電路及電路模型PPT課件

1、項(xiàng)目項(xiàng)目一一 直流直流電路的基本物理量電路的基本物理量【學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)】 了解電路及基本電路模型了解電路及基本電路模型 掌握電路的基本物理量掌握電路的基本物理量 能夠?qū)ξ宸N理想的電路元件正確識(shí)別和分析能夠?qū)ξ宸N理想的電路元件正確識(shí)別和分析 理解理解歐姆定律歐姆定律理解電路的三種狀態(tài)理解電路的三種狀態(tài)掌握數(shù)字萬(wàn)用表的使用掌握數(shù)字萬(wàn)用表的使用第1頁(yè)/共70頁(yè)2第一第一節(jié)節(jié) 電路電路及電路模型及電路模型【主要內(nèi)容主要內(nèi)容】1、電是什么；、電是什么； 2、電路及電路組成和作用；、電路及電路組成和作用；3、電路模型；、電路模型；4、畫(huà)電路圖注意事項(xiàng)、畫(huà)電路圖注意事項(xiàng)第2頁(yè)/共70頁(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)δ?擦擦

2、起起 電電 物體有了吸引輕小物體的性質(zhì)，就說(shuō)物體帶了電，或者說(shuō)，帶了電荷。第3頁(yè)/共70頁(yè)4電是一種自然現(xiàn)象，是一種能量。電荷有兩種：正電，負(fù)電。一、電是什么一、電是什么第4頁(yè)/共70頁(yè)5二、電路二、電路定義：電路是電流的通路，是為了某種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定 方式組合而成。 第5頁(yè)/共70頁(yè)組成：組成：電源是把非電能轉(zhuǎn)換為電能并向外提供電能的設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、蓄電池等。負(fù)載是電路中用電器的總稱，它把電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量。如電爐把電能轉(zhuǎn)換成熱能，電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。開(kāi)關(guān)屬于控制電器，用于控制電路的接通或斷開(kāi)。連接導(dǎo)線將電源和負(fù)載連接起來(lái)，擔(dān)負(fù)著電能的傳輸和分配。 第6頁(yè)/共70頁(yè)

3、各種蓄電池和干電池由化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。電源第7頁(yè)/共70頁(yè)汽輪發(fā)電機(jī)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)將其它能轉(zhuǎn)換成電能。第8頁(yè)/共70頁(yè)電動(dòng)機(jī)手電鉆吸塵器負(fù)載第9頁(yè)/共70頁(yè)電力系統(tǒng)擴(kuò)音器電路的作用實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞和處理電路的作用電路的作用電 燈電 爐發(fā)電機(jī)升 壓變壓器降 壓變壓器話筒揚(yáng)聲器放大器第10頁(yè)/共70頁(yè)三、電路模型和電路元件三、電路模型和電路元件電源負(fù)載實(shí)體電路中間環(huán)節(jié) 與實(shí)體電路相對(duì)應(yīng)、由理想元件構(gòu)成的，稱為實(shí)體電路的。電路模型負(fù)載電源開(kāi)關(guān)連接導(dǎo)線SRL+ UIUS+_R0第11頁(yè)/共70頁(yè)白熾燈的電路模型可表示為： 實(shí)際電路器件品種繁多，其電磁特性多元而復(fù)雜，采取模型化處理可獲得

4、有意義的分析效果。iR R L的電特性可用表征產(chǎn)生磁場(chǎng)的電特性可用表征由于白熾燈中耗能的因素遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于產(chǎn)生磁場(chǎng)的因素，因此L 可以忽略。理想電路元件是實(shí)際電路器件的理想化和近似，其電特性單一、確切，可定量分析和計(jì)算。第12頁(yè)/共70頁(yè)RC+US電阻元件只具耗能的電特性只具有儲(chǔ)存電能的電特性輸出電壓恒定，輸出電流由它和負(fù)載共同決定輸出電流恒定，兩端電壓由它和負(fù)載共同決定L只具有儲(chǔ)存磁能的電特性IS無(wú)源二端元件有源二端元件(注：五種理想元件以后會(huì)細(xì)講）第13頁(yè)/共70頁(yè)實(shí)物實(shí)物符號(hào)符號(hào)實(shí)物實(shí)物符號(hào)符號(hào) + -電路中常用的符號(hào)第14頁(yè)/共70頁(yè)四四、畫(huà)電路圖的注意事項(xiàng)：、畫(huà)電路圖的注意事項(xiàng)：1、完整準(zhǔn)

5、確地反映電路的組成；、完整準(zhǔn)確地反映電路的組成；2、用統(tǒng)一規(guī)定的器件符號(hào)；、用統(tǒng)一規(guī)定的器件符號(hào)；3、電路圖畫(huà)得簡(jiǎn)潔、工整；、電路圖畫(huà)得簡(jiǎn)潔、工整；4、器件符號(hào)安排合理的位置，分布均勻；、器件符號(hào)安排合理的位置，分布均勻；5、連線與器件符號(hào)連接處不能斷開(kāi)；、連線與器件符號(hào)連接處不能斷開(kāi)；6、在用電器正常工作的電路中，開(kāi)關(guān)應(yīng)畫(huà)成閉、在用電器正常工作的電路中，開(kāi)關(guān)應(yīng)畫(huà)成閉合的；合的；7、交叉相連的導(dǎo)線上要畫(huà)上實(shí)心圓點(diǎn)；、交叉相連的導(dǎo)線上要畫(huà)上實(shí)心圓點(diǎn)；第15頁(yè)/共70頁(yè)16第二節(jié)第二節(jié) 電路基本物理量電路基本物理量【主要內(nèi)容主要內(nèi)容】1、 電流的定義、大小和方向電流的定義、大小和方向 2、 電壓的

6、定義、大小和方向電壓的定義、大小和方向3、 電位電位定義和電壓的關(guān)系定義和電壓的關(guān)系4、 電動(dòng)勢(shì)的定義、大小和方向電動(dòng)勢(shì)的定義、大小和方向5、 電功率電功率定義、計(jì)算定義、計(jì)算第16頁(yè)/共70頁(yè)17一、電流一、電流 定義定義：電路電路中帶點(diǎn)粒子在電源作用下有規(guī)則地定向中帶點(diǎn)粒子在電源作用下有規(guī)則地定向移動(dòng)而移動(dòng)而形成電流。形成電流。大?。捍笮。?jiǎn)挝粏挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量定義為電流強(qiáng)度。定義為電流強(qiáng)度。電流強(qiáng)度定義說(shuō)明圖 電流強(qiáng)度公式第17頁(yè)/共70頁(yè)1kA=103A1mA=10-3A1 A=10-6A單位：?jiǎn)挝唬篈（安培）（安培） kA、mA、 A第18頁(yè)

7、/共70頁(yè)i 0 0i 參考方向參考方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向A AB Bi 參考方向參考方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向A AB B第19頁(yè)/共70頁(yè)1. 1. 用箭頭表示：用箭頭表示： 箭頭的指向?yàn)榧^的指向?yàn)殡娏鞯膮⒖挤较?。電流的參考方向?.2.用雙下標(biāo)表示：用雙下標(biāo)表示： 如如iAB, ,電流的參考方向由電流的參考方向由A點(diǎn)指向點(diǎn)指向B點(diǎn)。點(diǎn)。iBA第20頁(yè)/共70頁(yè)二二、電壓電壓 定義：定義：兩點(diǎn)之間的電位之差即是兩點(diǎn)間的電兩點(diǎn)之間的電位之差即是兩點(diǎn)間的電壓。從電場(chǎng)力做功概念定義，電壓就是將單壓。從電場(chǎng)力做功概念定義，電壓就是將單位正電荷從電路中一點(diǎn)移至電路中另一點(diǎn)電位正電荷從電路中一點(diǎn)移至電路中另

8、一點(diǎn)電場(chǎng)力做功的大小，如圖場(chǎng)力做功的大小，如圖 所示所示。)()()(tdqtdwtu定義電壓示意圖電壓公式第21頁(yè)/共70頁(yè)電壓參考方向有三種表示方式：電壓參考方向有三種表示方式：(1)用箭頭：用箭頭：(2)用正負(fù)極性用正負(fù)極性：(3)用雙下標(biāo)用雙下標(biāo)：A AB BUABUA AB BU+ +A AB B第22頁(yè)/共70頁(yè)U 0000 + +i iu u第33頁(yè)/共70頁(yè)p = ui P0 PE 時(shí)， I 0 表明方向與圖中參考方向一致。當(dāng) UabE 時(shí)， I 0 表明方向與圖中參考方向相反。E+_baIUabR+_第57頁(yè)/共70頁(yè)電路元件U、I 之間函數(shù)關(guān)系，表現(xiàn)在直角坐標(biāo)系中。線性電阻

9、伏安特性曲線為一通過(guò)原點(diǎn)的直線。I(A)U(V)0(4) 伏安特性曲線第58頁(yè)/共70頁(yè)二、二、電路的三種狀態(tài)電路的三種狀態(tài) 電路通常有三種狀態(tài)：通路、斷路、短路。第59頁(yè)/共70頁(yè)RREIo1)電壓與電流當(dāng)電源內(nèi)阻 Ro R 時(shí)，則U E ，表明當(dāng)電流(負(fù)載)變動(dòng)時(shí)電源的端電壓變動(dòng)不大，這說(shuō)明它帶負(fù)載能力強(qiáng)。EUIO電源的外特性曲線oRS+-RUE+-IIRU IREUo1.通路（電源有載工作）第60頁(yè)/共70頁(yè)電源輸出的功率電源產(chǎn)生的功率內(nèi)阻損耗的功率 在一個(gè)電路中，電源產(chǎn)生的功率和負(fù)載取用的功率以及內(nèi)阻上所損耗的功率是平衡的。2 )功率與功率平衡IREUo2oIREIUIPPPE第61頁(yè)

10、/共70頁(yè)例：下圖所示方框?yàn)殡娐吩?，已知：UAB= 50V，I1=15A，I2=10A，I3=-5A，試求電路各元件的功率，并校驗(yàn)功率是否平衡。解：UAB = 50VA點(diǎn)為“+”，B點(diǎn)為“-”I1 = 15AI1實(shí)際方向與參考方向相同，電流從“+”端出，“1”元件為電源，輸出功率為：W7505015AB11UIP+-123ABI1I2I3UAB第62頁(yè)/共70頁(yè)I2 = 10AI2實(shí)際方向與參考方向相同，電流從“+”端入，“2”元件為負(fù)載，吸收功率為：W5005010AB22UIPI3 = - -5AI3實(shí)際方向與參考方向相反，電流從“+”端入，“3”元件為負(fù)載，吸收功率為：W25050)5

11、(AB33UIP可見(jiàn)負(fù)載吸收的功率與電源輸出的功率平衡+-123ABI1I2I3UAB第63頁(yè)/共70頁(yè)4) 4) 額定值與實(shí)際值額定值與實(shí)際值額定值：電氣設(shè)備的額定電壓、額定電流和額定功率及其他標(biāo)準(zhǔn)使用規(guī)定值稱為電氣設(shè)備的額定值。分別用UN、IN、PN表示。 制造廠在制定產(chǎn)品的額定值時(shí)，要全面考慮使用的經(jīng)濟(jì)性、可靠性及壽命等因素，特別要保證設(shè)備的工作溫度不超過(guò)規(guī)定的容許值。 使用時(shí)，電壓、電流和功率的實(shí)際值不一定等于它們的額定值。第64頁(yè)/共70頁(yè) 當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電源處于開(kāi)路(空載)狀態(tài)，不輸出電能，其特征如下：2 2、開(kāi)路（電源的斷路）、開(kāi)路（電源的斷路）電源端電壓 （ 即開(kāi)路電壓）等于電源電動(dòng)勢(shì)負(fù)載功率為零開(kāi)路電流為零1.5 1.5 電源有載工作、開(kāi)路與短路電源有載工作、開(kāi)路與短路oR+-ESRU+-I0P0IIREUo第65頁(yè)/共70頁(yè)3、 短路短路電源端電壓為零負(fù)載功率為零電源產(chǎn)生的電能全被內(nèi)阻所消耗短路電流（很大）短路通常是一種嚴(yán)重事故，應(yīng)該盡力預(yù)防oR+-ESRU+-I 當(dāng)電源的兩端被短接時(shí)，其特征如下：0UoSREII2oIRPPE0P第66頁(yè)/共70頁(yè)1.4.4 如圖，方框代表電源或負(fù)載。已知 U = 220V，I= -1A，試問(wèn)哪些方框是電源，哪些是負(fù)載？解：（a）+ U-I -U+I+ U-I -U+I（b）（c）（d）(a)圖 P = UI