項目一直流電路的安裝與調試

1、第一章 電路基礎機電部模塊模塊第一章 電路基礎項目一 直流電路的安裝與調試項目描述 電路是電工電子技術的基礎。人們在日常的電路是電工電子技術的基礎。人們在日常的生產(chǎn)生活中所使用的電路一般氛圍兩大類：直流生產(chǎn)生活中所使用的電路一般氛圍兩大類：直流電路和交流電路。如手電筒、照相機、手機等所電路和交流電路。如手電筒、照相機、手機等所采用的電路一般為直流電路，而家庭中的電燈、采用的電路一般為直流電路，而家庭中的電燈、電熱水器、冰箱、電視、空調等所采用的電路一電熱水器、冰箱、電視、空調等所采用的電路一般為交流電路。般為交流電路。 本項目通過對手電筒電路的分析、常見電路元本項目通過對手電筒電路的分析、常見

2、電路元件的測試以及直流電路的安裝與調試三個基本任件的測試以及直流電路的安裝與調試三個基本任務，討論直流電路的基本知識。務，討論直流電路的基本知識。第一章 電路基礎項目一 直流電路的分析與裝調手電筒電路分析任務任務1任務任務2常見電路元件的測試任務任務3直流電路的安裝與調試第一章 電路基礎機電部模塊模塊第一章 電路基礎【任務分析任務分析】 通過對手電筒電路的分析使學生建立起直流電路、通過對手電筒電路的分析使學生建立起直流電路、電路模型的概念，掌握電路的基本組成元件及其電路模型的概念，掌握電路的基本組成元件及其作用，理解電路的基本物理量的特性。學會電路作用，理解電路的基本物理量的特性。學會電路基本

3、物理量的測量方法，如利用電壓表、電流表基本物理量的測量方法，如利用電壓表、電流表對電路的電壓電流進行測量。對電路的電壓電流進行測量。第一章 電路基礎 電路 電路電路是為了某種需要而將某些電工設備是為了某種需要而將某些電工設備或元件按一定方式組合起來的或元件按一定方式組合起來的電流通路電流通路。 電路元件 理想電路元件理想電路元件有：電阻、電感、電容、有：電阻、電感、電容、電壓源、電流源。電壓源、電流源?！局R鏈接】一 電路第一章 電路基礎 電路的功能 實現(xiàn)電能與其他形式的能量的轉換、傳輸和分配 實現(xiàn)信號的傳輸與處理 電路的組成 電路通?？偸怯呻娫础⒇撦d和中間環(huán)節(jié)（導線和開關）等基本部分組成第一

4、章 電路基礎電路將非電能轉化為將非電能轉化為電能的裝置電能的裝置將電能轉化為將電能轉化為其他形式能的其他形式能的裝置裝置用于傳輸和用于傳輸和分配電能分配電能第一章 電路基礎理想電路元件電阻電流源電壓源電感電容第一章 電路基礎部分電工圖形符號部分電工圖形符號第一章 電路基礎電路電路 實際實際的電路是由一些按需要起不同作用的的電路是由一些按需要起不同作用的元件或器件所組成，如發(fā)電機、變壓器、元件或器件所組成，如發(fā)電機、變壓器、電動機、電池、電阻器等，它們的電磁性電動機、電池、電阻器等，它們的電磁性質是很復雜的。質是很復雜的。 為了便于分析與計算實際電路，在一定條為了便于分析與計算實際電路，在一定條

5、件下常忽略實際部件的次要因素而突出其件下常忽略實際部件的次要因素而突出其主要電磁性質，把它看成主要電磁性質，把它看成理想理想電路元件電路元件。第一章 電路基礎i例：白熾燈在有電流通過時的情形例：白熾燈在有電流通過時的情形R R L 消耗電消耗電能能（電阻性）（電阻性） 產(chǎn)生產(chǎn)生磁場磁場儲存磁場能量儲存磁場能量（電感性）（電感性） 忽略忽略L L理想電路元件理想電路元件第一章 電路基礎電路 電路模型只能反映實際電路的作用及其連接方式，不反映實際電路的結構、位置。第一章 電路基礎 二 電路模型 電路的基本物理量 電流、電壓、電動勢、電位、電功率 電流電壓及其參考方向 關聯(lián)、非關聯(lián) 電路功率第一章

6、電路基礎電路的基本物理量物理量物理量單位單位方向方向功率功率電流電流電壓電壓電動勢電動勢W、kW、mWV、kV、mV、 VV、kV、mV、 VA、mA、 APE（DCDC） e（ACAC）U（DCDC） u（ACAC）i（ACAC）I（DCDC）( (用電或供電用電或供電) )電源力驅動正電荷的方電源力驅動正電荷的方向向（低電位（低電位 高電位）高電位）電位降的方向電位降的方向（高電位（高電位 低電位）低電位） 正電荷移動的方正電荷移動的方向向 （高電位（高電位 低電位）低電位）第一章 電路基礎各各物理量物理量方向的表示方法方向的表示方法EdaIUbcIab+_箭頭箭頭+ - + - 號號 雙

7、下標雙下標電流電流: :電壓電壓: :電動勢電動勢: :R2E+_abcdR1UUab第一章 電路基礎電流電壓及其參考方向 電流及其參考方向 電流：帶電粒子或電荷在電場力作用下的定向帶電粒子或電荷在電場力作用下的定向運動形成電流。運動形成電流。 帶電質點的種類：（帶電質點的種類：（1）正離子（）正離子（2）負離子）負離子dtdqi 第一章 電路基礎電流的單位 大小大小和和方向方向都都不隨時間改變不隨時間改變的稱為的稱為直流電直流電，用大，用大寫字母寫字母 I 表示。表示。 大小大小和和方向方向都都隨時間改變隨時間改變的稱為的稱為交流電交流電，用小寫，用小寫字母字母 i 表示，表示， i 也是表

8、示電流的一般符號。也是表示電流的一般符號。 電流的單位：電流的單位： A（安培）、（安培）、kA（千安）、（千安）、mA(毫毫安）、安）、A（微安）（微安）A10A1 ,A 10mA 1 ,A 10kA 1-633第一章 電路基礎電流的方向電流的實際方向：電流的實際方向：正電荷運動的方向或負電正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向荷運動的反方向電流的參考方向：電流的參考方向：假設的電流方向，可以任意假定；假設的電流方向，可以任意假定；但是一經(jīng)規(guī)定，在計算過程中便但是一經(jīng)規(guī)定，在計算過程中便不得隨意改變。不得隨意改變。在規(guī)定的參考方向下計算，在規(guī)定的參考方向下計算，如果求出的電流值為正，說如果求出

9、的電流值為正，說明參考方向與實際方向一致，否則說明參考方向與實際明參考方向與實際方向一致，否則說明參考方向與實際方向相反。方向相反。I正值I負值(a)(b)第一章 電路基礎例例. 正弦交流電流正弦交流電流i(t)=Asinwt第一章 電路基礎電壓、電位和電動勢 電壓及其參考方向 電場力把單位正電荷從電場中a點移動到b點所做的功稱為a、b兩點的電壓，用Uab表示。dqdwu 參考方向也可以參考方向也可以隨意隨意規(guī)定。但是一經(jīng)規(guī)定，在計規(guī)定。但是一經(jīng)規(guī)定，在計算過程中便不得隨意改變。算過程中便不得隨意改變。第一章 電路基礎 電壓的單位為電壓的單位為伏特伏特，用符號，用符號“ “ V V ”表表示，

10、電壓常用的單位還有示，電壓常用的單位還有kV、mV、V，其其換算關系換算關系是：是： 電壓的單位電壓的單位1KV=103V1V=103mV1mV=103V 第一章 電路基礎電壓的方向 電壓的電壓的實際方向實際方向規(guī)定由電位高處指向電位低處。規(guī)定由電位高處指向電位低處。與電流方向的處理方法類似，可任選一方向為電與電流方向的處理方法類似，可任選一方向為電壓的壓的參考方向參考方向。 電壓參考方向的電壓參考方向的表示。表示。1. 1.標標+、-極性極性 2.2.雙下標雙下標 在規(guī)定的參考方向下，計算后若在規(guī)定的參考方向下，計算后若 u00實際方向與參考方向一致實際方向與參考方向一致 u0 0，電路實際

11、，電路實際吸收吸收功率，元件功率，元件為負載為負載；若若 P 0，吸收吸收10W功率。功率。（b）關聯(lián)方向，關聯(lián)方向，P=UI=5(2)=10W，P0，吸收吸收10W功率。功率。第一章 電路基礎：元件：元件A：非關聯(lián)方向，非關聯(lián)方向，P1=U1I=101=10W，P10，產(chǎn)生產(chǎn)生10W功率，電源。功率，電源。元件元件B：關聯(lián)方向，關聯(lián)方向，P2=U2I=61=6W，P20，吸收吸收10W功率，負載。功率，負載。P1+P2+P3=1=+6+4=0，功率平衡。功率平衡。IABC +U1 + U3+ U2 ： I=1A，U1=10V，U2=6V，U3=4V。求各元件功率，并分求各元件功率，并分析電路

12、的功率平衡關系。析電路的功率平衡關系。第一章 電路基礎小結 (1) P 的的“+”或或“-”表示了能量的流向。表示了能量的流向。 (2)在一個電路中，電源產(chǎn)生的總功率和負在一個電路中，電源產(chǎn)生的總功率和負載消耗的總功率是平衡（載消耗的總功率是平衡（相等相等）的。）的。 元件的瞬時功率元件的瞬時功率)()()(titudtdqdqdwdtdwtp第一章 電路基礎機械系模塊模塊第一章 電路基礎【任務分析任務分析】 電路是由各種電路元件組成的，認識電路元件電路是由各種電路元件組成的，認識電路元件并了解其特性，是正確使用電路元件的前提，也并了解其特性，是正確使用電路元件的前提，也是電路分析、設計的基礎

13、。是電路分析、設計的基礎。 電路元件種類繁多，其外形、結構、作用也各電路元件種類繁多，其外形、結構、作用也各不相同，但大致可將電路元件分為負載類和電源不相同，但大致可將電路元件分為負載類和電源類；負載類元件的電路模型大都可以電阻、電容、類；負載類元件的電路模型大都可以電阻、電容、電感及其組合表達，電源類元件包括電壓源、電電感及其組合表達，電源類元件包括電壓源、電流源。流源。第一章 電路基礎 一一 電阻、電感和電容元件 電阻元件。符號：R 電容元件。符號：C 電感元件。符號： L二端元件：二端元件： 有兩個端鈕與外部相連的元件。有兩個端鈕與外部相連的元件。 二端電阻元件的二端電阻元件的 關系可由

14、關系可由 平面的一條平面的一條曲線（曲線（伏安特性曲線伏安特性曲線）確定。）確定。【知識鏈接】第一章 電路基礎電阻元件分分類類不變電阻不變電阻可變電阻可變電阻或或線性電阻（過原點的直線）線性電阻（過原點的直線）非線性電阻非線性電阻一個二端元件，如其端電壓一個二端元件，如其端電壓u和端電流和端電流i之間之間的關系可用代數(shù)方程的關系可用代數(shù)方程 f(u, i, t)0 表示，該表示，該二端元件稱為電阻元件。二端元件稱為電阻元件。第一章 電路基礎0ui非線性時不變電阻非線性時不變電阻0uit1t2電阻的分類電阻的分類非線性時變電阻非線性時變電阻0ui線性時不變電阻線性時不變電阻0uit1t2線性時變

15、電阻線性時變電阻第一章 電路基礎線性不變電阻元件的線性不變電阻元件的u-i關系關系u(t) = Ri(t) i(t) = Gu(t) GRdef1u、i取一致的參考方向取一致的參考方向 R：電阻電阻，衡量電阻元件阻礙電流流動的能力衡量電阻元件阻礙電流流動的能力 單位單位：歐姆，符號歐姆，符號G G：電導電導，衡量電阻元件的導電能力，衡量電阻元件的導電能力單位：西門子，符號單位：西門子，符號S S第一章 電路基礎 RY型金屬氧化膜電阻器型金屬氧化膜電阻器 廣泛應用于彩色電視機，計算機顯示器廣泛應用于彩色電視機，計算機顯示器、新電源和其他家用電器等高溫條件下要求、新電源和其他家用電器等高溫條件下要

16、求穩(wěn)定性高的電路中穩(wěn)定性高的電路中 特點：特點：小型、優(yōu)質、阻燃、低噪音、質量一小型、優(yōu)質、阻燃、低噪音、質量一致、長期穩(wěn)定致、長期穩(wěn)定第一章 電路基礎RX27/RY27瓷殼型水泥固定電阻器瓷殼型水泥固定電阻器特點：特點： 高可靠性、耐高可靠性、耐高溫、耐電脈高溫、耐電脈沖擊、抗浪涌沖擊、抗浪涌能力強、阻燃能力強、阻燃性好。性好。第一章 電路基礎RX21涂覆型線繞固定電阻器涂覆型線繞固定電阻器特點：特點： 高可靠性、功高可靠性、功率范圍大、耐率范圍大、耐潮濕、絕緣性潮濕、絕緣性好、抗浪涌能好、抗浪涌能力強、阻燃性力強、阻燃性好。好。 第一章 電路基礎線性電阻線性電阻R u0ui iuRtgi伏

17、安特性伏安特性功率：功率：RuRiuip22電阻元件是一種消電阻元件是一種消耗電能的元件。耗電能的元件。第一章 電路基礎 電阻的識別電阻器的標志方法：1、直標法：指電阻表面直接標志出產(chǎn)品主要參數(shù)及技術性能的標志方法。2. 文字符號法：用文字、數(shù)字、數(shù)字符號有規(guī)律地組合在一起標志在產(chǎn)品表面表示電阻阻值。單位：（1）歐姆（）（2）千歐（） 1K=1000（3）兆歐（） 1M=1000（4）吉歐（G） 1G=1000M（5）太歐（T） 1T=1000G第一章 電路基礎 3.色標法：指用不同顏色環(huán)來表示元件不同參數(shù)的方法 四條色環(huán)表示法: 例如: 紅色/紫色/橙色/金色 27*10=27K 允許誤差為

18、:5% 五條色環(huán)表示法:第一二三條表示前三位數(shù)；第四條表示乘數(shù)；第五條表示允許誤差；不同顏色所表示的數(shù)值和允許偏差。第一章 電路基礎電容元件 電容元件是一種能夠貯存電場能量的元件，電容元件是一種能夠貯存電場能量的元件，是實際電容器的理想化模型。是實際電容器的理想化模型。iC u電容元件的電壓電流關系電容元件的電壓電流關系（關聯(lián)參考方向）（關聯(lián)參考方向）tuCtqidddd 第一章 電路基礎電容電容 C 在任一瞬間吸收的功率：在任一瞬間吸收的功率：tuCuiupddP 0 吸收吸收能量能量P 0 吸收能量吸收能量P 0 釋放能量釋放能量稱為電感元件的電感，單位是亨利（）。稱為電感元件的電感，單位

19、是亨利（）。只有電感上的電流變化時，電感兩端才只有電感上的電流變化時，電感兩端才有電壓。在有電壓。在直流直流電路中，電感上即使有電路中，電感上即使有電流通過，但，相當于電流通過，但，相當于短路短路。存儲能量：存儲能量：2L21LiW 第一章 電路基礎 名稱：名稱： RC、RCW型磁棒線圈型磁棒線圈特性：特性：輸出電流大價格低結構堅實輸出電流大價格低結構堅實用途：用途：雜波消除、濾波、扼流，廣泛用于雜波消除、濾波、扼流，廣泛用于各種電子電路及電子設備各種電子電路及電子設備 第一章 電路基礎 名稱名稱： TC、TBC環(huán)型線圈環(huán)型線圈 特性：特性：價格低電流大損耗小價格低電流大損耗小 用途：用途：扼

20、流線圈，廣泛用于各類開關電源，控扼流線圈，廣泛用于各類開關電源，控制電路及電子設備。制電路及電子設備。 第一章 電路基礎名稱名稱： 空心線圈空心線圈 特性：特性：體積小高頻特性好濾波效果好體積小高頻特性好濾波效果好 用途：用途：BB機、電話機、手提電腦等超薄型電器機、電話機、手提電腦等超薄型電器第一章 電路基礎 獨立電源元件常用實際電源常用實際電源干電池、蓄電池、直流發(fā)電機、直流穩(wěn)干電池、蓄電池、直流發(fā)電機、直流穩(wěn)壓電源等。壓電源等。交流發(fā)電機、電力系統(tǒng)提供的正弦交流交流發(fā)電機、電力系統(tǒng)提供的正弦交流電源、交流穩(wěn)壓電源等。電源、交流穩(wěn)壓電源等。直流電源：直流電源：交流電源交流電源: : 一個實

21、際電源可以用一個實際電源可以用兩種模型兩種模型來表示。用電壓來表示。用電壓的形式表示稱為的形式表示稱為電壓源電壓源，用電流的形式表示稱為，用電流的形式表示稱為電電流源流源。第一章 電路基礎電壓源 電源的輸出電壓與外界電路無關電源的輸出電壓與外界電路無關, ,即電壓源即電壓源輸出電壓的大小和方向與流經(jīng)它的電流無關。輸出電壓的大小和方向與流經(jīng)它的電流無關。 是由內(nèi)部損耗很小是由內(nèi)部損耗很小, ,以至可以忽略的實際電源以至可以忽略的實際電源得到的理想化二端電路元件。得到的理想化二端電路元件。 特特 性性1. 理想電壓源理想電壓源獨立電壓源獨立電壓源: : 是指其外特性由電源本身的參數(shù)決定是指其外特性

22、由電源本身的參數(shù)決定, ,而不而不受電源之外的其他參數(shù)控制。受電源之外的其他參數(shù)控制。第一章 電路基礎理想電壓源理想電壓源( (交流交流) )us+-Us+-理想電壓源理想電壓源( (直流直流) )Us+-或或u0i特點：特點：電流及電源的功率由外電路確定，輸出電電流及電源的功率由外電路確定，輸出電 壓不隨外電路變化。壓不隨外電路變化。UsUs+-IRU理想電理想電壓源伏壓源伏安特性安特性第一章 電路基礎2. 實際電壓源實際電壓源 理想電壓源理想電壓源是不存在的是不存在的, ,電源在對外提供功率時電源在對外提供功率時, ,不可避免的存在內(nèi)部功率損耗不可避免的存在內(nèi)部功率損耗. .即實際電源存在

23、內(nèi)即實際電源存在內(nèi)阻阻, ,帶載后帶載后, ,端電壓下降。端電壓下降。干電池在帶干電池在帶 負載后負載后, ,端電端電壓將低于定值壓將低于定值電壓電壓Us,Us,負載負載電流越大電流越大, ,端端電 壓 越 低 。電 壓 越 低 。電源+-ui(d)(d)實際電源實際電源( (i i為負為負載電流載電流, ,u u 端電壓端電壓) )例例: :第一章 電路基礎實際電壓源實際電壓源( (交流交流) )實際電壓源實際電壓源( (直流直流) )或或us+-RSRSUs+-Us+-RS特點：特點：輸出電壓隨外電路變化。輸出電壓隨外電路變化。IRUu0iUs理想理想電壓電壓源伏源伏安特安特性性U = U

24、S RS IUs+-RS實際電壓源實際電壓源伏安特性伏安特性U0 = USSSSRUI 第一章 電路基礎實際電壓源與理想電壓源的本質區(qū)別實際電壓源與理想電壓源的本質區(qū)別在于其內(nèi)阻在于其內(nèi)阻RS。注意注意時，實際電壓源就成為理想電壓源。時，實際電壓源就成為理想電壓源。0S R當當Us+-RS實際電壓源實際電壓源0S RUs+-理想電壓源理想電壓源實際工程中，當實際工程中，當負載電阻遠遠大負載電阻遠遠大于電源內(nèi)阻時，于電源內(nèi)阻時，實際電源可用理實際電源可用理想電壓源表示想電壓源表示。IRUUs+-RSUs+-IRU近似SRR 第一章 電路基礎實際電壓源的兩種特殊情況實際電壓源的兩種特殊情況: :開

25、路開路: :實際電源不接負載時實際電源不接負載時, ,端電壓等于端電壓等于U Us s, ,內(nèi)阻內(nèi)阻R R s s不消耗功率不消耗功率, ,電壓降為電壓降為零零, ,稱為稱為開路狀態(tài)開路狀態(tài). .Us+R sI+-Uoc開路時開路時, ,端電壓為端電壓為U Uoc oc = = U Us s( (可直接測得可直接測得),),電流電流I =I =0.0.第一章 電路基礎Us+RsIabIsc+-U 短路短路: 實際電源被短路時實際電源被短路時, ,端電壓端電壓U=U=0 ,0 ,短路電流短路電流I Isc sc = U= Us s / / R Rs s.(.(R Rs s一般一般很小很小, ,所

26、以短路電流很所以短路電流很大大, ,以至損壞電源以至損壞電源) .) . 測內(nèi)阻測內(nèi)阻Rs : :將實際將實際電源接上適當負載測出電源接上適當負載測出端電壓端電壓U U和電流和電流I I, ,可得可得: :Rs =(Us - U )/ I = ( Uoc - U ) / I第一章 電路基礎電流源1. 理想電流源理想電流源 電源的輸出電流與外界電路無關電源的輸出電流與外界電路無關, ,即電源輸出即電源輸出電流的大小和方向與它兩端的電壓無關。電流的大小和方向與它兩端的電壓無關。 理想電流源理想電流源是不存在的是不存在的, ,電源在對外提供功率電源在對外提供功率時時, ,不可避免的存在內(nèi)部功率損耗。

27、即實際電源存不可避免的存在內(nèi)部功率損耗。即實際電源存在內(nèi)阻在內(nèi)阻, ,帶載后帶載后, ,輸出電流下降。輸出電流下降。2. 實際電流源實際電流源第一章 電路基礎理想電流源理想電流源( (交流交流) )理想電流源理想電流源( (直流直流) )u+-is+-UIsu0i特點：特點：電源的端電壓及電源的功率由外電路確電源的端電壓及電源的功率由外電路確定，定， 輸出電流不隨外電路變化。輸出電流不隨外電路變化。IR理想電理想電流源伏流源伏安特性安特性+-UIsIs第一章 電路基礎u0i理想電理想電流源伏流源伏安特性安特性Is實際電流源實際電流源( (交流交流) )實際電流源實際電流源( (直流直流) )特

28、點：特點：輸出電流隨外電路變化。輸出電流隨外電路變化。實際電實際電流源伏流源伏安特性安特性SSORIU RSisu+-RSIsU+-IR+-UIsRSIOSSOSRUIIII 第一章 電路基礎實際電流源與理想電流源的本質區(qū)別實際電流源與理想電流源的本質區(qū)別在于其內(nèi)阻在于其內(nèi)阻RS。注意注意時，實際電流源就成為理想電流源。時，實際電流源就成為理想電流源。 SR當當實際電流源實際電流源 SR理想電流源理想電流源 實際工程中，當負載電阻遠遠小于電源實際工程中，當負載電阻遠遠小于電源內(nèi)阻時，實際電源可用理想電流源表示內(nèi)阻時，實際電源可用理想電流源表示。近似SRR RSIsU+-IR+-UIsRSIOI

29、R+-UIs+-UIs第一章 電路基礎實際電源的模型oIRUUs或或oRUIIs 可見可見一個實際電源可用兩種一個實際電源可用兩種電路模型表示：一種為電路模型表示：一種為電壓源電壓源Us和內(nèi)阻和內(nèi)阻Ro串聯(lián)串聯(lián)，另一種為，另一種為電流源電流源Is和內(nèi)阻和內(nèi)阻Ro并聯(lián)并聯(lián)。第一章 電路基礎實際使用電源應注意實際使用電源應注意 （1）電壓源常指相對負載而言具有較小內(nèi)）電壓源常指相對負載而言具有較小內(nèi)阻的電壓源；電流源常指相對于負載而言阻的電壓源；電流源常指相對于負載而言具有較大內(nèi)阻的電流源。具有較大內(nèi)阻的電流源。 （2）實際電壓源不允許短路。平時應開路）實際電壓源不允許短路。平時應開路放置。放置。

30、 （3）實際電流源不允許開路處于空載狀態(tài)。）實際電流源不允許開路處于空載狀態(tài)。平時應短路放置。平時應短路放置。第一章 電路基礎 電氣設備的額定值及電路的工作狀態(tài)（選） 電氣設備的額定值電氣設備的額定值 額定值額定值是制造廠為了使產(chǎn)品能在給定的工是制造廠為了使產(chǎn)品能在給定的工作條件下正常運行而規(guī)定的正常容許值。作條件下正常運行而規(guī)定的正常容許值。 額定值有額定電壓額定值有額定電壓UN與額定電流與額定電流IN或額定或額定功率功率PN 。 注意：元件的電壓、電流和功率的實際值注意：元件的電壓、電流和功率的實際值不一定等于它們的額定值。不一定等于它們的額定值。第一章 電路基礎電路的工作狀態(tài)電路的工作狀

31、態(tài)1、負載狀態(tài)、負載狀態(tài)I +US R0Rabcd+URRUI0SIRU 0SIRUUPPPEP=UI：電源輸出的功率電源輸出的功率PS=USI：電源產(chǎn)生的功率電源產(chǎn)生的功率P=I2R0：內(nèi)阻消耗的功率內(nèi)阻消耗的功率第一章 電路基礎I +US R0SRabcd+U2、空載狀態(tài)、空載狀態(tài)00S0CPUUUI3、短路狀態(tài)、短路狀態(tài)02E0SSC00RIPPPRUIIUI +US R0Rabcd+U第一章 電路基礎（1）電源的額定電流）電源的額定電流IN；（2）電源開路電壓電源開路電壓U0C；（3）電源在額定工作情況下的負載電阻電源在額定工作情況下的負載電阻RN；（4）負載發(fā)生短路時的短路電流負載發(fā)

32、生短路時的短路電流ISC。 +US R0SRI+U例：設圖示電路中的電源額定功率例：設圖示電路中的電源額定功率PN=22kW ，額定電壓，額定電壓UN=220V，內(nèi)阻，內(nèi)阻R0=0.2，R為可調節(jié)的負載電阻。求：為可調節(jié)的負載電阻。求：第一章 電路基礎 +US R0SRI+UA10022010223NNNUPIV2401002 . 02200NNS0CRIUUU2 . 2100220NNNIURA12002 . 02400SSCRUI解：解：(1)電源的額定電流為：電源的額定電流為：(2)電源開路電壓為：電源開路電壓為：(3)電源在額定狀態(tài)時的負電源在額定狀態(tài)時的負載電阻為：載電阻為：(4)短

33、路電流為：短路電流為：第一章 電路基礎求解下圖電路中的電流、電壓求解下圖電路中的電流、電壓 463632eqRAI3144633 VU2631 注意：電路變換將影響注意：電路變換將影響流過電壓源的電流流過電壓源的電流第一章 電路基礎AI344633 VU8634 注意：電路變換將影響注意：電路變換將影響電流源兩端的電壓電流源兩端的電壓第一章 電路基礎求解下圖電路中的電流、電壓，并驗求解下圖電路中的電流、電壓，并驗證功率平衡證功率平衡VU10 AI5210 電壓源電壓源發(fā)出發(fā)出的功率：的功率：WPsU302510 )(電流源電流源發(fā)出發(fā)出的功率：的功率：WPsI20210 電阻電阻吸收吸收的功率

34、：的功率：WPR50510 第一章 電路基礎AI2 VU422 電壓源電壓源發(fā)出發(fā)出的功率：的功率：WPsU20210 電流源電流源發(fā)出發(fā)出的功率：的功率：WPsI122104 )(電阻電阻吸收吸收的功率：的功率：WPR824 第一章 電路基礎在圖示電路中在圖示電路中, Uab = 5V ，求，求: (1) I及各個元件的功率及各個元件的功率; (2) 這段電路上的總功率這段電路上的總功率.AB14 + +5V10V解解: 依照歐姆定律依照歐姆定律 A2112ab2145105RR-EEUI IR1R2E1E2第一章 電路基礎AB14 + +5V10V(吸收）吸收）(吸收）吸收）(吸收）吸收）

35、(吸收）吸收）（發(fā)出）（發(fā)出）IR1R2E1E2W22RW12RW2EW1EWab1642RIP412RIP20210IEP1025IEP1052IUP222121 總總第一章 電路基礎WWEWRRE102030PPP20PP3041610PPPP2211 發(fā)發(fā)吸吸發(fā)發(fā)吸吸AB14 +5V10VIR1R2E1E2第一章 電路基礎圖中五個元件代表電源或負載。參考方圖中五個元件代表電源或負載。參考方向如圖所示。已知：向如圖所示。已知：I1=4A、I2=6A、U1=140V、U2=90V、U3=60V、U4=80V、U5=30V。14523UI（1）試標出各電流和）試標出各電流和電壓的實際方向；電壓

36、的實際方向；（2）判斷哪些元件是）判斷哪些元件是電源，哪些是負載；電源，哪些是負載；（3）計算各元件功率。）計算各元件功率。第一章 電路基礎14523UI電流、電壓同相電流、電壓同相 負載負載電流、電壓反相電流、電壓反相 電源電源元件元件1、2 電源電源元件元件3、4、5 負載負載第一章 電路基礎14523UIP1=1404=560WP2=906=540WP4=804=320WP5=306=180WP3=560+540320180=590W第一章 電路基礎電路如圖電路如圖.求理想電壓源和理想電流源的功率求理想電壓源和理想電流源的功率US1VR1IS1A解解: 該電路為串聯(lián)電路該電路為串聯(lián)電路各

37、元件的電流均為各元件的電流均為IS.UR = IS R = 1VP US = US IS=1WPR = ISUR = 1WP IS = 0PUS PR = 2W此時電壓源吸收功率此時電壓源吸收功率(負載負載)功率平衡：功率平衡：P吸吸= P發(fā)發(fā)U第一章 電路基礎 已知已知E1=7V，E2=16V，E3=14V，R1=16 R2=3，R3=9。求：求：K打開時，打開時，Uab=？ K閉合時，閉合時，I3=？1、K打開，打開，I3=0 UR3=0E1+Uab+E3E2= 0 Uab=714+16=9V2、K閉合，閉合，Uab=0E1+E3E2 + I3R3= 0I3=(E1E3 + E2) R3

38、=99=1AE1R1abKE3E2R2R3I3解：解：第一章 電路基礎求圖中的求圖中的U2I1U110VU2R2 2E2E1R1R1R3 544V2VI1=(104)/(R1+R2)=1AU2=E2+ I1 R1 +E1=6VI3 = 0（開路）（開路） I2 = 0I2I3U1=I1(R1+R2)+E1第一章 電路基礎5K+12V5KS10KBA求求S閉合和斷開時閉合和斷開時A B點的電位點的電位12vA10K5KB5KS S打開時打開時UA=UB=12VS閉合時閉合時UA=UB=(12/15)5=4V解：解：第一章 電路基礎 求圖中求圖中S閉合和打開兩種情況下閉合和打開兩種情況下a點的電位

39、點的電位a 12v+ 12vS4K26K2K12v12v26K2K4KIaS S打開打開: I=(12+12)/32=0.75mA Ua=I26+12=7.5V S閉合閉合: I=12/30=0.4mA Ua=4I=1.6V解：解：第一章 電路基礎13 試求圖中線性電阻兩端電壓；試求圖中線性電阻兩端電壓； 各電源及線性電阻的功率，并判斷其性質。各電源及線性電阻的功率，并判斷其性質。（a） 解：解：+3Vu21Au=3VIR=u / R=3 / 2=1.5APR=1.53=4.5WPIs=13=3WPUs=(1.51) 3 =1.5W（b） 解：解：+ 3Vu21Au=12=2VPR=(1)(2

40、)=2WPUs=13=3WPIs=(3+2)=5W第一章 電路基礎u1 IRIUsPUs、PR1、PR2PIsu1、u2 PR PIs PUsIS PUs 、 US PIs u1 PRIS u1 PR PUs 、 PIs 請選擇求解順序：請選擇求解順序：+3Vu121A+ 10u2第一章 電路基礎（c） 解：解：u1=3VIR=u / R=3 / 2=1.5Au2=110=10Vu2+3Vu121A+ 10PR1=1.53=4.5WPR2=(1)(10)=10WPUs=(1.51) 3 =1.5W PIs=1(3+10)=13W第一章 電路基礎 已知已知US1=6V，US2=12V，IS=2A

41、；R1=2，R2=1，試計算，試計算各電壓源及電流各電壓源及電流源的功率，并判斷其性質。源的功率，并判斷其性質。+US1ISR1+US2R2解：解： UR1=ISR1= 4VUIS= UR1 +US1 =10V UR2= US2 US1 = 6V I2= UR2 / R2=6 / 1 =6A I1=IS+I2=8AI2I1PUS1=68=48WPUS2=6 12=72W PIs=102=20WUIS第一章 電路基礎 計算電路中開路電壓計算電路中開路電壓I110VU2454V V2V VI2I32I2=I3=0解：解：A142410I1 U2= 2 +4+21= 4V第一章 電路基礎 求求S閉合

42、和打開情況下的閉合和打開情況下的A點電位點電位A+24V6VS10k10k10k10k2V I=(24+6)/30=1mAUA=2+1016=2V解：解：S打開打開: S閉合閉合: I=6/20=0.3mAUA=2+36=5VI第一章 電路基礎 將以下各電路化為等效電壓源將以下各電路化為等效電壓源- -+ +453A515V- -+ +3A4410V2.5A425.5A- -+ +211V第一章 電路基礎 將以下各電路化為等效電流源將以下各電路化為等效電流源- -+ +228V22A2 24A1- -+ +24V2第一章 電路基礎1A 用等效變換法求圖示電路中的用等效變換法求圖示電路中的 電流

43、電流I。2A1010540+10V+I20V104A+10V5+5VI=(105)/(5+5+40)=0.1A第一章 電路基礎R1R2RL+ISUS+ U+ISR2R2A43210RRRIUIL22SS U = IRL=42 =8VP = U I =32WI 已知已知US=10V，IS=2A，R1=5，R2=1，RL=2，求，求RL兩端兩端電壓電壓U及功率。及功率。第一章 電路基礎機械系模塊模塊第一章 電路基礎【任務分析任務分析】 電路是電工技術的主要研究對象，為了對各種電路是電工技術的主要研究對象，為了對各種電路進行分析和研究，必須熟悉電路的基本定律電路進行分析和研究，必須熟悉電路的基本定律

44、和基本定理。和基本定理。 為滿足不同需要，電路中元件有不同的連接方為滿足不同需要，電路中元件有不同的連接方式。常見的連接方式有串聯(lián)、并聯(lián)、星形連接和式。常見的連接方式有串聯(lián)、并聯(lián)、星形連接和三角形連接等。因此有必要了解各種連接方式的三角形連接等。因此有必要了解各種連接方式的特點。特點。第一章 電路基礎簡單電路：簡單電路：利用串、并聯(lián)公式求解利用串、并聯(lián)公式求解復復雜雜電電路路支路電流法支路電流法疊加法疊加法等效電源定理等效電源定理利用克希荷夫定律直接列方程求解法：利用克希荷夫定律直接列方程求解法：等效法等效法等效電源變換等效電源變換電路分析方法提示電路分析方法提示第一章 電路基礎 電源的串聯(lián)與

45、并聯(lián) 電阻的串聯(lián)與并聯(lián) 串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián) 理想電源及其串聯(lián)電路 理想電流源，理想電壓源 實際電源的串聯(lián)和并聯(lián)第一章 電路基礎電阻的串聯(lián)與并聯(lián)電阻的串聯(lián)與并聯(lián) 電阻的電阻的串聯(lián)串聯(lián) 在電路中在電路中, 把幾個電阻元件依次首尾連接把幾個電阻元件依次首尾連接, 中間中間沒有分支沒有分支, 在電源的作用下流過各電阻的是同在電源的作用下流過各電阻的是同一電流。一電流。 這種連接方式叫做電阻的這種連接方式叫做電阻的串聯(lián)串聯(lián)。 電阻的電阻的并聯(lián)并聯(lián) 一個電路中，若干個電阻的首端、尾端分別相一個電路中，若干個電阻的首端、尾端分別相聯(lián)在一起，這種聯(lián)接方式稱為電阻的聯(lián)在一起，這種聯(lián)接方式稱為電阻的并聯(lián)并聯(lián)。第一章

46、 電路基礎電阻的串聯(lián)特點：特點：總電阻的大小等于各串聯(lián)電阻之和：總電阻的大小等于各串聯(lián)電阻之和： 總電壓等于各電阻上的電壓之和：總電壓等于各電阻上的電壓之和：+uR1R2Rii+uRediR = R1 + R2 + + RiU = U1 + U2 + + Ui第一章 電路基礎分壓公式：分壓公式： UsRRU ii消耗功率：消耗功率：iiRIP2總電阻：總電阻： iRR第一章 電路基礎100 VRg50 AUgUfRf例：用一個滿刻度偏轉電例：用一個滿刻度偏轉電流為流為50A, 電阻電阻Rg為為2k的表頭制成的表頭制成100V量程的量程的直流電壓表直流電壓表, 應串聯(lián)多大應串聯(lián)多大的附加電阻的附

47、加電阻Rf？解：滿刻度時表頭電壓為解：滿刻度時表頭電壓為VIRUgg1 . 0502第一章 電路基礎附加電阻電壓為：附加電阻電壓為：VUf9.991.0100代入公式代入公式 得得10029 .99ffRR解得解得kRf1998第一章 電路基礎電阻的并聯(lián) 特點：特點： 總等于各電導的和：總等于各電導的和： G=G1+G2+G3 總電流等于各電阻上的電流和：總電流等于各電阻上的電流和： I=I1+I2+I3+uR1iR2Ri+uRedi第一章 電路基礎分流公式：分流公式： 消耗功率：消耗功率：總電阻：總電阻：IRRRIIRRRI21122121 iRUP2S iR11R第一章 電路基礎簡單電路：

48、簡單電路：單一回路單一回路, ,或通過串并聯(lián)公式可以將或通過串并聯(lián)公式可以將其化簡為單一回路的電路。其化簡為單一回路的電路。簡單電路與復雜電路簡單電路與復雜電路復雜電路復雜電路: :不能用串并聯(lián)方法化簡為單一回路，不能用串并聯(lián)方法化簡為單一回路，或即使能化簡也相當復雜的電路。或即使能化簡也相當復雜的電路。第一章 電路基礎例、求例、求A，B兩端等效電阻。兩端等效電阻。R5R1R2R3UAR4R6RAB = R1+R2(R3R4)+(R5R6)解：解：第一章 電路基礎 例例:分別求在開關分別求在開關S斷開和閉合時斷開和閉合時R5R1R4R2R3SUBA解：解：RAB = R5（R1+R3）（R2+

49、R4）S S斷開斷開RAB = R5（R1R2 +R3R4 ）S S閉合閉合A，B兩端總電阻。兩端總電阻。第一章 電路基礎例：等效變換求電阻例：等效變換求電阻Rab。5201566ab752015667abRab = 205 + （6 6 + 7） 15=10第一章 電路基礎例：求圖示電路的等效電路例：求圖示電路的等效電路40I120606030I130I145I160UU = 30I1+45（II1） I 1 = U60 R = U I = 36 I第一章 電路基礎可等效為可等效為對對外部電路外部電路而言而言若要計算電壓源的電流若要計算電壓源的電流i，則必須回到則必須回到原電路原電路中進行中

50、進行計算。計算。第一章 電路基礎可等效為可等效為若要計算電流源的電壓若要計算電流源的電壓u，則，則必須回到必須回到原電路原電路中進行計算。中進行計算。對對外部電路外部電路而言而言第一章 電路基礎結論：結論：1 1、凡是與電壓源并聯(lián)的元件（電阻、凡是與電壓源并聯(lián)的元件（電阻元件、電流源等），對外電路不起元件、電流源等），對外電路不起作用，等效為該電壓源；作用，等效為該電壓源；2 2、凡是與電流源串聯(lián)的元件（電阻、凡是與電流源串聯(lián)的元件（電阻元件、電壓源等），對外電路不起元件、電壓源等），對外電路不起作用，等效為該電流源；作用，等效為該電流源；第一章 電路基礎例例 求圖示電路中的電流求圖示電路中的

51、電流I I。 第一章 電路基礎第一章 電路基礎第一章 電路基礎A 3 . 0A )532912(I第一章 電路基礎電壓源與電流源的等效變換 電路的等效變換，就是保持電路一部分電電路的等效變換，就是保持電路一部分電壓、電流不變，而對其余部分進行適當?shù)膲?、電流不變，而對其余部分進行適當?shù)慕Y構變化，用新電路結構代替原電路中被結構變化，用新電路結構代替原電路中被變換的部分電路。變換的部分電路。第一章 電路基礎理想電壓壓源理想電壓源，其端電壓在任意瞬時與其端電流無關。理想電壓源，其端電壓在任意瞬時與其端電流無關。u(t)us (t)i(t)由外部電路決定由外部電路決定第一章 電路基礎理想電壓源的外特性：

52、理想電壓源的外特性：特點：特點：1 1、端電壓恒定，等于電動勢、端電壓恒定，等于電動勢E E。2 2、輸出電流隨負載（、輸出電流隨負載（外電路外電路）的改變）的改變而而改變改變。UabIE+_abI外特性外特性Uab第一章 電路基礎0iu )(1tus)(2tus)(3tus)(4tusi(t) 可從可從到到+變化變化p(t)us (t)i(t)輸出功率如同電輸出功率如同電流流i(t)一樣一樣可在無可在無限范圍內(nèi)變化限范圍內(nèi)變化。u、i取非一致取非一致的參考方向的參考方向電壓源電壓源輸出輸出的瞬時功率的瞬時功率第一章 電路基礎理想電流源理想電流源，其端電流在任意瞬時與其端電壓無關。理想電流源，

53、其端電流在任意瞬時與其端電壓無關。i(t)is (t)u(t)由外部電路決定由外部電路決定第一章 電路基礎特點：特點：1 1、輸出電流恒定不變，、輸出電流恒定不變， 2 2、端電壓隨負載不同而不同。、端電壓隨負載不同而不同。外特性外特性IUab理想電流源理想電流源abIUabIs第一章 電路基礎 )(1tis )(2tis0iu )(3tisu(t) 可從可從到到+變化變化電流源電流源輸出輸出的瞬時功率的瞬時功率p(t)u(t)is (t) 輸出功率如同電流輸出功率如同電流u(t)一樣一樣可在無限范圍內(nèi)可在無限范圍內(nèi)變化變化 。u、i取非一致的參考方向取非一致的參考方向第一章 電路基礎等效電路

54、等效電路 概念：概念： 兩個端口特性相同，即端口對外的電壓電流關系相兩個端口特性相同，即端口對外的電壓電流關系相同的電路，互為等效電路。同的電路，互為等效電路。 條件條件 對外電路來說，保證輸出電壓對外電路來說，保證輸出電壓U和輸出電流和輸出電流I不變的不變的條件下電壓源和電流源之間、電阻可以等效互換。條件下電壓源和電流源之間、電阻可以等效互換。 等效變換對內(nèi)電路來說，不一定等效。等效變換對內(nèi)電路來說，不一定等效。第一章 電路基礎實際電源的串聯(lián)與并聯(lián) 幾個電壓源的串聯(lián)幾個電壓源的串聯(lián)等效為一個電壓源，該電壓源的電動勢等效為一個電壓源，該電壓源的電動勢等于幾個電壓源電動勢的代數(shù)和。等于幾個電壓源

55、電動勢的代數(shù)和。幾個電流源的并聯(lián)幾個電流源的并聯(lián)等效為一個電流源，該電流源的電流為等效為一個電流源，該電流源的電流為各電流源電流的代數(shù)和各電流源電流的代數(shù)和. .第一章 電路基礎 一個實際的電源即可以用電壓源模型表示一個實際的電源即可以用電壓源模型表示, ,也可以用電流源模型表示也可以用電流源模型表示. . 對于負載來說只要端電壓和輸出電流不變對于負載來說只要端電壓和輸出電流不變, ,兩個電源對負載的作用效果相同兩個電源對負載的作用效果相同, ,所以實際所以實際電壓源和電流源可以等效變換電壓源和電流源可以等效變換. .電源RIU實際電源的等效變換實際電源的等效變換第一章 電路基礎U實際電流源實

56、際電流源的伏安特性的伏安特性IIS實際電壓源實際電壓源的伏安特性的伏安特性UsIUI R0U/ R0IsRoUs/RoU = US I R0I= IS UR0第一章 電路基礎 電壓源電壓源: :U=UsIRo - 電流源電流源: :I=IsU/Ro U=IsRoIRo- Is =/ RoUsUs = IsRoURoUsIsRoIIU- -+第一章 電路基礎E1E2abR2R1- - -+Is=Is1+Is2Ro=R1R2Is1Is2R1aR2bIsRoba第一章 電路基礎E=E1+E2R=R1+R2R1baR2Is1Is2-+R1E1E2R2baRE- -+ab第一章 電路基礎將圖示的電壓源變

57、成電流源將圖示的電壓源變成電流源I- -+ +10V2ba解解: Is=10/2=5AIsI2ba第一章 電路基礎將圖示的電流源變成電壓源將圖示的電流源變成電壓源IsI5ba1AUs = Is 5 =5VUs5ba+ - -第一章 電路基礎用電源等效變換的方法求圖中的用電源等效變換的方法求圖中的I4+- -+- -6V4V2A3612 2I+- -4V2A6412I2A3第一章 電路基礎24A32A+- -4V2A6412I2+- -4V41I第一章 電路基礎8V2+- -24A2+- -4V41I2+- -4V41I第一章 電路基礎1I1A442A8V2+- -2+- -4V41I第一章 電

58、路基礎1I3A2I = 2/3 3 = 2A1I1A442A第一章 電路基礎在用等效變換解題時，應至少保在用等效變換解題時，應至少保留一條待求支路始終不參與互換，留一條待求支路始終不參與互換，作為外電路存在；作為外電路存在；等求出該支路電流或電壓時，再等求出該支路電流或電壓時，再將其放回電路中去作為已知值，將其放回電路中去作為已知值，求其它支路電流或電壓。求其它支路電流或電壓。第一章 電路基礎例例:試求出圖示電路中電流試求出圖示電路中電流I。+18V+8V+6V+33I462A3A20V52+18V2A24328620I 第一章 電路基礎+2A36254318V20VI5 = I + Is =

59、 2 + 2 = 4AI1 = I3 + I0.67 + 2 = 2.67AI2 =18 2=9AI4 = I1I2 = 2.67 （9）= 11.67AI5abII1I3I2I4I6I6=I5- -IS=4- -2=2AI3 = Uab R3 = A23第一章 電路基礎8A用等效變換法求圖示電路中的電流用等效變換法求圖示電路中的電流 I1、I2、I3、I4。3A2A2353+6V4V+I3I1I2I4第一章 電路基礎8A3A2A2353+6V4V+I3I1I2I4解：解：3A233+6VI3I116V+2A50.8AI4 = I3+38 = 4AI3 = (1+6+6) (5+5+3) =

60、1AI2 = I32 = 1AI1 = I4 + 8 = 4A3A53+6VI36V+53.2A53+6VI36V+51V+第一章 電路基礎 基爾霍夫定律的應用 支路支路: 電路中流過同一電流的一個分支稱為一條電路中流過同一電流的一個分支稱為一條支路。支路。 節(jié)點節(jié)點: 三條或三條以上支路的聯(lián)接點稱為節(jié)點。三條或三條以上支路的聯(lián)接點稱為節(jié)點。 回路回路: 由若干支路組成的閉合路徑由若干支路組成的閉合路徑,其中每個節(jié)點其中每個節(jié)點只經(jīng)過一次只經(jīng)過一次, 這條閉合路徑稱為回路。這條閉合路徑稱為回路。 網(wǎng)孔網(wǎng)孔: 網(wǎng)孔是回路的一種。將電路畫在平面上網(wǎng)孔是回路的一種。將電路畫在平面上, 在在回路內(nèi)部不