電路的基本概念與基本定律

第1章電路的基本概念與基本定律1歐姆定律,電源有載工作、開路與短路,電源與負(fù)載，功率平衡，額定值U、I參考方向相同時(shí)，U、I參考方向相反時(shí)，RU+–IRU+–I通常取U、I參考方向相同。U=IR

U=–IR歐姆定律電源有載工作、開路與短路電源有載工作IR0R+

-EU+

-IU電源輸出端電壓電流關(guān)系：U=E–IR0電源的外特性EUI0當(dāng)R0<<R時(shí)，則UE，表明當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，電源的端電壓變化不大，即帶負(fù)載能力強(qiáng)。UI=EI–I2Ro功率平衡PE

=P+P電源發(fā)出的功率=負(fù)載取用和消耗的功率電源與負(fù)載的判別根據(jù)U、I的實(shí)際方向判別電源：電流從電壓“+”端流出；（發(fā)出功率）負(fù)載：電流從電壓“+”端流入。（吸收功率）＋－UI＋－UI電源開路I=0開路電壓負(fù)載功率U

=U0=EP

=0IRoR+

-EU0+

-電源短路電源端電壓負(fù)載功率電源產(chǎn)生的能量全被內(nèi)阻消耗掉短路電流（很大）U

=0

PE=P=I2R0P

=0IR0R+

-EU+

-電源短路特征:電源端電壓負(fù)載功率電源產(chǎn)生的能量全被內(nèi)阻消耗掉短路電流（很大）U

=0

PE=P=I2R0P

=0IR0R+

-EU+

-電氣設(shè)備的額定值額定值:電氣設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)的規(guī)定使用值，通常指電壓、電流和功率。電氣設(shè)備的三種運(yùn)行狀態(tài)欠載(輕載)：I<IN

，P<PN(不經(jīng)濟(jì))

過載(超載)：

I>IN

，P>PN(設(shè)備易損壞)額定工作狀態(tài)：I=IN

，P=PN

(經(jīng)濟(jì)合理安全可靠)

例：燈泡：UN=220V

，PN=60W電阻：RN=100

，PN=1W

電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)，電壓、電流和功率的實(shí)際值不一定等于額定值。練習(xí)：1.額定值為1W100的碳膜電阻，在使用時(shí)電流和電壓不得超過多大數(shù)值？2.下圖中，方框代表電源或負(fù)載。已知U=220V，I=－1A，哪些方框是電源，哪些是負(fù)載？（a）（b）（c）（d）3.一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)，其銘牌標(biāo)有40kW/230V/174A。什么是發(fā)電機(jī)的空載運(yùn)行、輕載運(yùn)行、滿載運(yùn)行和過載運(yùn)行？負(fù)載的大小一般指什么而言？電阻類負(fù)載（電阻器，白熾燈，電爐）的電壓、電流、功率都不能超過其額定值。1.5.1在圖1.01中，負(fù)載增加是指（）（1）負(fù)載電阻R增大（2）負(fù)載電流I增大（3）電源電壓U增高1.5.2在圖1.01中，電源開路電壓U0為230V，電源短路電流IS為1150A，當(dāng)負(fù)載電流I為50A時(shí)，負(fù)載電阻R為（）（1）4.6Ω（2）0.2Ω（3）4.4ΩRR0+-EU+–I1.5.4用一只額定值為110V/100W的白熾燈和一只額定值為110V/40W的白熾燈串聯(lián)接在220V的電源上，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，（）（1）能正常工作

（2）100W的燈絲燒毀（3）40W的燈絲燒毀

1.5.3如將兩只額定值為220V/100W的白熾燈串聯(lián)接在220V的電源上，每只燈消耗的功率為（）。設(shè)燈電阻未變。（1）100W

（2）50W（3）25W1.5.5在圖1.02中，電阻R為（）（1）0Ω（2）5Ω（3）-5Ω1.5.6在圖1.03中，電壓電流的關(guān)系式為（）（1）U=E－RI

（2）U=E+RI（3）U=－E+RI

-4AR－10V++10V－IR－E

+－U+1.5.7在圖1.04中，三個(gè)電阻共消耗的功率為（）（1）15W

（2）9W（3）無法計(jì)算1AR33VR26V++--R12A圖1.04基爾霍夫定律支路：電路中的每一個(gè)分支。一條支路流過一個(gè)電流，稱為支路電流。結(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)?；芈罚河芍方M成的閉合路徑。網(wǎng)孔：內(nèi)部不含支路的回路。I1I2I3123ba+-E2R2+-R3R1E1cd基爾霍夫電流定律(KCL定律)即:Ｉ入=

Ｉ出

在任一瞬間，流向任一結(jié)點(diǎn)的電流等于流出該結(jié)點(diǎn)的電流。若規(guī)定流入節(jié)點(diǎn)的電流取正號(hào)，則從該節(jié)點(diǎn)流出的電流取負(fù)號(hào)?；?Ｉ=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1對(duì)結(jié)點(diǎn)a：I1+I2=I3或I1+I2–I3=0電流定律可以推廣應(yīng)用于包圍部分電路的任一假設(shè)的閉合面。例:廣義結(jié)點(diǎn)IA+IB+IC=0ABCIAIBICIBCICAIABIA=IAB－ICAIB=IBC－IABIC=ICA－IBC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?；鶢柣舴螂妷憾桑↘VL定律)即：U=0在任一瞬間，從回路中任一點(diǎn)出發(fā)，沿回路循行一周，則在這個(gè)方向上電位升之和等于電位降之和。對(duì)回路3：

U2+U3=U4+U1或U1

－U2－

U3+U4

=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1++--U3U4U1U2E1–E2–

I1R1+

I2R2=0①列方程前標(biāo)注回路循行方向；②應(yīng)用

U=0列方程時(shí)，如果規(guī)定電位降取正號(hào)，則電位升就取負(fù)號(hào)。

注意：電位精升=電位芳降E2=UBE+I2R2U=瓣0I2R2–E2+UBE=薪0推廣攤：開口揪電路診可按凍閉合照回路泉處理1對(duì)回齊路1：E1UBEE+B+–R1+–E2R2I2_如何憶列回首路電冷壓方限程E1+–R1+–E2R2I2R3I1I3首先番標(biāo)出篩電流儲(chǔ)參考黎方向假和電嗎動(dòng)勢(shì)齡極性電位醉升-電位列降=0E1－E2+R2I2－R1I1=0E2－R3I3－R2I2=0練習(xí)沫：1.下圖勤所示戚電路減中，遍電流I與電辣壓Uab各為罰多少陰？5V12V++–+–5V_+Uabab練習(xí)歌：2.所示慈兩個(gè)狡電路籌中，Uab和I是否癥等于守零？其如將急圖（a）中右汪下臂碌的6改為3，又他如何盾？I1/2I1I6622ab12V–+(a)I1/2I1/2I1/22+_+_I51156V12Vab(b)=0=01.熱6.霧1在圖1.喬05所示休的部璃分電深路中貢，a,的b兩端裂的電宮壓Uab為（輩）（1）40差V（2）-4如0V（3）-2晨5V圖1.詳051A10Ω3V++--2A5AI4A5Ω4Ω3ΩUab4A1A3A－+30V+－5V+－12V1.普6.扁4解：蔬由KC禮L,得：又由KV留L,由KC授L,E解之都，得吼：電位熄的概荷念及盯計(jì)算電位很：電咱路中或某點(diǎn)演至參筋考點(diǎn)狂的電癢壓，記為“VX”。通常痛設(shè)參福考點(diǎn)胳的電勸位為巷零。電位喘的計(jì)益算步筒驟:(1嶼)任選劇電路良中某肝一點(diǎn)謊為參扒考點(diǎn)義，設(shè)栽其電腫位為陪零；(2狀)計(jì)算相各點(diǎn)岸至參劇考點(diǎn)附間的幟電壓穩(wěn)即為閘各點(diǎn)聞的電帝位。某點(diǎn)違電位形為正致，說感明該蹦點(diǎn)電渾位比暴參考睛點(diǎn)高鄙；某點(diǎn)熔電位貝為負(fù)蹤蝶，說病明該斷點(diǎn)電好位比嘴參考負(fù)點(diǎn)低失。結(jié)論酷：(1決)電位汁值是蛾相對(duì)咱的，坡參考盟點(diǎn)選牙取的有不同商，電身路中達(dá)各豎點(diǎn)的閉電位噸也將哭隨之桃改變損；(2波)電路頓中兩遙點(diǎn)間拍的電吊壓值層是固佩定的將，不計(jì)會(huì)因斥參考市點(diǎn)的竊不同課而變馬，即與艦零電柜位參軍考點(diǎn)局的選浩取無回關(guān)。借助厘電位勤的概聞念可壩以簡(jiǎn)姻化電京路作指圖bca204A610AE290VE1140V56Ad+90V205+140V6cd例1:圖示脊電路仿，計(jì)胃算開誰關(guān)S斷開才和閉悔合時(shí)A點(diǎn)的電咐位VA解:騾(1沈)當(dāng)開討關(guān)S斷開砌時(shí)(2瘦)當(dāng)開刷關(guān)閉井合時(shí),電路如圖唉（b）電流I2=指0，電位VA=陵0V。電流I1=I2=難0，電位VA=詳6V。電流膽在閉渡合路徑途中流扮通2KA+I12kI2–6V(b)2k+6VA2kSI2I1(a)例2志：電路眠如下燈圖所因示，(1漫)零電恰位參文考點(diǎn)慮在哪物里？料畫電讓路圖姜表示鏟出來績(jī)。(2混)當(dāng)電死位器RP的滑互動(dòng)觸努點(diǎn)向棒下滑熔動(dòng)時(shí)癥，A、B兩點(diǎn)票的電好位增怖高了正還是至降低眼了？A+12V–12VBRPR1R212V–12V–BARPR2R1I解：慌（1）電字路如飽左圖酒，零絨電位毯參考晴點(diǎn)為+1慣2V電源洞的“–”端與–1是2V電源太的“+”端的投聯(lián)接戒處。當(dāng)電孤位器RP的滑商動(dòng)觸校點(diǎn)向法下滑虧動(dòng)時(shí)進(jìn)，回剃路中妻的電貍流I減小末，所止以A電位或增高懂、B點(diǎn)電撓位降扶低。（2射）VA=示–IR1+1杯2VB=IR2–符121.傷7.認(rèn)1在圖1.到07中，B點(diǎn)的易電位VB為（補(bǔ)）（1）-1煉V（2）1