电工电子技术（第3版）教学课件作者凌艺春第1章.ppt

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1、第1章直流电路1.1电路的基本概念1.2电阻、欧姆定律及电阻连接1.3基尔霍夫定律及其应用1.4电气设备的额定值、电路的几种状态返回1.1电路的基本概念1.1.1电路及电路模型1.实际电路电路是电流的流通路径，它是由一些电气设备和元器件按一定方式连接而成的。复杂的电路呈网状，又称网络。在电工电子学中，电路和网络这两个术语是通用的。电路的作用有两种，一种是实现电能的传输和转换;另一种是实现信号的处理。电路中提供电能或信号的器件称为电源，电路中吸收电能的器件称为负载。在电源和负载之间引导和控制电流的导线和开关等是传输控制器件。图1-3和图1-4所示的就是两个实际电路的例子。下一页返回1.1电路的基

2、本概念2.电路模型为了便于研究各类具体的电路，电工技术中，在一定条件下对实际器件加以理想化，只考虑其中起主要作用的电性能，这种电路元件简称为理想电路元件。其中，电阻元件是一种只表示消耗电能的元件;电感元件是表示其周围空间存在着磁场而可以储存磁场能量的元件;电容元件是表示其周围空间存在着电场而可以储存电场能量的元件，等等。表1-1列出了几种常用的电路元件及其图形符号。今后学习的各种电路图都是用电路元件和连线来表示，认识好电路元件是识别电路图的关键。图1-3的电路，其电路图如图1-5所示。上一页下一页返回1.1电路的基本概念1.1.2电路的连接在实际应用中，常将许多电路按不同的方式连接起来，组成一

3、个电路网络。本章借助中学物理课程学习过的串联电路、并联电路及由串并联电路组成的混联电路引出常用的简单电路连接，其余复杂的电路连接留在后面的章节介绍。1.负载的串联由若干个负载按顺序地连接成一条无分支的电路，称为串联。图1-6所示电路是由三个负载串联组成的。2.负载的并联将几个负载都接在两个共同端点之间的连接方式称为并联。图1-7所示电路是由三个负载并联组成的。上一页下一页返回1.1电路的基本概念3.负载的混联如图1-8所示的电路，有的负载采用串联，有的负载采用并联，这种在同一电路中既有负载串联又有负载并联的电路连接方式被称为负载混联。1.1.3电路的基本物理量1.电流、电压与电动势1)电流电流

4、是由电荷的定向移动而形成的。当金属导体处于电场之内时，自由电子要受到电场力的作用，逆着电场的方向做定向移动，这就形成了电流大小和方向均不随时间变化的电流叫恒定电流，简称直流。上一页下一页返回1.1电路的基本概念图1-9表示电流的参考正方向(图中实线所示)与实际方向(图中虚线所示)之间的关系。2)电压电场力把单位正电荷从电场中点A移到点B所做的功WAB称为A,B间的电压，用UAB表示。3)电动势为了使电路中有持续不断的电流，必须有一种外力，把正电荷从低电位处(如负极B)移到高电位处(如正极时。在电源内部就存在着这种外力。如图1-11所示，外力克服电场力把单位正电荷由低电位B点移到高电位A点，所做

5、的功称为电动势，用E表示。电动势的单位一也是V。上一页下一页返回1.1电路的基本概念2.电压源与电流源1)电压源铅蓄电池及一般直流发电机等都是电源，它们是具有不变的电动势和较低内阻的电源，我们称其为电压源，如图1-12(a)所示。2)电流源对实际电源，可以建立另一种理想模型，叫电流源。如果电源输出恒定的电流，即电流的大小与端电压无关，这种电流源叫理想电流源。对于直流电路来说，理想电流源输出恒定不变的电流I，它与外电路负载大小无关，其端电压由负载决定。理想电流源简称电流源或J恒流源，如图1-13所示。上一页下一页返回1.1电路的基本概念当电流源与外电路接通时，回路电流是恒定的。实际的电流源即使没

6、有与外电路接通，其内部一也有电流流动;与负载接通后，电源内部仍有一部分电流流动，另一部分电流则通过负载，因此，实际电流源可以用理想电流源I、与一个电阻R并联表示，如图1-14所示。3.电功率与电能1)电功率在直流电路中，根据电压的定义，电场力所做的功是W=QU。把单位时间内电场力所做的功称为电功率。上一页下一页返回1.1电路的基本概念2)电能当已知设备的功率为P时，在t秒内消耗的电能为W=Pt,电能就等于电场力所做的功，单位为J(焦[耳])。在电工技术中，往往直接用Ws(瓦特秒)为单位，实际生活中则用kw·h(千瓦时)为单位，俗称1度电。上一页返回1.2电阻、欧姆定律及电阻连接1.2.1电阻电

7、流在导体中流动通常要受到阻碍作用，反映这种阻碍作用的物理量称为电阻。在电路图中常用理想电阻元件来表示物质对电流的这种阻碍作用。电阻元件的图形符号和文字符号如表1-1所示1.线性电阻在温度一定的条件下，把加在电阻两端的电压与通过电阻的电流之间的关系称为伏安特性。一般金属电阻的阻值不随所加电压和通过的电流的改变而改变，即在一定的温度下其阻值是常数，这种电阻的伏安特性是一条经过原点的直线，如图1-15所