第一章 直流電路.ppt

1、電工技術(shù)與電子技術(shù),主講：王振翀 信息與電氣工程系,第一章 直流電路,1.1 電路的作用和組成 電路：為實現(xiàn)某種目的，將各種元器件按一定方式 連接所組成的整體。 電路包含三個部分：電源、負載和連接導(dǎo)線。 電源：將非電形態(tài)的能量轉(zhuǎn)換成電能的裝置。 負載：將電能轉(zhuǎn)換成非電形態(tài)能量的用電設(shè)備。 連接導(dǎo)線：溝通電路，輸送電能。,電流有兩種： 1）直流電流：大小和方向都不隨時間變化（DC），I 2）交流電流：大小和方向都隨時間變化（AC），i,1.2 電路的狀態(tài),電路的狀態(tài)有以下三種： （一）通路 電路中有電流及能量的輸送和轉(zhuǎn)換。 （圖1.2.1） 電流強度：單位時間內(nèi)通過 電路某一橫截面積的電荷量：,

2、電源的端電壓：電源兩端的電位差 。 電壓的方向：由高電位指向低電位。 各種電氣設(shè)備在工作時其電壓、電流和功率都有一 定的限額，稱為電氣設(shè)備的額定值。 過載 欠載 （二）開路 當某一部分電路與電源斷開，該部分電路中沒有電 流，亦無能量的輸送和轉(zhuǎn)換，這部分電路的狀態(tài)稱為斷 路。,（三）短路 當某一部分電路的兩端用電阻可以忽略不計的導(dǎo)線 或開關(guān)連接起來，這部分電路的狀態(tài)稱為短路。,1.3 電路中的參考點,在分析計算電路時，常將電路中的某一點選為參考 點，并規(guī)定其電位為0。 參考點可以任意選取。 工程上選擇大地為參考點。 對于設(shè)備，通常選擇機殼作電位的參考點。 在電子電路中，習慣上不畫電源。（圖1.3

3、.1(b)）,例題1.3.1 在圖1.3.1所示電路中，,1.4 電路中的參考方向,電流和電壓的實際方向往往是無法預(yù)知的；對于交 流電，電流和電壓的方向是隨時間變化的。 計算時，假定一個方向作為電路分析和計算的參考， 這些假定的方向，稱為參考方向。 關(guān)聯(lián)參考方向： （圖1.4.1）,1.5 理想電路元件,實際的電路元件與物理中所學的理想電路元件有很 大的不同。 這種差別表現(xiàn)在一個實際元件往往呈現(xiàn)多種物理特 性，而理想元件只有一個物理特性。 理想元件是在一定的條件下對實際元件進行科學抽 象而得到的。 理想元件實際上是一種數(shù)學模型。它代表實際元件 的某個特性。,（一）理想無源元件 電阻、電容和電感

4、 電阻：表征電路中電能的消耗。 電容：表征電路中電場能的存儲。 電感：表征電路中磁場能的存儲。 特點：這些元件只有一個參數(shù)，而參數(shù)是恒定不變 的線性元件。 由線性元件和電源組成的電路，稱為線性電路。,（二）理想電源元件 當實際電源本身的功率損耗可以忽略不計時，這種 電源便是理想電源元件。 理想電源元件分理想電壓源和理想電流源。 （1）理想電壓源 電壓和電流之間的關(guān)系稱為伏安特性。 （圖1.5.2）,理想電壓源的特點：輸出電壓是恒定的，與外負載 沒有關(guān)系，而輸出電流不是定值，與外電路的情況有關(guān)。 （2）理想電流源 伏安特性 （圖1.5.3）,理想電流源的特點：輸出電流是由它本身所確定的 定值，與

5、外電路無關(guān)；輸出電壓不是定值，與外電路相 關(guān)。 理想電源元件的兩種工作狀態(tài)： （1）當它們的電壓和電流的實際方向和圖1.4.1中規(guī) 定的電源參考方向相同時，輸出電功率； （2）當它們的電壓和電流的實際方向和圖1.4.1中規(guī) 定的電源參考方向相反時，輸出電功率；消耗電功率。,例1.5.1 在圖1.5.4所示直流電路中，已知理想電壓源 的電壓Us=3V，理想電流源的電流Is=3A，電阻R=1，求： （1）理想電壓源的電流和理想電流源的電壓； （2）討論電路的功率平衡關(guān)系。 解：,1.6 基爾霍夫定律,（一）基爾霍夫電流定律 結(jié)點：三個或三個以上電路元件的連接點。 支路：連接兩個結(jié)點之間的電路。 回路：電路中任一閉合路徑。 支路中的電流 （圖1.6.1） 稱為支路電流。 兩個結(jié)點之間 的電壓稱為支路電壓。,基爾霍夫電流定律（KCL） 在任何電路中，任何結(jié)點上的所有支 路電流的代數(shù)和在任何時刻都等于0： 基爾霍夫電流定律同樣適