電工電子技術(shù)基礎(chǔ)第1章電路基本概念及基本定律課件

1、電工電子技術(shù)基礎(chǔ)(鄭航電工電子類課程組)第1章 電路基本概念及基本定律電工電子技術(shù)基礎(chǔ)(鄭航電工電子類課程組)第1章 電路基本概技術(shù)基礎(chǔ)課： 研究電工技術(shù)和電子技術(shù)的理論與應(yīng)用。 -掌握電工與電子技術(shù)方面必要的 基本理論、基本知識和基本技能；為后續(xù)課程和從事相關(guān)的工程技術(shù)及科學研究打下基礎(chǔ)。課程的地位、作用非電專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)第0章 課程概述電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁章目錄技術(shù)基礎(chǔ)課：課程的地位、作用非電專業(yè)第0章 課程概述電工電目標導向：常用電子元件器的識別和使用常用電子產(chǎn)品、家用電器的選購與操作獨立分析各種電路的能力電子產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計的能力以器件為基礎(chǔ)，信號為主線，研究

2、各種電工電子電路的工作原理、特點及其性能指標等。課程的目標基礎(chǔ)性強應(yīng)用性強第0章 課程概述電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁章目錄目標導向：課程的目標基礎(chǔ)性強第0章 課程概述電工電子技術(shù)基電工技術(shù)和電子技術(shù)的應(yīng)用（1）在日常生活中的應(yīng)用（2）在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用磁懸浮列車大型車床第0章 課程概述電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁章目錄電工技術(shù)和電子技術(shù)的應(yīng)用（1）在日常生活中的應(yīng)用（2）在工業(yè)電工技術(shù)和電子技術(shù)的應(yīng)用（3）在電子測量和信號檢測中的應(yīng)用示波器萬用表虛擬儀器第0章 課程概述電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁章目錄電工技術(shù)和電子技術(shù)的應(yīng)用

3、（3）在電子測量和信號檢測中的應(yīng)用示教材：電工學簡明教程（第三版）. 秦曾煌. 2015年. 高等教育出版社參考書：1.電工學. 唐介. 高等教育出版社2.電工與電子學. 葉挺秀. 高等教育出版社3.電工學（上下冊）(第六版). 秦曾煌. 高等教育出版社 上冊電工學上電工技術(shù)，下冊電工學下電子技術(shù)4.電子技術(shù)基礎(chǔ)-模擬部分(第六版)康華光. 高等教育出版社; 電子技術(shù)基礎(chǔ)-數(shù)字部分(第六版)康華光. 高等教育出版社教材及參考書電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁章目錄教材：教材及參考書電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程課程部分簡介電路基本概念與基本定律電路的分析方法電路的暫態(tài)分

4、析正弦交流電路三相交流電路模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)電路技術(shù)1- 5電子技術(shù)6- 11半導體二極管與三極管基本放大電路集成運算放大電路直流穩(wěn)壓電源門電路和組合邏輯電路觸發(fā)器和時序邏輯電路直流電路交流電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組課程部分簡介電路基本概念與基本定律電路技術(shù)電子技術(shù)半導體二極電路模型和電路元件電路基本概念與基本定律 電阻的串聯(lián)/并聯(lián)支路電流法疊加定理電壓源電流源等效變換法戴維寧定理(復雜)電路的分析方法 電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組電路模型和電路元件電路基本概念與基本定律 電阻支正弦交流電路三相交流電路交流電Alternating Current簡稱AC，用符號

5、表示。指大小和方向隨時間作周期性變化的電壓或電流。 tu iOUmUmu1u2u3t02N中性點或零點L1L2L3N相線中性線由三相發(fā)電機產(chǎn)生的頻率相同、幅值相等、相位互差 120 的三相對稱正弦電壓。電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組正弦交流電路三相交流電路交流電 tu iOUmUmu1u放大電路C1RS+uiRCRB+UCCC2RL+es+uo+iB+ uBE iC+uCET輸入電壓為ui，輸入端接交流信號源，比如話筒。基本放大電路輸出電壓為uo，輸出端接負載RL，比如音箱、揚聲器三極管 T是電流放大元件。集電極電源電壓 UCC為輸出信號提供能量，保證集電結(jié)處于反向偏置，以使三級管具有

6、放大作用。電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組放大電路C1RS+RCRB+UCCC2RL+iB+iC11電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組11電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組直流穩(wěn)壓電源12把交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電路濾波整流穩(wěn)壓交流電源負載OtuOtuOtuOtu變壓Otu電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組直流穩(wěn)壓電源12把交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電路濾波整流穩(wěn)壓交流門電路和組合邏輯電路觸發(fā)器和時序邏輯電路以出租車計程器為例來說明數(shù)字電路的應(yīng)用：來自車軸上的脈沖信號經(jīng)過整形電路形成一個數(shù)字電路能夠接受的脈沖序列，輸入計數(shù)器進行累加，累加到某個數(shù)值，就輸入計算器。計算器將輸入的二進制

7、數(shù)乘以倍率，折合成乘車價格，輸入譯碼器，譯成能用顯示器顯示出的十進制數(shù)。計程器方框圖abfgecd電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一章目錄門電路和組合邏輯電路觸發(fā)器和時序邏輯電路以出租車計程器為例來課堂教學采用多媒體教學。信息量大、速度快， 希望認真聽講、積極思考、主動學習。 抓住基本概念、基本理論、基本原理和分析方法。通過習題鞏固和加深對所學理論的理解， 并培養(yǎng)分析能力和運算能力, 獨立完成作業(yè)，按時交作業(yè)。通過實驗驗證來鞏固所學理論， 訓練實驗技能，并培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W作風， 掌握常用儀器、儀表的使用方法，驗證與探索相結(jié)合。課程的學習方法第0章 課程概述電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工

8、電子類課程組下一頁上一頁章目錄課堂教學采用多媒體教學。信息量大、速度快，課程的學習方法第0電工電子技術(shù)基礎(chǔ)(鄭航電工電子類課程組)第1章 電路基本概念及基本定律電工電子技術(shù)基礎(chǔ)(鄭航電工電子類課程組)第1章 電路基本概 教 學 目 標基本概念基本定律 應(yīng) 用電路模型參考方向功率平衡基爾霍夫電流定律參考電位人工智能電子信息通信電路計算機仿真電路電力傳輸電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組第1章 電路基本概念及基本定律基爾霍夫電壓定律 教 學 目 標基本概念基本定律 應(yīng) 用電路模型參考方第一節(jié) 電路模型第二節(jié) 電路基本物理量第三節(jié) 基爾霍夫定律 第四節(jié) 電路元件 第五節(jié) 電路的工作狀態(tài) 本章

9、目錄第1章 電路基本概念與定律電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組第一節(jié) 電路模型第二節(jié) 電路基本物理量第三節(jié) 基爾霍夫思政引例第1章 電路基本概念與定律電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁章目錄千里之行，始于足下。老子思政引例第1章 電路基本概念與定律電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 思政引例第1章 電路基本概念與定律電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁章目錄日常生活人們所接觸實際電路很多，如家用電器：電視、洗衣機、電飯煲、微波爐、電磁爐、電冰箱、空調(diào)等，不管內(nèi)部是交流電路還是直流電路，比如手電筒，若要弄清工作原理，必須從電路原理上進行分析，就需要具備一定的電路基礎(chǔ)知識。思政引

10、例第1章 電路基本概念與定律電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 思政引例第1章 電路基本概念與定律電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁章目錄目前最現(xiàn)代化最快捷交通工具飛機上的電子設(shè)備種類日益繁多，以中國研制的多用途輕型戰(zhàn)斗機FC-1“梟龍”為例，該戰(zhàn)斗機包括雷達、通信導航與識別、大氣數(shù)據(jù)等系統(tǒng)，熟悉這些電子系統(tǒng)能幫助飛行員順利執(zhí)行各種戰(zhàn)術(shù)操作，突顯作戰(zhàn)能力。在飛機系統(tǒng)中，從簡單飛機照明電路，到復雜的飛機供電系統(tǒng)；從單個的機載通話設(shè)備，到衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，它們都是由電路元器件構(gòu)成的，如電源電阻、電容、電感、變壓器、集成電路等。電路分析是分析由理想電路元件組成的電路模型。首先介紹電路組成和作用，并將實際電

11、路抽象成電路模型；然后介紹電路基本物理量、理想電路元件、電路狀態(tài)，從工程案例出發(fā)，引出參考方向、電氣設(shè)備額定值、功率平衡參考電位等基本概念，分析組成理想電路元件的物理性質(zhì)和外特性；接著從分析復雜電路角度出發(fā)，討論約束電路中回路電壓和結(jié)點電流基爾霍夫定律，為下一章推導電路分析方法莫定基礎(chǔ)。思政引例第1章 電路基本概念與定律電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 由實際電氣元件按一定方式連接而成的一個整體，以形成電流通路，從而實現(xiàn)某種特定的功能。 一、實際電路的組成和作用1.1 電路模型實現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換 組成 作用第1章 電路基本概念與定律電路模型實現(xiàn)信號的傳遞和處理 電路 電源（或信號源）負載中間環(huán)節(jié)（強電）（弱

12、電）電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁章目錄 由實際電氣元件按一定方式連接而成的一個整體，以形 最簡單的手電筒電路示意圖第1章 電路基本概念與定律電路模型電源負載中間環(huán)節(jié)電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄 干電池作電源，燈泡作負載，導線和開關(guān)作為中間環(huán)節(jié)將燈泡和干電池連接起來，實現(xiàn)將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽艿墓δ堋?最簡單的手電筒電路示意圖第1章 電路基本概念與定律 半導體擴音機的工作原理方框圖第1章 電路基本概念與定律電路模型信號源負載中間環(huán)節(jié)電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄 話筒（麥克風）是電源（信號源），中間環(huán)節(jié)是放大電路，

13、負載是揚聲器。 半導體擴音機的工作原理方框圖第1章 電路基本概念與二、電路模型由理想化的電路元件組成的電路圖。第1章 電路基本概念與定律電路模型理想電路元件理想無源元件理想有源元件理想電阻元件R理想電感元件L理想電容元件C理想電壓源US理想電流源IS電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄二、電路模型由理想化的電路元件組成的電路圖。第1章 電路基 干電池屬于直流電壓源，用E表示，開關(guān)用S表示，電燈用電阻R表示。第1章 電路基本概念與定律電路模型 手電筒電路的電路模型電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電源負載連接導線電路實體電路模型SER +R0

14、開關(guān) 干電池屬于直流電壓源，用E表示，開關(guān)用S表示 圖中，US 為汽車上的直流發(fā)電機的輸出電壓，R1 為發(fā)電機的內(nèi)阻，E為蓄電池，R2 為蓄電池內(nèi)阻，RL 是汽車上的等效負載電阻，它包括各種車用電氣設(shè)備的等效電阻。第1章 電路基本概念與定律電路模型汽車供電電路模型電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄 圖中，US 為汽車上的直流發(fā)電機的輸出電壓，響應(yīng)由激勵產(chǎn)生的結(jié)果（如某個元件上的電流或電壓等） 已知激勵、電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)的情況下，根據(jù)電路的基本定律對電路模型進行分析，求出各元件上的電壓、電流及功率等物理量，預測實際電路的特性，以便設(shè)計更優(yōu)化的電路。激勵對一個電路而言，電

15、源（或信號源）的作用激勵和響應(yīng)的關(guān)系就是作用和結(jié)果的關(guān)系。第1章 電路基本概念與定律電路模型電路分析 電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄響應(yīng)由激勵產(chǎn)生的結(jié)果（如某個元件上的電流或電壓等） 已第1章 電路基本概念與定律電路模型電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄【練習與思考】(1)電路由哪3個基本部分組成?(2)電路的主要作用大致分為哪兩個方面?(3)什么是電路模型?為什么要用電路模型來表示電路?第1章 電路基本概念與定律電路模型電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 1.2 電路基本物理量 電路分析中，基本物理量有電流、電壓、電動勢和電功率。一、電流及其參考方向

16、電流就是電荷的定向移動，電流的大小用電流強度表示。交流電流用小寫字母i表示，直流電流用大寫字母I表示。電流強度（電流）第1章 電路基本概念與定律電路基本物理量即單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷量。（安培，A)電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁章目錄1.2 電路基本物理量 電路分析中，基本物理量有電流第1章 電路基本概念與定律電路基本物理量 在分析較為復雜的電路時，往往難于事先判斷某支路中電流的實際方向。 通常引入?yún)⒖挤较颍ㄕ较颍┑母拍?。參考方向可以任意選定，用“”表示。若選定的參考方向與電流實際方向一致，則電流為正值；若選定的參考方向與電流實際方向相反，則電流為負值。電工電子技

17、術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄第1章 電路基本概念與定律電路基本物理量 電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組二、電壓和電動勢及其參考方向電場力把單位正電荷從電場中的一點移到另一點所作的功。直流電壓用大寫字母U表示，交流電壓用小寫字母u表示。電壓第1章 電路基本概念與定律電路基本物理量（伏特,V）電壓的實際方向規(guī)定為從高電位端指向低電位端。 （3） 雙下標表示 （1） 箭頭“”表示（2） 極性表示參考方向的表示方法+-下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組二、電壓和電動勢電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組1.參考方向可以任意選取。3. 在未標明

18、參考方向時，電壓值的正負沒有意義。2.當參考方向與實際方向相同時，電壓值為正值當參考方向與實際方向相反時，電壓值為負值注意第1章 電路基本概念與定律電路基本物理量下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組1.參考方向可以描述了電源中外力做功的能力，大小等于外力在電源內(nèi)部克服電場力把單位正電荷從負極移到正極所做的功。電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組電動勢電動勢的實際方向在電源內(nèi)部由負極指向正極。電動勢的實際方向是電位升的方向，與電壓的實際方向相反。第1章 電路基本概念與定律電路基本物理量下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄描述了電源中外力做功的能力，大小等于外力在電源內(nèi)部克服電場力

19、電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組關(guān)聯(lián)參考方向 一個元件或者一段電路上的電流和電壓的參考方向可以任意假定。 關(guān)聯(lián)參考方向：電流與電壓的參考方向一致。第1章 電路基本概念與定律電路基本物理量非關(guān)聯(lián)參考方向下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組關(guān)聯(lián)參考方向 圖 B 中若 I = 2 A，R = 3 ，則 U = ( 2) 3 V = 6 V歐姆定律：通過電阻的電流與電壓成正比。表達式U、I 參考方向相同U = IRU、I 參考方向相反（非關(guān)聯(lián)）電流的參考方向與實際方向相反圖 A或圖 BRUI+IRU+圖 C+RUI電壓電流參考方向相反與圖 C 中若 I = 3 A，R

20、= 4 ，則 U = ( 3) 4 V = 12 VU = IR第1章 電路基本概念與定律電路基本物理量電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組圖 B 中若 I = 2 A，R = 3 ，則 U =P（p）0電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組三、電功率單位時間內(nèi)電路元件所吸收或發(fā)出的電能，其值等于該元件上的電壓與電流的乘積。p=ui第1章 電路基本概念與定律電路基本物理量（功率）電功率(瓦特，W)直流電功率P=UI交流電功率關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向p=-uiP=-UI電功率正負的物理含義吸收功率（負載作用）發(fā)出功率（電源作用）下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄P（p）0電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子

21、電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組第1章 電路基本概念與定律電路基本物理量拓展分析下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄如圖所示，驗證功率平衡，說明元件是電源還是負載？電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組第1章 電路基電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組1.3 基爾霍夫定律 對于簡單電路，可以用歐姆定律進行分析。對于除簡單電路以外的電路，就得運用基爾霍夫定律?；鶢柣舴蚨山沂玖嘶芈分懈鞑糠蛛妷褐g和結(jié)點上各個電流之間的規(guī)律。 電路中通過同一電流的分支電路第1章 電路基本概念與定律基爾霍夫定律（1）支路 有源支路無源支路下一頁上一頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組1.3 基爾霍電工電子技術(shù)

22、基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組電路中不再含有分支電路的回路 包含回路較多的電路 實際上電路和網(wǎng)絡(luò)兩個名詞經(jīng)常通用第1章 電路基本概念與定律基爾霍夫定律三條或三條以上支路的聯(lián)接點(2)結(jié)點 (3)回路 (4)網(wǎng)孔 (5)網(wǎng)絡(luò) 電路中由支路構(gòu)成的任何閉合路徑下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組電路中不再含有分電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組 基爾霍夫電流定律(Kirchoffs Current Law)，它描述了一個結(jié)點上各個電流的約束關(guān)系。一、基爾霍夫電流定律 任一瞬時，對電路中的任一結(jié)點，流入結(jié)點的電流之和等于流出該結(jié)點的電流之和。基爾霍夫電流定律體現(xiàn)了電流的連續(xù)性

23、。 如果規(guī)定流入結(jié)點的電流為正，流出結(jié)點的電流為負，那么，對電路中的任一結(jié)點而言，電流的代數(shù)和恒等于零第1章 電路基本概念與定律基爾霍夫定律 (KCL)其數(shù)學表達式為，即下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組 第1章 電路基本概念與定律基爾霍夫定律電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組 1.運用KCL時，首先應(yīng)標定每一支路電流的參考方向。根據(jù)各支路電流的參考方向，確定各電流變量前面的正、負號。按上述規(guī)定，流入結(jié)點的電流取正號，流出結(jié)點的電流取負號。 2.基爾霍夫電流定律不僅適用于電路中任一結(jié)點，也適用于電路中任一假想的封閉面（廣義結(jié)點）。注意下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄第1

24、章 電路基本概念與定律基爾霍夫定律電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組右圖電路中，根據(jù)KCL有 上式表明，通過封閉面的電流代數(shù)和確實等于零，即KCL適用于廣義結(jié)點。 將上述3個結(jié)點電流方程相加，即得廣義結(jié)點(圓圈圍攏的封閉面)的電流方程第1章 電路基本概念與定律基爾霍夫定律 結(jié)點A 結(jié)點B 結(jié)點C下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組右圖電路中，根據(jù)電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組電路如圖所示，試求電流表A的讀數(shù)。第1章 電路基本概念與定律基爾霍夫定律 設(shè)想用一個假想封閉面來包圍電路的左邊部分（廣義結(jié)點）電流表A讀數(shù):0下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄解

25、例題電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組電路如圖所示，試電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組二、基爾霍夫電壓定律 基爾霍夫電壓定律（Kirchoffs Voltage Law），它描述了一個回路中各支路電壓之間的約束關(guān)系。 在任一時刻，對于電路中的任一回路，按一定方向沿著回路繞行一周，回路中所有支路電壓或元件電壓的代數(shù)和為0。第1章 電路基本概念與定律基爾霍夫定律 (KVL)其數(shù)學表達式為 運用KVL列回路方程時，應(yīng)首先設(shè)定回路的繞行方向，并標出各支路或元件上電流、電壓的參考方向。當回路內(nèi)某個電壓的參考方向與回路的繞行方向一致時取正號，相反時取負號。下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ)

26、 鄭航電工電子類課程組二、基爾霍夫電壓電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組 下圖中，abcd回路以順時針方向為繞行方向，運用KVL有(1) Uab+Ubc+Ucd+Uda=0(2) Uab = I3R3第1章 電路基本概念與定律基爾霍夫定律(3) Ubc=I2R2+US2(5) Uda = US1+I1R1(4) Ucd = I4R4將式(2)(5)代入式(1)得I3R3 + (- I2R2+Us2) +I4R4- Us1 + R1I1 = 0US1=E1US2=E2經(jīng)化簡整理，得E1-E2=I1R1-I2R2+I3R3+I4R4E=(IR) 下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電

27、工電子類課程組 電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組 規(guī)定：電流參考方向與回路繞行方向一致時，該電流在電阻上所產(chǎn)生的電壓取正號；兩者方向不一致時，取負號。凡電動勢參考方向與繞行方向一致者取正號；不一致者取負號。 該式表明：在任一回路內(nèi)，電阻上電壓降的代數(shù)和等于電動勢的代數(shù)和。第1章 電路基本概念與定律基爾霍夫定律下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄E=(IR) 電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組 電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組 KVL可應(yīng)用于任一閉合回路，但也可以推廣應(yīng)用于不閉合回路或某一條支路。 對圖示電路，由KVL有電源的端電壓可求得： Uab = USIRS用這種方法可求得一段電路的電

28、壓Uab。US = IRS +Uab 第1章 電路基本概念與定律基爾霍夫定律廣義回路下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組 電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組第1章 電路基本概念與定律基爾霍夫定律下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組第1章 電路基電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組第1章 電路基本概念與定律基爾霍夫定律下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組第1章 電路基電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組第1章 電路基本概念與定律基爾霍夫定律下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組第1章 電

29、路基電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組關(guān)聯(lián)參考方向 一個元件或者一段電路上的電流和電壓的參考方向可以任意假定。 關(guān)聯(lián)參考方向：電流與電壓的參考方向一致。第1章 電路基本概念與定律電路基本物理量非關(guān)聯(lián)參考方向下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄復習：電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組關(guān)聯(lián)參考方向 P（p）0電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組單位時間內(nèi)電路元件所吸收或發(fā)出的電能，其值等于該元件上的電壓與電流的乘積。p=ui第1章 電路基本概念與定律電路基本物理量電功率(瓦特，W)直流電功率P=UI交流電功率關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向p=-uiP=-UI電功率正負的物理含義吸收功率（負載作用）發(fā)出功

30、率（電源作用）下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄P（p）0電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子幾個基本概念結(jié)點電路中三條或三條以上支路連接的點支路 電路中的每一分支回路由一條或多條支路組成的閉合路徑如 acb ab adb如 abca adba adbca 如 ab+_R1E1+_E2R2R3I1I2I3cadb第1章 電路基本概念與定律電路元件電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組電路中不再含有分支電路的回路如 abca adba網(wǎng)孔 幾個基本概念結(jié)點電路中三條或三條支路 電路中的每一分支回基爾霍夫電流定律(KCL)(直流電路中) I = 0 i = 0(對任意波形的電流)在任一瞬間，流向某一結(jié)點電流的代數(shù)

31、和等于零?；鶢柣舴螂娏鞫墒怯脕泶_定連接在同一結(jié)點上的各支路電流之間的關(guān)系。 數(shù)學表達式為KCL通常應(yīng)用于結(jié)點，也可以推廣應(yīng)用到假設(shè)的封閉面。第1章 電路基本概念與定律電路元件電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組基爾霍夫電流定律(KCL)(直流電路中) I = 0 i 在任一瞬間，沿任一回路循行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。即： U = 0U1 U2 + U4 U3 = 0上式也可改寫為U4 U3 = E2 E1cI2I1+_R1+_E2R2U2U1adb+_U3+U4_即 U = E基爾霍夫電流定律(KCL)KVL 除應(yīng)用于閉合回路外，也可以推廣應(yīng)用到假想的閉合回路，即某一回路中的

32、部分電路。反映了一回路中各段電壓間互相制約的關(guān)系。第1章 電路基本概念與定律電路元件電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組 在任一瞬間，沿任一回路循行方向，回路中各段電壓的代KVL 推廣應(yīng)用于假想的閉合回路E IR U = 0U = E IR或根據(jù) KVL 可列出EIUR+_+_ABCUA+_UAB+_UB+_根據(jù) U = 0UAB = UA UB UA UB UAB = 0第1章 電路基本概念與定律電路元件電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組KVL 推廣應(yīng)用于假想的閉合回路E IR U = 0U U1 + U2 U3 U4 + U5 = 0U4+U1U2abced+U5U3+R4例 1圖中

33、若 U1= 2 V，U2 = 8 V，U3 = 5 V，U5 = 3 V，R4 = 2 ，求電阻 R4 兩端的電壓及流過它的電流。解設(shè)電阻 R4 兩端電壓的極性及流過它的電流 I 的參考方向如圖所示。(2) + 8 5 U4+ (3) = 0U4 = 2 VI = 1 AI沿順時針方向列寫回路的 KVL 方程式，有代入數(shù)據(jù)，有U4 = IR4第1章 電路基本概念與定律電路元件電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組U1 + U2 U3 U4 + U5 = 0U4+ (歐姆， )電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組1.4 電路元件 電阻、電感和電容是三種常用的無源元件，它們具有不同的物理性質(zhì)。一

34、、電阻元件電阻是反映消耗電能的電路參數(shù)。第1章 電路基本概念與定律電路元件1.伏安關(guān)系非線性電阻 線性電阻u=Ri下一頁上一頁章目錄 (歐姆， )電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組 2.功率關(guān)系電阻在任一段時間內(nèi)吸收的電能也總是大于或等于0。第1章 電路基本概念與定律電路元件 電阻的特性也可以用電導G 來表示，電阻與電導的關(guān)系為(西門子，S)0耗能元件下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組 2.功率關(guān)系電電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組 電阻（如電爐、白熾燈）吸收的能量全部轉(zhuǎn)化為熱能或其他形式的能量消耗掉了，這是一個不可逆的能量

35、轉(zhuǎn)換過程。 對各種電氣設(shè)備來說，為了安全運行，這些設(shè)備都有一定的額定功率、額定電壓和額定電流。 實際使用電阻時，除了要知道其阻值外，還應(yīng)知道其額定功率(如1W、12W、14W、18W 等)。第1章 電路基本概念與定律電路元件（利用電流熱效應(yīng)）下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄耗能元件電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組 電感線圈示意圖實際電感元件通常是由線圈構(gòu)成。 電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組二、電感元件第1章 電路的基本概念與定律電阻、電容和電感元件N1.定義磁鏈自感系數(shù)（電感）(亨利，H )下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄L 稱為電感或自感。線圈的匝數(shù)越多，其電感越大；線圈單位電流中產(chǎn)生的磁通越

36、大，電感也越大。電感線圈示意圖實際電感元件通常是由線圈構(gòu)成。 電工電子技術(shù)基電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組法拉第發(fā)現(xiàn)楞次發(fā)現(xiàn)第1章 電路基本概念與定律電路元件感應(yīng)電動勢e的大小正比于磁通的變化率。 感應(yīng)電動勢e的方向總是力圖阻礙原來磁通的變化。規(guī)定感應(yīng)電動勢e的參考方向與磁通的參考方向符合右手螺旋定則，在此規(guī)定下，便可得到自感電動勢的表達式為2.伏安關(guān)系下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組法拉第發(fā)現(xiàn)楞次發(fā) 在任一時刻，電感上的電壓與該時刻電流的變化率成正比。對于恒定電流，電感兩端的電壓為零。電感元件對直流電而言相當于短路。第1章 電路基本概念與定律電路元件電工

37、電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組 在t時刻電感的瞬時功率為3.功率關(guān)系下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄 在任一時刻，電感上的電壓與該時刻電流的變化率電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組 當i(t)為正值，且有減小的趨勢時，p(t)0，表明電感吸收能量，電能以磁場能儲存在電感中。下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組 電壓電流關(guān)系L+uieL+根據(jù) KVL 可寫出u + eL = 0或在直流穩(wěn)態(tài)時，電感相當于短路。瞬時功率p 0，L 把電能轉(zhuǎn)換為磁場能，吸收功率。p 0，表明電容吸收能量，電能以電場能儲存在電容中； 當u(t)為正值，且有減小的趨勢時，p(t) 0，L 把電能

38、轉(zhuǎn)換為電場能，吸收功率。p 0電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組1.5 電路的工作狀態(tài)電路可能出現(xiàn)三種狀態(tài)：第1章 電路基本概念與定律電路的工作狀態(tài)有載狀態(tài)短路狀態(tài)開路狀態(tài)下面以圖示直流電路為例來介紹電路的三種工作狀態(tài)。下一頁上一頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組1.5 電路的電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組一、有載狀態(tài)開關(guān)S 合上，電源與負載接通，電路所處的狀態(tài)。電源的端電壓為則第1章 電路基本概念與定律電路的工作狀態(tài)上式兩邊乘以電流I，得即下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組一、有載狀態(tài)開關(guān)電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組 這種電源發(fā)出

39、的功率之和等于電路中其它元件所消耗的功率之和稱為功率平衡。第1章 電路基本概念與定律電路的工作狀態(tài) PS就是電源發(fā)出的功率，I2RL為負載消耗的功率，I2R0是電源內(nèi)阻R0消耗的功率。下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電源產(chǎn)生功率=負載取用功率+內(nèi)阻消耗功率電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組 電源與負載的判別根據(jù)電壓、電流的實際方向判別，若U 和 I 的實際方向相反，則是電源，發(fā)出功率；U 和 I 的實際方向相同，是負載，取用功率。根據(jù)電壓、電流的參考方向判別P = UI 為負值，是電源，發(fā)出功率；若電壓、電流的參考方向相同P = UI 為正值，負載，取用功率。第1章 電路基本概念與定律電路的工作狀

40、態(tài)電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電源與負載的判別根據(jù)電壓、電流的實際方向判別，若U 和 I 例 1已知：圖中 UAB = 3 V， I = 2 A解 P = UI = (2) 3 W = 6 W求：N 的功率，并說明它是電源還是負載因為此例中電壓、電流的參考方向相同而 P 為負值，所以 N 發(fā)出功率，是電源。想一想，若根據(jù)電壓電流的實際方向應(yīng)如何分析？NABI電源與負載的判別第1章 電路基本概念與定律電路的工作狀態(tài)電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄例 1已知：圖中 UAB = 3 V， I = 2 額定值與實際值U電源+IP電源輸出的電流和功率由負載的大小決定額定值是為電氣設(shè)備在給定條件下正常運行而規(guī)定的允許值。電氣設(shè)備不在額定條件下運行的危害：不能充分利用設(shè)備的能力；降低設(shè)備的使用壽命甚至損壞設(shè)備。S1S2S3第1章 電路基本概念與定律電路的工作狀態(tài)電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 鄭航電工電子類課程組下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄額定值與實際值U電源+IP電源輸出的電流和功額定值是為額定值: 電氣設(shè)備在正常運行時的規(guī)定使用值額定值反映電氣設(shè)備的使用安全性；額定值表示電氣設(shè)備的使用能力。 注意：電氣設(shè)備工作時的實際值不一定都等于其 額定值，要