西南交大電子電工技術(shù)第一章

第1章電路的基本概念與基本定律1.1電路的作用與組成部分1.2電路模型1.3電壓和電流的參考方向1.4歐姆定律1.5電源有載工作、開路與短路1.6基爾霍夫定律1.7電路中電位的概念及計(jì)算本章要求:1.理解電壓與電流參考方向的意義；2.理解電路的基本定律并能正確應(yīng)用；3.了解電路的有載工作、開路與短路狀態(tài)，理解電功率和額定值的意義；4.會計(jì)算電路中各點(diǎn)的電位。第1章電路的基本概念與基本定律1.1電路的作用與組成部分

(1)實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換(2)實(shí)現(xiàn)信號的傳遞與處理放大器揚(yáng)聲器話筒1.電路的作用電路是電流的通路，是為了某種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定方式組合而成。

發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機(jī)電爐...輸電線2.電路的組成部分電源:

提供電能的裝置負(fù)載:取用電能的裝置中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配和控制電能的作用發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機(jī)電爐...輸電線直流電源直流電源:

提供能源信號處理：放大、調(diào)諧、檢波等負(fù)載信號源:

提供信息2.電路的組成部分放大器揚(yáng)聲器話筒電源或信號源的電壓或電流稱為激勵，它推動電路工作；由激勵所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。1.2電路模型手電筒的電路模型

為了便于用數(shù)學(xué)方法分析電路,一般要將實(shí)際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來模擬實(shí)際電路中的器件，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相對應(yīng)的電路模型。例：手電筒R+RoE–S+U–I電池導(dǎo)線燈泡開關(guān)手電筒由電池、燈泡、開關(guān)和筒體組成。理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等。手電筒的電路模型R+RoE–S+U–I電池導(dǎo)線燈泡開關(guān)電池是電源元件，其參數(shù)為電動勢E和內(nèi)阻Ro；

燈泡主要具有消耗電能的性質(zhì)，是電阻元件，其參數(shù)為電阻R；

筒體用來連接電池和燈泡，其電阻忽略不計(jì)，認(rèn)為是無電阻的理想導(dǎo)體。

開關(guān)用來控制電路的通斷。今后分析的都是指電路模型，簡稱電路。在電路圖中，各種電路元件都用規(guī)定的圖形符號表示。1.3電壓和電流的參考方向物理中對基本物理量規(guī)定的方向1.電路基本物理量的實(shí)際方向物理量實(shí)際方向電流I正電荷運(yùn)動的方向電動勢E

(電位升高的方向)

電壓U(電位降低的方向)高電位

低電位

單位kA、A、mA、μA低電位

高電位kV、V、mV、μVkV、V、mV、μV電位電功率(2滴)參考搞方向奪的表久示方汽法電流能：Uab

雙下標(biāo)電壓建：(1瞧)參考擱方向IE+_在分刺析與芽計(jì)算甘電路己時(shí)，辣對電角量任遍意假勝定的射方向川。Iab

雙下標(biāo)2.毅電膽路基從本物朋理量逃的參企考方塵向aRb箭標(biāo)abRI正負(fù)極性+–abUU+_實(shí)際絡(luò)方向歉與參填考方積向一致，電踐流(曾或電眼壓)據(jù)值為正值；實(shí)際朗方向待與參高考方搖向相反，電滲流(列或電鏡壓)喇值為負(fù)值。(3憑)實(shí)際到方向舊與參考蘋方向跑的關(guān)辨系注意均：在參捆考方反向選路定后惱，電填流繞(嚇或電嬸壓事)宏值才曉有正避負(fù)之擇分。若I=拍5A航，則電資流從稼a葡流勞向割b；例：若I=扯–5梁A，則或電流薪從貝b屠流向?qū)襛怪。abRIabRU+–若U=厘5V，則產(chǎn)電壓平的實(shí)牽際方剝向從側(cè)a宗指河向乓b；若U=痛–5浴V，則缸電壓味的實(shí)蒜際方為向從伏b辜指儉向匙a浙。1.恰4歐姆坑定律U、I參考霧方向稻相同塔時(shí)，U、I參考州方向燒相反旱時(shí)，RU+–IRU+–I表達(dá)灶式中飾有兩撥套正圣負(fù)號喉：①見式盞前的孤正負(fù)伴號由U、I參考刃方向居的關(guān)韻系確管定；②U、I值本況身的勉正負(fù)葉則說廳明實(shí)皺際方蔬向與舊參考方向駁之間剃的關(guān)理系。通常噴取U、I參考敞方向有相同越。U=I別RU=胡–IR解：對圖許(a燈)有膏,U=IR例：應(yīng)用棗歐姆辨定律千對下縣圖電剝路列寶出式蝕子，漂并求葬電阻R。對圖甩(b知)有旗,U=亂–IRRU6V+–2AR+–U6VI(a)(b)I–2A電路吃端電意壓與間電流佳的關(guān)大系稱創(chuàng)為伏定安特慈性。遵循鍋歐姆據(jù)定律漠的電奴阻稱瓦為線嗽性電附阻，悉它表筍示該蹈段電暴路電商壓與份電流幕的比另值為餅常數(shù)裂。I/AU/Vo線性電阻的伏安特性線性事電阻邊的概往念：線性格電阻元的伏憂安特跡性是跌一條拋過原施點(diǎn)的綿直線舅。1.探5電源觀有載高工作界、開尤路與博短路開關(guān)壺閉合對,接毒通電盆源與妻負(fù)載負(fù)載模端電擺壓U=IR特征因:1.至5.捧1眾電朝源有貼載工城作IR0R+

-EU+

-I①電流吧的大堂小由麻負(fù)載規(guī)決定愚。②粗在電櫻源有灑內(nèi)阻策時(shí)，IU?；騏=E–IR0電源的外特性EUI0當(dāng)R0<<R時(shí)，智則UE，表沒明當(dāng)乓負(fù)載趁變化湊時(shí)，瀉電源批的端謊電壓還變化易不大挨，即五帶負(fù)貧載能暢力強(qiáng)滅。開關(guān)近閉合答,接發(fā)通電香源與鋼負(fù)載偽。負(fù)載場端電漫壓U=IR特征記:電源竿有載遙工作①電流陶的大榮小由蔑負(fù)載骨決定迫。②引在電年源有喉內(nèi)阻鮮時(shí)，IU?；騏=E–IRoUI=EI–I2RoP=PE–P負(fù)載取用功率電源產(chǎn)生功率內(nèi)阻消耗功率③陸電源刮輸出懸的功弊率由完負(fù)載部決定支。負(fù)載陜大小朱的概晌念:負(fù)載外增加分指負(fù)倘載取憤用的電流職和功運(yùn)率增齡加(執(zhí)電壓健一定深)。IR0R+

-EU+

-I電源咽與負(fù)夠載的沖判別U、I參考壩方向椒不同畏，P=UI綁0，電源；P=UI般0，負(fù)載。U、I參考灰方向汗相同場，P=UI鴿0，負(fù)載；P該=慎UI率0，電源。1.根據(jù)U、I的實(shí)際進(jìn)方向先判別2.根據(jù)U、I的參考妨方向溜判別電源滅：U、I實(shí)際梯方向辜相反情，即章電流田從“祥+”替端流執(zhí)出，（發(fā)維出功雨率）；負(fù)載驚：U、I實(shí)際竹方向旦相同贈，即顆電流粘從“-”端磨流出另。（吸貌收功唐率）。電氣蜘設(shè)備繞的額評定值額定脅值:粒電氣謹(jǐn)設(shè)備溉在正聚常運(yùn)不行時(shí)素的規(guī)養(yǎng)定使購用值電氣截設(shè)備等的三沫種運(yùn)挨行狀趨態(tài)欠載盜(輕殃載)：I吵<浩IN，P興<復(fù)PN(不潮經(jīng)濟(jì)詠)過載那(超瘦載)聽：I鍬>狹IN，P盾>千PN(設(shè)兄備易凱損壞尺)額定覽工作娘狀態(tài)卷：I腰=容IN，P睜=碧PN(經(jīng)該濟(jì)合惡理安豎全可答靠)1.額定值反映電氣設(shè)備的使用安全性；2.額定值表示電氣設(shè)備的使用能力。例：燈泡：UN=220V

，PN=60W電阻：RN=100

，PN=1W

特征鑰:開關(guān)鎮(zhèn)斷祥開電源荒開路I=0電源端電壓(開路電壓)負(fù)載功率U

=U0=EP

=01.留開升路處名的電鼓流等老于零柜；I=窗02.錢開孕路處拼的電鵲壓U視電眉路情何況而革定。電路挨中某查處斷協(xié)開時(shí)警的特護(hù)征:I+–U有源電路IRoR+

-EU0+

-電源笑外部盛端子后被短邊接電源深短路特征:電源端電壓負(fù)載功率電源產(chǎn)生的能量全被內(nèi)阻消耗掉短路電流（很大）U

=0

PE=P=I2R0P

=01.短路婆處的位電壓脆等于怕零；U=補(bǔ)02.短路胞處的咬電流I視電鏡路情安況而手定。電路緩中某予處短騙路時(shí)悟的特任征:I+–U有源電路IR0R+

-EU0+

-1.贊6基爾戰(zhàn)霍夫疑定律支路窯：電路伴中的鹿每一速個分憲支。一條魂支路增流過觸一個巾電流酸，稱寨為支待路電胖流。結(jié)點(diǎn)篩：三條兩或三綿條以處上支聽路的筑聯(lián)接尺點(diǎn)?；芈穭瘢河芍方M發(fā)成的呈閉合蛙路徑僅。網(wǎng)孔需：內(nèi)部或不含爭支路割的回判路。I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1123例1麻：支路肆：a票b、土bc貪、c絮a、…（共鹽6條應(yīng)）回路銅：a膚bd需a、潛ab泳ca幸、述ad糧bc刷a蒼…（共降7稈個）結(jié)點(diǎn)：a、毯b筍、c壟、d(共憐4個覆）網(wǎng)孔面：a噴bd維、敬ab嘴c、叼bc閃d（共沉3襖個）adbcE–+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I基爾枝霍夫截電流坊定律意(KC駱L定糠律)1．否定律即:Ｉ入=Ｉ出在任秧一瞬耕間，苗流向強(qiáng)任一貨結(jié)點(diǎn)死的電沉流等腸于流歉出該緒結(jié)點(diǎn)汁的電粉流。實(shí)質(zhì)蜓:電流努連續(xù)部性的月體現(xiàn)屋。或:競Ｉ=妄0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1對結(jié)辰點(diǎn)a：I1+I2=I3或I1+I2–I3=柴0基爾疾霍夫使電流銹定律（K畜CL抄）反映懸了電重路中蔥任一粒結(jié)點(diǎn)日處各仗支路童電流周間相?；ブ瀑N約的躺關(guān)系沖。電流瓜定律情可以曲推廣礎(chǔ)應(yīng)用扔于包辭圍部泡分電屯路的撤任一姥假設(shè)約的閉撿合面程。2．印推廣I=?例:廣義言結(jié)點(diǎn)I=會0IA+IB+IC=感0ABCIAIBIC2+_+_I51156V12V在任秤一瞬舊間，暫沿任趨一回稈路循建行方饞向，信回路圍中各長段電職壓的陣代數(shù)孩和恒志等于孔零。基爾鄙霍夫莫電壓汪定律粥（KV船L定律喚)1．定律即：U=知0在任弓一瞬蹦間，脆從回朋路中灘任一游點(diǎn)出委發(fā)，哲沿回乏路循種行一悄周，臥則在漲這個廢方向連上電寨位升糟之和那等于壇電位昨降之養(yǎng)和。對回嚼路1：對回桃路2：E1=I1R1+I3R3I2R2+I3R3=E2或I1R1+I3R3–E1=指0或I2R2+I3R3–E2=資0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E112基爾浴霍夫賤電壓湖定律（K救VL）反映珠了電佳路中對任一征回路鑒中各妄段電偷壓間他相互賢制約雜的關(guān)打系。1．求列方脹程前標(biāo)注回路運(yùn)循行額方向哲；電位訊升普=竭電位胳降E2=UBE+I2R2U=專0I2R2–E2+UBE=糾02．秤應(yīng)用U=錦0列方愛程時(shí)，項(xiàng)前矛符號笑的確湊定：如果鉗規(guī)定塔電位刪降取稍正號怎，則標(biāo)電位鉤升就斯取負(fù)櫻號。3.低開剃口電堆壓可讀按回點(diǎn)路處設(shè)理注意記：1對回岔路1：E1UBEE+B+–R1+–E2R2I2_例：對網(wǎng)盜孔a勻bd遇a：對網(wǎng)壯孔a邊cb加a：對網(wǎng)廊孔b散cd臣b：R6I6R6–I3R3+I1R1=戴0I2R2–I4R4–I6R6=譯0I4R4+I3R3–E=幣0對回頌路編ad劫bc懷a(bǔ)，勿沿逆竹時(shí)針那方向蠶循行：–I1R1+I3R3+I4R4–I2R2=脈0應(yīng)用U=幕0列方飛程對回穿路正ca淺dc盟，沿附逆時(shí)砍針方惕向循弦行：–I2R2–I1R1+E=限0adbcE–+R3R4R1R2I2I4I6I1I3I1.培7電路蹈中電喪位的托概念礙及計(jì)年算電位鋪：電截路中莖某點(diǎn)園至參害考點(diǎn)私的電進(jìn)壓，記為歲“VX”。通常閑設(shè)參蘇考點(diǎn)撲的電堵位為培零。1.電位紫的概椒念電位徹的計(jì)接算步據(jù)驟:(1魚)任選敬電路媽中某鑼一點(diǎn)勢為參痛考點(diǎn)桂，設(shè)途其電單位為滴零；(2嘗)標(biāo)出甜各電氏流參前考方給向并洽計(jì)算銜；(3統(tǒng))計(jì)算船各點(diǎn)碌至參總考點(diǎn)殃間的協(xié)電壓遲即為撿各點(diǎn)萌的電焦位。某點(diǎn)要電位妄為正澇，說叔明該而點(diǎn)電殲位比勞參考古點(diǎn)高樂；某點(diǎn)朋電位策為負(fù)啊，說壩明該諸點(diǎn)電屈位比近參考兄點(diǎn)低傻。2.舉例求圖茫示電魯路中番各點(diǎn)頓的電有位:Va、Vb、Vc、Vd。解：設(shè)a為參晌考點(diǎn)范，愈即Va=0監(jiān)VVb=Uba=–1濱0×俗6=60散VVc=Uca=訂4×顧20代=剃8帶0公VVd=Uda=宇6涌×5串=批3盲0遼V設(shè)b為參蜻考點(diǎn)伙，即Vb=0懸VVa=Uab=1我0×蓮6尿=插60犧VVc=Ucb=E1=揪14評0譜VVd=Udb=E2=庸90號Vbac204A610AE290VE1140V56AdUab=10院×6界=參6勺0友VUcb=E1=剖14漏0愚VUdb=E2=漢90控VUab=10歇×6隨=花6旁0汗VUcb=E1=伴14液0否VUdb=E2=圣90裳V結(jié)論爬：(1頂)電引位值騾是相含對的站，參積考點(diǎn)電選取載的不旱同，觀電路淹中語各點(diǎn)要的電門位也眾將隨育之改你變；(2脾)槳電路退中兩藥點(diǎn)間儉的電水壓值門是固訴定的競，不霸會因廚參考響點(diǎn)的燦不同物而變誦，即與維零電才位參磚考點(diǎn)伶的選法取無拜關(guān)。借助扶電位弦的概附念可步以簡綢化電拔路作勒圖