第一章 直流電路(少學(xué)時)林平勇

1、 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程王王 蘭蘭2022-1-11 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電工與電子技術(shù)基礎(chǔ) 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程 電路基礎(chǔ) 電子技術(shù) 模擬電子技術(shù) 數(shù)字電子技術(shù) 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程 第一章第一章 直流電路直流電路 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)

2、技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)目的教學(xué)目的 1.1.了解實際電路、理想電路元件和電路模型的概念。 2.2.熟練掌握電流、電壓和電功率的概念。 3.3.理解電位、電動勢和能量的概念。教學(xué)內(nèi)容概述教學(xué)內(nèi)容概述 主要介紹理想電路元件和電路模型的概念以及電路中常 用的物理量：電流、電壓和電功率的概念。教學(xué)重點和難點教學(xué)重點和難點 重點：電流、電壓的參考方向及關(guān)聯(lián)參考方向和電功率 的計算。 難點：電功率的計算及對電路發(fā)出和吸收功率的判斷。 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程1-11

3、-1實際電路和電路模型實際電路和電路模型 一、實際電路一、實際電路實際電路元件：實際中電氣元件的物理實體。如：電燈等。實際電路：由實際電路元件按一定方式連接起來的物理實體。如：日光燈等。 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程負載：由實際元器件構(gòu)成的電流的通路。電源/信號源：電路中提供電能或者電信號的裝置。如發(fā)電機、蓄電池等。在電路中接收電能的設(shè)備。如電動機、電燈等。中間環(huán)節(jié)：電源和負載之間不可缺少的連接、控制和保護部件，如連接導(dǎo)線、開關(guān)設(shè)備、測量設(shè)備以及各種繼電保護設(shè)備等。 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程

4、系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電路的功能：完成能量傳輸、轉(zhuǎn)換；信號處理、傳遞等。如：電力系統(tǒng)、廣播電視等。二、理想電路元件、電路模型二、理想電路元件、電路模型理想電路元件：是實際電氣器件主要電磁特性的科學(xué)抽象。 如：電阻R：是模擬實際電氣器件中消耗電能的特性并將其抽象出的理想電路元件； 電感L：是模擬實際電氣器件中建立磁場的特性并將其抽象出的理想電路元件； 電容C：是模擬實際電氣器件中建立電場的特性并將其抽象出的理想電路元件； 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電路模型：由理想電路元件組成的

5、電路。舉例： 一實際線圈實際線圈在各種條件下的電路模型（a）(c)(b) 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程三、電路圖三、電路圖電路圖分為：原理圖、裝配圖、電路模型圖。 前兩種用于工程中安裝、檢修和調(diào)試。原理圖：只表示線路的接法。圖形符號見表1-1；裝配圖：除表示電路的實際接法外，還畫出有關(guān)部分的裝 置與結(jié)構(gòu)，反映出電路的幾何尺寸和各元件實際形狀。電路模型圖：由理想電路元件通過一定的連接構(gòu)成的圖。電路元件符號見表1-2。 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)

6、基礎(chǔ)課程 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程舉例舉例干電池開關(guān)電燈R0+ +- -USSR1（a）（b）（c）實際電路與電路模型 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程1-2 1-2 電路中的基本物理量電路中的基本物理量一、電流及其參考方向一、電流及其參考方向1.1.定義：電荷的定向運動稱為電流。其大小用電流強度表示。電流強度：單位時間內(nèi)通過導(dǎo)

7、體某一橫截面的電荷量?？杀頌椋簍QI 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程 若電流或電荷隨 t 變化，用i(t)、q(t)或 i、q 表示。則電荷隨t的變化率可近似表為 tqtqitddlim0tqmA10A1A10kA133tqidd因此電流可定義為單位及換算其精確值為： 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程2.2.方向（1）實際方向：規(guī)定為正電荷的移動方向。（2）參考方向：人為規(guī)定。 二者關(guān)系：i0,相同，i0 相同，u0 ，表示A點 電位高于參考

8、點電位，反之亦然。 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程三、電壓電流的關(guān)聯(lián)參考方向三、電壓電流的關(guān)聯(lián)參考方向 電壓電流的參考方向關(guān)系共4種：分兩類：（1）一致方向稱為關(guān)聯(lián)參考方向； （2）不一致方向稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。（a）iuba（b）iuab（c）iuab（d）uiab（a）關(guān)聯(lián)參考方向（b）關(guān)聯(lián)參考方向（c）非關(guān)聯(lián)參考方向（d）非關(guān)聯(lián)參考方向 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程說明說明：1.1.選用哪一種，原則上任意。習(xí)慣上：無源元件取一致方向

9、； 有源元件取不一致方向。2.2.u、i 參考方向一經(jīng)確定，計算過程中不得改變。3 3.電路圖中標出的方向均為參考方向。 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程4.4.電動勢的實際方向：由電源負極指向正極。 電動勢的參考方向：人為規(guī)定。 電動勢與電壓的參考方向關(guān)系： ue（a）（b）電壓和電動勢的參考方向ue（c）ue(a) u=e (b) u=e (c) u=-e 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程tWP 四、電功率與電能四、電功率與電能1.1.電功

10、率：單位時間電路消耗的能量。表為直流時twtwtptddlim)(0mW101WW,101kWkW,101MW333twtpdd)(p=ui功率隨時間變化時，則有即將dw=udq，且dq=idt 代入得：單位：瓦特（W)單位換算： 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程u、i 方向與 p 的關(guān)系：（1）u、i 取關(guān)聯(lián)參考方向時： p=ui（2）u、i 取非關(guān)聯(lián)參考方向時： p= -ui p0為吸收功率， p0，吸收；wR2，則如果兩個并聯(lián)電阻有：R1R2，則1、電阻的串聯(lián)與并聯(lián) 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工

11、程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程 Rab=R1+ R6+(R2/R3)+(R4/R5)R1R2R3R4R5R6ab由由a、b端向里看，端向里看， R2和和R3，R4和和R5均連接在相同的兩點之間，因此是均連接在相同的兩點之間，因此是并聯(lián)關(guān)系，把這并聯(lián)關(guān)系，把這4個電阻兩兩并聯(lián)個電阻兩兩并聯(lián)后，電路中除了后，電路中除了a、b兩點不再有結(jié)兩點不再有結(jié)點，所以它們的等效電阻與點，所以它們的等效電阻與R1和和R6相串聯(lián)。相串聯(lián)。 電阻混聯(lián)電路的等效電阻計算，關(guān)鍵在于正確找出電路的連接點，然后分別把兩兩結(jié)點之間的電阻進行串、并聯(lián)簡化計算，最后將簡化的等效電阻相串即可求出。

12、河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程1.9 支路電流法支路電流法 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程當不需求當不需求a、c和

13、和b、d間的間的電流時，電流時，(a、c)( b、d)可分可分別看成一個結(jié)點。別看成一個結(jié)點。 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程支路數(shù)支路數(shù)b =4，且恒流源支，且恒流源支路的電流已知。路的電流已知。I1= 2A， I2= 3A， I3=6A 對結(jié)點對結(jié)點 a： I1 + I2 I3 = 7對回路對回路1：12I1 6I2 = 42對回路對回路2：6I2 + UX = 0baI2I342V+I112 6 7A3 cd123+UX對回路對回路3：UX + 3I3 = 0解法解法2 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院

14、電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程 在多個電源同時作用的線性電路中，任何支路的電流或任意兩點間的電壓，都是各個電源單獨作用時所得結(jié)果的代數(shù)和。IR1R2ISUSIR1R2USIR1R2IS 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程12V+_BAI237.2V+_212V+_6A1)2/3(62 . 7 2IA1633)6/3(2122IBA37.2V+_26I2I2 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程+-I4A20V10

15、 10 10 I4A10 10 10 +-I20V10 10 10 A2214IA1101020 I 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程1. 1. 疊加定理只適用于線性電路（電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變）。 2. 疊加時只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。暫時不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令U=0；暫時不予考慮的恒流源應(yīng)予以開路，即令I(lǐng)s=0。3. 解題時要標明各支路電流、電壓的正方向。原電路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電流的代數(shù)和。 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)

16、基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程4. 疊加定理只能用于電壓或電流的計算，不能用來求功 率，即功率不能疊加。如：5. 運用疊加定理時也可以把電源分組求解，每個 分支電路的電源個數(shù)可能不止一個。 333 III 32332332333233)()()(RIRIRIIRIPR3I3=+ 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程線性線性有源有源二端二端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) ababR0US+- - 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程ABAB 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程已知：R1=20 、 R2=30 R3=30 、 R4=20 U=10V求：當 R5=16 時，I5=?R1R3+_R2R4R5UI5R5I5R1R3+_R2R4U有源二端網(wǎng)絡(luò) 河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系部電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程電子工程系部電工與電