电工学第一章.ppt

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1、第1章电路的基本概念和基本定律电路的基本概念及其分析方法是电工技术和电子技术的基础。本章讨论电路的基本概念和基本定律，如电路模型、电压和电流的参考方向、基尔霍夫定律、电源的工作状态以及电路中电位的计算等。这些内容是分析与计算电路的基础。电路的基本概念与基本定律基本要求: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电路模型电路是电流的通路，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。1.电路的作用(1)实现电能的传输、分配与转换发电机升压变

2、压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线(2)实现信号的传递与处理放大器扬声器话筒2.电路的组成部分发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线电源:提供电能的装置中间环节：传递、分配和控制电能的作用负载:取用电能的装置放大器扬声器话筒信号源:提供信息信号处理：放大、调谐、检波等直流电源直流电源:提供能源负载电路的组成:电源(信号源)、负载、中间环节i1.1电路模型实际的电路是由一些按需要起不同作用的元件或器件所组成，如发电机、变压器、电动机、电池、电阻器等，它们的电磁性质是很复杂的。例如：一个白炽灯在有电流通过时，RRL消耗电能(电阻性)产生磁场储存磁场能量(电

3、感性)忽略L为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质，把它看成理想电路元件。电源负载连接导线电路实体电路模型1.1电路模型用理想电路元件组成的电路，称为实际电路的电路模型。今后分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号表示。SER–+R0开关1.1电路模型电路中电源和信号源的电压或电流称为激励，它推动电路的工作。激励响应由激励在电路中产生的电压和电流称为响应。电路分析是在已知电路结构和参数的条件下，讨论与的关系。返回1.2电压和电流的参考方向对电路进行分析计算时，不仅要算出电压、电流、功率值的大小

4、，还要确定这些量在电路中的实际方向。但是，在电路中各处电位的高低、电流的方向等很难事先判断出来。因此电路内各处电压、电流的实际方向也就不能确定。为此引入参考方向的规定。习惯上规定电压的实际方向为：由高电位端指向低电位端；电流的实际方向为：正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向；电动势的实际方向为：由低电位端指向高电位端。1.2电压和电流的参考方向电压、电流的参考方向：当电压、电流参考方向与实际方向相同时，其值为正，反之则为负值。R–+R0IE例如：图中若I=3A，则表明电流的实际方向与参考方向相同；反之，若I=–3A，则表明电流的实际方与参考方向相反。在电路图中所标电压、电

5、流、电动势的方向，一般均为参考方向。电流的参考方向用箭头表示；电压的参考方向除用极性“+”、“–”外，还用双下标或箭头表示。任意假定。1.2电压和电流的参考方向⒈参考方向一旦选定，电压、电流为代数量。⒉采用关联参考方向⒊定律和公式是在关联参考方向下得到的，若为非关联参考方向，公式要作相应变化，在前面加负号。图(b)中若I=–2A，R=3，则U=–3(–2)=6V欧姆定律：通过电阻的电流与电压成正比。表达式=RUIU、I参考方向相同U=–RIU、I参考方向相反电流的参考方向与实际方向相反–图(a)或图(b)RUI+–IRU+–+–图(c)RUI电压与电流参考方向相反–返

6、回EIU1.3电源有载工作、开路与短路1.电压与电流R0RabcdR+R0I=EER0I电源的外特性曲线当R0<

7、流的实际方向判别，若U和I的实际方向相反，则是电源，发出功率；U和I的实际方向相同，是负载，取用功率。根据电压、电流的参考方向判别P=UI为负值，是电源，发出功率；若电压、电流的参考方向相同P=UI为正值，负载，取用功率。1.3.1电源有载工作3.电源与负载的判别[例1]已知：图中UAB=3V，I=–2A[解]P=UI=(–2)3=–6W求：N的功率，并说明它是电源还是负载。因为此例中电压、电流的参考方向相同而P为负值，所以N发出功率，是电源。想一想，若根据电压电流的实际方向应如何分析？NABI1.3.1电源有载工作4.额定