《电工电子技术》课件.ppt

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1、电工电子技术主讲：王承平第1章直流电路1.1电路模型1.1.1电路1.1.2电路模型1.实际电路电源开关负载实际电路导线2.电路模型Riu+-由理想元件组成的电路叫电路模型。电路模型US+-SR1.2电路的基本物理量1.2.1电流定义：电荷有规则的流动。定义式：电流的方向：正电荷流动的方向。电流的单位:A1.2.2电压反映电场力做功能力的物理量。方向：电位降低的方向电压的表示US+-Ra-+b电路中两点间的电压为：U=Ua-Ub电位：电路中任一点与参考点之间的电压1.2.3电动势定义式：电压与电动势的关系：uab电压与电动势关系US+-Ra

2、-+buababE+-+-UU=E直流电源开路时电压与电动势关系1.3电流、电压的参考方向1.3.1电流的参考方向1.3.2电压的参考方向Ri+-Riu+-i＜0(a)(b)i＞0uuuu＞0(a)+-+-(b)u＜0Riu+-关联参考方向1.4功率能量对时间的变化率，称为功率。定义式：单位：WRiu+-RiU+-P=UI＞0,元件吸收功率P=UI＜0,元件发出功率如图，电阻吸收功率为：P=UI电阻t时间内所消耗的电能：W=Pt电阻吸收或发出功率的判断：关联参考方向非关联参考方向1.5电阻元件电阻两端电压与流过的电流的关系：u=Ri电压与电

3、流为关联参考方向时电压与电流为非关联参考方向时u=-Ri当是常数时，R是线性电阻，这时有：当不是常数时，R是非线性电阻，1.6电感元件、电容元件1.6.1电感元件NΨL=NΦLiu+-实际线圈Liu+-电感元件ΨLi0线性电感的韦安特性曲线当磁通ΦL和磁链ΨL的参考方向与电流i的参考方向之间满足右手螺旋定则时，有式ΨL=Li当电感元件两端电压和电流在关联参考方向下时，根据楞次定律有：把ΨL=Li代入，得：即：线性电感元件的电压与该时刻电流的变化率成正比。在关联参考方向下，从0到τ的时间内电感元件所吸收的电能为：可见，磁场能量WL随电流增加而

4、增加。1.6.2电容元件i+q-q+-C在图示电流电压方向下：q=Cuu0q线性电容的库伏特性曲线在关联参考方向下，有：把式q=Cu代入上式得：在关联参考方向下，从0到τ的时间内，元件吸收的电能为：1.7电压源、电流源及其等效变换1.7.1电压源特点：电压源两端电压us(t)为确定的时间函数，与流过的电流无关。当为直流电压源时，两端的电压不变，则：us(t)=U直流电压源及其伏安特性：Us(t)直流电压源1.7.2电流源特点：电流源电压流is(t)是确定的时间函数，与电流源两端的电压无关。在直流电流源的情况下，输出电流是恒值，即：is(t)

5、=IisU0u直流电压源的伏安特性iI0iu在非关联参考方向下，p＞0,表示电流源输出功率，p＜0，表示电流源吸收功率。1.7.3实际电源两种模型的等效变换R0uS+-+-ui-iiSR0+u两种模型的特点是：电阻相同，电流源电流为is=us／R0电流is的方向为由电压源的低电位指向高电位，等效只对外电路等效。证明：R0uS+-+-ui-iiSR0+u1.7.4电路的短路和开路US+-RUab+-在右图中有U=US-R0IU=RIRI=US-R0I当R=0时，U=0，I=US／R0,称ab间短路。当R=∞时I=0,U=US,称ab间开路。1

6、.8基尔霍夫定律1.8.1支路、结点、回路支路：电路中的每一条分支。结点：电路中三条或三条以上支路的连接点。i3us1us2R1R2++--i1i2R3ab1.8.2基尔霍夫电流定律（KCL)在电路中，任何时刻，对任一结点所有支路电流的代数和等于零。即假定流入a结点电流为负，流出为正，有-i1+i2+i3=0独立性研究：对b点：i1-i2-i3=0网孔：不含交叉支路的回路。回路：电路中任一闭合路径。可以看出，两个方程是线性相关的。结论：对n个结点，只有n-1个独立方程。1.8.3基尔霍夫电压定律（KVL）在电路中，任何时刻，沿任一闭合回路的

7、所有支路电压代数和恒等于零，即1.8.4电阻的串联、并联1.电阻的串联R1R2R3R4++---+u1u2un+-uR+-uii电阻的串联根据基尔霍夫电压定律u=u1+u2+…+un=R1i+R2i+…+Rn=（R1+R2+…+Rn)I+Ri式中：R1+R2+…+Rn=各串联电阻的电压与电阻值成正比n个串联电阻吸收的总功率等于它们的等效电阻吸收的功率。2.电阻的并联R1R2Rni1i2inu+-Ri+-uR1R2i1i2u+-i等效电阻：支路电流：1.9支路电流法us1us3R1R3+--i1i2abR2+i312在右图中，标出了各支路电流

8、方向和各回路的绕行方向，对a结点有：-i1-i2+i3=0对回路1R1i1-R2i2=uS1对回路2R2i2+R3i3=-uS3得方程组-i1-i2+i3=0R1i1-R2i2=