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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,电工技术,第 1章,广东海洋大学,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,第,1,章 电路基本概念与基本定律,1.1,电路作用与组成部分,1.2,电路模型,1.3,电压和电流参考方向,1.4,欧姆定律,1.5,电源有载工作、开路与短路,1.6,基尔霍夫定律,1.7,电路中电位概念及计算,第1页,1.,了解,电路作用与组成部分；,2.,了解,电路建模思想；,3.,了解,电压与电流参考方向意义及其与实际,方向关系；,4.,掌握,KCL、KVL内容并,能正确,应用；,5.,了解,电源有载工作、开路与短路状态中，,电压、电流与功率特征；,了解,电功率和额,定值意义；,6.,会,计算电路中各点电位,熟悉,电位特点。,本章教学要求,:,第2页,第1章 电路基本概念与基本定律,本节要求：,了解,电路作用及组成,第3页,电,源,电路,：电流流通路径。,返 回,下一页,上一页,下一节,U,S,第4页,作用之一,：实现电能传输、分配与转换,1.电路作用,发电机,升压,变压器,降压,变压器,电灯,电动机电炉,.,输电线,请观赏例子,强电电路作用,第5页,上一页,下一页,电能输送和分配,发电厂,主传输线,500 kV,升压,降压,电压分配,10 kV,降压,变电站,三 相,单相,主设备(380V),插座(220V),仪表控制盘,仪表,单 相,返 回,第6页,架空输电线,上一页,下一页,返 回,第7页,作用之二,：实现信号传递与处理,放大器,扬声器,话筒,1.电路作用,请观赏例子,弱电电路作用,第8页,各种检测仪器,上一页,下一页,返 回,第9页,2.,电路,组成部分,电源:,提供,电能装置,负载:,取用,电能装置,中间步骤：,传递、分,配和控制电能作用,发电机,升压,变压器,降压,变压器,电灯,电动机电炉,.,输电线,第10页,直流电源,直流电源:,提供能源,信号处理：,放大、调谐、检波等,负载,信号源:,提供信息,2.,电路,组成部分,放大器,扬声器,话筒,电源或信号源电压或电流称为激励，它推进电路工作；由激励所产生电压和电流称为响应。,第11页,电源、负载和中间步骤,电路组成是什么？,第12页,最简单电路组成,返回,下一页,上一页,下一节,E,E,电源,：,将非电形态能量转化为电能供电设备。,负载,：,将电能转化为非电形态能量用电设备,。,连结导线,：,沟通电路、输送电能,。,简单照明电路,第13页,第14页,1.2,电路模型,本节要求：,了解,几个理想电路元件；,了解,实际电路建模思想,第15页,电路模型：,实际电路数学模型,怎样建模？,由,理想元件,串、并联组成，,近似,地描述实际电路电气特征。,有哪些理想元件？,第16页,电阻元件,：描述消耗电能特征，把电能转变为,热能、光能、声能、机械能等,符号：,电感元件,：描述存贮磁场能特征,符号：,L,R,第17页,电容元件,：描述存贮电场能量特征,符号：,理想电压源,：描述提供一定电压特征,符号：,+,-,U,s,第18页,理想电流源,：描述提供一定电流 特征,符号：,I,S,还有,许多其它,理想元件，,以后慢慢学吧！,第19页,建模思想,是,科研,中一个很,主要思维方法,请观赏,实际电路建模例！,第20页,手电筒电路模型,(a)实际电路 (b)电路模型,(b),第21页,干电池提供电压,干电池把电能转变为热能,灯泡把电能转化为光能、热能,第22页,晶体管放大电路,(a)实际电路 (b)电路模型,(b),信号源,晶体管,电池（忽略内阻）,变压器,扬声器,电阻器,第23页,依据实际电路,不一样工作条件以及对模型准确度不一样要求,，应该,用不一样电路模型描述,同一实际电路。现在以线圈为例加以说明。,线圈几个电路模型,(a)线圈图形符号 (b)线圈经过低频交流模型,(c)线圈经过高频交流模型,记住啰，很有用啰！,第24页,线圈内阻,存贮磁场能,匝间电容,效应,第25页,郑重申明：,本课程介绍,电路模型（简,称电路）,分,析计算,第26页,请观赏一些元器件,实物！,第27页,低频信号发生器内部结构,第28页,惯用干电池和可充电电池,第29页,第30页,第31页,第32页,第33页,第34页,第35页,1.3,电压和电流参考方向,本节要求,：了解,电压与电流参考方向,意义及其与实际方向关系,本节很重要，别打瞌睡啰！,第36页,电路中对基本物理量要求方向,1.电路基本物理量实际方向,物理量,实 际 方 向,电流,I,正电荷运动方向,电动势,E,(电位升高方向),电压,U,(电位降低方向),高电位,低电位,单 位,kA、A、mA、A,低电位,高电位,kV、V、mV、V,kV、V、mV、V,第37页,(2),参考方向表示方法,电流：,U,ab,双下标,电压,：,(1),参考方向,I,E,+,_,在分析与计算电路时，对电压、电流,任意假定方向,。,I,ab,双下标,2.电路基本物理量参考方向,a,R,b,箭 标,a,b,R,I,正负极性,+,a,b,U,U,+,_,第38页,实际方向与参考方向,一致,，电流(或电压)值为,正值,；,实际方向与参考方向,相反,，电流(或电压)值为,负值,。,(3),实际方向与,参考方向关系,务必集中,2分钟,精力,第39页,注意：,在参考方向选定后，电流(或电压)值才有,正负之分。,若,I,=5A，,则电流从 a 流向 b；,例：,若,I,=5A,，则电流从 b 流向 a,。,a,b,R,I,a,b,R,U,+,若,U,=5V,，则电压实际方向从 a 指向 b；,若,U,=5V,，则电压实际方向从 b 指向 a,。,第40页,每个二端元件，电压、电流参考,方向应怎样取？,理论上，爱咋样取，就咋样取。,不过，有,大家习惯,取法。,FOLLOW ME,第41页,对于二端元件而言，电压参考极性和电流参考方向选择有,四种,可能方式，如图下所表示。,习惯取法,：取,关联,参考方向,第42页,技巧,：求解电路时，若事先并不知某,元件上电流、电压实际方向,时，就取参考方向，经过计算,结果就知啦！,你知吗？,第43页,第44页,1.4,欧姆定律,本节要求：,复习,欧姆定律内容；,注意欧姆定律,公式,表示。,第45页,欧姆定律,：流过电阻元件电流与,其两端电压成正比,，,与其阻值成反比,。,初中就学过啦，无须烦琐了！,第46页,U,、,I,参考方向相同时,，,U,、,I,参考方向相反时，,R,U,+,I,R,U,+,I,表示式中有,两套,正负号：,式前正负号由,U,、,I,参考方向关系确定,；,U,、,I,值本身正负则说明实际方向与参考,方向之间关系。,通常取,U,、,I,参考方向相同。,U,=,I R,U,=,IR,公式表示,：,请集中3分钟精神！,第47页,解：,对图(a)有,U,=,IR,例：,应用欧姆定律对下列图电路列出式子，并求电阻,R,。,对图(b)有,U,=,IR,R,U,6V,+,2A,R,+,U,6V,I,(a),(b),I,2A,第48页,二端元件或单口网络,端电压与电流关系,称为伏安特征。,I,/,A,U,/,V,o,线性电阻伏安特征,线性电阻、非线性电阻,概念：,线性电阻伏安特征是一条过原点直线。,第49页,第50页,1.5,电源有载工作、开路与短路,本节要求,：了解,电源有载工,作、开路与短路状,态中，电压、电流,与功率特征；,了解,电功率和额定,值意义。,第51页,状态：开关闭合,接通电源与负载,负载端电压（电源端电压）：,U,=,IR,特征,:,1.电源有载工作,I,R,0,R,+,-,E,U,+,-,电流大小由负载决定,。,或,U,=,E,IR,0,电流特征,电压特征,第52页,电源端电压：,I,R,0,R,+,-,E,U,+,-,在电源有内阻时，,I,U,。,U,=,E,IR,0,电源外特征,E,U,I,0,当,R,0,R,时，则,U,E,，表明当负载改变时，电源端电压改变不大，即,带负载能力强,。,电源端电压特征,第53页,UI,=,EI,I,R,o,P,=,P,E,P,负载,取用,功率,电源,产生,功率,内阻,消耗,功率,负载大小概念:,负载增加指负载取用电流和功率增加(电压一定)，,等效电阻减小,。,I,R,0,R,+,-,E,U,+,-,U,=,E,IR,0,电路功率特征,为何？,负载并联也！,第54页,电源与负载判别,依据,U,、,I,实际方向判别,电源：,U,、,I,实际方向相反，即电流从“+”端流出,（发出功率,）,；,负载：,U,、,I,实际方向相同，即电流从“,-,”端流出,（吸收功率）,。,请集中,4分钟,精神！,I,R,+,-,U,S,U,+,-,I,都是实际方向,由此可得：,第55页,电源与负载判别,U,、,I,参考方向不一样，,P,=,UI,0,，,电源,；,P,=,UI,0,，,负载,。,U,、,I,参考方向相同，,P,=,UI,0,，,负载,；,P=UI,0,，,电源,。,依据,U,、,I,参考方向判别,还有,2分钟,！,U,I,能够证实：,第56页,例1-1 在图示电路中，已知,U,1,=1V,U,2,=-6V,U,3,=-4V,U,4,=5V,U,5,=-10V,I,1,=1A,I,2,=-3A,I,3,=4A,I,4,=-1A,I,5,=-3A。试求：(1)各二端元件吸收功率；(2)整个电路吸收功率。,例11,第57页,例1-1 在图图示电路中，已知,U,1,=1V,U,2,=-6V,U,3,=-,4V,U,4,=5V,U,5,=-10V,I,1,=1A,I,2,=-3A,I,3,=4A,I,4,=-1A,I,5,=-3A。,整个电路吸收功率为,解：,各二端元件吸收功率为,第58页,电气设备额定值,额定值:电气设备在正常运行时要求使用值,电气设备三种运行状态,欠载(轻载)：,I I,N,，,P I,N,，,P P,N,(设备易损坏),额定工作状态：,I=I,N,，,P=P,N,(经济合理安全可靠),1.额定值反应电气设备使用安全性；,2.额定值表示电气设备使用能力,。,例：,灯泡：,U,N,=,220V,，,P,N,=,60W,电阻：,R,N,=,100,，,P,N,=,1 W,第59页,特征:,状态,：,开关 断开,2.,电源开路,I=,0,电源端电压,(开路电压,),U,=U,0,=E,P,=P,E,=,P=,0,开路处电流等于零，,I,=0,开路处电压,U,视电路情况而定,。,电路中某处断开时特征,:,I,+,U,有,源,电,路,I,R,o,R,+,-,E,U,0,+,-,功率特征,电压特征,电流特征,第60页,状态,：电源外部端子被短接,3.,电源短路,特征:,电源端电压,负载功率,电源产生能量全被内阻消耗掉,短路电流（很大）,U,=,0,P,E,=,P=I,R,0,P,=,0,短路处电压等于零，,U,=0,短路处电流,I,视电路情况而定,。,电路中某处短路时特征:,I,+,U,有,源,电,路,I,R,0,R,+,-,E,U,0,+,-,电流特征,电压特征,功率特征,第61页,第62页,1.6,基尔霍夫定律,本节要求：,掌握,KCL、KVL内容；,能熟练地,列写KCL、KVL,方程,本节是本章重点！,第63页,支路：,电路中每一个分支。,一条支路流过,同一个,电流，称为支路电流,。,结点：,三条或三条以上支路联接点。,回路：,由支路组成闭合路径。,网孔：,内部不含支路（,中空,）回路。,I,1,I,2,I,3,b,a,+,-,E,2,R,2,+,-,R,3,R,1,E,1,1,2,3,介绍几个名词,第64页,支路：ab、bc、ca、,（共6条）,a,d,b,c,E,+,G,R,3,R,4,R,1,R,2,I,2,I,4,I,G,I,1,I,3,I,下面可是一个很好例子，莫错过啰！,几条支路？,几个结点？,结点,：,a、b、c、d,(共4个）,第65页,回路：abda、abca、adbca,（共7 个）,网孔：abd、abc、bcd,（共3 个）,a,d,b,c,E,+,G,R,3,R,4,R,1,R,2,I,2,I,4,I,G,I,1,I,3,I,几个回路？,几个回路？,第66页,数一数图示电路支路、结点、回路和网孔数。,第67页,重点开始啦！,第68页,1.,基尔霍夫电流定律(,KCL),定律内容：,即:,入,=,出,叙述法之一：,在任一瞬间，流进任一结点电流等于流出该结点电流。,普通地:,=0,I,1,I,2,I,3,b,a,+,-,E,2,R,2,+,-,R,3,R,1,E,1,例：对于结点,a，有：,I,1,+,I,2,=,I,3,或：,I,1,+,I,2,I,3,=0,第69页,1.,基尔霍夫电流定律(,KCL),定律内容：,普通地:,=0,I,1,I,2,I,3,b,a,+,-,E,2,R,2,+,-,R,3,R,1,E,1,叙述法之二：,在任一瞬间，流进（或流出）任一结点电流,代数和,为零。,普通地：,流进结点：,+,流出结点：,均为：参考方向,第70页,1.,基尔霍夫电流定律(,KCL),KCL,实质:,电流连续性表达。,I,1,I,2,I,3,b,a,+,-,E,2,R,2,+,-,R,3,R,1,E,1,KCL：,约束了,电路中任一结点各支路间电流,第71页,电流定律能够推广应用于包围部分电路任一假设闭合面。,KCL推广应用：,I,=?,例:,广义结点,I,=0,I,A,+,I,B,+,I,C,=0,A,B,C,I,A,I,B,I,C,2,+,_,+,_,I,5,1,1,5,6V,12V,这些电流：,有为正；,有为负,第72页,2.,基尔霍夫电压定律（,KVL,),定律内容：,即：,U,=0,叙述法之一：,在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路绕行一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。,对回路1,：,对回路2,：,E,1,=,I,1,R,1,+,I,3,R,3,I,2,R,2,+,I,3,R,3,=,E,2,或,I,1,R,1,+,I,3,R,3,E,1,=0,或,I,2,R,2,+,I,3,R,3,E,2,=0,I,1,I,2,I,3,b,a,+,-,E,2,R,2,+,-,R,3,R,1,E,1,1,2,即:,电位升,=,电位降,即：,U,=0,第73页,叙述方法之二：,在任一瞬间，沿任一回路绕行方向，回路中各段电压,代数和,恒等于零。,2.,基尔霍夫电压定律（,KVL,),定律内容,U,=0,I,1,I,2,I,3,b,a,+,-,E,2,R,2,+,-,R,3,R,1,E,1,1,2,普通地：,电位降：,+,电位升：,KVL：,约束了,电路中任一回路各元件间,电压,第74页,电位升=电位降,E,2,=,U,BE,+,I,2,R,2,U,=0,I,2,R,2,E,2,+,U,BE,=0,开口电压可按回路处理,1,对回路1,：,E,1,U,BE,E,+,B,+,R,1,+,E,2,R,2,I,2,_,KCL推广应用,本重点讲解大约需要,0.9分钟,！,坚持就是胜利！,第75页,重点结束啦！,各位辛苦了！,你现在打瞌睡，我没意见啦！,第76页,请观赏例题,第77页,例1：,对网孔abda,：,对网孔acba,：,对网孔bcdb,：,R,6,I,6,R,6,I,3,R,3,+,I,1,R,1,=0,I,2,R,2,I,4,R,4,I,6,R,6,=0,I,4,R,4,+,I,3,R,3,E,=0,对回路 adbca，沿逆时针方向循行,：,I,1,R,1,+,I,3,R,3,+,I,4,R,4,I,2,R,2,=0,应用,U,=0,列方程,对回路 cadc，沿逆时针方向循行,：,I,2,R,2,I,1,R,1,+,E,=0,a,d,b,c,E,+,R,3,R,4,R,1,R,2,I,2,I,4,I,6,I,1,I,3,I,第78页,例2：如对图示电路三个回路，沿顺时针方向绕行回路一周，写出KVL方程。,1,2,3,第79页,第80页,1.7,电路中电位概念及计算,本节要求：,熟悉,电位概念；,会,进行电位计算；,熟悉,电位特点；,熟悉,电路简化,画法,第81页,电位：,电路中某点至参考点电压,，,记为“,V,X,”,。,通常设参考点电位为零。,1.,电位概念,某点电位为,正,，说明该点电位比参考点,高,；,某点电位为,负,，说明该点电位比参考点,低,。,电压与电位关系：,a、b之间电压,a点电位,b点电位,你们师兄、师姐经常在此犯错误！,第82页,注意：说某点电位大小，一定要,指,明参考点；,某点,有电位,，但一点,没有电压，,两点之间才有电压,你可记住了？,第83页,电位计算步骤,:,(1),任选电路中某一点为,参考点,，设其电位为零；,(2),标出,各电流、电压,参考方向,并计算；,(3),计算,各点至参考点间电压,即为各点电位,请观赏例子，,并注意归纳总结,下面重点内容讲解大约需要3分钟,第84页,例1：求图示电路中各点电位:,V,a,、,V,b,、,V,c,、,V,d,。,解：,设,a,为参考点，即,V,a,=0V,V,b,=U,ba,=,106=,60V,V,c,=U,ca,=420=80 V,V,d,=,U,da,=65=30 V,设,b,为参考点，即,V,b,=0V,V,a,=,U,ab,=106=60 V,V,c,=,U,cb,=,E,1,=140 V,V,d,=,U,db,=,E,2,=90 V,b,a,c,20,4A,6,10A,E,2,90V,E,1,140V,5,6A,d,U,ab,=,106=60 V,U,cb,=,E,1,=140 V,U,db,=,E,2,=90 V,U,ab,=,106=60 V,U,cb,=,E,1,=140 V,U,db,=,E,2,=90 V,从上述计算，你能归纳出,出什么结论？,第85页,(1)电位值是,相正确,，,和,参考点相关,，参考点选取不,同，电路中各点电位也将随之改变,；,(2)电路中,两点间电压值是固定,，和,参考点无,关，,不会因参考点不一样而变,；,结论：,你也归纳出了上述结论吗？,(3)电路中,两点间电压值是固定，,和,计算路径,无关。,第86页,b,c,a,20,4A,6,10A,E,2,90V,E,1,140V,5,6A,d,+90V,20,5,+140V,6,c,d,电路简化画法,省略,电源，,交代,电位,第87页,例,2:,图示电路，计算开关S 断开和闭合时,A,点,电位,V,A,解:(1),当开关S断开时，如图,（a),(,2),当开关闭合时,电路如图,（,b,）,电流,I,2,=0,，,电位,V,A,=0V,。,电流,I,1,=,I,2,=0,，,电位,V,A,=6V,。,电流在闭合,路径中流通,2K,A,+,I,1,2k,I,2,6V,(b),2k,+6V,A,2k,S,I,2,I,1,(a),开路了,开路了,第88页,例3：电路以下列图所表示，(1)零电位参考点在哪里？画电路图表示出来。(2)当电位器,R,P,滑动触点向下滑动时，A、B两点电位增高了还是降低了？,A,+,12V,12V,B,R,P,R,1,R,2,12V,12V,B,A,R,P,R,2,R,1,I,解,：,零电位参考点,去哪儿了？,电路简化时，,简没了,。,咋办？,补上。,第89页,例3：电路以下列图所表示，(1)零电位参考点在哪里？画电路图表示出来。(2)当电位器,R,P,滑动触点向下滑动时，A、B两点电位增高了还是降低了？,A,+,12V,12V,B,R,P,R,1,R,2,12V,12V,B,A,R,P,R,2,R,1,I,（,2）,V,A,=,IR,1,+12,V,B,=,IR,2,12,当电位器,R,P,滑动,触点向下滑动时，,R,1,、R,2,不变,第90页,