電工學-上冊-第一章-考試-重點省名師優(yōu)質課賽課獲獎課件市賽課百校聯(lián)賽優(yōu)質課一等獎課件

第一章電路基本概念與基本定律1/44§1.1電路組成與作用

一電路

電路：電流通路二組成

由電氣設備和元件或電子器件按一定方式連接而成2/44電路組成電池燈泡EIRU+_負載電源3/44組成部分:電源+中間步驟+負載電源--供給電能，如發(fā)電機、電池等中間步驟--傳輸和分配電能，如電力線、變壓器等負載---耗電能或轉換電能，如日光燈、電腦等4/44三作用作用：信號傳遞和處理實現(xiàn)電能傳輸和轉換5/44所謂電路分析，就是在已知電路結構和元件參數(shù)條件下，討論電路激勵與響應之間關系。響應：因為激勵在電路各部分產生電壓和電流術語：“激勵”、“響應”激勵：電源或信號源電壓或電流，推進電路工作。6/44電路模型實際電路元件其電磁特征可能很復雜，不利于電路分析。將實際元件理想化(或稱模型化)，把它近似看作理想電路元件由一些理想電路元件所組成電路,即為實際電路模型.理想電路元件:電阻、電容、電感、電源等以后把電路模型簡稱為“電路”7/44§1.2電路基本物理量及參考方向一電流二電壓三電動勢8/44電流電流實際方向正電荷運動方向或負電荷運動相反方向電流是電荷（帶電粒子）定向移動。Sab電流大小用電流強度表示：等于單位時間內經過導體其一橫截面電荷量。毫安（mA）和微安（μA）

電流單位：安培A、1（A）=103(mA)=106（μA）9/44a、b兩點間電壓在數(shù)值上等于電場力把單位正電荷從a點移到b點所做功。電位差：在電場內兩點間電壓也常稱為兩點間電位差。電壓方向由高電位端指向低電位端，即電位下降方向二電壓IE+_aRbU+_慣用單位：伏（V）、毫伏（mv）和微伏（μv）1kv=103V1V=103mv=106μv10/44電動勢在數(shù)值上等于電源力把單位正電荷從電源低電位端b經電源內部移到高電位端a所做功。ab三電動勢實際方向：在電源內部低電位端指向高電位端，電動勢單位與電壓單位一致。電位升高方向。11/44電路中物理量方向物理量方向：實際方向假設方向實際方向：物理中對電量要求方向。假設方向（參考方向或正方向）：在分析計算時，對電量人為要求方向。12/44物理量實際正方向13/44物理量正方向表示方法電池燈泡IRUabE+_abu_+正負號abUab（高電位在前，低電位在后）

雙下標箭頭uab電壓+-IR電流：從高電位指向低電位。14/44電路分析中假設正方向（參考方向）問題提出：在復雜電路中難于判斷元件中物理量實際方向，電路怎樣求解？電流方向A

B？電流方向B

A？E1ABRE2IR15/44(1)在解題前先設定一個正方向，作為參考方向；處理方法(3)依據計算結果確定實際方向：若計算結果為正，則實際方向與假設方向一致；若計算結果為負，則實際方向與假設方向相反。(2)依據電路定律、定理，列出物理量間相互關系代數(shù)表示式；16/44例已知：E=2V,R=1Ω問：當U分別為3V和1V時，IR=?E

IRRURabU解：(1)假定電路中物理量正方向如圖所表示；(2)列電路方程：17/44(3)數(shù)值計算（實際方向與假設方向一致）（實際方向與假設方向相反）E

IRRURabU18/44(4)為了防止列方程時犯錯，習慣上把I與U方向按相同方向假設。(1)方程式U/I=R僅適合用于假設正方向一致情況。(2)“實際方向”是物理中要求，而“假設正方向”則是人們在進行電路分析計算時,任意假設。(3)在以后解題過程中，注意一定要先假定“正方向”(即在圖中表明物理量參考方向)，然后再列方程計算。缺乏“參考方向”物理量是無意義.提醒19/44RUI注意：用歐姆定律列方程時，一定要在圖中標明正方向。RUIRUI§1.3歐姆定律20/44§1.4電路狀態(tài)一開路二短路三有載工作四應用中要注意問題21/44一、有載工作狀態(tài)K閉合后電源端電壓=負載電阻兩端電壓即電源外特征電源端電壓與輸出電流I之間關系對應曲線稱為外特征曲線當時，+—22/44即：電源產生功率是電源內阻上損耗掉功率電源輸出功率功率單位：功率平衡式+-23/44二開路（斷路）狀態(tài)RL+_UIR0E開路電壓24/44三短路狀態(tài)RL+_UIR0E短路電流25/44額定值：電器設備能夠長久工作，不損壞，既安全又經濟可靠數(shù)值。電器設備、電路元件電壓、電流、功率都要求有額定值，用N下標表示。

四應用中要注意問題負載概念：通常所說負載大小，是指負載上所消耗功率大小。26/44注意：1、電氣設備在使用時，其實際值不一定等于額定值2、如電機、變壓器這類電氣設備，在選取時應使其工作在額定狀態(tài)，這不但充分利用電氣設備，也不易損壞設備。27/44電功率aIRUb功率概念：設電路任意兩點間電壓為

U,流入此部分電路電流為I，則這部分電路消耗功率為:功率有沒有正負？假如UI方向不一致結果怎樣？28/44在U、I正方向選擇一致前提下，

IRUab或IRUabIUab+-依據能量守衡關系P（吸收）=P（發(fā)出）當U和I二者參考方向選得一致時，P＝UI＜0是電源，

P＝UI＞0是負載當U和I二者參考方向選得相反時，P＝UI＜0是負載，

P＝UI＞0是電源29/44由實際電壓、電流方向判斷是電源還是負載方法：電路中實際電流從該元件電位高一端流入，表示該元件取用電能，是負載。電路中實際電流從該元件電位高一端流出，表示該元件發(fā)出電能，是電源。30/44§1.5克希荷夫定律（克氏定律）(基爾霍夫定律)用來描述電路中各部分電壓或各部分電流間關系,其中包含克氏電流和克氏電壓兩個定律。名詞注釋：節(jié)點：三個或三個以上支路聯(lián)結點支路：電路中每一個分支回路：電路中任一閉合路徑31/44支路：ab、ad、…...（共6條）回路：abda、bcdb、…...（共7個）節(jié)點：a、b、…...(共4個）例I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-32/44(一)克氏電流定律對任何節(jié)點，在任一瞬間，流入節(jié)點電流等于由節(jié)點流出電流。或者說，在任一瞬間，一個節(jié)點上電流代數(shù)和為0。I1I2I3I4克氏電流定律依據：電流連續(xù)性

I=0即：例或：33/44電流定律還能夠擴展到電路任意封閉面。例I1+I2=I3例I=0克氏電流定律擴展I=?I1I2I3E2E3E1+_RR1R+_+_R34/44(二)克氏電壓定律

對電路中任一回路，沿任意循行方向轉一周，其電位升等于電位降?；?，電壓代數(shù)和為0。比如：回路a-d-c-a電位升電位降即：或：I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-35/44電位升電位降E+_RabUabI克氏電壓定律也適合開口電路。例36/44§1.6電阻串、并聯(lián)一串聯(lián)二并聯(lián)37/44電位概念：Va=5V

a點電位：ab1

5Aab1

5AVb=-5V

b點電位：在電路中任選一點，設其電位為零（用此點稱為參考點。其它各點對參考點電壓，便是該點電位。記為：“VX”（注意：電位為單下標）。標識），§1.7電位計算38/44電位在電路中表示法E1+_E2+_R1R2R3R1R2R3+E1-E239/44R1R2+15V-15V參考電位在哪里？R1R215V+-15V+-40/44電位值是相正確,參考點選得不一樣，電路中其它各點電位也將隨之改