電路概念及定律

電路概念及定律第1頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月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電路有載工作、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算電路的基本概念和基本定律第一章第2頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1電路的作用與組成部分電路：就是電流所通過的路徑。它是由電路元件按一定方式組合而成的。電路的作用：實現(xiàn)電能的傳輸和轉換，（作用之一）電路的結構形式和所完成的任務多種多樣的，舉例：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)負載電路的組成：電源、負載、中間環(huán)節(jié)三部分第3頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月電源：將非電能轉換成電能的裝置，例如：發(fā)電機、干電池負載：將電能轉換成非電能的裝置，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)負載第4頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月舉例：（電子電路，即信號電路）放大器

電源（信號源）中間環(huán)節(jié)負載電路的作用之二：傳遞和處理信號。第5頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2電路模型電池燈泡負載電源理想電路元件：在一定條件下，突出其主要電磁性能，忽略次要因素，將實際電路元件理想化（模型化）。主要有電阻、電感、電容元件、電源元件。電路模型：由理想電路元件所組成的電路，就是實際電路的電路模型。EIRU+_+_第6頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3電壓和電流的參考方向電路的物理量電流電壓電動勢電池燈泡負載電源EIRU+_+_第7頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月電路中物理量的方向物理量的方向：實際方向參考方向實際方向：物理中對電量規(guī)定的方向。參考方向：在分析計算時，對電量人為規(guī)定的方向。第8頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月物理量的實際方向第9頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月電路分析中的參考方向問題的提出：在復雜電路中難于判斷元件中物理量的實際方向，電路如何求解？電流方向A

B？電流方向B

A？E1ABRE2IR+_+_第10頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)在解題前先設定一個方向，作為參考方向；解決方法(3)根據(jù)計算結果確定實際方向：若計算結果為正，則實際方向與假設方向一致；若計算結果為負，則實際方向與假設方向相反。(2)根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互關系的代數(shù)表達式；第11頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月例已知：E=2V,R=1Ω問：當U分別為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：E

IRRabU+_+_UR+_第12頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月(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+_+_+_第13頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)為了避免列方程時出錯，習慣上把

I

與U

的方向按相同方向假設。(1)“實際方向”是物理中規(guī)定的，而“參考方向”則是人們在進行電路分析計算時,任意假設的。(2)在以后的解題過程中，注意一定要先假定物理量的參考方向，然后再列方程計算。缺少“參考方向”的物理量是無意義的.提示第14頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月注意：用歐姆定律列方程時，一定要在圖中標明參考方向。歐姆定律1.41.內容：流過電阻R的電流與電阻兩端的電壓U成正比。2.表達式：

I與

U的方向一致（1）RIU+_第15頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

I與

U

的方向不一致（2）（3）“+”“-”號的含義：式中“+”“-”號是對電壓電流參考方向是否一致而言；同時，I、U

本身數(shù)值也有“+”“-”號之分，是由物理量所設參考方向與實際方向是否一致決定。

RUI_+RUI+_第16頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

廣義歐姆定律

(支路中含有電動勢時的歐姆定律)當Uab>E時，I>0表明方向與圖中參考方向一致當Uab<E時，I<0表明方向與圖中參考方向相反E+_baIUabR+_第17頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月3.電阻和電導的概念：電阻具有對電流起阻礙作用性質。單位

電導單位S（西門子）4.使用范圍：線性電阻——即電阻值與它所通過的電流和所施加的電壓無關。即電阻值固定不變.

也可以說滿足歐姆定律的電阻為線性電阻.5.伏安特性曲線：電路元件U、I之間函數(shù)關系，表現(xiàn)在直角坐標系中線性電阻伏安特性曲線為一通過原點的直線。第18頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月5.伏安特性曲線：電路元件U、I之間函數(shù)關系，表現(xiàn)在直角坐標系中線性電阻伏安特性曲線為一通過原點的直線。I(A)U(V)0第19頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.5電源有載工作、開路與短路

伏安特性IUE1.5.1電源有載工作（開關和上）

1.電壓與電流關系

R0?R時，UE

IUROERdc+-ba+_R0?R第20頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月單位：w、Kw式中：PE=EI--是電源產(chǎn)生的功率

P=R0I2--是電源內阻上所損耗的功率

P=UI--是電源輸出的功率

2.功率與功率平衡

IUROERdc+-ba+_第21頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月3.電源與負載的判別

方法一：

由電壓電流的實際方向判別（如圖）

電源：Ｕ和Ｉ的實際方向相反，電流從電源

“+”端流出，發(fā)出功率

負載：Ｕ和Ｉ的實際方向相同，電流從電源

“+”端流入，取用功率IUROERdc+-ba+_第22頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

方法二：由U、I參考方向判別：

參考方向實際方向(1)當U和I參考方向選擇一致的前提下若P=UI

0“吸收功率”（負載）aUb+_IR(２)當U和I參考方向選擇不一致的前提下若P=UI

0“發(fā)出功率”（電源）aIUb+-+_“吸收功率”（負載）aUb+_IR若P=UI

0IUb+-+_若P=UI

0“發(fā)出功率”（電源）第23頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月4.額定值與實際值

額定值概念：在實際電路中，電氣設備的電壓、電流都有一個額定值，它是制造廠家綜合考慮了用電設備的工作能力、運行性能、經(jīng)濟性、可靠性及其使用壽命等命等因素制定的。電路中通常以UN、IN、PN表示。在使用時，電壓、電流、功率的實際值不一定等于它們的額定值。第24頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.5.2.電源開路（開關斷開）I=0U=U0=EP=0

IUROERdc+-ba+_PE=0，

P=0開路電壓第25頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.5.3.電源短路

U=0I=IS=E/R0P=0

PE=P=R0I2,

IUROERdc+-ba+_短路電流第26頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.6克希荷夫定律（克氏定律）名詞注釋：節(jié)點：三個或三個以上支路的聯(lián)結點支路：電路中每一個分支回路：電路中任一閉合路徑克希荷夫電流定律應用于結點，克希荷夫電壓定律應用于回路．第27頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月支路：ab、ad、…...

（共6條）回路：abda、bcdb、

…...

（共7個）節(jié)點：a

、b、c、d(共4個）例I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-第28頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.6.1克氏電流定律（KCL方程）

對任何節(jié)點，在任一瞬間，流入節(jié)點的電流等于由節(jié)點流出的電流?；蛘哒f，在任一瞬間，一個節(jié)點上電流的代數(shù)和為0?？耸想娏鞫傻囊罁?jù)：電流的連續(xù)性I=0即：I1I2I3I4例或：第29頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月電流定律還可以擴展到電路的任意封閉面。閉合面；I1+I2=I3

例I=0克氏電流定律的擴展I=?E2E3E1+_RR1R+_+_R例I1I2I3ABCI4I5I6A:I1=I4+I6B:I2+I4=I5C:I3=I6

+I5第30頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.6.2克氏電壓定律（KVL方程）

對電路中的任一回路，沿任意循行方向轉一周，其電位升等于電位降?；?，電壓的代數(shù)和為

0。例如：回路a-d-c-a電位升電位降即：或：I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-第31頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月電位升電位降E+_RabUabI克氏電壓定律也適合開口電路。例+_第32頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月節(jié)點電位的概念：Va=5V

a

點電位：ab1

5Aab1

5AVb=-5V

b

點電位：在電路中任選一節(jié)點，設其電位為零（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）。標記），

1.7

電路中電位的概念及計算電壓的概念：兩點間的電壓就是兩點的電位差第33頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

某點電位值是相對的，參考點選得不同，電路中其它各點的電位也將隨之改變；電路中兩點間的電壓值是固定的，不會因參考點的不同而改變。注意：電位和電壓的區(qū)別第34頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月E1=140V+_E2=90V+_20

5

6

4A6A10AcbdaUab=610=60VUca=204=80VUda=56=30VUcb=140VUdb=90V以a電為參考點Vv-Va=UbaVb=Uba=-60VVc-Va=UcaVc=U