注電考試電工學

1、1電工學和電子技術(shù)電工學和電子技術(shù)電磁學電磁學l高斯定律高斯定律l安培環(huán)路定律安培環(huán)路定律l電磁感應定律電磁感應定律電工學電工學l基本定律基本定律l交流電路交流電路l電子技術(shù)電子技術(shù)l信息技術(shù)信息技術(shù)2電電 磁磁 學學3真空中兩個靜止點電荷相互作用力的大小正比于兩真空中兩個靜止點電荷相互作用力的大小正比于兩個點電荷電量的積，反比于兩個點電荷距離的平方，個點電荷電量的積，反比于兩個點電荷距離的平方，方向沿著它們的連線，同種電荷相斥，異種電荷相方向沿著它們的連線，同種電荷相斥，異種電荷相吸。吸。 二、二、庫侖定律庫侖定律注意注意: 庫侖定律僅適用于點電荷。庫侖定律僅適用于點電荷。12214q qF

2、rq1q2r4電荷電荷1 1受電荷受電荷2 2的庫侖力的庫侖力1212122204q qq qF= k=r r2-1202= 8.8510CNm真空中的介電常數(shù)真空中的介電常數(shù)q1q2r12F292019104Nmk =C0r =介質(zhì)中的介電常數(shù)介質(zhì)中的介電常數(shù) 與真空中的介電常與真空中的介電常數(shù)數(shù) 之比稱為相對介電常數(shù)之比稱為相對介電常數(shù)r05兩個點電荷在真空中相距兩個點電荷在真空中相距7cm時的作用力與他們在煤時的作用力與他們在煤油中相距油中相距5cm時的作用力相等。求煤油的時的作用力相等。求煤油的相對介電常相對介電常數(shù)數(shù) r油油解：氫原子核與電子之間的庫侖力和萬有引力為解：氫原子核與電子

3、之間的庫侖力和萬有引力為: 12122201144q qq qrr空油油0r 22200rrrr空油 油油油222271.965rrr空油油6質(zhì)量為質(zhì)量為m的兩小球帶等量的兩小球帶等量 電荷電荷q，現(xiàn)用長為，現(xiàn)用長為l的細線的細線懸掛在空中懸掛在空中O點，當小球平衡時，測得它們之間的點，當小球平衡時，測得它們之間的水平距離為水平距離為x，求繩子的張力，求繩子的張力TxlOqqTmgF22042qxxlT2302qTx7 真空中的靜電場內(nèi)，通過任意封閉曲面的真空中的靜電場內(nèi)，通過任意封閉曲面的電通量電通量等于曲面內(nèi)所等于曲面內(nèi)所包圍的電荷電量的代數(shù)和包圍的電荷電量的代數(shù)和除以真空除以真空介電常數(shù)

4、。與閉合面外的電荷無關(guān)。介電常數(shù)。與閉合面外的電荷無關(guān)。rSdES 101tiiq高斯定理高斯定理電荷與電場關(guān)系電荷與電場關(guān)系 電場強度電場強度E：靜電場單位點電荷所受的力。：靜電場單位點電荷所受的力。FEq 其方向與正電荷在電場中的方向相同。其方向與正電荷在電場中的方向相同。8SS1、均勻電場、均勻電場ESe 2、均勻電場、均勻電場nE = cosESe SE3、非均勻電場、任意曲面、非均勻電場、任意曲面dSeSEdS單位：單位：VmnEE電通量電通量91 設真空中點電荷設真空中點電荷+q1和點電荷和點電荷+q2，且，且q2=2q1，以，以+q1為為中心，中心，a為半徑形成封閉球面，則通過該

5、球面的電通量為半徑形成封閉球面，則通過該球面的電通量為：為：10( ) 3/Aq 10( ) 2/Bq10( )/Cq() 0D2q0aqaq穿過球面的電通量僅與被球穿過球面的電通量僅與被球面包圍的點電荷有關(guān)，且與面包圍的點電荷有關(guān)，且與半徑半徑r無關(guān)，與球外電荷也無無關(guān)，與球外電荷也無關(guān)關(guān)0710一、一、求場強求場強的思路的思路 高斯定理反映的是電通量與電荷的關(guān)系高斯定理反映的是電通量與電荷的關(guān)系，而不是場強與，而不是場強與電荷的直接聯(lián)系。要通過電通量計算場強，就需要在高斯電荷的直接聯(lián)系。要通過電通量計算場強，就需要在高斯定理表達式中，將場強從積分號中提出來，這就導致定理表達式中，將場強從積

6、分號中提出來，這就導致要求要求電場的分布具有某種特殊的對稱性電場的分布具有某種特殊的對稱性。 幾類對稱性幾類對稱性：v 電場分布軸對稱電場分布軸對稱v 電場分布球?qū)ΨQ電場分布球?qū)ΨQv 電場分布面對稱電場分布面對稱高斯定理的應用高斯定理的應用rSE dS 101tiiq11RPO球?qū)ΨQ分布：球?qū)ΨQ分布：在任何與均勻在任何與均勻帶電球殼同心的球面上各點的帶電球殼同心的球面上各點的場強大小都相等，方向沿著半場強大小都相等，方向沿著半徑方向呈輻射狀。徑方向呈輻射狀。 求電量為求電量為Q 、半徑為、半徑為R的的均勻帶電球面均勻帶電球面的場強分布。的場強分布。高斯定理的應用舉例高斯定理的應用舉例12源球?qū)?/p>

7、稱源球?qū)ΨQ場球?qū)ΨQ場球?qū)ΨQR ReSE dS Rr 0 00Qr RSdSE2 24 4 rE ERr 0RrrQ2 20 04 4 r0 0E ER REEEESd選取合適的高斯面選取合適的高斯面在在r處場強的值存在躍變。處場強的值存在躍變。13兩個同心帶電球殼，半徑為兩個同心帶電球殼，半徑為R1和和R，電量分別為，電量分別為Q1和和Q2,填空：填空：R1，Q1R, Q2112 2, RR, , rRErERrE 擴展：擴展：01204Qr12204QQr14安培環(huán)路定律安培環(huán)路定律1516H/m10470 0r0BB 0HH17sB ds 18Bdl0IBdl0 IBl或0BlI19diL

8、iBlII1I2I3L2L1磁感應強度磁感應強度B的環(huán)流等于穿過以的環(huán)流等于穿過以L為邊界的為邊界的任意曲面的電流的代數(shù)和。任意曲面的電流的代數(shù)和。1023d()LBlII2012d()LBlII安培環(huán)路定理安培環(huán)路定理B空間空間所有電流所有電流共同產(chǎn)生的共同產(chǎn)生的內(nèi)I與與L L套連套連的電流的電流 iiI內(nèi)代數(shù)和代數(shù)和（與與L L繞行方向成繞行方向成右手螺旋的電流取正右手螺旋的電流取正）20思路：思路： 1、右邊是一個代數(shù)式，計算方便。右邊是一個代數(shù)式，計算方便。 2、若左邊能演變成、若左邊能演變成 則則B可可以很以很 方便的求出。方便的求出。難點：積分路徑要選取合適難點：積分路徑要選取合適

9、v積分路徑的選取原則積分路徑的選取原則1、必須通過所求場點、必須通過所求場點2、積分路徑、積分路徑L上上 B 或處處大小相等，方向平行于或處處大小相等，方向平行于 線元線元 ，或部分，或部分B 的方向垂直于線元，或的方向垂直于線元，或部分路徑上部分路徑上 B03、環(huán)路形狀盡可能簡單、環(huán)路形狀盡可能簡單安培環(huán)路定理的應用求安培環(huán)路定理的應用求B的分布的分布00diLiBlIIcosB dlBdlld21用來求解具有軸對稱分布的磁場用來求解具有軸對稱分布的磁場例題例題求：無限長載流直導線產(chǎn)生的磁場求：無限長載流直導線產(chǎn)生的磁場I解：對稱性分析解：對稱性分析磁感應線是磁感應線是 躺在垂直平面上的同心

10、圓，選環(huán)路躺在垂直平面上的同心圓，選環(huán)路BLrdLBlIdBl2Br2IBr0rH22通過一個閉合回路的通過一個閉合回路的磁通磁通量量發(fā)生發(fā)生變化變化時，時， 回路中就回路中就有感應電流產(chǎn)生有感應電流產(chǎn)生該現(xiàn)該現(xiàn)象稱為象稱為電磁感應現(xiàn)象電磁感應現(xiàn)象。產(chǎn)生的電流稱為產(chǎn)生的電流稱為感應電流感應電流，相應的電動勢為相應的電動勢為感應電動感應電動勢勢。N電磁感應現(xiàn)象：電磁感應現(xiàn)象：d= -dtii關(guān)聯(lián)正方關(guān)聯(lián)正方向向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向23 ab ab閉合電路的一部分導體做切割磁感線的運動時，電閉合電路的一部分導體做切割磁感線的運動時，電路中就有電流產(chǎn)生，路中就有電流產(chǎn)生，方向由右手定則確定。方向由右手定

11、則確定。ve = Blvabi 24 ababi viI電動勢電動勢i RiIiI形成形成產(chǎn)產(chǎn)生生 當通過回路的磁通量變化時，回路中就會當通過回路的磁通量變化時，回路中就會產(chǎn)生感應電動勢。產(chǎn)生感應電動勢。2.線圈內(nèi)磁場變化線圈內(nèi)磁場變化SBdS1.導線或線圈在磁場中運動導線或線圈在磁場中運動25金屬導軌上放置金屬導軌上放置ab和和cd兩根金屬棒，各長兩根金屬棒，各長1m，電阻，電阻r均均為為4，均勻磁場，均勻磁場B=2T，當，當ab以以v1=4m/s，cd以以v2=2m/s的速度向左運動時，求的速度向左運動時，求abcd回路電流回路電流12 1 48abeBlvV 解：解：840.522 4a

12、bcdeeIAr abcdrreabecdab22 1 24cdeBlvV v1v226m如圖所示如圖所示勻強磁場勻強磁場中，磁感應強度方向向上，大小為中，磁感應強度方向向上，大小為5T，圓環(huán)半徑為，圓環(huán)半徑為0.5m，電阻，電阻5，現(xiàn)磁感應強度以現(xiàn)磁感應強度以1T/s速度減小速度減小，問圓環(huán)內(nèi)電流的大小及方向（，問圓環(huán)內(nèi)電流的大小及方向（）2m =BS=r B 21( )2412mddBe= -= -rdtdt= - -20ei=Ri27 ab載流導體在磁場中的受力：載流導體在磁場中的受力：F=Bl I方向由左手定則確定。方向由左手定則確定。FI abviI28 直流電路直流電路29電流的電

13、流的參考方向參考方向 參考方向參考方向是在分析電路前是在分析電路前任意任意假假定定的的一個電流方一個電流方向，用箭頭標在電路圖上。向，用箭頭標在電路圖上。并規(guī)定：并規(guī)定： 電流實際方向與參考方向相同，電流電流實際方向與參考方向相同，電流取取正值；正值； 電流實際方向與參考方向相電流實際方向與參考方向相反，電流取負值。反，電流取負值。 也可雙下標表示：也可雙下標表示： iAB = - iBA30ABIR若若 I = 5A ，則實際方向與參考方向一致，則實際方向與參考方向一致， 若若 I = - 5A ，則實際方向與參考方向相反。，則實際方向與參考方向相反。例例：31電壓的參考方向電壓的參考方向(

14、高電位指向低電位高電位指向低電位) 可用箭頭表示，或正負極性表示：可用箭頭表示，或正負極性表示：也可用雙下標表示：也可用雙下標表示： uAB = - uBA 32設定設定參考方向參考方向情況下的歐姆定律情況下的歐姆定律I與與U的的參考參考方向一致方向一致U = IRaIRUbI與與U的的參考參考方向相反方向相反U = IRaIRUb關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向33UIR6V2A(a)UIR6V-2A(b)UIR-2A-6V(d)UIR(c)-6V 2A【例【例】應用歐姆定律對下圖電路列出式子，應用歐姆定律對下圖電路列出式子，并求電阻并求電阻R。6= 32UR =I=63

15、-=2-UR =I=-6= 32-UR =I=62-= 3UR-=I=規(guī)定規(guī)定參考方向參考方向的情況下電功率的計算的情況下電功率的計算功率的概念功率的概念：設電路任意兩點間的電壓為：設電路任意兩點間的電壓為 U , ,流入此流入此部分電路的電流為部分電路的電流為 I， 則這部分電路則這部分電路消耗的功率消耗的功率為為: :電壓電流電壓電流參參考方向考方向一致一致aIRUb關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向aIRUb電壓電流電壓電流參參考方向考方向相反相反P = UI=-(-RI)I=-U(-U/I)非關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向P = +UI=(RI)I=U(U/I)功率有正負？功率有正負？3580圖示電

16、路消耗電功率圖示電路消耗電功率2W，則下列表達式中正確的是：，則下列表達式中正確的是：(A) (8+R)I2=2，(8+R)I=10(B) (8+R)I2=2，-(8+R)I=10(C) -(8+R)I2=2，-(8+R)I=10(D) -(8+R)I2=2，(8+R)I=10 8 _+10VRIU = IRP-= -UI 求功率求功率求電壓求電壓電阻一定消耗功率電阻一定消耗功率P0 36基爾霍夫電流電律（基爾霍夫電流電律（KCL）1.定理內(nèi)容定理內(nèi)容 對于任一集總參數(shù)電路中的任一節(jié)點，在任對于任一集總參數(shù)電路中的任一節(jié)點，在任一時刻，流出（或流入）該節(jié)點的所有支路電流一時刻，流出（或流入）該

17、節(jié)點的所有支路電流的代數(shù)和恒為零。的代數(shù)和恒為零。 其中：其中：K為與該節(jié)點相聯(lián)的支路數(shù)，為與該節(jié)點相聯(lián)的支路數(shù)， ik(t)為該節(jié)點的第為該節(jié)點的第k條支路的電流。條支路的電流。 0)(1 tiKkk372. 說明說明(1）KCL是節(jié)點電流的代數(shù)線性約束，與元件的性是節(jié)點電流的代數(shù)線性約束，與元件的性質(zhì)無關(guān)。質(zhì)無關(guān)。a)a)若取流入為正若取流入為正: :則則 i = i1 + i2 - i3=0b)b)若取流出為正若取流出為正: :則則 i = - i1 - i2 + i3=0c) i 流入流入= = i 流出流出則則 i1 + i2 = i338-(-7)真實方向真實方向與參考方向相反與參

18、考方向相反參考方向參考方向流出節(jié)點流出節(jié)點若取流入為正若取流入為正i = i1 + 4 -(-7) = 0 注意：注意：有兩套正負符號！有兩套正負符號！39KCL適用于廣義節(jié)點適用于廣義節(jié)點 節(jié)點節(jié)點：iA + i1 - i2 = 0節(jié)點節(jié)點： iB + i2 i3 = 0節(jié)點節(jié)點： iC + i3 i1 = 0三式相加可得三式相加可得iA + iB + iC = 0 即：即：流入廣義節(jié)點的電流入廣義節(jié)點的電流代數(shù)和等于零。流代數(shù)和等于零。 KCL的推廣的推廣 在任一瞬時，通過任一閉在任一瞬時，通過任一閉合面的電流的代數(shù)和恒為零。合面的電流的代數(shù)和恒為零。40RI1I2U電路如圖，已知電路如圖

19、，已知I1=0.8mA， I2=1.2mA ，R=50k，電壓電壓U=()(A) -20V(B) +20V(C) +50V(D) -50V-0.4mA-0.4mAA41基爾霍夫電壓電律（基爾霍夫電壓電律（KVL）1.定理內(nèi)容定理內(nèi)容 對于任一集總電路中的任一回路，在任一時刻，對于任一集總電路中的任一回路，在任一時刻，沿該回路的所有支路電壓降的代數(shù)和恒為零。沿該回路的所有支路電壓降的代數(shù)和恒為零。其中：其中：K為與該回路中的支路數(shù)為與該回路中的支路數(shù) uk(t)為該回路第為該回路第k條支路的電壓條支路的電壓 0)(1 tuKkk422. 說明說明(1)KVL是支路電壓的代數(shù)線性約束，與元件是支路

20、電壓的代數(shù)線性約束，與元件的性質(zhì)無關(guān)。的性質(zhì)無關(guān)。 a)設順時針繞行一周設順時針繞行一周 U = U1 + U2 + U3 - U4 +U5 = 0b)設逆時針繞行一周設逆時針繞行一周 U = -U1-U2-U3 +U4 -U5 = 0 c)U降降 =U升升 （設逆時針）（設逆時針） U4= U1+ U2+U3+U5注意：也有兩套正負符號！注意：也有兩套正負符號！43（2）KVL的理論依據(jù)是能量守恒公理的理論依據(jù)是能量守恒公理(或電位單值性或電位單值性)（3）KVL的推廣的推廣U1 + U2 + U3 - Uad = 0 電路中任意兩點間的電壓等于從假定高電位節(jié)電路中任意兩點間的電壓等于從假定

21、高電位節(jié)點經(jīng)任一路徑到低電位節(jié)點路徑中各元件的電壓點經(jīng)任一路徑到低電位節(jié)點路徑中各元件的電壓降之和降之和，且與計算路徑無關(guān)，且與計算路徑無關(guān) 。Uad = U1 + U2 + U3 Uad - U4 + U5 = 0 Uad = U4 - U5 推論推論1U1 + U2 + U3 U4 + U5 = 0 44例例:U=UA-UB-UAB=0BUAAC+_+_UB+_UABUAB=UA-UBRE+_I+_UE-U-IR=0U=E-IRR1IR2+_U+_U2+_U1U-IR1-IR2=0U=IR1+IR2 =U1+U2在開口處在開口處假設電壓假設電壓UR451列方程前列方程前標注標注回路循行方向

22、；回路循行方向；對對 IR = E，凡電阻上電流方向與循環(huán)方向一，凡電阻上電流方向與循環(huán)方向一致取正，反之取負；電動勢方向與循環(huán)方向一致取正，反之取負；電動勢方向與循環(huán)方向一致取正，反之取負。致取正，反之取負。2應用應用 U = 0項前符號的確定：項前符號的確定： 3. I1I2I3ba E2R2 R3R1E11 1 E1 = I1 R1 +I3 R32 2 -E2 = -I3 R3 -I2 R2I1 R1 +I3 R3 -E1 = 0-I3 R3 I2 R2 +E2 = 0UR1 +UR3 -E1 = 0+-+-+-UR3 UR2 +E2 = 046 U = 0對回路對回路1：對回路對回路2

23、： E1 = I1 R1 +I3 R3E2=I2 R2+I3 R3或或 I1 R1 +I3 R3 E1 = 0 或或 I2 R2+I3 R3 E2 = 0 I1I2I3ba E2R2 R3R1E11 12 247IR2I1baUR1Us+-+-Is+-+-圖示電路電壓源供出電流圖示電路電壓源供出電流和電流源兩端電壓和電流源兩端電壓1SSUIIR2SSI RU電壓源供出電流電壓源供出電流電流源兩端電壓電流源兩端電壓20SSI RUU48電路開路電壓電路開路電壓UabkRUabkI1ba2RUs+-+-Is+-+-23SSI RU123SSUUIRRRR49電路開路電壓電路開路電壓UabkUabk

24、baIs+-+-+-(2 )abkSSUUIRUs2R2RUabkbaIs+-+-+-Us2R2R(2 )abkSSUUIR 例例7.2-107.2-10502 圖示電路，圖示電路，U=12V， US=12V， R=0.4k，則，則電流電流I等于等于(A) 0.055A(B) 0.03A(C) 0.025A(D) 0.005A_RUSI_UU=IR+US12 100.005400SUUIRAIR+US-U =0IR=U-US51列寫回路電壓方程，并求列寫回路電壓方程，并求I。IIR =E0iU =基爾霍夫電壓定理基爾霍夫電壓定理+-US115V5 +-US230V+-UR1+UR2-UR32

25、+3 UR1+UR2+US2+UR3-US1=0 I=-1.5A3I+5I+2I=US1-US2 I=-1.5A523I+3I=12-6UabUab+3I-12+2=0Ia+_36Vb_12V+_2V+32I=1AUab=7V由于由于ab之間開路，沒有電流，之間開路，沒有電流，2的電阻上沒有電的電阻上沒有電壓降壓降以電流以電流I的方向作為循行方向的方向作為循行方向53 OSREI 電壓源電壓源54550SRUII 電流源電流源56設設 IS = 10 A，接上，接上RL 后，恒流源對外輸出電流。后，恒流源對外輸出電流。RL UIISOIISU+_572 圖示電路中，電流源的端電壓圖示電路中，電

26、流源的端電壓U等于：等于：（A）20V（B） 10V（C）5V（D） 0V-0.1 100-0.1 50-5 = 0U +-0.1A100 -5V50 U580SREI 00SIRI R -U00UE- IRR59例：電壓源與電流源的例：電壓源與電流源的等效互換舉例等效互換舉例I2 +-10VbaUab5AabI10V / 2 = 5A2 5A 2 = 10VE = ISRS IS = U / RS60注意轉(zhuǎn)換前后電壓方向與注意轉(zhuǎn)換前后電壓方向與 I Is s 的方向的方向aE+-bIRSE+-bIRSaIsaRSbIaIsRSbI61求圖示電路求圖示電路Uab。IS_+US1US2+_R1R

27、2R3abISIS1IS2R2R3R111SUR22SURbaIS3R1212SSSUUIRR1231231/111RRRRRRRab1212123111SSSabUUIRRURRR62用用節(jié)點電壓法節(jié)點電壓法求圖示電路各支路電流求圖示電路各支路電流。解：解：求出求出U后，可用歐姆定律求后，可用歐姆定律求各支路電流。各支路電流。-1116 8-+0.41 6= 4111+1610S1S2S12123UU+ IRRU =+RRR=VI1I2ISI3_+US1US2+_R1R2R3160.4A106V8VS111U-U6 -4I = 2AR1S222U-U-8 -4I = -2AR633U4I =

28、 0.4AR1063RIRUUss1節(jié)點電壓法節(jié)點電壓法64+-4V4A2I電路如圖，支路電流電路如圖，支路電流I=()（A）-2A（B）0A（C）4A（D）6A2AD理想電壓源：電壓恒定，電流任意（外電路決定）理想電壓源：電壓恒定，電流任意（外電路決定）理想電流源：電流恒定，電壓任意（外電路決定）理想電流源：電流恒定，電壓任意（外電路決定）理想電壓源與理想電流源并聯(lián)理想電壓源理想電壓源與理想電流源并聯(lián)理想電壓源理想電壓源與理想電流源串聯(lián)理想電流源理想電壓源與理想電流源串聯(lián)理想電流源65+-4V4A2I電路如圖，支路電流電路如圖，支路電流I=6A2A功率討論：功率討論：理想電壓源：理想電壓源：

29、PU=-IUS=-24W理想電流源：理想電流源：PI=+ISUS=+16W電阻：電阻：PR=+IRUS=+8W66+-4V4A2I電路如圖，支路電流電路如圖，支路電流I=-2A2A功率討論：功率討論：理想電壓源：理想電壓源：PU=-IUS=+8W理想電流源：理想電流源：PI=-ISUS=-16W電阻：電阻：PR=+IRUS=+8W67支路電流法支路電流法支路電流法支路電流法是以支路電流為解變量，根據(jù)是以支路電流為解變量，根據(jù)KCL、KVL建立電路方程的分析方法。建立電路方程的分析方法。一般步驟一般步驟:（1） 設定支路電流正方向；設定支路電流正方向；（2） 列列（n - 1）個）個KCL方程方

30、程；（3） 列列b - (n-1)個個 KL方程方程，其中，其中 u 用用 i 代代（根據(jù)（根據(jù)VCR）；）；（4） 聯(lián)立方程求解聯(lián)立方程求解;（5） 進一步計算支路電壓和進行其它分析。進一步計算支路電壓和進行其它分析。68圖示電路中，求各支圖示電路中，求各支路電流、電壓。路電流、電壓。解：解：（1）在電路圖上標出支路電流參考方向；）在電路圖上標出支路電流參考方向； （2）列（）列（n - 1）個）個KCL方程：方程：節(jié)點節(jié)點a I1 + I2 - I3 = 0I1I2I3ba E2R2 R3R1E169圖示電路中，求各圖示電路中，求各支路電流、電壓。支路電流、電壓。解：解：（3）列）列b -

31、 (n-1)個個 KL方程，其中方程，其中 u 用用 i 代（根據(jù)代（根據(jù)VCR）：）：1 13 312 23 32R i + R i = ER i + R i = EI1I2I3ba E2R2 R3R1E11 12 270列支路電流法方程列支路電流法方程1260IIII6US2R2R1R3R4R5R6+-+-US1I2I4I3I5電阻上電流方向與電阻上電流方向與繞行方向一致取正繞行方向一致取正2340III4560III2 24 46 62SR IR IR IU1 12 23 31SR IR IR IU3 3445 51SR IR IR IU I171列支路電流法方程列支路電流法方程1260

32、IIII6US2R2R1R3R4R5R6+-+-IS1I2I4I3I5電阻上電流方向與電阻上電流方向與繞行方向一致取正繞行方向一致取正2140SIII4560III2 24 46 62SR IR IR IU1 12 24 45 50R IR IR IR II172疊加原理疊加原理 電壓源電壓源（us=0) 短路短路電流源電流源 (is=0) 開路開路不作用不作用的的電源電源置置 0 在多個電源同時作用的在多個電源同時作用的線性電路線性電路中，任何支中，任何支路的電流或任意兩點間的電壓，都是各個電源路的電流或任意兩點間的電壓，都是各個電源單獨單獨作用時所得結(jié)果的作用時所得結(jié)果的代數(shù)和代數(shù)和。73

33、+-10 I4A20V10 10 用疊加原理求：用疊加原理求：I= ?I=2AI= -1AI = I+ I= 1A+解：解：“恒流源不起作用恒流源不起作用”，即是將此恒流源開路。即是將此恒流源開路。例：例：“恒壓源不起作用恒壓源不起作用” ，即是將此恒壓源短路。即是將此恒壓源短路。+-10 I4A20V10 10 I+-10 4A20V10 10 74 （1）在考慮某一電源單獨作用時，應令）在考慮某一電源單獨作用時，應令其他電源中的其他電源中的 US = 0 ，IS = 0。即應將其他電。即應將其他電壓源代之以短路壓源代之以短路 ，將其他電流源代之以開路。，將其他電流源代之以開路。 應用疊加定

34、理應用疊加定理時要注意：時要注意： （2）最后疊加時，一定要注意各個電源）最后疊加時，一定要注意各個電源單獨作用時的電流和電壓分量的參考方向是單獨作用時的電流和電壓分量的參考方向是否與總電流和電壓的參考方向一致，一致時否與總電流和電壓的參考方向一致，一致時前面取正號前面取正號 ，不一致時前面取負號。，不一致時前面取負號。 （3）疊加定理只適用于線性電路。）疊加定理只適用于線性電路。 （4）疊加定理只能用來分析和計算電流）疊加定理只能用來分析和計算電流和電壓，不能用來計算功率。和電壓，不能用來計算功率。75 疊加原理只能用于電壓或電流的計算，不能用來疊加原理只能用于電壓或電流的計算，不能用來 求

35、功率，即求功率，即功率不能疊加功率不能疊加。 333 I II 設：設：32332332333233)()()(RIR IRI IRIP則：則：I3R3如：如：76(A) US2-ISR2(B) US2(C) 0(D) ISR23 圖示電路中，電壓源圖示電路中，電壓源US2單獨作用時，電單獨作用時，電流源端電壓分量流源端電壓分量 為：為：ISU+_US1ISR1R2US2+_UIS+_06電壓源短路電壓源短路電流源開路電流源開路R2無電流，壓降為無電流，壓降為0US2=UIS+UR2772 圖示直流電路中：圖示直流電路中：(A) IS和和R1形成一個電流源模型，形成一個電流源模型， US和和R

36、2形成一個電形成一個電壓源模型壓源模型(B) 理想電流源理想電流源IS的端電壓為的端電壓為0(C) 理想電流源理想電流源IS的端電壓由的端電壓由US和和U1共同決定共同決定(D) 流過理想電壓源的電流與流過理想電壓源的電流與IS無關(guān)無關(guān)+_USIS+_U1R1R206782 圖示直流電路中：圖示直流電路中：(A) IS和和R1形成一個電流源模型，形成一個電流源模型， US和和R2形成一個形成一個電壓源模型電壓源模型+_USIS+_U1R1R2ISR+_USR 792 圖示直流電路中：圖示直流電路中：(C) 理想電流源理想電流源IS的端電壓由的端電壓由US和和U1共同決定共同決定+_USIS+_

37、U1R1R2理想電流源理想電流源IS的端電壓任意，由外電路的端電壓任意，由外電路UIS= U1 + US802 圖示直流電路中：圖示直流電路中：(D) 流過理想電壓源的電流與流過理想電壓源的電流與IS無關(guān)無關(guān)+_USIS+_U1R1R2ISIRIUIR與與IS無關(guān)，無關(guān)， IU+IS +IR=0 813 圖示電路中，若使用疊加原理求解圖中電流源的端電壓圖示電路中，若使用疊加原理求解圖中電流源的端電壓U，正確的方法是：正確的方法是：23112223123223123( )(/)0,( )()0,()( )(/),+(/),+SSSSSSA U = RR + R I , U =U =UB U =

38、R + R I , U =U =URC U = RR + R I , U =UU =U -URRRU = RR + R I , U =UU =U +URRD R1+-USIS+-UR2R3+-1082838485US+_UOCIbR1USaIS+_SS10L1LU + I REI =R + RR + RRLOCSS1U=U +I RbR1aISR0=R1bR0Ea+_I待求支路提出，使剩下電路成為有源待求支路提出，使剩下電路成為有源二端網(wǎng)絡二端網(wǎng)絡用等效電壓源代用等效電壓源代替有源二端網(wǎng)絡替有源二端網(wǎng)絡用有源二端網(wǎng)絡的用有源二端網(wǎng)絡的開路電壓作為等效開路電壓作為等效電壓源的電壓電壓源的電壓求入

39、端電阻求入端電阻R0用等效電路代替原有源二端網(wǎng)用等效電路代替原有源二端網(wǎng)絡，化簡電路絡，化簡電路求待求支路電流求待求支路電流I86解：解： 例例 用戴維寧定理求用戴維寧定理求 I 。10A251410V+-I2電阻與恒流源串聯(lián)不起作用，可除去（短路）；電阻與恒流源串聯(lián)不起作用，可除去（短路）；5電阻與恒壓源并聯(lián)不起作用，可除去（斷路電阻與恒壓源并聯(lián)不起作用，可除去（斷路）。）。10A1410V+-I+10A410V+-Uoc-4 10-10=30OCE=U=V 4oR1Ro+-UesI30= 64 + 1I =A返回返回下一頁下一頁上一頁上一頁下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)87US-IS2R23 圖

40、示電路中，電壓源圖示電路中，電壓源US=12V, IS=1A,R=10 ,求求UabISISR2RUS+_電流源開路電流源開路ab88例例8-6 已知已知I=1A，求，求US 112S-U= A解：解：戴維南定理戴維南定理18V8VUSI44USI18V8V4410V9V1V2USI-1SU =V89有一實際電源的外特性如圖。求該電源的參數(shù)有一實際電源的外特性如圖。求該電源的參數(shù)。12oUEV解：解：電流為電流為0時的開路電壓時的開路電壓=電動勢電動勢rEUOrEISCU/VI/A12601226OSCURI 電壓為電壓為0時的電流為短路電流時的電流為短路電流內(nèi)阻內(nèi)阻=開路電壓開路電壓短路電流

41、短路電流E0ERU = E - IrrERLUI903 如果圖如果圖b電壓源與圖電壓源與圖a所示電路等效，則計算所示電路等效，則計算US和和R0的正確算式是：的正確算式是：aUS+_AR2ISBR1R3AUSB+_R0b10123( )SSS,A U =U + I RR = R /R + R10123( )SSS,B U =U - I RR = R /R + R1013( )SSS,CU =U - I RR = R + R1013()SSS,D U =U + I RR = R + R 07913 如果圖如果圖b電壓源與圖電壓源與圖a所示電路等效，則計算所示電路等效，則計算US和和R0的正確算式

42、是：的正確算式是：aUS+_AR2ISBR1R3AUSB+_R0b1013( )SSS,CU =U - I RR = R + R1013()SSS,D U =U + I RR = R + RUSUSUR ,1SSRRU =U +UU= -IR92例題例題I363R1R2IS2A6R3US 3V I1ab用節(jié)點電壓法求電流用節(jié)點電壓法求電流I1、I3設設b為參考電位點為參考電位點113611SSaUIRVVRR113311SaabUVIARUIAR 93例題例題1SSUIR用電源轉(zhuǎn)換求電流用電源轉(zhuǎn)換求電流I3I33R16R3IS1AI33R16R3I”S2A1SSSSSUIIIIR13131SR

43、IIARR 11313(/)11SSabSUIRUIRRRRI363R1R2IS2A6R3US 3V I1ab94例題例題131313SUIIARR IS=0I363R1R26R3US 3V I1ab用疊加原理求電流I1、I3311313134323SSRIIRRRIIRR US單獨作用單獨作用IS單獨作用單獨作用11133311IIIAIIIA I363R1R26R3I1ab+_USUS=095例題例題19OSSUIRUV用戴維南定律電流用戴維南定律電流I3求開路電壓求開路電壓UO03131UIARR IS63R1R22AUS 3V abUO求戴維南內(nèi)阻求戴維南內(nèi)阻03abRR 6I3R33

44、R0U0 9V ab3R1IS=0US=0ab96 97 mii = I sin t+I Im m 2 Tit O98初相位的確定初相位的確定sin()miIt0it （1）t=0，i0（2）正弦函數(shù)正向過零點）正弦函數(shù)正向過零點 在原點左邊（在原點左邊（| |） 0用正弦函數(shù)表示正弦波形時，把波形圖上原點前后正負用正弦函數(shù)表示正弦波形時，把波形圖上原點前后正負T/2內(nèi)內(nèi)曲線由負變正經(jīng)過零值的曲線由負變正經(jīng)過零值的正向過零點正向過零點作為正弦波的起點。初作為正弦波的起點。初相角就是波形起點到坐標原點的角度相角就是波形起點到坐標原點的角度， | |t（1）t=0，i0（2）正弦函數(shù)正向過零點）正

45、弦函數(shù)正向過零點 在原點右邊（在原點右邊（| |） 0， u 領先領先(超前超前) i ，或，或 i 落后落后(滯后滯后) u XC 時時， 0 ，u 超前超前 i 呈呈感性感性當當 XL XC 時時 ， 0 感性感性)XL XC由電壓三角形可得由電壓三角形可得:cosUURsinUUxURUCLUU XUCUIRU( 0 容性容性)XL XC時，電壓時，電壓u與與i的相位關(guān)系是（的相位關(guān)系是（）（A）超前）超前i（B）滯后）滯后i（C）與）與i反相反相（D）與）與i同相同相iRiCiL+-uURICILILII B并聯(lián)時，并聯(lián)時，XLXC， ILXC，電感性電路電壓超前電流，電感性電路電壓超

46、前電流1384 圖示電路，圖示電路，u=141sin(314t-45)V， i=14.1sin(314t-75)A，這個電路的有功功率，這個電路的有功功率P等于等于多少？多少？_u(A) 500W(B) 866W(C) 1000W(D) 1988W()330= 0.8662uicos= cos= cos=-100UV10IAcos866PUIW功率因數(shù)角功率因數(shù)角是電壓和電流的相位差是電壓和電流的相位差139例：例：將一個感性負載接于將一個感性負載接于110V，50Hz的交流電源時，的交流電源時，電路中的電流為電路中的電流為10A，消耗功率，消耗功率P=600W，求負載的，求負載的cos，R，

47、X解：解： P=UIcos600= 0.545110 10Pcos=UI有功功率都消耗在電阻上，有功功率都消耗在電阻上，P=I2R= 62PR =I= 11U| Z |=I222Z = RX9.2322X =ZR =140141AoBoC( )2sin( )2sin(120 )( )2sin(120 )ppputUtutUtutUtA+XuAB+YuBC+ZuCA、B、C三端稱為三端稱為始端，始端，X、Y、Z三端稱為三端稱為末端。末端。相量表示：相量表示：oCoBoA1201200 UUUUUUA UCUBU120120120瞬時值表達式：瞬時值表達式：142BAABUUU CBBCUUU A

48、CCAUUU 由相量圖可得由相量圖可得 30BU ABUAUCUBUAXYZNBCeA+eC+eB+CU+BU+AUABUBCUCAU303AABUU 303PU 30LU 143ABCNAIBICINIZZZ星形聯(lián)接星形聯(lián)接三相負載的聯(lián)結(jié)三相負載的聯(lián)結(jié)相電壓相電壓：每相負載上的電壓：每相負載上的電壓線電壓線電壓：相線與相線之間的電壓：相線與相線之間的電壓相電流相電流：流過每相負載的電流：流過每相負載的電流線電流線電流：流過相線的電流：流過相線的電流三角形聯(lián)接三角形聯(lián)接ABCZZZab Ibc Ica IAIBICINAUBAU144ABCNAIBICINIZZZ星形聯(lián)接星形聯(lián)接對稱三相負載的

49、聯(lián)結(jié)對稱三相負載的聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)接三角形聯(lián)接ABCZZZab Ibc Ica IAIBICINAUBAU線電流線電流=相電流相電流線電壓線電壓=3相電壓相電壓線電壓超前對應相電壓線電壓超前對應相電壓30線電壓線電壓=相電壓相電壓線電流線電流=3相電流相電流線電流滯后對應相電流線電流滯后對應相電流30負載平衡時中線電流負載平衡時中線電流=0145(30 )ABi= sin t +A（A）2(30 )ABi=sin t -A（B）(30 )ABi= sin t -A（C）2(30 )ABi=sin t +A（D）對稱三相電源，相序?qū)ΨQ三相電源，相序ABC，對稱三相負載，對稱三相負載連接連接，已知線電

50、流已知線電流3Ai =sint A，則相電流（，則相電流（ ）A相量圖相量圖IBCIABIUBCUABUCA30AICAI IBIC 對稱三相負載對稱三相負載連接，線電壓連接，線電壓=負載相電壓，線電流負載相電壓，線電流= 3相電流，且滯后對應相電流相電流，且滯后對應相電流30146對稱三相負載對稱三相負載Z Pp=UpIpcos 對稱對稱 三相三相負載負載總功率總功率 P =3PP=3UPIPcos PLPL ,3 :YIIUU 接接IUIUPcos3cos313 LLLL PLPL3 , :IIUU 接接IUIUPcos3cos313 LLLL 對稱三相負載對稱三相負載Z一相負載的功率一相

51、負載的功率 三相電路的功率三相電路的功率LL P =3U I cos147一般來講，一般來講，P、Q、S 都是指三相總和。都是指三相總和。功率因數(shù)也可定義為：功率因數(shù)也可定義為： cos =P/S (不對稱時不對稱時 無意義無意義)148對稱對稱三相負載接成三相負載接成，功率為，功率為2.4kW，功率因數(shù)為，功率因數(shù)為0.6，已知電源線電壓已知電源線電壓UL=380V，求通過負載的電流，求通過負載的電流IL3llP =U I cos解：解：IABIBCICAABCIAIABIBCICA-ICAIA13.513plIIA24006.083cos3 380 0.6llPIAU149對稱三相負載接成

52、對稱三相負載接成，已知電源線電壓，已知電源線電壓UL=220V，每，每相阻抗相阻抗Z=15+j16.1，如，如AB相斷路，相斷路，求電流表讀數(shù)求電流表讀數(shù)22|1516.148422Z 解：解：IAIAB22010|22lAUIAZABCIBCICAAZAC承受線電壓承受線電壓150151為了人身安全和電力系統(tǒng)工作的需要，要求電氣設為了人身安全和電力系統(tǒng)工作的需要，要求電氣設備采取接地措施。按接地目的的不同，主要分為備采取接地措施。按接地目的的不同，主要分為工工作接地、保護接地和保護接零作接地、保護接地和保護接零。R0即將中性點接地。即將中性點接地。目的：目的：(1) 降低觸電電壓降低觸電電壓

53、(2) 迅速切斷故障迅速切斷故障 在中性點接地的系統(tǒng)中，一相接地后的電流較大，在中性點接地的系統(tǒng)中，一相接地后的電流較大，保護裝置迅速動作，斷開故障點。保護裝置迅速動作，斷開故障點。(3) 降低電氣設備對地的絕緣水平降低電氣設備對地的絕緣水平152CABN(a)CABRoN(b)I線線電電壓壓相相電電壓壓(1) 降低觸電電壓降低觸電電壓(2) 迅速切斷故障迅速切斷故障 在中性點接地的系統(tǒng)中，一相接地后的電流較大，在中性點接地的系統(tǒng)中，一相接地后的電流較大，保護裝置迅速動作，斷開故障點。保護裝置迅速動作，斷開故障點。(3) 降低電氣設備對地的絕緣水平降低電氣設備對地的絕緣水平153RCIbIe

54、當電氣設備內(nèi)部絕緣損壞發(fā)生一相碰殼時：當電氣設備內(nèi)部絕緣損壞發(fā)生一相碰殼時：由于外殼帶由于外殼帶電電（相電壓）（相電壓） , 當人觸及外殼當人觸及外殼,接地電流接地電流 Ie 將經(jīng)過人體入將經(jīng)過人體入地后地后, 再經(jīng)其它兩相對地絕緣電阻再經(jīng)其它兩相對地絕緣電阻R 及分布電容及分布電容C 回到回到電源。電源。當當R 值較低、值較低、C 較大時，較大時，Ib 將達到或超過危險值。將達到或超過危險值。對地絕緣電阻對地絕緣電阻分布電容分布電容154電氣設備外殼有保護接地時電氣設備外殼有保護接地時通過人體的電流：通過人體的電流：b00ebRRRII RCR0IbIeI0 利用接地利用接地裝置的分流裝置的

55、分流作用來減少作用來減少通過人體的通過人體的電流。電流。將電氣設備的將電氣設備的金屬外殼金屬外殼(正常情況下是正常情況下是不帶電的不帶電的)接地。接地。 用于中性點不接地的低壓系統(tǒng)用于中性點不接地的低壓系統(tǒng) 155 當電氣設備絕緣損壞當電氣設備絕緣損壞造成一相碰殼，該相電造成一相碰殼，該相電源短路，其短路電流使源短路，其短路電流使保護設備動作，將故障保護設備動作，將故障設備從電源切除，防止設備從電源切除，防止人身觸電。人身觸電。CABRoN(a)156CABRoN 157220= 27.5A4+ 4eIPeooUI =R + R158為了保證保護裝置能可靠動作為了保證保護裝置能可靠動作,接地電

56、流不應小于繼電保接地電流不應小于繼電保護裝置動作電流的護裝置動作電流的1.5倍或熔絲額定電流的倍或熔絲額定電流的3倍倍,27.5A的接的接地電流只能保證斷開動作電流不超過地電流只能保證斷開動作電流不超過27.5/1.5A=18.3A的的繼電保護裝置或額定電流不超過繼電保護裝置或額定電流不超過27.5/3=9.2A的熔絲的熔絲,如電如電氣設備容量較大氣設備容量較大,就得不到保護就得不到保護,其對地電壓為其對地電壓為如如Up=220V,R0=R0=4 ,則則Ue=110V 。此電壓對人體是不。此電壓對人體是不安全的。安全的。000peUURRR159假如同一系統(tǒng)有保護接零和保護接地假如同一系統(tǒng)有保

57、護接零和保護接地, A是保護接零是保護接零,B是保護接地是保護接地,當設備當設備B發(fā)生碰殼時，電流通過保護接地發(fā)生碰殼時，電流通過保護接地形成回路，當電流不太大線路可能不會斷開，但故障形成回路，當電流不太大線路可能不會斷開，但故障將長時間存在。這時，除了接觸該設備的人員有觸電將長時間存在。這時，除了接觸該設備的人員有觸電的危險外，由于零線對地電壓升高致使所有與接零設的危險外，由于零線對地電壓升高致使所有與接零設備接觸的人員都有觸電的危險。備接觸的人員都有觸電的危險。160為提高保護接零的可靠性，以下不正確的是：為提高保護接零的可靠性，以下不正確的是：A.保護零線不允許安裝開關(guān)和熔保護零線不允許

58、安裝開關(guān)和熔斷器斷器B. 保護零線不允許重復接地保護零線不允許重復接地C.電氣設備外殼要直接接零干線電氣設備外殼要直接接零干線D.電氣設備不得混用保護接地和電氣設備不得混用保護接地和保護接零保護接零 161在在中點接地中點接地的三相四線制低壓供電系統(tǒng)中，為了防的三相四線制低壓供電系統(tǒng)中，為了防止觸電事故，對電氣設備應采取的措施為（止觸電事故，對電氣設備應采取的措施為（）（A）保護接零）保護接零（B）保護接地）保護接地（C）保護接中線或保護接地）保護接中線或保護接地（D）無法保護）無法保護 A工作接地工作接地1625 三相五線供電制下，單相負載三相五線供電制下，單相負載A的外殼引出線應：的外殼引

59、出線應：（A）保護接地）保護接地（B）保護接中）保護接中（C）懸空）懸空（D）保護接保護接PE線線 163164 L儲能：儲能：221LLLiW 換路換路: : 不能突變不能突變Cu不不能能突突變變Li C 儲能：儲能：221CCCuW 由于物體所具有的能量不能躍變而造成由于物體所具有的能量不能躍變而造成若若cu發(fā)生突變，發(fā)生突變，CCduiCdt 不可能！不可能！一般電路一般電路若若Li發(fā)生突變，發(fā)生突變，LLdiuLdt 不可能！不可能！一般電路一般電路165-+-+=(0 )=(0 )(0 )(0 )LLLCCCiiiu = u= u如如uC(0-)=0，換路時電容當作短路，換路時電容當

60、作短路如如iL(0-)=0，換路時電感當作開路，換路時電感當作開路如如uC(0-)= uC(0)： 換路時電容當作電壓源，其電動勢為換路時電容當作電壓源，其電動勢為uC(0)如如iL(0-)= iL(0)， 換路時電感當作電流源，電流為換路時電感當作電流源，電流為iL(0) 換路定則僅用于換路瞬間來確定暫態(tài)過程中換路定則僅用于換路瞬間來確定暫態(tài)過程中 uC、 iL初始值。初始值。 1665 圖示電路，換路前圖示電路，換路前UC(0-)=0.2Ui ， UR(0-)=0，電，電路換路后的路換路后的 UC(0+)和和UR(0+)分別為：分別為：uC+_t=0Ui+_+_uR(A) UC(0+)=0