电工学电工技术

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1、电工学Ⅰ电工技术物理科学与技术系张成强1.1　电路及电路模型1.2　克希荷夫定律及其应用1.3　电路基本分析方法1.4　非线性电阻电路教学基本要求分析与思考题练习题第一章直流电路返回主页教学基本要求1.了解电路的作用和组成。2.理解电路基本物理量的意义。3.了解电路的通路、开路和短路状态。理解额定值、功率平衡的概念。4.理解参考方向和关联参考方向的意义。5.了解电路模型的概念。理解理想电阻元件耗能、理想电压源的恒压和理想电流源的恒流特性。6.理解电路的基尔霍夫定律。7.掌握用支路电流法、叠加定理和等效电源定理分析电路的方法。8.了解

2、非线性电阻元件的伏安特性及静态和动态电阻的概念。了解非线性电阻电路图解分析法。返回电源一、电路的作用和组成电路——电流流通的路径。返回下一页上一页下一节＋－US1.1　电路及电路模型电路的作用返回下一页上一页下一节3电路的组成返回下一页上一页下一节E电源：E将非电形态的能量转化为电能的供电设备。负载：将电能转化为非电形态的能量的用电设备。中间环节：传递、分配和控制电能简单照明电路—内电路—外电路电路：又称电网络，简称网络。分二端网络、三端网络、四端网络等，或无源网络和有源网络。还可称系统。二、电路的基本物理量1.电流2.电位单位时间

3、内通过电路某一横截面的电荷量。单位：安[培]（A）电流方向：规定为正电荷运动的方向。内电路：电源负极→正极外电路：电源正极→负极+-I电场力将单位正电荷从电路某一点移至参考点消耗的电能。用V表示。单位：伏[特]（V）。参考点也称接地，用表示，其电位为零。返回下一页上一页下一节上一节当电源有一个极接地时，省略电源，用不接地极的电位代替之。a206E290VE1140V5-+b-90V205+140V6ab电源简化画法：返回下一页上一页下一节上一节4.电动势3.电压EI+-电场力将单位正电荷从电路某一点移至另一点消耗

4、的电能。用U表示。单位：伏[特]（V）。电压：两点的电位差。如Uab=Va-Vb某点电位：该点与参考点的电压。即Va=Va-Vo=Uao电压方向：规定高电位→低电位，即电位降低方向。++--USUL电源中的局外力（非电场力）将单位正电荷从电源的负极移至正极所转换而来的电能。用E表示。单位：伏[特]（V）。电动势方向：电源负极→正极，即电位升高方向。返回下一页上一页下一节上一节5.功率返回下一页上一页下一节上一节单位时间所转换的电能。用P表示。单位：瓦[特]（W）。电源产生的电功率：PE=EIEI+-++--USUL电源输出的电功率：

5、PS=USI负载消耗（取用）的电功率：PL=ULI6.电能时间t内所转换的电功率。W=Pt单位：焦[耳]（J）。工程上用千瓦时（kW·h），1kW·h=3.6×106J。已知：E1=4V，E2=6V，R1=2Ω，R2=4Ω，R3=2Ω，求：VAE1E2R1R2R3A++--I解：例1：返回下一页上一页下一节上一节例2:图示电路，计算开关S断开和闭合时A点的电位VA解:(1)当开关S断开时(2)当开关闭合时,电路如图（b）电流I2=0，电位VA=0V。电流I1=I2=0，电位VA=6V。电流在闭合路径中流通2KA+I12kI2–6

6、V(b)2k+6VA2kSI2I1(a)返回下一页上一页下一节上一节三、电路的状态（一）通路返回下一页上一页下一节上一节EUSUL++__IS电路的状态——通路电源的状态——有载额定值：电气设备工作时，其电压、电流和功率均有一定限额，表示了电气设备的正常工作条件和工作能力。通路功率平衡：ΣPE=ΣPL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)（二）开路ⅠⅡ开路：某部分电路与电源断开，该部分电路中没有电流，亦无能量的输送和转换。S2S

7、1开路的特点:开路I＝0P=0有源电路U视电路而定返回下一页上一页下一节上一节（三）短路短路：某部分电路的两端用电阻可以忽略不计的导线或开关连接起来，使得该部分电路中的电流全部被导线或开关所旁路。短路的特点:S2S1ⅠⅡ电源短路短路I视电路而定有源电路U＝0P=0返回下一页上一页下一节上一节四、电路中的参考方向电流：正电荷定向移动方向电动势：低电位（“-”极性）→高电位（“+”）电压：高电位（“+”极性）→低电位（“-”）为便于分析和计算，规定：电位升高的方向电位降低的方向返回下一页上一页下一节上一节参考方向—一种分析方法US+_I

8、SR1R2II在复杂的直流电路中，电压和电流的实际方向往往是无法预知的，且可能是待求的；而在交流电路中，电压和电流的实际方向是随时间不断变化的。这时给它们假定一个方向作为电路分析和计算时的参考，这些假定的方向称为参考方向或正方向，标注