第一章第一節(jié)電路的基本概念課件

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第一節(jié)電路的基本概念

一、電路(1)電源電源是提供電能的設(shè)備，能夠?qū)⑵渌问降哪苻D(zhuǎn)換成電能。

(2)負(fù)載負(fù)載是指電路中的用電設(shè)備，能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換成其他形式的能。

(3)中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)是電路中連接電源和負(fù)載的部分，起著傳輸、控制和分配電能的作用。一、電路圖1-1最簡(jiǎn)單的電路

a)實(shí)物電路b)原理電路圖二、電路的基本物理量1.電流

2.電動(dòng)勢(shì)

3.電位和電壓(電位差)1.電流圖1-2電荷的運(yùn)動(dòng)1.電流1.電流圖1-3電流參考方向與實(shí)際方向1.電流圖1-?4電流的測(cè)量3.電位和電壓(電位差)(1)電位水流總是從高水位處流向低水位處，與此相類(lèi)似，電流在外電路中流動(dòng)時(shí)也是從高電位點(diǎn)流向低電位點(diǎn)。圖1-5電位與參考點(diǎn)的關(guān)系

a)A點(diǎn)為參考點(diǎn)b)B點(diǎn)為參考點(diǎn)(2)電壓(電位差)電壓是衡量電場(chǎng)力做功能力的物理量，在數(shù)值上等于將單位正電荷從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)所做的功。3.電位和電壓(電位差)3.電位和電壓(電位差)圖1-?6電壓參考方向與實(shí)際方向3.電位和電壓(電位差)圖1-7電壓表測(cè)電壓第二節(jié)電阻

一、導(dǎo)體的電阻一、導(dǎo)體的電阻一、導(dǎo)體的電阻表1-1常見(jiàn)材料的電阻率和電阻溫度系數(shù)材料名稱(chēng)電阻率ρ/(Ω·m/m)

(20℃)電阻溫度系數(shù)

α/(1/℃)(0～100℃)銀0．01650．0036銅0．01750．004鋁0．02830．004低碳鋼0．130．006碳35-0．0005錳銅0．430．000006康銅0．490．000005鎳鉻合金1．10．00013鐵鉻鋁合金1．40．00008鉑0．1060．00389二、電阻與溫度的關(guān)系例1-1某電動(dòng)機(jī)的繞組用銅漆包線(xiàn)繞成，在運(yùn)行前測(cè)得其電阻為10Ω，運(yùn)行達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)測(cè)得電阻為12Ω。已知室溫為20℃，求該電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)繞組的溫度及溫升。

解已知t0=20℃，R0=10Ω，Rt=12Ω二、電阻與溫度的關(guān)系解已知t0=20℃，R0=10Ω，Rt=12Ω三、電阻器1.電阻器的種類(lèi)

2.電阻器的型號(hào)

3.電阻器的主要參數(shù)1.電阻器的種類(lèi)表1-2常用電阻器的外形和特點(diǎn)名稱(chēng)外形主要特點(diǎn)碳膜電阻器（RT型）

阻值較穩(wěn)定，受電壓和頻率影響小，價(jià)廉，應(yīng)用廣泛

阻值：1Ω～10MΩ；額定功率：2W金屬膜電阻器（RJ型）金屬氧化膜電阻器（RY型）合成實(shí)芯電阻器（RS型）線(xiàn)繞電阻器（RX型）

阻值精度高、穩(wěn)定，抗氧化，耐熱，功率大，作為精密和大功率電阻器使用

阻值：0．1Ω～5MΩ；額定功率：150W1.電阻器的種類(lèi)表1-2常用電阻器的外形和特點(diǎn)電位器（WT型等）

阻值可以調(diào)節(jié)。阻值規(guī)律有直線(xiàn)式、指數(shù)式、對(duì)數(shù)式。主要用于調(diào)節(jié)電路中的電阻、電流和電壓貼片電阻（SMT）

金屬玻璃釉電阻的一種形式。體積小，精度高，穩(wěn)定性和高頻性能好。適用于高精密電子產(chǎn)品的基板中2.電阻器的型號(hào)表1-3固定電阻器型號(hào)組成部分的符號(hào)意義第一部分：主稱(chēng)第二部分：材料第三部分：特征第四部分：序號(hào)符號(hào)意義符號(hào)意義符號(hào)意義—R電阻器H合成膜1普通I玻璃釉膜2普通J金屬膜（箔）3超高頻N無(wú)機(jī)實(shí)芯4高阻S有機(jī)實(shí)芯5高溫T碳膜6—X線(xiàn)繞7精密Y氧化膜8高壓——9特殊——G高功率3.電阻器的主要參數(shù)(1)標(biāo)稱(chēng)阻值和偏差標(biāo)稱(chēng)阻值是工廠(chǎng)生產(chǎn)的系列電阻器的電阻值。3.電阻器的主要參數(shù)表1-4常見(jiàn)電阻器阻值系列系列偏差電阻的標(biāo)稱(chēng)值E24Ⅰ級(jí)，±5%1．0，1．1，1．2，1．3，1．5，1．6，1．8，2．0，2．2，2．4，2．7，3．0，3．3，3．6，3．9，4．3，4．7，5．1，5．6，6．2，6．8，7．5，8．2，9．1E12Ⅱ級(jí)，±10%1．0，1．2，1．5，1．8，2．2，2．7，3．3，3．9，4．7，5．6，6．8，8．2E6Ⅲ級(jí)，±20%1．0，1．5，2．2，3．3，4．7，6．83.電阻器的主要參數(shù)圖1-8直標(biāo)法1)直標(biāo)法是指在電阻器的表面直接標(biāo)注電阻參數(shù)的方法。

2)文字符號(hào)法是將電阻器參數(shù)用規(guī)定的文字符號(hào)標(biāo)注在其表面的方法。

3)數(shù)碼表示法是用三位數(shù)字表示電阻器參數(shù)的方法。

4)色標(biāo)法是指在電阻體上用四道或五道色環(huán)表示電阻器參數(shù)的方法。3.電阻器的主要參數(shù)圖1-9色標(biāo)法

a)一般電阻b)精密電阻3.電阻器的主要參數(shù)表1-5電阻器色標(biāo)符號(hào)規(guī)定色環(huán)顏色第一色環(huán)第二色環(huán)第三色環(huán)第四色環(huán)有效數(shù)字第一位數(shù)有效數(shù)字第二位數(shù)數(shù)量級(jí)允許偏差黑001—棕111±1%紅221±2%橙331—黃441—綠551±0．5%藍(lán)661±0．2%紫771±0．1%灰881—白991±50%～±20%金——1±5%3.電阻器的主要參數(shù)表1-5電阻器色標(biāo)符號(hào)規(guī)定銀——1±10%無(wú)———±20%3.電阻器的主要參數(shù)(2)額定功率電阻器的額定功率是指電阻器在直流或交流電路中，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作時(shí)所允許消耗的最大功率。第三節(jié)歐姆定律

一、部分電路歐姆定律例1-2工程上常采用“伏安法”測(cè)量電阻，

解由部分電路歐姆定律可知，電阻爐的電阻為一、部分電路歐姆定律圖1-10部分電路一、部分電路歐姆定律例1-2工程上常采用“伏安法”測(cè)量電阻，圖1-11伏安法測(cè)電阻解由部分電路歐姆定律可知，電阻爐的電阻為二、全電路歐姆定律例1-3干電池使用一段時(shí)間后，用電壓表測(cè)量電池兩端的電壓，有時(shí)候依然比較高，但是接入電路后卻不能使負(fù)載(收音機(jī)、錄音機(jī)等)正常工作。試分析原因。

解這種情況是由于電池的內(nèi)電阻變大，甚至超過(guò)了負(fù)載電阻，但是依然小于電壓表的內(nèi)電阻造成的。用電壓表測(cè)量電池兩端電壓的時(shí)候，電池內(nèi)電阻分得的內(nèi)電壓還不大，所以電壓表測(cè)得的電壓依然比較高。但是電池接入電路后，電池內(nèi)電阻分得的電壓增大，負(fù)載電阻分得的電壓減小，因此不能使負(fù)載正常工作。二、全電路歐姆定律圖1-12全電路二、全電路歐姆定律二、全電路歐姆定律三、電路的3種工作狀態(tài)1.有載工作狀態(tài)(通路)

2.空載運(yùn)行狀態(tài)(開(kāi)路)

3.短路狀態(tài)1.有載工作狀態(tài)(通路)例1-?4某工廠(chǎng)距離電源200m，電源的電動(dòng)勢(shì)為230V，內(nèi)阻為0.06Ω，現(xiàn)采用截面積為50mm2的銅導(dǎo)線(xiàn)供電。工廠(chǎng)負(fù)載需要的電流為50A，各負(fù)載要圖1-13例1-?4題圖1.有載工作狀態(tài)(通路)解為便于分析，根據(jù)題意可畫(huà)出如圖所示電路。

1)根據(jù)全電路歐姆定律可以求得負(fù)載兩端實(shí)際電壓U，即1.有載工作狀態(tài)(通路)1.有載工作狀態(tài)(通路)2)因?yàn)楦髫?fù)載要求的電壓均為220V，所以采用并聯(lián)連接方式，如圖1-13所示，可以保證實(shí)際電壓符合負(fù)載電壓的要求。

3)采用截面積為10mm2的銅導(dǎo)線(xiàn)供電不合適。2.空載運(yùn)行狀態(tài)(開(kāi)路)圖1-14測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)2.空載運(yùn)行狀態(tài)(開(kāi)路)圖1-15尋找斷路故障點(diǎn)3.短路狀態(tài)圖1-16短路和熔斷器第四節(jié)電阻的連接

一、電阻的串聯(lián)1)流經(jīng)各電阻的電流相同，即流經(jīng)電阻R1、R2、…Rn的電流均為I。

2)總電壓等于各電阻上的電壓之和，即

3)電路的等效電阻(總電阻)等于各電阻之和。

4)每個(gè)電阻分得的電壓與電阻成正比，即一、電阻的串聯(lián)圖1-17電阻串聯(lián)電路2)總電壓等于各電阻上的電壓之和，即3)電路的等效電阻(總電阻)等于各電阻之和。4)每個(gè)電阻分得的電壓與電阻成正比，即4)每個(gè)電阻分得的電壓與電阻成正比，即圖1-18雙量程電壓表例1-5某維修電工希望將一只內(nèi)阻Rg=2kΩ，滿(mǎn)偏電流(使表頭滿(mǎn)量程偏轉(zhuǎn)的電流)Ig=50μA的電流表表頭改裝成10V和250V的雙量程電壓表，試問(wèn)：其應(yīng)該如何改裝？4)每個(gè)電阻分得的電壓與電阻成正比，即解該電流表表頭滿(mǎn)偏時(shí)，其電壓為二、電阻的并聯(lián)1)各電阻兩端的電壓相等，且都等于U。

2)總電流等于電路中各電阻電流之和，即

3)電路的等效電阻(總電阻)的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和。

4)各電阻電流與電阻值成反比。二、電阻的并聯(lián)圖1-19電阻并聯(lián)電路2)總電流等于電路中各電阻電流之和，即3)電路的等效電阻(總電阻)的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和。4)各電阻電流與電阻值成反比。圖1-20電流表擴(kuò)大量程4)各電阻電流與電阻值成反比。例1-?6某萬(wàn)用表的表頭內(nèi)阻Rg=2kΩ，滿(mǎn)偏電流Ig=50μA，現(xiàn)要改裝成量程為1A的電流表，其擴(kuò)流電路如圖1-20所示，求并聯(lián)電阻阻值R1。

解要將該萬(wàn)用表改裝成量程1A的電流表，即通過(guò)并聯(lián)分流電阻R1，使1A的電流流入電路時(shí)，表頭剛好滿(mǎn)偏。此時(shí)，分流電阻R1中的電流為三、電阻的混聯(lián)例1-7如圖1-21a所示，已知U=20V，R1=6Ω，R2=8Ω，R3=4Ω，R4=4Ω。試求：1)等效電阻RAB；2)電流I1、I2、I3；3)電壓U2。

解在分析混聯(lián)電路時(shí)，應(yīng)先分清哪些電阻串聯(lián)，哪些電阻并聯(lián)，再通過(guò)畫(huà)等效電路，求出等效電阻。三、電阻的混聯(lián)圖1-21電阻混聯(lián)電路及其等效解在分析混聯(lián)電路時(shí)，應(yīng)先分清哪些電阻串聯(lián)，哪些電阻并聯(lián)，再通過(guò)畫(huà)等效電路，求出等效電阻。解在分析混聯(lián)電路時(shí)，應(yīng)先分清哪些電阻串聯(lián)，哪些電阻并聯(lián)，再通過(guò)畫(huà)等效電路，求出等效電阻。解在分析混聯(lián)電路時(shí)，應(yīng)先分清哪些電阻串聯(lián)，哪些電阻并聯(lián)，再通過(guò)畫(huà)等效電路，求出等效電阻。第五節(jié)電功和電功率

一、電功二、電功率例1-?8一汽車(chē)修理工欲為某汽車(chē)遠(yuǎn)光前照燈更換熔斷器，已知蓄電池電壓為12V，遠(yuǎn)光燈額定值為12V、55W，試問(wèn)應(yīng)更換額定電流為多大的熔斷器？

解遠(yuǎn)光前照燈正常工作時(shí)，其等效電路如圖1-22所示。二、電功率二、電功率解遠(yuǎn)光前照燈正常工作時(shí)，其等效電路如圖1-22所示。圖1-22遠(yuǎn)光燈等效電路三、電流的熱效應(yīng)四、電氣設(shè)備的額定值例1-9某家庭的用電設(shè)備有220V、60W的白熾燈5盞，220V、800W的電阻爐1只。求總功率、總電流和一個(gè)月消耗的電能(按每月30天，每天使用3h計(jì)算)。

解總功率為各用電設(shè)備功率之和，即解總功率為各用電設(shè)備功率之和，即解總功率為各用電設(shè)備功率之和，即第六節(jié)基爾霍夫定律(1)支路支路是電路中通過(guò)相同電流的每條分支。

(2)節(jié)點(diǎn)3條或3條以上支路的連接點(diǎn)，稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)。

(3)回路電路中的任何一條閉合路徑都稱(chēng)為回路。第六節(jié)基爾霍夫定律圖1-23復(fù)雜電路一、基爾霍夫電流定律(KCL)一、基爾霍夫電流定律(KCL)一、基爾霍夫電流定律(KCL)圖1-24基爾霍夫

電流定律推廣一、基爾霍夫電流定律(KCL)二、基爾霍夫電壓定律(KVL)例1-10圖1-26所示電路是晶體管直流偏置電路，已知IC=45IB，UBE=0.7V,求IB、IC和UCE。

解對(duì)ABEOA回路和ACEOA回路分別列出基爾霍夫電壓方程二、基爾霍夫電壓定律(KVL)二、基爾霍夫電壓定律(KVL)圖1-25基爾霍夫

電壓定律推廣二、基爾霍夫電壓定律(KVL)二、基爾霍夫電壓定律(KVL)圖1-26晶體管直流偏置電路二、基爾霍夫電壓定律(KVL)解對(duì)ABEOA回路和ACEOA回路分別列出基爾霍夫電壓方程解對(duì)ABEOA回路和ACEOA回路分別列出基爾霍夫電壓方程三、支路電流法例1-11汽車(chē)發(fā)電機(jī)(E1)、蓄電池(E2)和負(fù)載(R3)并聯(lián)電路如圖1-27所示，已知E1=12V，E2=6V，R1=R2=1Ω，R3=4Ω，試求各支路電流的大小。

解應(yīng)用支路電流法解題步驟如下：

1)確定支路數(shù)b，選擇各支路電流的參考方向，并在電路圖上加以標(biāo)出。

2)確定節(jié)點(diǎn)數(shù)n，應(yīng)用基爾霍夫電流定律列出獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程。

3)選定回路繞行方向，應(yīng)用基爾霍夫電壓定律列出不足的方程式。

(4)將已知數(shù)帶入方程，解方程組，求解各支路電流。例1-11汽車(chē)發(fā)電機(jī)(E1)、蓄電池(E2)和負(fù)載(R3)并聯(lián)電路如圖1-27所示，已知E1=12V，E2=6V，R1=R2=1Ω，R3=4Ω，試求各支路電流的大小。圖1-27例1-11題圖2)確定節(jié)點(diǎn)數(shù)n，應(yīng)用基爾霍夫電流定律列出獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程。(4)將已知數(shù)帶入方程，解方程組，求解各支路電流。解得：I1＝4A，I2＝-2A，I3＝2A。第七節(jié)電壓源和電流源及其等效變換

一、電壓源圖1-28電壓源

a)電壓源電路b)伏安特性一、電壓源二、電流源二、電流源圖1-29電流源

a)電流源電路b)伏安特性二、電流源三、電壓源和電流源的等效變換1)電源的等效變換是對(duì)電源以外的負(fù)載而言，電源內(nèi)部并不等效。

2)變換時(shí)，應(yīng)使電流IS的參考方向與電動(dòng)勢(shì)E的方向保持一致，即IS由電壓源的負(fù)極指向正極。

3)理想電壓源和理想電流源不能作等效變換。

2)合并并聯(lián)電流源IS1和IS2，同時(shí)R1與R2并聯(lián)為等效電阻R0，如圖1-31c所示。

3)合并后的電流源IS與電阻R0并聯(lián)，可進(jìn)一步變換成電壓源與電阻的串聯(lián)，如圖1-31d所示。

4)求得R3中的電流為三、電壓源和電流源的等效變換三、電壓源和電流源的等效變換三、電壓源和電流源的等效變換圖1-30兩種電源的等效變換3)理想電壓源和理想電流源不能作等效變換。例1-12試用電源等效變換的方法計(jì)算例1-11中R3支路的電流，電路如圖1-31a所示。圖1-31例1-12題圖

a)原電路b)電壓源等效為電流源c)合并電流源d)再次等效為電壓源3)理想電壓源和理想電流源不能作等效變換。解1)將圖1-31a中兩并聯(lián)電壓源支路變換成電流源，如圖1-31b所示。2)合并并聯(lián)電流源IS1和IS2，同時(shí)R1與R2并聯(lián)為等效電阻R0，如圖1-31c所示。3)合并后的電流源IS與電阻R0并聯(lián)，可進(jìn)一步變換成電壓源與電阻的串聯(lián)，如圖1-31d所示。4)求得R3中的電流為第八節(jié)疊加定理例1-13如圖1-32a所示，已知US=12V，IS=6A，R1=8Ω，R2=4Ω。試用疊加定理計(jì)算電流I1和I2。

解根據(jù)疊加定理，將圖1-32a電路分解成電壓源US和電流源IS分別單獨(dú)作用的兩個(gè)電路，如圖1-32b和圖1-32c所示。

1)US單獨(dú)作用的電路時(shí)，根據(jù)圖1-32b所示各電流參考方向有

2)IS單獨(dú)作用時(shí)，根據(jù)圖1-32c所示各電流參考方向有

3)應(yīng)用疊加定理，得原電路中各支路電流為

1)疊加定理只適用于線(xiàn)性電路中電流和電壓的計(jì)算，對(duì)非線(xiàn)性電路不適用。

2)疊加時(shí)要注意電流和電壓的參考方向，與原電路中的參考方向相同時(shí)，取正號(hào)；相反時(shí)，取負(fù)號(hào)。

3)分解原電路時(shí)，電路的連接及所有電阻不變。

4)不能用疊加定理計(jì)算功率和電能。解根據(jù)疊加定理，將圖1-32a電路分解成電壓源US和電流源IS分別單獨(dú)作用的兩個(gè)電路，如圖1-32b和圖1-32c所示。圖1-32例1-13題圖

a)原電路b)電壓源單獨(dú)作用c)電流源單獨(dú)作用1)US單獨(dú)作用的電路時(shí)，根據(jù)圖1-32b所示各電流參考方向有2)IS單獨(dú)作用時(shí)，根據(jù)圖1-32c所示各電流參考方向有3)應(yīng)用疊加定理，得原電路中各支路電流為第九節(jié)戴維南定理例1-14如圖1-34a所示，已知E=6V，R1=R2=R3=400Ω，檢流計(jì)電阻Rg=600Ω，R4為熱敏電阻，其電阻值隨溫度而變。設(shè)溫度為0℃時(shí)，R4=400Ω，溫度為100℃時(shí)，R4=425Ω，求溫度為0℃和100℃時(shí)，檢流計(jì)中的電流Ig和兩端電壓Ug。

解圖1-34a中，R1、R2、R3、R4是電橋的4個(gè)橋臂，頂點(diǎn)C、D接電源，另一對(duì)頂點(diǎn)A、B接檢流計(jì)。由電橋平衡條件可知，當(dāng)相對(duì)橋臂電阻乘積相等(R1R3=R2R4)時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)，接檢流計(jì)的頂點(diǎn)A、B電位相等，檢流計(jì)電流為零。一旦電橋失去平衡，頂點(diǎn)A、B電位不再相等，檢流計(jì)中就會(huì)有電流流過(guò)。

1)當(dāng)溫度為0℃時(shí)，由于R4=400Ω，所以有R1=R2=R3=R4，電橋滿(mǎn)足平衡條件，處于平衡狀態(tài)，檢流計(jì)電流Ig=0，電壓Ug=0。

2)當(dāng)溫度為100℃時(shí)，R4=425Ω，所以R1R3≠R2R4，電橋失去平衡，檢流計(jì)支路有電流，用戴維南定理分析如下：第九節(jié)戴維南定理①將被求檢流計(jì)支路劃出，得有源二端網(wǎng)絡(luò)，如圖1-34b所示。

②求有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路輸出電壓UAB。

③求有源二端網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻R0，如圖1-34c所示。

④畫(huà)出有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電路，接上檢流計(jì)，如圖1-34d所示，求Ig和Ug。第九節(jié)戴維南定理圖1-33戴維南定理

a)原電路b)有源二端網(wǎng)絡(luò)c)等效電源第九節(jié)戴維南定理圖1-34例1-14題圖

a)原電路b)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路輸出電壓

c)有源二端網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻d)等效電路②求有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路輸出電壓UAB。②求有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路輸出電壓UAB。③求有源二端網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻R0，如圖1-34c所示。④畫(huà)出有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電路，接上檢流計(jì)，如圖1-34d所示，求Ig和Ug。第十節(jié)電路中電位的計(jì)算例1-15圖1-35a中，E1=12V，E2=5V，R1=100Ω，R2=1600Ω，求電位VA、VB、VC和電壓UBC。

解為了求各點(diǎn)的電位，必須先求電流。圖1-36a是由兩個(gè)電源順向串聯(lián)而成的全電路，根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)的方向標(biāo)出電流I的方向，如圖所示。例1-15圖1-35a中，E1=12V，E2=5V，R1=100Ω，R2=1600Ω，求電位VA、VB、VC和電壓UBC。圖1-35例1-15題圖

a)原電路b)等效電路解為了求各點(diǎn)的電位，必須先求電流。圖1-36a是由兩個(gè)電源順向串聯(lián)而成的全電路，根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)的方向標(biāo)出電流I的方向，如圖所示。解為了求各點(diǎn)的電位，必須先求電流。圖1-36a是由兩個(gè)電源順向串聯(lián)而成的全電路，根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)的方向標(biāo)出電流I的方向，如圖所示。解為了求各點(diǎn)的電位，必須先求電流。圖1-36a是由兩個(gè)電源順向串聯(lián)而成的全電路，根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)的方向標(biāo)出電流I的方向，如圖所示。解為了求各點(diǎn)的電位，必須先求電流。圖1-36a是由兩個(gè)電源順向串聯(lián)而成的全電路，根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)的方向標(biāo)出電流I的方向，如圖所示。第十一節(jié)電容器

一、電容器和電容1.電容器

2.電容1.電容器圖1-36電容器及儲(chǔ)存電荷

a)圖形符號(hào)b)充電后的電容器2.電容2.電容二、電容器的種類(lèi)、主要參數(shù)和型號(hào)命名方法(1)電容器的種類(lèi)電容器的種類(lèi)很多。

(2)電容器的主要參數(shù)電容器的主要參數(shù)有標(biāo)稱(chēng)容量和允許偏差、額定工作電壓和絕緣電阻，還有溫度系數(shù)、損耗以及頻率特性等。

(3)電容器的型號(hào)命名方法電容器的型號(hào)命名方法見(jiàn)表1-7。(1)電容器的種類(lèi)電容器的種類(lèi)很多。表1-?6常用電容器的外形和特點(diǎn)名稱(chēng)外形主要特點(diǎn)金屬化紙介電容器（CJ型）

成本低，電容量大，體積?。还ぷ麟妷簽?3~1600V；適用于對(duì)頻率和穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合(1)電容器的種類(lèi)電容器的種類(lèi)很多。表1-?6常用電容器的外形和特點(diǎn)名稱(chēng)外形主要特點(diǎn)云母電容器（CY型）

耐壓范圍寬，可靠性高，穩(wěn)定性好，精密度高；工作電壓為100~5kV；廣泛應(yīng)用于穩(wěn)定性要求較高的場(chǎng)合及高頻、高壓設(shè)備中油質(zhì)電容器（CZ型）

電容量大，耐壓高，常作為高壓、大電容量電容器使用滌綸電容器（CL型）

體積小，價(jià)廉，電容量大；工作電壓為63~630V；適用于對(duì)頻率和穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合(1)電容器的種類(lèi)電容器的種類(lèi)很多。表1-?6常用電容器的外形和特點(diǎn)瓷介電容器（CC型）

電容量小，體積小，損耗小，絕緣電阻高，穩(wěn)定性高。適用于高頻電路中要求高的場(chǎng)合鋁電解電容器（CD型）

電容量很大，可達(dá)10000μF，重量輕，有正負(fù)極之分；工作電壓為630V；適用于電源濾波和音頻電路瓷介微調(diào)電容器（CCW型）

電容量在小范圍內(nèi)可調(diào)，用于高頻電路中微調(diào)電容容量薄膜介質(zhì)可變電容器（CBM型）

體積小，電容量在較大范圍內(nèi)可調(diào)，用于調(diào)節(jié)振蕩頻率(2)電容器的主要參數(shù)電容器的主要參數(shù)有標(biāo)稱(chēng)容量和允許偏差、額定工作電壓和絕緣電阻，還有溫度系數(shù)、損耗以及頻率特性等。1)標(biāo)稱(chēng)容量與允許偏差。

2)額定工作電壓。

3)絕緣電阻。(3)電容器的型號(hào)命名方法電容器的型號(hào)命名方法見(jiàn)表1-7。表1-7電容器的型號(hào)命名方法第一部分第二部分第三部分第四部分用字母表示主體用字母表示材料用字母表示特征用數(shù)字或字母表示序號(hào)符號(hào)意義符號(hào)意義符號(hào)意義意義(3)電容器的型號(hào)命名方法電容器的型號(hào)命名方法見(jiàn)表1-7。表1-7電容器的型號(hào)命名方法C電容器C瓷介T(mén)鐵電包括：品種、尺寸代號(hào)、溫度特性、直流工作電壓、標(biāo)稱(chēng)值、允許誤差、標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)等I玻璃釉W微調(diào)O玻璃膜J金屬化Y云母X小型V云母紙S獨(dú)石Z紙介D低壓J金屬化紙M密封B聚苯乙烯Y高壓F聚四氟乙烯C穿心式L滌綸S聚碳酸酯Q漆膜H紙膜復(fù)合D鋁電解A鉭電解G金屬電解N鈮電解T鈦電解M壓敏E其他電解材料(3)電容器的型號(hào)命名方法電容器的型號(hào)命名方法見(jiàn)表1-7。圖1-37電容器的串聯(lián)

a)串聯(lián)電路b)等效電路三、電容器的串聯(lián)和并聯(lián)1.電容器的串聯(lián)

2.電容器的并聯(lián)1.電容器的串聯(lián)1)每個(gè)電容器上的電荷量相等，即2)總電壓等于各電容器電壓之和，即1.電容器的串聯(lián)3)等效電容的倒數(shù)等于各電容倒數(shù)之和。1.電容器的串聯(lián)4)每個(gè)電容器分得的電壓與其電容量成反比。1.電容器的串聯(lián)1.電容器的串聯(lián)圖1-38電容器的并聯(lián)

a)并聯(lián)電路b)等效電路2.電容器的并聯(lián)1)每個(gè)電容器兩端的電壓相等，即2)總電荷等于各電容器上電荷量之和，即2.電容器的并聯(lián)3)等效電容等于各電容之和。例1-16某電子電路需要一只耐壓500V，電容量為4μF的電容器。現(xiàn)有4只4μF的電容器，但耐壓都只有250V，問(wèn)用什么連接方法才能滿(mǎn)足要求？

解設(shè)電容C1=C2=C3=C4=4μF，其耐壓分別為U1=U2=U3=U4=250V。

(1)將電容器C1和C2、C3和C4分別串聯(lián)2.電容器的并聯(lián)(2)將電容器C12和C34并聯(lián)2.電容器的并聯(lián)圖1-39例1-16題圖四、電容器的充電和放電(1)電容器的充電如圖1-?40所示，在開(kāi)關(guān)S沒(méi)有閉合之前，電容器沒(méi)有電荷儲(chǔ)存，其電壓為零，記為uC(0-)=0V，0-表示開(kāi)關(guān)閉合前的最后一個(gè)時(shí)刻。

(2)電容器的放電圖1-?40中，若在電容器充電后將開(kāi)關(guān)S迅速合向位置2，電容器就會(huì)通過(guò)電阻R2放電。

(3)時(shí)間常數(shù)由圖1-?41和圖1-?42所示的曲線(xiàn)可知，電容器的充電和放電都需要一定的時(shí)間。

1.電流、電動(dòng)勢(shì)和電壓的方向是怎樣規(guī)定的？

2.測(cè)量電流和電壓分別用什么儀表？對(duì)內(nèi)阻有什么要求？應(yīng)怎樣連接？

3.測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的電路如圖1-?43所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電壓表的讀數(shù)為12V，開(kāi)關(guān)S合上時(shí)，電壓表的讀數(shù)為11.8V，求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

4.圖1-?44所示為電源E1向電池E2充電的電路。四、電容器的充電和放電5.如圖1-?45所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻R0為0.4Ω，負(fù)載電阻是14盞白熾燈和一只電阻爐。

6.圖1-

7.今有220V、40W的白熾燈5盞，220V、800W的電熱器一個(gè)，并接在220V的電源上，求電源供出的總電流。

8.一復(fù)雜電路的部分電路如圖1-?46所示，已知U1=12V，U2=6V，R1=10Ω，R2=5Ω，I=2A，試求I1、I2、UAB和UCD。

9.如圖1-?47所示，已知U1=13V，U2=6V，R1=10Ω，R2=5Ω，R3=5Ω，試用支路電流法求各支路電流。

10.試將圖1-?48a變換成等效的電流源，將圖1-?48b變換成等效的電壓源。

11.應(yīng)用疊加定理，求圖1-?49中的電壓UAB。四、電容器的充電和放電12.電橋電路如圖1-50所示，已知：R1=300Ω，R2=600Ω，R3=200Ω，R5=100Ω，若AB間電壓為零，求電阻R4。

13.在圖1-50中，R1=R2=R3=400Ω，若R4=200Ω，R5=600Ω，用戴維南定理求R5中的電流。

14.測(cè)得圖1-51中有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓為100V，短路電流為10mA，試將有源二端網(wǎng)絡(luò)變換成等效的電壓源和電流源。

15.兩個(gè)相同的電容器，標(biāo)有“100pF、600V”，串聯(lián)后接到900V的電路上，每個(gè)電容器帶有多少電量？加在每個(gè)電容量上的電壓是多大？電容器是否會(huì)被擊穿？

16.一個(gè)10μF的電容器已被充電到100V，今欲繼續(xù)充電到200V，問(wèn)電容器可增加多少電場(chǎng)能？

17.有兩個(gè)RC放電電路，它們的時(shí)間常數(shù)相同，但初始電壓不同。(1)電容器的充電如圖1-?40所示，在開(kāi)關(guān)S沒(méi)有閉合之前，電容器沒(méi)有電荷儲(chǔ)存，其電壓為零，記為uC(0-)=0V，0-表示開(kāi)關(guān)閉