电工技术教学课件作者杨云英第1章电路的基本概念与基本定律.ppt

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1、第1章电路的基本概念与基本定律1.1电路的基本组成1.2电路的基本物理量1.3电路中电位的计算1.4欧姆定律1.5电路的基本元件1.6电路的工作状态及设备的额定值1.1电路的基本组成1.1.1电路及电路模型1.电路的基本概念任何实际电路通常是由多种电气设备及元器件组成的，无论是简单电路还是复杂电路，电路中各元件所表征出的电磁现象和能量转换和特征一般都比较复杂。为了便于对电路进行分析和计算，常把实际的元器件加以近似化、理想化，在一定的条件下忽略其次要性质，如结构、材料、形状等，用足以表征其主要电磁

2、特性的“模型”来表示，即用理想元件来表示。例如，我们用“电阻元件”这样一个理想电路元件来反映消耗电能的特征，因为当电流通过电阻元件时，在它内部进行着把电能转换成热能等不可逆的过程。这样，在电源频率不是很高的电路中，所有的电阻器、电炉、电灯、电烙铁等实际元器件，都可以用“电阻元件”这个模型来近似的表示。常见的电路元件有电阻元件、电容元件、电感元件、电压源、电流源。下一页返回1.1电路的基本组成由理想元件组成的与实际电气元器件相对应的电路，并用统一规定的符号表示而构成的电路，就是实际电路的模型，称为

3、“电路模型”，也叫实际电路的电路原理图，简称“电路图”。综上所述，电路是由电源、负载和中间环节组成，其中电源是提供电能的设备，如发电机、信号源等；负载是指用电设备，如电灯、空调、冰箱等；中间环节是作电源和负载的连接件，如开关、导线等。上一页下一页返回1.1电路的基本组成2.电路的基本组成（1）电源（供能元件）：为电路提供电能的设备和器件（如电池、发电机等）。（2）负载（耗能元件）：使用（消耗）电能的设备和器件（如灯泡等用电器件）。（3）控制器件：控制电路工作状态的器件或设备（如开关等）。（4）连

4、接导线：将电器设备和元器件按一定方式连接起来（如各种铜、铝电缆线等）。上一页下一页返回1.1电路的基本组成1.1.2电路的作用1.实现电能的传输、分配与转换2.实现信号的传递与处理上一页返回1.2电路的基本物理量1.2.1电流及电流的参考方向1.电流电流是电路中一个具有大小和方向的基本物理量，其定义为在单位时间内通过导体截面的电通量或电荷量。当电流的量值和方向都不随时间变化时，称为直流电流，简称直流，直流电流常用英文大写字母I表示。当量值和方向随着时间按周期性变化的电流，称为交流电流，简称交流，

5、常用英文小写字母i表示。设在Δt=t2-t1时间内，通过导体横截面的电荷量为Δq=q2-q1，则在Δt时间内的电流强度可用数学公式表示为下一页返回1.2电路的基本物理量2.电流的单位在国际单位制（SI）中，电流的单位为安培（简称安），用A表示。常用的单位有千安（kA）、毫安（mA）、微安（μA）等。3.电流的实际方向物理中对基本物理量的实际方向规定：电流是正电荷运动的方向。也就是说，在物理学中，规定电流的方向是正电荷运动的方向，即电流的真实方向。如图1-4所示。上一页下一页返回1.2电路的基本物

6、理量4.电流的参考方向设定电流的参考方向是任意假定的电流方向，是任意选定的。若电路分析中计算出的电流值为正值，则说明电流的参考方向与实际方向相同；若电路分析中计算出的电流值为负值，则说明电流的参考方向与实际方向相反。于是在指定的电流参考方向下，电流值的正和负，就可以反映出电流的实际方向。指定参考方向的用意在于把电流看成代数量。电流的参考方向可以任意指定，一般用箭头表示，也可以用双下标表示。上一页下一页返回1.2电路的基本物理量1.2.2电压及电压的参考方向1.电压电压是电路中一个具有大小和方向（

7、极性）的重要物理量，又称其为电压差或电压降，它与电路中的某两点（如a，b）有关。电压Uab的大小定义为：在电路中，单位正电荷经任意路径由节点a运动到节点b电场力所做的功。用公式表示为上一页下一页返回1.2电路的基本物理量2.电压的单位在国际单位制（SI）中，电压的单位为伏特（简称伏），用V表示，常用单位还有千伏（kV）、毫伏（mV）。3.电压的实际方向物理中对基本物理量的实际方向规定：电压是高电位指向低电位的方向，即电位降低的方向；而电动势是低电位指向高电位，即电位升高的方向。电压的方向又称为电

8、压的极性，其定义为如该电场力做功的数值为正，则a，b两节点之间的电压为正，反之亦然。上一页下一页返回1.2电路的基本物理量4.电压的参考方向电路中任意设定的电压极性称为电压参考极性。如在分析计算电路中得到Uab>0，说明电压的真实极性与参考极性一致；反之则不一致。1.2.3电流和电压的关联参考方向一个元件的电流或电压的参考方向可以独立地任意指定。如果指定流过元件的电流参考方向是从电压正极性的一端指向负极性的一端，即两者的参考方向一致，则把电流和电压的这种参考方向称为关联参考方向，如图1-7所示，