工作狀態(tài)基爾霍夫.ppt

1 2電源的工作狀態(tài) 1 2 1有載工作狀態(tài) I 電路中的電流 1 各物理量的關(guān)系 功率平衡式 電壓平衡式 電源端電壓 開關(guān)S閉合 I E RS R U I R U E IRS P PE I2 RS 2 電源外特性 Rs 0時 U E I RS RS 0且為定值時 一臺質(zhì)量好的電源 應(yīng)滿足RS R U E U隨R的不同而變化 1 2 2電源開路 1 開路 2 特征 注意 1 2 3電源短路 1 短路 2 特征 I2RS 負載功率P 0 注意 開關(guān)斷開 I 0 開路電壓 檢查開路故障時 抓住I 0 電源兩端直接相連 U 0 檢查短路故障時 抓住U 0 負載功率 U P 0 I 短路電流 電源功率PE 空載 E UOC E RS ISC 負載不工作 電源端電壓U 0時 電源會燒壞 會引起火災(zāi) 1 2 4電氣設(shè)備的額定值 為了保證電氣設(shè)備的使用壽命和安全 生產(chǎn)廠家通過測試 允許通過的電流值 稱為 額定電流 用IN表示 電氣設(shè)備 包括負載 有欠載 滿載和過載三種工作狀態(tài) 欠載時 滿載 即額定 時 過載 即超載 時 I IN P PN 這種工作狀態(tài)經(jīng)濟合理且安全可靠 I IN P PN 設(shè)備易損壞 I IN P PN 電氣設(shè)備沒達到正常合理地運行狀態(tài) 也沒有充分利用設(shè)備的能力 這種工作狀態(tài)不經(jīng)濟 給電氣設(shè)備規(guī)定的在長期連續(xù)運行情況下 允許施加的值 允許施加的電壓值 稱為 額定電壓 用UN表示 1 3電壓和電流的參考方向 一 實際電流方向 電壓極性的表示 名稱 電源電動勢 負載電壓 負載電流 表示 I 說明 電動勢的方向是電位升高的方向 電壓的方向是電位降低的方向 電流的方向是電位降低的方向 是實際方向 實際極性 可以表示成Uab 可以表示成Iab 1 3 1電流和電壓的參考方向 二 假定參考方向的原因 分析電路時 方程的建立 必須先標出電流方向 電壓極性 復(fù)雜電路中 實際電流方向 電壓極性難以事先判斷 這個假設(shè)的電流方向 電壓極性就是參考方向 參考極性 參考方向選定之后 電流 電壓才有正負之分 才可以列出相應(yīng)的電流 電壓方程 才可以求出實際的電流方向 電壓極性 要列電流方程 電壓方程 必須先假設(shè)電流方向 電壓極性 實際方向與參考方向一致時 電流 或電壓 的值為正 三 實際方向與參考方向的關(guān)系 例 若按參考方向測出U 5V 若按參考方向測出U 5V 實際方向與參考方向相反時 電流 或電壓 的值為負 則實際電流從a流向b 則實際電流從b流向a 則實際電壓方向從a指向b 則實際電壓方向從b指向a 設(shè)某支路電流參考方向如圖 若按參考方向測出I 5A 若按參考方向測出I 5A 例 設(shè)某支路電壓參考方向如圖 參考方向 關(guān)聯(lián)參考方向 分析計算電路時 如果事先不能判斷各支路電壓 電流的方向 可假定電壓或電流為某一方向 這個假定的方向成為電壓或電流的參考方向 理論上參考方向可任意選取 為避免解題中出現(xiàn)混論 通常規(guī)定假定的電壓與電流參考方向必須一致 即電流參考方向從電壓參考方向的高電位 極 指向低電位 極 這樣的參考方向稱關(guān)聯(lián)參考方向 2 參考方向的表示方法 電流 電壓 1 3 2電路中電源與負載的判斷 一 根據(jù)U I的實際方向判別 推薦 電流從 端流出的 是電源 電流從 端流入的 是負載 二 根據(jù)U I的參考方向判別 關(guān)聯(lián)時 I I P 0的是電源 P 0的是負載 非關(guān)聯(lián)時 P 0的是負載 P 0的是電源 基爾霍夫定律 P22 支路 電路中的每一個分支 一條支路流過一個電流 稱為支路電流 結(jié)點 三條或三條以上支路的聯(lián)接點 回路 由支路組成的閉合路徑 網(wǎng)孔 內(nèi)部不含支路的回路 例1 支路 ab bc ca 共6條 回路 abda abca adbca 共7個 結(jié)點 a b c d 共4個 網(wǎng)孔 abd abc bcd 共3個 基爾霍夫電流定律 KCL定律 1 定律 即 入 出 在任一瞬間 流向任一結(jié)點的電流等于流出該結(jié)點的電流 實質(zhì) 電流連續(xù)性的體現(xiàn) 或 0 對結(jié)點a I1 I2 I3 或I1 I2 I3 0 基爾霍夫電流定律 KCL 反映了電路中任一結(jié)點處各支路電流間相互制約的關(guān)系 通常 流入結(jié)點的取 號 流出結(jié)點的取 號 電流定律可以推廣應(yīng)用于包圍部分電路的任一假設(shè)的閉合面 2 推廣 I 例 廣義結(jié)點 I 0 IA IB IC 0 KCL的推廣 結(jié)點 也可以是一個假想的封閉面 若將圖示假想的封閉面看作一個結(jié)點 IA IB IC 0 試證明 1 式成立 證 在b結(jié)點處有 在c結(jié)點處有 將 2 3 4 式帶入 1 式得 IA IB IC 1 式成立 證畢 IA IB IC 在a結(jié)點處有 則 應(yīng)該有 某電路如圖 IA Iab Ica IB Ibc Iab IC Ica Ibc Iab Ica Ibc Iab Ica Ibc 0 結(jié)論 結(jié)點 也可以是一個假想的封閉面 已知 例 1A 3A 2A I 解 I 所以 3 幾點說明 1 2 求圖示電路中的電流I 根據(jù)KCL定律有 1 3 2 I 2 A 應(yīng)先假設(shè)各支路電路方向并標出 和支路中串有何種元件無關(guān) 再列結(jié)點電流方程 列KCL方程時 結(jié)點電流方程只和支路有關(guān) 在任一瞬間 沿任一回路循行方向 回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零 基爾霍夫電壓定律 KVL定律 1 定律 即 U 0 在任一瞬間 從回路中任一點出發(fā) 沿回路循行一周 則在這個方向上電位升之和等于電位降之和 對回路1 對回路2 E1 I1R1 I3R3 I2R2 I3R3 E2 或I1R1 I3R3 E1 0 或I2R2 I3R3 E2 0 基爾霍夫電壓定律 KVL 反映了電路中任一回路中各段電壓間相互制約的關(guān)系 1 列方程前標注回路循行方向 電位升 電位降E2 UBE I2R2 U 0I2R2 E2 UBE 0 2 應(yīng)用 U 0列方程時 項前符號的確定 如果規(guī)定電位降取正號 則電位升就取負號 3 開口電