电工技术教学课件作者王美项目一.ppt

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1、项目一直流电路分析1.1电路的组成与电路模型1.2电路的基本物理量1.3电路的状态1.4理想电路元件1.5基尔霍夫定律1.6支路电流法1.7叠加定理1.8等效电源定理返回1.1电路的组成与电路模型1.1.1电路的组成电路的基本功能是实现电能的产生、传输、分配和转换，或者是实现电信号的传递和处理。一个完整的实际电路主要由提供电能的设备(例如发电机、干电池等)、传输电能的设备(例如导线、开关等)和使用电能的设备(例如电灯、电视机、电动机等)三部分组成。1.1.2电路模型研究电路特性的方法有两种，一种是用电气仪表测量实际的电路;另一种是将实际的电路抽象

2、为电路模型。用理想电路元器件来代替实际电路元器件构成的电路称为电路模型，简称电路。电路模型是用电路元件的图形符号表示的，常称为电路图。电路图则是用规定的元器件图形反映电路的结构。例如，手电筒电路的模型可由如图1一1(b)所示的电路图表示。下一页返回1.1电路的组成与电路模型如何实现把实际的电路抽象成为电路模型呢?实际电路中发生的物理过程是十分复杂的，电磁现象发生在各器件和导线之中，相互交织在一起。在电路中，不关心器件内部情况，只关心器件端钮上的电压和电流时，可用一些理想化的电路元件来近似模拟器件端钮上的电气特性。上一页返回1.2电路的基本物理量1

3、.2.1电流(1)电流的定义电流是由带负电荷(电子、负离子)和带正电荷(正离子)粒子的定向运动所形成的。电荷用符号q或者Q表示，单位为库仑(C).(2)电流强度电流强度表示电流的强弱，其数值等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，设在dt时间内通过某一横截面的电荷量为dq，则通过该截面的电流强度为若电流不随时间变化，即dq/dt=常数，称为恒定电流，简称为直流电流，用大写字母I表示，式(1一1)可写成下一页返回1.2电路的基本物理量电流的国际单位制是安培(A)，也可用千安(KA)、毫安(mA)和微安(uA)，它们之间的关系为(3)电流的方向电流不仅

4、有强弱而且有方向，习惯上规定正电荷运动方向或负电荷运动的反方向为电流的正方向。在简单电路中，很容易判断出电流的实际方向，但在复杂的电路中，很难判断电流流过的实际方向，所以引入参考方向的概念。参考方向是电路分析和计算之前，人为任意规定的假定方向，与电流的实际方向无关。当电流的实际方向与参考方向相同时，电流为正值;反之，电流为负值，如图1-2所示。上一页下一页返回1.2电路的基本物理量1.2.2电压(1)电压的定义电路中电荷移动，就会有能量的交换产生。电路中a,b两点间的电压为单位正电荷从电路的a点移到b点电场力所做的功，用uab表示。设dq是被从a

5、点移到b点正电荷的电荷量，dw是电荷移动过程中所获得或失去的能量，即若量值和方向不随时间变化的电压称为恒定电压或直流电压，一般用大写字母U表示，式(1-3)可写为上一页下一页返回1.2电路的基本物理量换算关系为(2)电位在电路中选定一个参考点，电场力把单位正电荷从电路的某一点移到该参考点所做的功称为电位。也就是说，电路中任意一点的电位，是该点与参考点之间的电压。电位的单位也是伏(V)。上一页下一页返回1.2电路的基本物理量(3)电压的方向与电流一样，电压有大小也有方向。习惯上规定电压的实际方向为电位降低的方向。在简单电路中很容易判断，但在复杂的电

6、路中很难判断电压的实际方向。为此引入电压的参考方向，当电路两点间电压的实际方向与参考方向相同时，电压为正;反之，电压为负，如图1一3所示。(4)电压、电流的关联参考方向分析和计算电路前，必须对电流变量设定电流参考方向，对电压变量设定电压参考方向。电路中二端元件流过的电流和两端电压的参考方向相同时，称为关联参考方向，简称关联方向。反之为非关联参考方向，简称为非关联方向，如图1-4所示。上一页下一页返回1.2电路的基本物理量1.2.3电功率单位时间内电场力所做的功叫作电功率，简称为功率，用P表示，计算式为在直流电路中，电压、电流均为恒定值，根据欧姆定

7、律U=IR或I=U/lR，式(1一5)可写为上一页返回1.3电路的状态1.3.1通路(负载工作状态)(1)电路中的电流电路中的电流的计算式为(2)电源的端电压电源的端电压的计算式为若忽略线路上的压降，则负载两端的电压U2等于电源的端电压U1，即下一页返回1.3电路的状态(3)电源的输出功率负载所吸取的功率为根据负载大小，电路在通路时又分为三种工作状态:当电气设备的电流等于额定电流时称为满载工作状态;当电气设备的电流小于额定电流时，称为轻载工作状态;当电气设备的电流大于额定电流时，称为过载工作状态。上一页下一页返回1.3电路的状态1.3.2断路(空

8、载运行状态)空载运行状态又称断路或开路状态，它是电路的一个极端运行状态，如图1一6所示。当开关S断开或连线断开时，电源和负载未构成闭合电