电工学第一章直流电路课件.ppt

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1、第1章直流电路1.1电路的基本概念1.2电路的基本状态1.3电源及其等效变换1.4基尔霍夫定律1.5支路电流法1.6叠加定理1.7戴维宁定理1.1电路的基本概念1.1.1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。+R0R开关EI电珠+U干电池导线手电筒的电路模型例：手电筒常用的手电筒由干电池、电珠、开关和筒体组成用理想电路元件或他们的组合模拟实际器件就是建立其模型（简称建模）一.电路电池是电源元件，其参数为电动势E和内阻Ro；灯泡主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其参数为电阻R；筒体用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。开关

2、用来控制电路的通断。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。+R0R开关EI电珠+U干电池导线二.电路的组成电源:提供电能的装置负载:取用电能的装置中间环节：传递、分配和控制电能的作用发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线(1)实现电能的传输、分配与转换(2)实现信号的传递与处理放大器扬声器话筒三.电路的作用发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线1.1.2电路的基本物理量一.电流电路的基本物理量有电流和电压（电动势），复合物理量有电功率和电能等。①定义：电路中带电粒子在电源作用下有规则地移动形成电流②大小：电荷对时

3、间的变化率称为电流，即③分类：直流电流（DC）和交流电流（AC）④电流的参考方向：预先假定的电流方向即为参考方向。二.电压和电动势①电压：电压是描述电场力对电荷做功的物理量。③零电位：电位为零的点称为零电位点，又称为参考点，可以任意设定。②电位：某一点的电位在数值上等于电场力驱使单位正电荷从某一点移至零电位点所作的功。④电动势：电动势是描述电源中非电场力对电荷做功的物理量。三.电功率如果某个元件（或某段电路）的电流和电压为i和u，而且电流和电压的参考方向相关联，则p=ui求图示电路中各点的电位:Va、Vb、Vc、Vd。解：设a为参考点，即Va=0VVb=Uba=–10×6=60VVc=

4、Uca=4×20=80VVd=Uda=6×5=30V设b为参考点，即Vb=0VVa=Uab=10×6=60VVc=Ucb=E1=140VVd=Udb=E2=90Vbac204A610AE290VE1140V56AdUab=10×6=60VUcb=E1=140VUdb=E2=90VUab=10×6=60VUcb=E1=140VUdb=E2=90V结论：(1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中各点的电位也将随之改变；(2)电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而变，即与零电位参考点的选取无关。借助电位的概念可以简化电路作图bca204A610AE29

5、0VE1140V56Ad+90V205+140V6cd1.2电路的基本状态开关闭合,接通电源与负载负载端电压U=IR1.电压电流关系一.有载工作(1)电流的大小由负载决定。(2)在电源有内阻时，IU。或U=E–IR0电源的外特性EUI0当R0<

6、力。例：一只220V,60W的白炽灯,接在220V的电源上，试求通过电灯的电流和电灯在220V电压下工作时的电阻。如果每晚工作3h(小时)，问一个月消耗多少电能?注意：电气设备工作时的实际值不一定都等于其额定值，要能够加以区别。解:通过电灯的电流为电气设备的三种运行状态欠载(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)在220V电压下工作时的电阻一个月用电W=Pt=60W(330)h=0.06kW90h=5.4kW.h例:已知:电路中U=220V，I=5A，内阻R01=R02=0.6。求:(

7、1)电源的电动势E1和负载的反电动势E2；(2)说明功率的平衡关系。R01E1UI+–+–R02E2+–解：(1)对于电源U=E1-U1=E1-IR01即E1=U+IR01=220+50.6=223VU=E2+U2=E2+IR02即E2=U-IR02=220-50.6=217V(2)由上面可得，E1=E2+IR01+IR02等号两边同时乘以I，则得E1I=E2I+I2R01+I2R02代入数据有2235=2175+52