電流I2=遭0，電位V