電工學(xué)秦曾煌(第六版)上冊_第1章

1、下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出放放大大器器揚聲器揚聲器話筒話筒 電路是電流的通路，是為了某種需要由電工設(shè)備電路是電流的通路，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?；螂娐吩匆欢ǚ绞浇M合而成。 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)升壓升壓變壓器變壓器降壓降壓變壓器變壓器電燈電燈電動機(jī)電動機(jī)電爐電爐.輸電線輸電線下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出電源電源: 提供提供電能的裝置電能的裝置負(fù)載負(fù)載: 取用取用電能的裝置電能的裝置中間環(huán)節(jié)：中間環(huán)節(jié)：傳遞、分傳遞、分配

2、和控制電能的作用配和控制電能的作用發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)升壓升壓變壓器變壓器降壓降壓變壓器變壓器電燈電燈電動機(jī)電動機(jī)電爐電爐.輸電線輸電線下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出直流電源直流電源: 提供能源提供能源負(fù)載負(fù)載信號源信號源: 提供信息提供信息放放大大器器揚聲器揚聲器話筒話筒 電源或信號源的電壓或電流稱為激勵，它推動電路電源或信號源的電壓或電流稱為激勵，它推動電路工作；由激勵所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。工作；由激勵所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。信號處理：信號處理：放大、調(diào)諧、檢波等放大、調(diào)諧、檢波等下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出手電筒的電路模型手電筒的電路模型

3、為了便于用數(shù)學(xué)方法分析電路為了便于用數(shù)學(xué)方法分析電路, 一般要將實際電一般要將實際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來模擬實際電路中的器件，從而構(gòu)成與實際電其組合來模擬實際電路中的器件，從而構(gòu)成與實際電路相對應(yīng)的電路模型。路相對應(yīng)的電路模型。 手電筒由電池、手電筒由電池、燈泡、開關(guān)和筒體組成。燈泡、開關(guān)和筒體組成。 理想電路元件主要理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等。電容元件和電源元件等。+R0R開關(guān)開關(guān)EI電珠電珠+U干電池干電池 導(dǎo)線導(dǎo)線下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一

4、頁退出退出 電池電池是電源元件，其是電源元件，其參數(shù)為電動勢參數(shù)為電動勢 E 和內(nèi)阻和內(nèi)阻Ro； 燈泡燈泡主要具有消耗電能主要具有消耗電能的性質(zhì)，是電阻元件，的性質(zhì)，是電阻元件，其參數(shù)為電阻其參數(shù)為電阻R； 筒體筒體用來連接電池和燈用來連接電池和燈泡，其電阻忽略不計，認(rèn)泡，其電阻忽略不計，認(rèn)為是無電阻的理想導(dǎo)體。為是無電阻的理想導(dǎo)體。 開關(guān)開關(guān)用來控制電路的通用來控制電路的通斷。斷。+R0R開關(guān)開關(guān)EI電珠電珠+U干電池干電池 導(dǎo)線導(dǎo)線下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出物理量物理量實實 際際 方方 向向電流電流 I正電荷運動的方向正電荷運動的方向電動勢電動勢E ( (電位升高

5、的方向電位升高的方向) ) 電壓電壓 U( (電位降低的方向電位降低的方向) )高電位高電位 低電位低電位 單單 位位kA 、A、mA、A低電位低電位 高電位高電位kV 、V、mV、VkV 、V、mV、V下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出電流：電流：Uab 雙下標(biāo)雙下標(biāo)電壓：電壓：I 在分析與計算電路時，對在分析與計算電路時，對電量任意假定的方向。電量任意假定的方向。Iab 雙下標(biāo)雙下標(biāo)箭箭 標(biāo)標(biāo)abRI正負(fù)極性正負(fù)極性+abU U+_+R0E3V注意：注意： 在參考方向選定后在參考方向選定后,電流電流(或電壓或電壓)值才有正負(fù)之分。值才有正負(fù)之分。 下一頁下一頁章目錄章目錄

6、返回返回上一頁上一頁退出退出實際方向與參考方向?qū)嶋H方向與參考方向一致一致，電流，電流(或電壓或電壓)值為值為正值正值；實際方向與參考方向?qū)嶋H方向與參考方向相反相反，電流，電流(或電壓或電壓)值為值為負(fù)值負(fù)值。I = 0.28A I = 0.28A 電動勢電動勢為為E =3V方向由負(fù)極方向由負(fù)極指向正極指向正極 ；U+R0E3VU +例例: 電路如圖所示。電路如圖所示。 電流電流I的參考方向的參考方向與實際方向相同，與實際方向相同，I=0.28A,由由 流向流向,反之亦然。反之亦然。 電壓電壓U 的參考方向與實際的參考方向與實際方向相反方向相反, U = 2.8V;即即: U = U 電壓電壓U

7、的參考方向與實際的參考方向與實際方向相同方向相同, U = 2.8V, 方向由方向由 指向指向；2.8V 2.8V下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出 歐姆定律歐姆定律U、I 參考方向相同時參考方向相同時RU+IRU+I 表達(dá)式中有兩套正負(fù)號：表達(dá)式中有兩套正負(fù)號：(1) 式前的正負(fù)號由式前的正負(fù)號由U、I 參考方向的關(guān)系確定；參考方向的關(guān)系確定； (2) U、I 值本身的正負(fù)則說明實際方向與參考方向值本身的正負(fù)則說明實際方向與參考方向 之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。 通常取通常取 U、I 參考方向相同。參考方向相同。U = I R下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出

8、 解解: 對圖對圖(a)有有, U = IR 例例: 應(yīng)用歐姆定律對下圖電路列出式子，并求電阻應(yīng)用歐姆定律對下圖電路列出式子，并求電阻R。對圖對圖(b)有有, U = IR326 : IUR所以所以326: IUR所以所以RU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A電流的參考方向電流的參考方向與實際方向相反與實際方向相反電壓與電流參電壓與電流參考方向相反考方向相反下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出 遵循歐姆定律的電阻稱為線性電阻，它表示該段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)。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

9、阻的伏安特性常數(shù)常數(shù)即：即： IUR 下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出1.5 電源有載工作、開路與短路電源有載工作、開路與短路開關(guān)閉合開關(guān)閉合, 接通電源與負(fù)載接通電源與負(fù)載RREI 0負(fù)載端電壓負(fù)載端電壓U = IR 1. 電壓電流關(guān)系電壓電流關(guān)系(1) 電流的大小由負(fù)載決定。電流的大小由負(fù)載決定。 (2) 在電源有內(nèi)阻時，在電源有內(nèi)阻時，I U ?；蚧?U = E IR0電源的外特性電源的外特性EUI0R0ER+I下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出 開關(guān)閉合開關(guān)閉合,接通接通電源與負(fù)載。電源與負(fù)載。RREI 0U = IR或或 U = E IRoUI

10、= EI I2RoP = PE P負(fù)載負(fù)載取用取用功率功率電源電源產(chǎn)生產(chǎn)生功率功率內(nèi)阻內(nèi)阻消耗消耗功率功率(3) 電源輸出的功率由負(fù)載決定。電源輸出的功率由負(fù)載決定。負(fù)載大小的概念負(fù)載大小的概念: 負(fù)載增加指負(fù)載取用的負(fù)載增加指負(fù)載取用的電流和功率增加電流和功率增加(電壓一定電壓一定)。R0ER+I 1. 電壓電流關(guān)系電壓電流關(guān)系 2. 功率與功率平衡功率與功率平衡下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出 U、I 參考方向不同，參考方向不同，P = UI 0，電源電源； P = UI 0，負(fù)載負(fù)載。U、I 參考方向相同，參考方向相同，P = UI 0，負(fù)載負(fù)載； P = UI 0，

11、電源電源。 電源：電源： U、I 實際方向相反，即電流從實際方向相反，即電流從“+”+”端流出，端流出， （發(fā)出功率）（發(fā)出功率） 負(fù)載：負(fù)載： U、I 實際方向相同，即電流從實際方向相同，即電流從“- -”端流出。端流出。 （吸收功率）（吸收功率）下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出例例: 已知已知:電路中電路中U=220V，I=5A，內(nèi)阻，內(nèi)阻R01= R02= 0.6 。求求: (1) 電源的電動勢電源的電動勢E1和負(fù)載的反電動勢和負(fù)載的反電動勢E2 ； (2) 說明功率的平衡關(guān)系。說明功率的平衡關(guān)系。R01E1UI+R02E2+解：解：(1) 對于電源對于電源 U= E

12、1- U1= E1-IR01 即即 E1= U +IR01 = 220+5 0.6=223V U= E2+ U2= E2+IR02 即即 E2= U -IR01 = 220-5 0.6 = 217V(2)由上面可得，由上面可得，E1=E2 +IR01+IR02 等號兩邊同時乘以等號兩邊同時乘以 I，則得，則得 E1 I =E2 I +I2R01+I2R02代入數(shù)據(jù)有代入數(shù)據(jù)有 223 5=217 5+52 0.6+ 5+52 0.6 1115W=1085W+15W+15W。下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出 額定值額定值: 電氣設(shè)備在正常運行時的規(guī)定使用值電氣設(shè)備在正常運行時

13、的規(guī)定使用值 1. 額定值反映電氣設(shè)備的使用安全性；額定值反映電氣設(shè)備的使用安全性； 2. 額定值表示電氣設(shè)備的使用能力。額定值表示電氣設(shè)備的使用能力。 例：例：一只一只220V, 60W的白熾燈的白熾燈, 接在接在220V的電源的電源上，試求通過電燈的電流和電燈在上，試求通過電燈的電流和電燈在220V電壓下工作電壓下工作時的電阻。如果每晚工作時的電阻。如果每晚工作3h(小時小時)，問一個月消耗，問一個月消耗多少電能多少電能? 注意：注意：電氣設(shè)備工作時的實際值不一定都等于其電氣設(shè)備工作時的實際值不一定都等于其額定值，要能夠加以區(qū)別。額定值，要能夠加以區(qū)別。A0.273A22060 UPI解解

14、: 通過電燈的電流為通過電燈的電流為下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出： I IN ，P IN ，P PN 額定工作狀態(tài)：額定工作狀態(tài)： I = IN ，P = PN 在在220V電壓下工作時的電阻電壓下工作時的電阻 0680.273220IUR一個月用電一個月用電W = Pt = 60W (3 30) h = 0.06kW 90h = 5.4kW. h下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出特征特征: 開關(guān)開關(guān) 斷開斷開I = 0電源端電壓電源端電壓 ( 開路電壓開路電壓 )負(fù)載功率負(fù)載功率U = U0 = EP = 01. 開路處的電流等于零；開路處的電流等于

15、零； I = 02. 開路處的電壓開路處的電壓 U 視電路情況而定。視電路情況而定。電路中某處斷開時的特征電路中某處斷開時的特征: :I+U有有源源電電路路IRoR EU0 下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出電源外部端子被短接電源外部端子被短接 特征特征:0SREII U = 0 PE = P = IR0P = 01. .短路處的電壓等于零；短路處的電壓等于零； U = 02. .短路處的電流短路處的電流 I 視電路情況而定。視電路情況而定。I+U有有源源電電路路IRRo E下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出支路：支路：電路中的每一個分支。電路中的每一個分支

16、。 一條支路流過一個電流，稱為支路電流。一條支路流過一個電流，稱為支路電流。三條或三條以上支路的聯(lián)接點。三條或三條以上支路的聯(lián)接點。由支路組成的閉合路徑由支路組成的閉合路徑。內(nèi)部不含支路的回路。內(nèi)部不含支路的回路。I1I2I31 12 23 3ba E2R2 R3R1E1下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出adbcE+GR3R4R2I2I4IGI1I3IR1下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出 在任一瞬間，流向任一結(jié)點的電流等于流出該結(jié)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。點的電流。 實質(zhì)實質(zhì): 或或: = 0對結(jié)點對結(jié)點 a： I1+I2 = I

17、3或或 I1+I2I3= 0ba E2R2 R3R1E1I1I2I3下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出I =?例例:I = 0IA + IB + IC = 02 +_+_I5 1 1 5 6V12VIAIBICAIBCIABACBIC廣義結(jié)點廣義結(jié)點下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出即：即： U = 0 在任一瞬間，從回路中任一點出發(fā)，沿回路循行在任一瞬間，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。一周，則在這個方向上電位升之和等于電位降之和。對回路對回路1：對回路對回路2： E1 = I1 R1 +I3 R3I2 R2+I

18、3 R3=E2或或 I1 R1 +I3 R3 E1 = 0 或或 I2 R2+I3 R3 E2 = 0 1 12 2I1I2I3ba E2R2 R3R1E1下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出1列方程前列方程前標(biāo)注標(biāo)注回路循行方向；回路循行方向； 電位升電位升 = 電位降電位降 E2 =UBE + I2R2 U = 0 I2R2 E2 + UBE = 02應(yīng)用應(yīng)用 U = 0項前符號的確定：項前符號的確定： 3. 開口電壓可按回路處理開口電壓可按回路處理 注意：注意：1 1對回路對回路1：E1UBEE+B+R1+E2R2I2_下一頁下一頁章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁退出退出對網(wǎng)孔對網(wǎng)孔abda：對網(wǎng)孔對網(wǎng)孔acba：對網(wǎng)孔對網(wǎng)孔bcdb：R6I6 R6 I3 R3 +I1 R1 = 0I2 R2 I4 R4 I6 R6 = 0I4 R4 + I3 R3 E = 0對回路對回路 adbca，沿逆時針方向循行，沿逆時針方向循行： I1 R1 + I3 R3 + I4 R4 I2 R2 = 0應(yīng)用應(yīng)用 U = 0列方程列方程對回路對回路 cadc，沿逆時針方向循