課件-1-1-2-電路的基本物理量

山東科技職業(yè)學(xué)院電工電子技術(shù)及應(yīng)用2024/3/3情境1直流電路的等效變換及測(cè)試11-1-2、電路的基本物理量學(xué)習(xí)目標(biāo):情境1直流電路的等效變換及測(cè)試21-1-2、電路的基本物理量學(xué)習(xí)目標(biāo)能力目標(biāo)1、能利用參考方向進(jìn)行電壓、電流的計(jì)算。2、能進(jìn)行電動(dòng)勢(shì)、電功率的計(jì)算。知識(shí)目標(biāo)1、能說(shuō)出電壓、電流的含義、特性、單位等。2、能說(shuō)出電動(dòng)勢(shì)、電功率的含義及特性。態(tài)度目標(biāo)1、培養(yǎng)學(xué)生探索知識(shí)的精神；

2、培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成勤動(dòng)手、動(dòng)腦的好習(xí)慣。電工電子技術(shù)及應(yīng)用（一）電流：idqdt=……（1-1）IQt=……（1-2）

電荷有規(guī)則的定向移動(dòng)形成電流。電流的大小用電流強(qiáng)度表征，定義式為：大小、方向均不隨時(shí)間變化的穩(wěn)恒直流電可表示為：情境1直流電路的等效變換及測(cè)試31-1-2、電路的基本物理量1、電流的形成及大小電工電子技術(shù)及應(yīng)用（一）電流：

電流的國(guó)際單位制是安培【A】，還有千安【KA】、毫安【mA】和微安【μA】等，它們之間的換算關(guān)系為：1KA=103A=106mA=109μA

在電工技術(shù)分析中，僅僅指出電流的大小是不夠的，還要確定其方向。情境1直流電路的等效變換及測(cè)試41-1-2、電路的基本物理量2、電流的單位電工電子技術(shù)及應(yīng)用電流實(shí)際方向—正電荷定向運(yùn)動(dòng)方的向。

實(shí)際電路中往往不知道電流的真實(shí)方向，如何分析、計(jì)算？3、電流的參考方向情境1直流電路的等效變換及測(cè)試51-1-2、電路的基本物理量電工電子技術(shù)及應(yīng)用問(wèn)題的提出：在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量的實(shí)際方向，電路如何求解？電流方向A

B？電流方向B

A？E1ABRE2IR情境1直流電路的等效變換及測(cè)試61-1-2、電路的基本物理量電工電子技術(shù)及應(yīng)用(1)在解題前先設(shè)定一個(gè)正方向，作為參考方向；(2)根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互關(guān)系的代數(shù)表達(dá)式并計(jì)算；例：IIaabb情境1直流電路的等效變換及測(cè)試71-1-2、電路的基本物理量3、電流的參考方向電工電子技術(shù)及應(yīng)用若

I=5A，則電流從a

流向b；例：若

I=–5A，則電流從b

流向a

。(3)根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定實(shí)際方向：若計(jì)算結(jié)果為正，則實(shí)際方向與假設(shè)方向一致；若計(jì)算結(jié)果為負(fù)，則實(shí)際方向與假設(shè)方向相反。情境1直流電路的等效變換及測(cè)試81-1-2、電路的基本物理量3、電流的參考方向abRI電工電子技術(shù)及應(yīng)用

對(duì)電路進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)應(yīng)注意：列寫電路方程式之前，首先要在電路中標(biāo)出電流的參考方向。電路圖上電流參考方向的標(biāo)定，原則上任意假定，但一經(jīng)選定，在整個(gè)分析計(jì)算過(guò)程中，這些參考方向就不允許再變更。情境1直流電路的等效變換及測(cè)試91-1-2、電路的基本物理量3、電流的參考方向電工電子技術(shù)及應(yīng)用直流情況下電壓的定義：電場(chǎng)力把單位正電荷從電場(chǎng)中的一點(diǎn)移到另一點(diǎn)所做的功。其表達(dá)式為：注意：變量用小寫字母表示，恒量用大寫字母表示。電壓是產(chǎn)生電流的根本原因。數(shù)值上，兩點(diǎn)之間的電壓等于這兩點(diǎn)之間的電位差，即：情境1直流電路的等效變換及測(cè)試10（二）電壓1、電壓的形成電工電子技術(shù)及應(yīng)用

電壓的國(guó)際單位制是伏特[V]，常用的單位還有毫伏[mV]和千伏【KV】等，換算關(guān)系為：1V=103mV=10-3KV情境1直流電路的等效變換及測(cè)試112、電壓的單位（二）電壓電工電子技術(shù)及應(yīng)用電壓的實(shí)際方向—由高電位端指向低電位端。電壓參考方向—任選一方向?yàn)殡妷赫较?。電壓表示方法：U+-UabUabUab=-Uba情境1直流電路的等效變換及測(cè)試123、電壓的方向

電工技術(shù)基礎(chǔ)問(wèn)題分析中，通常規(guī)定電壓的正方向由高電位指向低電位，因此電壓又稱作電壓降。（二）電壓電工電子技術(shù)及應(yīng)用

注意：列寫電路方程式之前，首先要在電路中標(biāo)出電壓的參考方向。電路圖上電壓參考方向的標(biāo)定，原則上任意假定，但一經(jīng)選定，在整個(gè)分析計(jì)算過(guò)程中，這些參考方向就不允許再變更。a元件＋U－ba元件＋U－bU=5VU=-5VU=-5V情境1直流電路的等效變換及測(cè)試133、電壓的方向（二）電壓電工電子技術(shù)及應(yīng)用實(shí)際方向與參考方向一致，電壓值為正值；實(shí)際方向與參考方向相反，電壓值為負(fù)值。注意：在參考方向選定后，電壓值才有正負(fù)之分。例：abRU+–若U=5V，則電壓的實(shí)際方向?yàn)閺腶指向b；若U=–5V，則電壓的實(shí)際方向?yàn)閺腷指向a。情境1直流電路的等效變換及測(cè)試143、電壓的方向（二）電壓電工電子技術(shù)及應(yīng)用aI電源元件＋U－b非關(guān)聯(lián)參考方向U與I方向不一致aI負(fù)載元件＋U－b關(guān)聯(lián)參考方向U與I方向一致

實(shí)際電源上的電壓、電流真實(shí)方向總是非關(guān)聯(lián)的，實(shí)際負(fù)載上的電壓、電流方向是關(guān)聯(lián)的。因此，假定某元件是電源時(shí)，應(yīng)選取非關(guān)聯(lián)參考方向，假定某元件是負(fù)載應(yīng)選取關(guān)聯(lián)參考方向。情境1直流電路的等效變換及測(cè)試154、關(guān)聯(lián)（非關(guān)聯(lián)）參考方向（二）電壓電工電子技術(shù)及應(yīng)用U、I參考方向關(guān)聯(lián)時(shí)，U、I參考方向非關(guān)聯(lián)時(shí)，RU+–IRU+–I

表達(dá)式中有兩套正負(fù)號(hào)：①式前的正負(fù)號(hào)由U、I

參考方向的關(guān)系確定；②U、I

值本身的正負(fù)則說(shuō)明實(shí)際方向與參考方向之間的關(guān)系。

通常取

U、I

參考方向相同。U=IR

U=–IR情境1直流電路的等效變換及測(cè)試16（二）電壓5、歐姆定律應(yīng)用注意事項(xiàng)電工電子技術(shù)及應(yīng)用解：對(duì)圖(a)有,U=IR，例：應(yīng)用歐姆定律對(duì)下圖電路列出式子，并求電阻R。對(duì)圖(b)有,U=–IR，RU=6V+–2AR+–U=6VI(a)(b)I–2A情境1直流電路的等效變換及測(cè)試17（二）電壓5、歐姆定律應(yīng)用注意事項(xiàng)電工電子技術(shù)及應(yīng)用情境1直流電路的等效變換及測(cè)試18（二）電壓5、歐姆定律應(yīng)用注意事項(xiàng)電工電子技術(shù)及應(yīng)用思考回答1.在電路分析中，引入?yún)⒖挤较虻哪康氖鞘裁矗?.應(yīng)用參考方向時(shí)，你能說(shuō)明“正、負(fù)”、“加、減”及“相同、相反”這幾對(duì)詞的不同之處嗎？

電路分析中引入?yún)⒖挤较虻哪康氖牵簽榉治龊陀?jì)算電路提供方便和依據(jù)。

應(yīng)用參考方向時(shí)，“正、負(fù)”是指在參考方向下，電壓、電流數(shù)值前面的正負(fù)號(hào)，如某電流為“-5A”，說(shuō)明其實(shí)際方向與參考方向相反，某電壓為“＋100V”，說(shuō)明該電壓實(shí)際方向與參考方向一致；“加、減”指參考方向下電路方程式中各量前面的加、減號(hào)；“相同”是指電壓、電流為關(guān)聯(lián)參考方向，“相反”指的是電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)。情境1直流電路的等效變換及測(cè)試19電工電子技術(shù)及應(yīng)用

電動(dòng)勢(shì)是衡量電源內(nèi)部的電源力對(duì)電荷做功能力的物理量。

電動(dòng)勢(shì)E在數(shù)值上等于電源力把單位正電荷從電源負(fù)極經(jīng)過(guò)電源內(nèi)部到達(dá)正極所做的功。單位：伏「特」（V）。情境1直流電路的等效變換及測(cè)試201-1-2、電路的基本物理量（三）電源的電動(dòng)勢(shì)：1、電動(dòng)勢(shì)的物理意義：電工電子技術(shù)及應(yīng)用電動(dòng)勢(shì)的方向—電位升高的方向（實(shí)際方向）。電動(dòng)勢(shì)的參考方向—任選一方向?yàn)殡妱?dòng)勢(shì)的正方向。3、電動(dòng)勢(shì)和電源端電壓的關(guān)系：EU電壓與電動(dòng)勢(shì)規(guī)定正方向相反時(shí)E=UEU電壓與電動(dòng)勢(shì)規(guī)定正方向相同時(shí)E=-U情境1直流電路的等效變換及測(cè)試211-1-2、電路的基本物理量（三）電源的電動(dòng)勢(shì)：2、電動(dòng)勢(shì)的方向：21情境1直流電路的等效變換及測(cè)試電工電子技術(shù)及應(yīng)用

電功率反映了電路元器件能量轉(zhuǎn)換的本領(lǐng)。如100W的電燈表明在1秒鐘內(nèi)該燈可將100J的電能轉(zhuǎn)換成光能和熱能；電機(jī)1000W表明它在一秒鐘內(nèi)可將1000J的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。

電工技術(shù)中，單位時(shí)間內(nèi)電流所作的功稱為電功率。電功率用“P”表示：國(guó)際單位制：U【V】，I【A】，電功率P：瓦特【W(wǎng)】

用電器額定工作時(shí)的電壓叫額定電壓，額定電壓下的電功率稱為額定功率；額定功率通常標(biāo)示在電器設(shè)備的銘牌數(shù)據(jù)上，作為用電器正常工作條件下的最高限值。情境1直流電路的等效變換及測(cè)試221-1-2、電路的基本物理量（五）電功率：電工電子技術(shù)及應(yīng)用情境1直流電路的等效變換及測(cè)試231-1-2、電路的基本物理量（五）電功率：右下圖電路，若已知元件吸收功率為－20W，電壓U=5V，求電流I。+UI元件

分析：由圖可知UI為關(guān)聯(lián)參考方向，因此:I為負(fù)值，說(shuō)明它的實(shí)際方向與圖上標(biāo)示的參考方向相反，是電源。例1：電工電子技術(shù)及應(yīng)用情境1直流電路的等效變換及測(cè)試241-1-2、電路的基本物理量（五）電功率：右下圖電路，若已知元件中電流為I=－100A，電壓U=10V，求電功率P，并說(shuō)明元件是電源還是負(fù)載。+UI元件

解：UI非關(guān)聯(lián)參考，因此:元件吸收正功率，說(shuō)明元件是負(fù)載。例2：電工電子技術(shù)及應(yīng)用

日常生產(chǎn)和生活中，電能（或電功）也常用度作為量綱：1度=1KW?h=1KV?A?h

電能的轉(zhuǎn)換是在電流做功的過(guò)程中進(jìn)行的。因此，電流做功所消耗電能的多少可以用電功來(lái)量度。電功：式中單位：U【V】；I【A】；t【s】時(shí)，電功W為焦耳【J】1度電的概念1000W的電爐加熱1小時(shí)；100W的電燈照明10小時(shí)；40W的電燈照明25小時(shí)。情境1直流電路的等效變換及測(cè)試251-1-2、電路的基本物理量（六）電能：電工電子技術(shù)及應(yīng)用1、某用電器的額定值為“220V，100W”，此電器正常工作10小時(shí)，消耗多少焦耳電能？合多少度電？2、一只標(biāo)有“220V，60W”的電燈，當(dāng)其兩端電壓為多少伏時(shí)電燈能正常發(fā)光？正常發(fā)光時(shí)電燈的電功率是多少？若加在燈兩端的電壓僅有110伏時(shí)，該燈的實(shí)際功率為多少瓦？額定功率有變化嗎？3600000J，1度電220V，60W；15W，不變。情境1直流電路的等效變換及測(cè)試26思考回答電工電子技術(shù)及應(yīng)用電路由哪幾部分組成？試述電路的功能？為何要引入?yún)⒖挤较?？參考方向和?shí)際方向有何聯(lián)系與區(qū)別？何謂電路模型？理想電路元件與