電工學(xué)課件chapter(I)

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1、第1章電路的基本概念與基本定律1.1電路的作用與組成部分1.2電路模型1.3電壓和電流的參考方向1.4歐姆定律1.5電源有載工作、開路與短路1.6基爾霍夫定律1.7電路中電位的概念及計(jì)算本章要求:1.理解電壓與電流參考方向的意義；2.理解電路的基本定律并能正確應(yīng)用；3.了解電路的有載工作、開路與短路狀態(tài)，理解電功率和額定值的意義；4.會(huì)計(jì)算電路中各點(diǎn)的電位。第1章電路的基本概念與基本定律1.1電路的作用與組成部分(1)實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換(2)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理放大器揚(yáng)聲器話筒1.電路的作用電路是電流的通路，是為了某

2、種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定方式組合而成。發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動(dòng)機(jī)電爐...輸電線2.電路的組成部分電源:提供電能的裝置負(fù)載:取用電能的裝置中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配和控制電能的作用發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動(dòng)機(jī)電爐...輸電線直流電源直流電源:提供能源信號(hào)處理：放大、調(diào)諧、檢波等負(fù)載信號(hào)源:提供信息2.電路的組成部分放大器揚(yáng)聲器話筒電源或信號(hào)源的電壓或電流稱為激勵(lì)，它推動(dòng)電路工作；由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。1.2電路模型手電筒的電路模型為了便于用數(shù)學(xué)方法分析電路,一般要將實(shí)際電路模型化，用足以反映其

3、電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來(lái)模擬實(shí)際電路中的器件，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型。例：手電筒R+RoE–S+U–I電池導(dǎo)線燈泡開關(guān)手電筒由電池、燈泡、開關(guān)和筒體組成。理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等。手電筒的電路模型R+RoE–S+U–I電池導(dǎo)線燈泡開關(guān)電池是電源元件，其參數(shù)為電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻Ro；燈泡主要具有消耗電能的性質(zhì)，是電阻元件，其參數(shù)為電阻R；筒體用來(lái)連接電池和燈泡，其電阻忽略不計(jì)，認(rèn)為是無(wú)電阻的理想導(dǎo)體。開關(guān)用來(lái)控制電路的通斷。今后分析的都是指電路模型，簡(jiǎn)稱電路。在電路圖中，各種電

4、路元件都用規(guī)定的圖形符號(hào)表示。1.3電壓和電流的參考方向物理中對(duì)基本物理量規(guī)定的方向1.電路基本物理量的實(shí)際方向物理量實(shí)際方向電流I正電荷運(yùn)動(dòng)的方向電動(dòng)勢(shì)E(電位升高的方向)電壓U(電位降低的方向)高電位?低電位單位kA、A、mA、μA低電位?高電位kV、V、mV、μVkV、V、mV、μV(2)參考方向的表示方法電流：Uab雙下標(biāo)電壓：(1)參考方向IE+_在分析與計(jì)算電路時(shí)，對(duì)電量任意假定的方向。Iab雙下標(biāo)2.電路基本物理量的參考方向aRb箭標(biāo)abRI正負(fù)極性+–abUU+_實(shí)際方向與參考方向一致，電流(或電壓)值為正值

5、；實(shí)際方向與參考方向相反，電流(或電壓)值為負(fù)值。(3)實(shí)際方向與參考方向的關(guān)系注意：在參考方向選定后，電流(或電壓)值才有正負(fù)之分。若I=5A，則電流從a流向b；例：若I=–5A，則電流從b流向a。abRIabRU+–若U=5V，則電壓的實(shí)際方向從a指向b；若U=–5V，則電壓的實(shí)際方向從b指向a。1.4歐姆定律U、I參考方向相同時(shí)，U、I參考方向相反時(shí)，RU+–IRU+–I表達(dá)式中有兩套正負(fù)號(hào)：①式前的正負(fù)號(hào)由U、I參考方向的關(guān)系確定；②U、I值本身的正負(fù)則說(shuō)明實(shí)際方向與參考方向之間的關(guān)系。通常取U、I參考方向相同。U=

6、IRU=–IR解：對(duì)圖(a)有,U=IR例：應(yīng)用歐姆定律對(duì)下圖電路列出式子，并求電阻R。對(duì)圖(b)有,U=–IRRU6V+–2AR+–U6VI(a)(b)I–2A電路端電壓與電流的關(guān)系稱為伏安特性。遵循歐姆定律的電阻稱為線性電阻，它表示該段電路電壓與電流的比值為常數(shù)。I/AU/Vo線性電阻的伏安特性線性電阻的概念：線性電阻的伏安特性是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。1.5電源有載工作、開路與短路開關(guān)閉合,接通電源與負(fù)載負(fù)載端電壓U=IR特征:1.5.1電源有載工作IR0R+-EU+-I①電流的大小由負(fù)載決定。②在電源有內(nèi)阻時(shí)，I??U?。

7、或U=E–IR0電源的外特性EUI0當(dāng)R0<

8、方向相同，P=UI?0，負(fù)載；P=UI?0，電源。1.根據(jù)U、I的實(shí)際方向判別2.根據(jù)U、I的參考方向判別電源：U、I實(shí)際方向相反，即電流從“+”端流出，（發(fā)出功率）；負(fù)載：U、I實(shí)際方向相同，即電流從“-”端流出。（吸收功率）。電氣設(shè)備的額定值額定值:電氣設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)的規(guī)定使用值電氣