电工电子技术基础第1章电路基本概念及基本定律课件.ppt

1、技术基础课：技术基础课：研究研究电工技术电工技术和和电子技术电子技术的理论与应用。的理论与应用。-掌握电工与电子技术方面必要的掌握电工与电子技术方面必要的 基本理论基本理论、基本知识基本知识和和基本技能基本技能；为后续课程和从事相关的工程技术及科学为后续课程和从事相关的工程技术及科学研究打下基础。研究打下基础。l课程的地位、作用课程的地位、作用非电专业非电专业技术基础技术基础第第0章章 课程概述课程概述下一页上一页章目录目标导向：目标导向：常用电子元件器的识别和使用常用电子元件器的识别和使用常用电子产品、家用电器的选购与操作常用电子产品、家用电器的选购与操作独立分析各种电路的能力独立分析各种电

2、路的能力电子产品开发与设计的能力电子产品开发与设计的能力以以器件器件为基础，为基础，信号信号为主线，为主线，研究各种电工电子电路的工作原理、特点及其性能指标等。研究各种电工电子电路的工作原理、特点及其性能指标等。l课程的目标课程的目标第第0章章 课程概述课程概述下一页上一页章目录l电工技术和电子技术的应用电工技术和电子技术的应用（1 1）在日常生活中的应用）在日常生活中的应用（2 2）在工业生产中的应用）在工业生产中的应用第第0章章 课程概述课程概述下一页上一页章目录l电工技术和电子技术的应用电工技术和电子技术的应用（3 3）在电子测量和信号检测中的应用）在电子测量和信号检测中的应用第第0章章

3、 课程概述课程概述下一页上一页章目录教材：教材：电工学简明教程电工学简明教程（第三版）（第三版）.秦曾煌秦曾煌.2015年年.高等教育出版社高等教育出版社参考书：参考书：1.电工学电工学.唐介唐介.高等教育出版社高等教育出版社2.电工与电子学电工与电子学.叶挺秀叶挺秀.高等教育出版社高等教育出版社3.电工学（上下册）电工学（上下册）(第六版第六版).秦曾煌秦曾煌.高等教育出版社高等教育出版社 上册上册电工学上电工技术电工学上电工技术，下册，下册电工学下电子技术电工学下电子技术4.电子技术基础电子技术基础-模拟部分模拟部分(第六版第六版)康华光康华光.高等教育出高等教育出版社版社;电子技术基础电

4、子技术基础-数字部分数字部分(第六版第六版)康华光康华光.高等教育高等教育出版社出版社l教材及参考书教材及参考书下一页上一页章目录l课程部分简介课程部分简介电路基本概念与基本定律电路基本概念与基本定律电路的分析方法电路的分析方法电路的暂态分析电路的暂态分析正弦交流电路正弦交流电路三相交流电路三相交流电路模拟电子技术模拟电子技术数字电子技术数字电子技术电路技术电路技术1-5电子技术电子技术6-11半导体二极管与三极管半导体二极管与三极管基本放大电路基本放大电路集成运算放大电路集成运算放大电路直流稳压电源直流稳压电源门电路和组合逻辑电路门电路和组合逻辑电路触发器和时序逻辑电路触发器和时序逻辑电路直

5、流电路直流电路交流电路交流电路电路模型和电路元件电路模型和电路元件电路基本概念与基本定律电路基本概念与基本定律 电阻电阻的的串联串联/并联并联支路电流法支路电流法叠加定理叠加定理电压源电流源等效变换法电压源电流源等效变换法戴维宁定理戴维宁定理(复杂复杂)电路的分析方法电路的分析方法 正弦交流电路正弦交流电路三相交流电路三相交流电路交流电交流电Alternating Current简称简称AC，用符号用符号表示。表示。指指大小大小和和方向方向随时间随时间作周期性变化的电压或电流。作周期性变化的电压或电流。tu iOUmUmu1u2u3 t02 N中性点中性点或零点或零点L1L2L3N相线相线中性

6、线中性线由三相发电机产生的由三相发电机产生的频率相同、幅值相等、相位互差频率相同、幅值相等、相位互差 120 的的三相对称正弦电压。三相对称正弦电压。放大电路放大电路C1RS+ui RCRB+UCCC2RL+es+uo+iB+uBE iC+uCE T输入电压为输入电压为ui，输入端接输入端接交流信号交流信号源源，比如话筒。，比如话筒。基本放大电路基本放大电路输出电压为输出电压为uo，输出端接输出端接负载负载RL，比如音箱、扬声器比如音箱、扬声器三极管三极管 T是电流放大元件。是电流放大元件。集电极电源电压集电极电源电压 UCC为输出信号提供能量，为输出信号提供能量，保证集电结处于反向偏置，保证

7、集电结处于反向偏置，以使三级管具有放大作用。以使三级管具有放大作用。11直流稳压电源12把把交流交流电转换为电转换为直流直流电的电路电的电路滤波滤波整流整流稳压稳压交流交流电源电源负载负载OtuOtuOtuOtu变压变压Otu门电路和组合逻辑电路门电路和组合逻辑电路触发器和时序逻辑电路触发器和时序逻辑电路以出租车计程器为例来说明数字电路的应用：以出租车计程器为例来说明数字电路的应用：来自车轴上的脉冲信号经过整形电路形成一个数字电路能够接受的脉冲序来自车轴上的脉冲信号经过整形电路形成一个数字电路能够接受的脉冲序列，输入计数器进行累加，累加到某个数值，就输入计算器。计算器将输列，输入计数器进行累加

8、，累加到某个数值，就输入计算器。计算器将输入的二进制数乘以倍率，折合成乘车价格，输入译码器，译成能用显示器入的二进制数乘以倍率，折合成乘车价格，输入译码器，译成能用显示器显示出的十进制数。显示出的十进制数。计程器方框图计程器方框图abfgecd下一页上一章目录 课堂教学采用课堂教学采用多媒体多媒体教学。信息量大、速度快，教学。信息量大、速度快，希望认真听讲、积极思考、主动学习。希望认真听讲、积极思考、主动学习。抓住基本概念、基本理论、基本原理和分析方法。抓住基本概念、基本理论、基本原理和分析方法。通过通过习题习题巩固和加深对所学理论的理解，巩固和加深对所学理论的理解，并培养分析能力和运算能力并

9、培养分析能力和运算能力,独立完成作业，按时交作业。独立完成作业，按时交作业。通过通过实验实验验证来巩固所学理论，验证来巩固所学理论，训练实验技能，并培养严谨的科学作风，训练实验技能，并培养严谨的科学作风，掌握常用仪器、仪表的使用方法，验证与探索相结合。掌握常用仪器、仪表的使用方法，验证与探索相结合。l课程的学习方法第第0章章 课程概述课程概述下一页上一页章目录 教教 学学 目目 标标基本概念基本概念基本定律基本定律 应应 用用第第1章章 第一节第一节 电路模型电路模型第二节第二节 电路基本物理量电路基本物理量第三节第三节 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 第四节第四节 电路元件电路元件 第五节第五节

10、电路的工作状态电路的工作状态 第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律思政引例思政引例第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律下一页上一页章目录千里之行，始于足下。千里之行，始于足下。老子老子思政引例思政引例第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律下一页上一页章目录日常生活人们所接触实际电路很多，如家用电器：电视、洗衣机、电饭煲、微波炉、电磁炉、电冰箱、空调等，不管内部是交流电路还是直流电路，比如手电筒，若要弄清工作原理，必须从电路原理上进行分析，就需要具备一定的电路基础知识。思政引例思政引例第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律下一页上一页章目录目前最现代化

11、最快捷交通工具飞机上的电子设备种类日益繁多，以中国研制的多用途轻型战斗机FC-1“枭龙”为例，该战斗机包括雷达、通信导航与识别、大气数据等系统，熟悉这些电子系统能帮助飞行员顺利执行各种战术操作，突显作战能力。在飞机系统中，从简单飞机照明电路，到复杂的飞机供电系统；从单个的机载通话设备，到卫星通信网络，它们都是由电路元器件构成的，如电源电阻、电容、电感、变压器、集成电路等。电路分析是分析由理想电路元件组成的电路模型。首先介绍电路组成和作用，并将实际电路抽象成电路模型；然后介绍电路基本物理量、理想电路元件、电路状态，从工程案例出发，引出参考方向、电气设备额定值、功率平衡参考电位等基本概念，分析组成

12、理想电路元件的物理性质和外特性；接着从分析复杂电路角度出发，讨论约束电路中回路电压和结点电流基尔霍夫定律，为下一章推导电路分析方法莫定基础。由实际电气元件按一定方式连接而成的一个整体，以由实际电气元件按一定方式连接而成的一个整体，以形成电流通路，从而实现某种特定的功能。形成电流通路，从而实现某种特定的功能。一、实际电路的组成和作用一、实际电路的组成和作用1.1 电路模型电路模型实现电能的传输和转换实现电能的传输和转换 组成组成 作用作用第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路模型电路模型实现信号的传递和处理实现信号的传递和处理 电路电路 电源（或信号源）电源（或信号源）负载负载中间

13、环节中间环节（强电）（强电）（弱电）（弱电）下一页上一页章目录 最简单的手电筒电路示意图最简单的手电筒电路示意图第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路模型电路模型电源电源负载负载中间环节中间环节下一页上一页节首页章目录 干电池作电源，灯泡作负载，导线和开关作为中间环节将灯干电池作电源，灯泡作负载，导线和开关作为中间环节将灯泡和干电池连接起来，实现将电能转变为光能的功能。泡和干电池连接起来，实现将电能转变为光能的功能。半导体扩音机的工作原理方框图半导体扩音机的工作原理方框图第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路模型电路模型信号源信号源负载负载中间环节中间环节下一页上一

14、页节首页章目录 话筒（麦克风）是电源（信号源），中间环节是放大话筒（麦克风）是电源（信号源），中间环节是放大电路，负载是扬声器。电路，负载是扬声器。二、二、电路模型电路模型由由理想化的电路元件理想化的电路元件组成的组成的电路图电路图。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路模型电路模型理想电路元件理想电路元件理想无源元件理想无源元件理想有源元件理想有源元件理想电阻元件理想电阻元件R理想电感元件理想电感元件L理想电容元件理想电容元件C理想电压源理想电压源US理想电流源理想电流源IS下一页上一页节首页章目录 干电池属于直流电压源，用干电池属于直流电压源，用E表示，开关用表示，开关用S表

15、示，电灯表示，电灯用电阻用电阻R表示。表示。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路模型电路模型 手电筒电路的电路模型手电筒电路的电路模型下一页上一页节首页章目录电源电源负载负载连接导线连接导线电路实体电路实体电路模型电路模型SER+R0开关开关 图中，图中，US 为汽车上的直流发电机的输出电压，为汽车上的直流发电机的输出电压，R1 为发电为发电机的内阻，机的内阻，E为蓄电池，为蓄电池，R2 为蓄电池内阻，为蓄电池内阻，RL 是汽车上的等是汽车上的等效负载电阻，它包括各种车用电气设备的等效电阻。效负载电阻，它包括各种车用电气设备的等效电阻。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念

16、与定律电路模型电路模型汽车供电电路模型汽车供电电路模型下一页上一页节首页章目录响应响应由激励产生的结果（如某个元件上的由激励产生的结果（如某个元件上的电流或电压电流或电压等）等）已知激励、电路结构和参数的情况下，根据电路的基本定已知激励、电路结构和参数的情况下，根据电路的基本定律对电路模型进行分析，求出各元件上的电压、电流及功率等律对电路模型进行分析，求出各元件上的电压、电流及功率等物理量，预测实际电路的特性，以便设计更优化的电路。物理量，预测实际电路的特性，以便设计更优化的电路。激励激励对一个电路而言，对一个电路而言，电源电源（或（或信号源信号源）的作用）的作用激励和响应的关系就是作用和结果

17、的关系。激励和响应的关系就是作用和结果的关系。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路模型电路模型电路分析电路分析 下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路模型电路模型下一页上一页节首页章目录【练习与思考】【练习与思考】(1)电路由哪电路由哪3个基本部分组成个基本部分组成?(2)电路的主要作用大致分为哪两个方面电路的主要作用大致分为哪两个方面?(3)什么是电路模型什么是电路模型?为什么要用电路模为什么要用电路模型来表示电路型来表示电路?1.2 电路基本物理量电路基本物理量 电路分析中，基本物理量有电路分析中，基本物理量有电流、电压、电动势和电功率

18、电流、电压、电动势和电功率。一、电流及其参考方向一、电流及其参考方向电流电流就是电荷的定向移动，电流的大小用就是电荷的定向移动，电流的大小用电流强度电流强度表示。表示。交流电流用小写字母交流电流用小写字母i表示，直流电流用大写字母表示，直流电流用大写字母I表示。表示。电流强度（电流）电流强度（电流）第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量即即qit单位时间内通过导体横截面的电荷量。单位时间内通过导体横截面的电荷量。（安安培培，A)下一页上一页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量 在分析较为复杂的电路时，往往难于事

19、先判断某支路中电在分析较为复杂的电路时，往往难于事先判断某支路中电流的实际方向。流的实际方向。通常引入通常引入参考方向（正方向）参考方向（正方向）的概念。参考方向可以的概念。参考方向可以任意任意选定选定，用，用“”表示。表示。若选定的参考方向与电流实际方向一致，则电流为若选定的参考方向与电流实际方向一致，则电流为正值正值；若选定的参考方向与电流实际方向相反，则电流为若选定的参考方向与电流实际方向相反，则电流为负值负值。下一页上一页节首页章目录二、电压和电动势及其参考方向二、电压和电动势及其参考方向电场力把单位正电荷从电场中的一点移到另一点所电场力把单位正电荷从电场中的一点移到另一点所作的功。作

20、的功。直流电压用大写字母直流电压用大写字母U表示，交流电压用小写字母表示，交流电压用小写字母u表示。表示。电压电压第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量（伏伏特特,V）电压的电压的实际方向实际方向规定为从规定为从高电位端指向低电位端高电位端指向低电位端。（3）双下标表示双下标表示（1）箭头箭头“”表示表示（2）极性表示极性表示参考方向的表示方法参考方向的表示方法abUab+-下一页上一页节首页章目录1.1.参考方向可以参考方向可以任意选取任意选取。3.3.在未标明参考方向时，电压值的正负没有意义。在未标明参考方向时，电压值的正负没有意义。2.2.当参考方向

21、与实际方向当参考方向与实际方向相同相同时，电压值为时，电压值为正值正值当参考方向与实际方向当参考方向与实际方向相反相反时，电压值为时，电压值为负值负值注意注意第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量下一页上一页节首页章目录描述了电源中外力做功的能力，大小等于外力在电源内描述了电源中外力做功的能力，大小等于外力在电源内部克服电场力把单位正电荷从负极移到正极所做的功。部克服电场力把单位正电荷从负极移到正极所做的功。电动势电动势电动势的电动势的实际方向实际方向在在电源内部由负极指向正极电源内部由负极指向正极。电动势的实际方向是电动势的实际方向是电位升的方向电位升的

22、方向，与电压的实际方向相反。，与电压的实际方向相反。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量下一页上一页节首页章目录关联参考方向关联参考方向 一个元件或者一段电路上的电流和电压的参考方向可以一个元件或者一段电路上的电流和电压的参考方向可以任任意假定意假定。关联参考方向：电流与电压的参考方向一致。关联参考方向：电流与电压的参考方向一致。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量非关联参考方向非关联参考方向下一页上一页节首页章目录图图 B 中若中若 I=2 A，R=3 ，则，则 U=(2)3 V=6 V欧姆定律：欧姆定律：通过电

23、阻的电流与电压成正比。通过电阻的电流与电压成正比。表达式表达式U、I 参考方向相同参考方向相同U=IRU、I 参考方向相反（参考方向相反（非关联非关联）电流的参考方向电流的参考方向与实际方向相反与实际方向相反图图 A或或图图 BRUI+IRU+图图 C+RUI电压电流参电压电流参考方向相反与考方向相反与图图 C 中若中若 I=3 A，R=4 ，则，则 U=(3)4 V=12 VU=IR第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量P（p）0三、电功率三、电功率单位时间内电路元件所单位时间内电路元件所吸收吸收或或发出发出的的电能电能，其值等，其值等于该元件上的电压与

24、电流的乘积。于该元件上的电压与电流的乘积。p=ui第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量（功率）（功率）电功率电功率(瓦瓦特特，W)直流电功率直流电功率P=UI交流电功率交流电功率关联参考方向关联参考方向非关联参考方向非关联参考方向p=-uiP=-UI电功率正负的电功率正负的物理含义物理含义吸收功率吸收功率（负载作用）（负载作用）发出功率发出功率（电源作用）（电源作用）下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量拓展分析拓展分析下一页上一页节首页章目录如图所示，验证功率平衡，说明元件是电源还是负载？1

25、.3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 对于简单电路，可以用欧姆定律进行分析。对于除简单电路以对于简单电路，可以用欧姆定律进行分析。对于除简单电路以外的电路，就得运用基尔霍夫定律。基尔霍夫定律外的电路，就得运用基尔霍夫定律。基尔霍夫定律揭示了揭示了回路中各回路中各部分电压之间部分电压之间和和结点上各个电流之间结点上各个电流之间的规律。的规律。电路中通过电路中通过同一电流同一电流的分支电路的分支电路第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律（1）支路支路 有源支路有源支路无源支路无源支路下一页上一页章目录电路中不再含有分支电路的回路电路中不再含有分支电路的回路 包含回路较多

26、的电路包含回路较多的电路 实际上电路和网络两个名词经常通用实际上电路和网络两个名词经常通用第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律三条或三条以上支路的联接点三条或三条以上支路的联接点(2)结点结点(3)回路回路(4)网孔网孔(5)网络网络 电路中由支路构成的任何电路中由支路构成的任何闭合路径闭合路径abIII下一页上一页节首页章目录 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(Kirchoffs Current Law)，它描述了一个结，它描述了一个结点上各个电流的约束关系。点上各个电流的约束关系。一、基尔霍夫电流定律一、基尔霍夫电流定律 任一瞬时，对电路中的任一结点，流

27、入结点的电流之和等于流任一瞬时，对电路中的任一结点，流入结点的电流之和等于流出该结点的电流之和。出该结点的电流之和。基尔霍夫电流定律体现了基尔霍夫电流定律体现了电流的连续性电流的连续性。如果如果规定规定流入结点的电流为流入结点的电流为正正，流出结点的电流为，流出结点的电流为负负，那么，那么，对电路中的任一结点而言，电流的代数和恒等于零对电路中的任一结点而言，电流的代数和恒等于零第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律(KCL)其数学表达式为其数学表达式为，即，即下一页上一页节首页章目录出入II 0I第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔

28、霍夫定律 1.运用运用KCL时，首先应时，首先应标定每一支路电流的参考方向标定每一支路电流的参考方向。根据各支路电流的参考方向，根据各支路电流的参考方向，确定各电流变量前面的正、确定各电流变量前面的正、负号负号。按上述规定，流入结点的电流取正号，流出结点的。按上述规定，流入结点的电流取正号，流出结点的电流取负号。电流取负号。2.基尔霍夫电流定律不仅适用于电路中任一结点，也基尔霍夫电流定律不仅适用于电路中任一结点，也适用于电路中任一假想的封闭面（适用于电路中任一假想的封闭面（广义结点广义结点）。）。注意注意下一页上一页节首页章目录右图电路中，根据右图电路中，根据KCL有有 上式表明，通过封闭面的

29、电流代数和确实等于零，即上式表明，通过封闭面的电流代数和确实等于零，即KCL适用于广义结点适用于广义结点。将上述将上述3个结点电流方程相加，即得个结点电流方程相加，即得广义结点广义结点(圆圈围拢的圆圈围拢的封闭面封闭面)的电流方程的电流方程第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律 结点结点AAABCAIIIBBCABIIICCABCIII 结点结点B 结点结点C下一页上一页节首页章目录0CBAIII 0I电路如图所示，试求电流表电路如图所示，试求电流表A的读数。的读数。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律 设想用一个假想封设想

30、用一个假想封闭面来包围电路的左边闭面来包围电路的左边部分（广义结点）部分（广义结点）电流表电流表A读数读数:0下一页上一页节首页章目录解解例题例题二、基尔霍夫电压定律二、基尔霍夫电压定律 基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（Kirchoffs Voltage Law），它描述了一），它描述了一个回路中各支路电压之间的约束关系。个回路中各支路电压之间的约束关系。在任一时刻，对于电路中的任一回路，按一定方向沿着回路在任一时刻，对于电路中的任一回路，按一定方向沿着回路绕行一周，回路中所有支路电压或元件电压的代数和为绕行一周，回路中所有支路电压或元件电压的代数和为0。第第1章章 电路基本概念与定律电路

31、基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律(KVL)其数学表达式为其数学表达式为 运用运用KVL列回路方程时，应首先列回路方程时，应首先设定回路的绕行方向设定回路的绕行方向，并标出，并标出各支路或元件上各支路或元件上电流、电压的参考方向电流、电压的参考方向。当回路内某个电压的参考。当回路内某个电压的参考方向与回路的绕行方向一致时取方向与回路的绕行方向一致时取正号正号，相反时取，相反时取负号负号。下一页上一页节首页章目录 0U 下图中，下图中，abcd回路以顺时针方向为绕行方向，运用回路以顺时针方向为绕行方向，运用KVL有有(1)Uab+Ubc+Ucd+Uda=0(2)Uab=I3R3第第1章章 电

32、路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律(3)Ubc=I2R2+US2(5)Uda=US1+I1R1(4)Ucd=I4R4将式将式(2)(5)代入式代入式(1)得得 I3R3+(-I2R2+Us2)+I4R4-Us1+R1I1=0US1=E1US2=E2经化简整理，得经化简整理，得E1-E2=I1R1-I2R2+I3R3+I4R4E=(IR)下一页上一页节首页章目录 规定规定：电流参考方向与回路绕行方向一致时，该电流在电：电流参考方向与回路绕行方向一致时，该电流在电阻上所产生的电压取阻上所产生的电压取正号正号；两者方向不一致时，取负号。凡电；两者方向不一致时，取负号。凡电动势

33、参考方向与绕行方向一致者取正号；不一致者取负号。动势参考方向与绕行方向一致者取正号；不一致者取负号。该式表明：该式表明：在任一回路内，电阻上电压降的代数和等于电在任一回路内，电阻上电压降的代数和等于电动势的代数和动势的代数和。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律下一页上一页节首页章目录E=(IR)KVL可应用于任一闭合回路，但也可以可应用于任一闭合回路，但也可以推广推广应用于不闭合应用于不闭合回路或某一条支路。回路或某一条支路。对图示电路，由对图示电路，由KVL有有电源的端电压可求得：电源的端电压可求得：Uab=USIRS用这种方法可求得一段电路的电压用这种

34、方法可求得一段电路的电压Uab。US=IRS+Uab 第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律广义回路广义回路下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律下一页上一页节首页章目录第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律下一页上一页节首页章目录关联参考方向关联参考方向 一个元件或者一段电路上的电流和电压的一个元件或者一段电路上的电流和电压的参考方向参考方向可以可以任任意假定意假定。关联参

35、考方向：电流与电压的参考方向一致。关联参考方向：电流与电压的参考方向一致。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量非关联参考方向非关联参考方向下一页上一页节首页章目录复习：复习：P（p）0单位时间内电路元件所单位时间内电路元件所吸收吸收或或发出发出的的电能电能，其值等，其值等于该元件上的电压与电流的乘积。于该元件上的电压与电流的乘积。p=ui第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路基本物理量电路基本物理量电功率电功率(瓦瓦特特，W)直流电功率直流电功率P=UI交流电功率交流电功率关联参考方向关联参考方向非关联参考方向非关联参考方向p=-uiP=-

36、UI电功率正负的电功率正负的物理含义物理含义吸收功率吸收功率（负载作用）（负载作用）发出功率发出功率（电源作用）（电源作用）下一页上一页节首页章目录几个基本概念几个基本概念结点结点电路中三条或三条电路中三条或三条以上支路连接的点以上支路连接的点支路支路 电路中的每一分支电路中的每一分支回路回路由一条或多条支路由一条或多条支路组成的闭合路径组成的闭合路径如如 acb ab adb如如 abca adba adbca 如如 ab+_R1E1+_E2R2R3I1I2I3cadb第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件电路中不再含有分支电路的回路电路中不再含有分支电路的回路如如

37、 abca adba网孔网孔 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL)(直流电路中直流电路中)I=0 i =0(对任意波形的电流对任意波形的电流)在任一瞬间，流向某一结点电流的代数和等于零。在任一瞬间，流向某一结点电流的代数和等于零。基尔霍夫电流定律是用来确定连接在同一结点上的基尔霍夫电流定律是用来确定连接在同一结点上的各支路电流之间的关系。各支路电流之间的关系。数学表达式为数学表达式为KCL通常应用于结点，也可以推广应用到假设的封闭面。通常应用于结点，也可以推广应用到假设的封闭面。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件即即：U=0U1 U2+U4 U3=0上式也可

38、改写为上式也可改写为U4 U3=E2 E1cI2I1+_R1+_E2R2U2U1adb+_U3+U4_即即 U=E基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL)KVL 除应用于闭合回路外，也可以推广应用到假想的闭除应用于闭合回路外，也可以推广应用到假想的闭合回路，即某一回路中的部分电路。合回路，即某一回路中的部分电路。反映了一回路中各段电压间互相制约的关系。反映了一回路中各段电压间互相制约的关系。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件KVL 推广应用于假想的闭合回路推广应用于假想的闭合回路E IR U=0U=E IR或或根据根据 KVL 可列出可列出EIUR+_+_ABC

39、UA+_UAB+_UB+_根据根据 U=0UAB=UA UB UA UB UAB=0第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件U1+U2 U3 U4+U5=0U4+U1U2abced+U5U3+R4 例例 1 图中若图中若 U1=2 V，U2=8 V，U3=5 V，U5=3 V，R4=2 ，求电阻求电阻 R4 两端的电压及流过它的电流。两端的电压及流过它的电流。解解 设电阻设电阻 R4 两端电压的极性及流过它的电流两端电压的极性及流过它的电流 I 的参考方向如图所示。的参考方向如图所示。(2)+8 5 U4+(3)=0U4=2 VI=1 AI沿顺时针方向列写回路沿顺时针方

40、向列写回路的的 KVL 方程式，有方程式，有代入数据，有代入数据，有U4=IR4第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件 (欧欧姆姆，)1.4 电路元件电路元件 电阻、电感和电容是三种常用的无源元件，它们具有电阻、电感和电容是三种常用的无源元件，它们具有不同的物理性质。不同的物理性质。一、电阻元件一、电阻元件电阻是电阻是反映消耗电能反映消耗电能的电路参数。的电路参数。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件1.伏安关系伏安关系非线性电阻非线性电阻 线性电阻线性电阻u=Ri下一页上一页章目录RuRiuip22 2.功率关系功率关系电阻在任一段时间内

41、吸收的电能也总是大于或等于电阻在任一段时间内吸收的电能也总是大于或等于0。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件 电阻的特性也可以用电导电阻的特性也可以用电导G 来表示，电阻与电导的关系为来表示，电阻与电导的关系为1GR(西西门子门子，S)0耗能元件耗能元件200()()d()d0ttW tpRi下一页上一页节首页章目录 电阻（如电炉、白炽灯）吸收的能量全部转化为热能或其他形电阻（如电炉、白炽灯）吸收的能量全部转化为热能或其他形式的能量消耗掉了，这是一个式的能量消耗掉了，这是一个不可逆不可逆的能量转换过程。的能量转换过程。对各种电气设备来说，为了安全运行，这些设备都有

42、一定的额对各种电气设备来说，为了安全运行，这些设备都有一定的额定功率、额定电压和额定电流。定功率、额定电压和额定电流。实际使用电阻时，除了要知道其阻值外，还应知道其额定功率实际使用电阻时，除了要知道其阻值外，还应知道其额定功率(如如1W、12W、14W、18W 等等)。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件（利用（利用电流热效应电流热效应）下一页上一页节首页章目录耗能元件耗能元件电感线圈示意图电感线圈示意图实际电感元件通常是由线圈构成。实际电感元件通常是由线圈构成。二、电感元件二、电感元件第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电阻、电容和电感元件电阻、电

43、容和电感元件N1.定义定义磁链磁链自感系数（电感）自感系数（电感）Li(亨亨利利，H)N下一页上一页节首页章目录L L 称为电感或自感。线圈的匝数越称为电感或自感。线圈的匝数越多，其电感越大；线圈单位电流中多，其电感越大；线圈单位电流中产生的磁通越大，电感也越大。产生的磁通越大，电感也越大。法拉第发现法拉第发现楞次发现楞次发现第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件感应电动势感应电动势e的大小的大小正比正比于磁通的变化率。于磁通的变化率。感应电动势感应电动势e的方向总是力图的方向总是力图阻碍阻碍原来磁通的变化。规定感原来磁通的变化。规定感应电动势应电动势e的参考方向与磁

44、通的参考方向符合右手螺旋定则，在的参考方向与磁通的参考方向符合右手螺旋定则，在此规定下，便可得到自感电动势的表达式为此规定下，便可得到自感电动势的表达式为2.伏安关系伏安关系ddddieLtt ddiueLt 下一页上一页节首页章目录 在任一时刻，电感上的电压与该时刻电流的在任一时刻，电感上的电压与该时刻电流的变化率成正比变化率成正比。对于恒定电流，电感两端的电压为零。电感元件对于恒定电流，电感两端的电压为零。电感元件对直流电而言对直流电而言相当于短路相当于短路。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件 在在t时刻电感的瞬时功率为时刻电感的瞬时功率为3.功率关系功率关系

45、d()()()()()di tp tu t i tLi tt下一页上一页节首页章目录ddiueLt 当当i(t)为正值，且有减小的趋势时，为正值，且有减小的趋势时，p(t)0，表明电感吸收，表明电感吸收能量，电能以磁场能储存在电感中。能量，电能以磁场能储存在电感中。d()()()()()di tp tu t i tLi tt下一页上一页节首页章目录212WLi电压电流关系电压电流关系L+uieL+根据根据 KVL 可写出可写出u+eL=0或或ddLiueLt 在直流稳态时，电感相当于短路。在直流稳态时，电感相当于短路。瞬时功率瞬时功率ddipuiLitp 0，L 把电能转换为磁场能，吸收功率。

46、把电能转换为磁场能，吸收功率。p 0，表明电容吸收能，表明电容吸收能量，电能以电场能储存在电容中；量，电能以电场能储存在电容中；当当u(t)为正值，且有减小的趋势时，为正值，且有减小的趋势时，p(t)0，L 把电能转换为电场能，吸收功率。把电能转换为电场能，吸收功率。p 0，L 把电场能转换为电能，放出功率。把电场能转换为电能，放出功率。储存的电场能储存的电场能 C 是储能元件是储能元件电容小结电容小结第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路元件电路元件下一页上一页节首页章目录dtduCid()()()()()du tp tu t i tCu tt212WCu1.5 1.5 电路的

47、工作状态电路的工作状态电路可能出现三种状态：电路可能出现三种状态：第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路的工作状态电路的工作状态有载状态有载状态短路状态短路状态开路状态开路状态下面以图示直流电路为例来介绍电路的三种工作状态。下面以图示直流电路为例来介绍电路的三种工作状态。下一页上一页章目录一、有载状态一、有载状态开关开关S 合上，电源与负载接通，电路所处的状态。合上，电源与负载接通，电路所处的状态。电源的端电压为电源的端电压为则则第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路的工作状态电路的工作状态SL0UIRRS0UUIRLIRS0UUIR上式两边乘以电流上式两边乘以电流

48、I，得，得2S0U IUII R22L0I RI R即即下一页上一页节首页章目录22SL0PI RI R 这种电源发出的功率之和等于电路中其它元件所消耗的这种电源发出的功率之和等于电路中其它元件所消耗的功率之和称为功率之和称为功率平衡功率平衡。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路的工作状态电路的工作状态 PS就是电源发出的功率，就是电源发出的功率，I2RL为负载消耗的功率，为负载消耗的功率，I2R0是电源内阻是电源内阻R0消耗的功率。消耗的功率。22SL0PI RI R下一页上一页节首页章目录电源产电源产生功率生功率=负载取负载取用功率用功率+内阻消内阻消耗功率耗功率电源与负载

49、的判别电源与负载的判别根据电压、电流的根据电压、电流的实际方向实际方向判别，若判别，若U 和和 I 的实际方向相反，则是的实际方向相反，则是电源电源，发出功率；发出功率；U 和和 I 的实际方向相同，是的实际方向相同，是负载负载，取用功率。，取用功率。根据电压、电流的根据电压、电流的参考方向参考方向判别判别P=UI 为负值，是为负值，是电源电源，发出功率；，发出功率；若电压、电流的参考方向相同若电压、电流的参考方向相同P=UI 为正值，为正值，负载负载，取用功率。，取用功率。第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路的工作状态电路的工作状态下一页上一页节首页章目录 例例 1 已知：图

50、中已知：图中 UAB=3 V，I=2 A 解解 P=UI=(2)3 W=6 W求：求：N 的功率，并说明它是电源还的功率，并说明它是电源还是负载是负载因为此例中电压、电流的参考方向相同因为此例中电压、电流的参考方向相同而而 P 为负值，所以为负值，所以 N 发出功率发出功率，是电源。是电源。想一想，若根据电压电流想一想，若根据电压电流的实际方向应如何分析？的实际方向应如何分析？NABI电源与负载的判别电源与负载的判别第第1章章 电路基本概念与定律电路基本概念与定律电路的工作状态电路的工作状态下一页上一页节首页章目录额定值与实际值额定值与实际值U电源电源+IP电源输出的电流和功电源输出的电流和功