电工与电子技术1、电路基本慨念和基本定律

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1、第1章电路的基本概念与基本定律1.1电路的作用与组成部分1.2电路模型1.3电压和电流的参考方向1.4欧姆定律1.5电源有载工作、开路与短路1.6基尔霍夫定律1.7电路中电位的概念及计算本章要求:1.理解电压与电流参考方向的意义；2.理解电路的基本定律并能正确应用；3.了解电路的有载工作、开路与短路状态，理解电功率和额定值的意义；4.会计算电路中各点的电位。1.1电路的作用与组成部分(1)实现电能的传输、分配与转换(2)实现信号的传递与处理放大器扬声器话筒1.电路的作用电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。发电机升压变压器

2、降压变压器电灯电动机电炉...输电线2.电路的组成部分电源:提供电能的装置负载:取用电能的装置中间环节：传递、分配和控制电能的作用发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线1.2电路模型手电筒的电路模型为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模型化，从而构成与实际电路相对应的电路模型。R+RoE–S+U–I电池导线灯泡开关理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。手电筒的电路模型R+RoE–S+U–I电池导线灯泡开关电池是电源元件，其参数为电动势E和内阻Ro；灯泡主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其参数为电阻R；筒体用来连

3、接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。开关用来控制电路的通断。1.3电压和电流的参考方向物理中对基本物理量规定的方向(定义)1.电路基本物理量的实际方向物理量实际方向电流I正电荷运动的方向电动势E(电位升高的方向)电压U(电位降低的方向)高电位低电位单位kA、A、mA、μA低电位高电位kV、V、mV、μVkV、V、mV、μV(2)参考方向的表示方法电流：Uab双下标电压：(1)参考方向IE+_在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。Iab双下标2.电路基本物理量的参考方向aRb箭标abRI正负极性+–abUU+_箭标U电动势：箭头双下

4、标正负号+E--EEbaababE=U+E-U实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值；实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。(3)实际方向与参考方向的关系注意：在参考方向选定后，电流(或电压)值才有正负之分。若I=5A，则电流从a流向b；例：若I=–5A，则电流从b流向a。abRIabRU+–若U=5V，则电压的实际方向从a指向b；若U=–5V，则电压的实际方向从b指向a。1.4欧姆定律U、I参考方向相同时，U、I参考方向相反时，RU+–IRU+–I表达式中有两套正负号：①式前的正负号由U、I参考方向的关系确定；②U、I值本身的正负则说明

5、实际方向与参考方向之间的关系。通常取U、I参考方向相同（关联参考方向）。U=IRU=–IR解：对图(a)有,U=IR例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。对图(b)有,U=–IRRU6V+–2AR+–U6VI(a)(b)I–2A1.5电源有载工作、开路与短路开关闭合,接通电源与负载电流与电压关系负载端电压U=IR特征:1.5.1电源有载工作IR0R+-EU+-I或U=E–IR0电源的外特性EUI0aIRUb功率的概念：设电路任意两点间的电压为U,流入此部分电路的电流为I，则这部分电路消耗的功率P为:功率有无正负？如果UI方向不一致结果如何？电源和

6、负载功率关系U=E–IRoUI=EI–I²RoP=PE–P负载取用功率电源产生功率内阻消耗功率IR0R+-EU+-I电源与负载的判别U、I关联参考方向，P=UI若P0，负载；P0，电源。注意：U,I必须是针对所研究的电路部分。U、I非关联参考方向，P=-UI若P0，负载；P0，电源。例:在下图中,方框代表电源或负载.已知U=220V,I=-1A,试问那些方框是电源,哪些是负载?+U--U++U--U+IIII电源电源负载负载总结E+_U+_I电源负载aRb简单的实例电路电源：电流总是从正极流出回到该电源的负极；电气设备的额定值与实际值额定值:电气

7、设备在正常运行时的规定使用值电气设备的三种运行状态欠载(轻载)：IIN，P>PN(设备易损坏)额定工作状态：I=IN，P=PN(经济合理安全可靠)1.额定值反映电气设备的使用安全性；2.额定值表示电气设备的使用能力。例：灯泡：UN=220V，PN=60W电阻：RN=100，PN=1W例某电路中的一段支路含有电源,如图,支路电阻R=0.6Ω,测得该有源支路的端电压为230V,电路中的电流I=5A,试求:(1)此有源支路的电动势;(2)此有源支路在电路中属于电源性质还是负载性质?解:R+E_+U_I(1)U=-IR

8、+EE=U+RI=233V(2)此支路向外电路提供电能,属于电源的