1、1.1 1.1 电路及其基本物理量电路及其基本物理量1.2 1.2 电阻元件和欧姆定律电阻元件和欧姆定律1.31.3汽车汽车照明照明电路分析电路分析1.1.1 电路概述电路概述1.1.2 电路的基本物理量电路的基本物理量1.1.3 电路的开路和短路电路的开路和短路 电路：由电气设备和元器件按一定方式电路：由电气设备和元器件按一定方式连接起来的整体，它是电流所通过的路径。连接起来的整体，它是电流所通过的路径。电路一般由电源、负载以及中间环节等电路一般由电源、负载以及中间环节等部分组成。部分组成。电路中供给电能的设备和器件称为电源，电路中供给电能的设备和器件称为电源，用电设备或元器件称为负载。用电
2、设备或元器件称为负载。用电设备或元器件在工作时表现出的电用电设备或元器件在工作时表现出的电磁现象可以用下面三个理想负载元件及其组磁现象可以用下面三个理想负载元件及其组合来反映。合来反映。电阻元件电阻元件替代主要是消耗电能并转换替代主要是消耗电能并转换成其他形式能量的实际元件，用字母成其他形式能量的实际元件，用字母R R表示，表示，简称电阻。简称电阻。电感元件电感元件替代主要是存储磁场能量的替代主要是存储磁场能量的实际元件，用字母实际元件，用字母L L表示，简称电感。表示，简称电感。电容元件电容元件替代主要是存储电场能量的替代主要是存储电场能量的实际元件，用字母实际元件，用字母C C表示，简称电
3、容。表示，简称电容。理想元件电阻（理想元件电阻（R R）、电感（）、电感（L L）、电容）、电容 （C C）、电压源（）、电压源（U US S）、电流源（）、电流源（I IS S）的图形）的图形符号如图符号如图1-21-2所示。所示。1 1电流电流 （1 1）定义：电荷的定向运动形成电流，）定义：电荷的定向运动形成电流，通常将正电荷移动的方向规定为电流正方向。通常将正电荷移动的方向规定为电流正方向。电流的大小用电流强度来衡量，其数值电流的大小用电流强度来衡量，其数值等于单位时间内通过导体某一横截面的电荷等于单位时间内通过导体某一横截面的电荷量。量。根据定义有根据定义有 （1-11-1）式中，式
4、中，ii 电流强度（简称电流），单电流强度（简称电流），单位为安培（位为安培（A A）。）。ddqit（2 2）分类）分类 一类是电流的大小和方向都不随时间而一类是电流的大小和方向都不随时间而变化，称为恒定电流，简称直流，用变化，称为恒定电流，简称直流，用I I表示。表示。另一类是电流大小和方向都随时间变化，称另一类是电流大小和方向都随时间变化，称为变动电流，变动电流用为变动电流，变动电流用i i表示，其中一个周表示，其中一个周期内电流的平均值为零的变动电流，称为交期内电流的平均值为零的变动电流，称为交变电流，简称交流。变电流，简称交流。（3 3）参考方向）参考方向 除了用箭头来表示电流的参考
5、方向外，除了用箭头来表示电流的参考方向外，还可用双下标表示，如还可用双下标表示，如I Iabab表示电流参考方向表示电流参考方向从从a a指向指向b b。（1-21-2）在直流电路中电压用大写字母在直流电路中电压用大写字母U U表示。电表示。电压的单位为伏特（压的单位为伏特（V V）。）。两点之间电压的实际方向是由高电位点两点之间电压的实际方向是由高电位点指向低电位点，所以电压也常称为电压降。指向低电位点，所以电压也常称为电压降。2 2电压与电位电压与电位ababddWuq 对一个电路，若元件电流与电压选择的对一个电路，若元件电流与电压选择的参考方向相同，如图参考方向相同，如图1-51-5所示
6、，则称为关联参所示，则称为关联参考方向，否则为非关联方向。考方向，否则为非关联方向。通常汽车中的搭铁点就是电路的参考点，通常汽车中的搭铁点就是电路的参考点，电路中任一点的电位就是相对于搭铁点的电电路中任一点的电位就是相对于搭铁点的电压。压。电力系统中，通常以大地作为参考点；电力系统中，通常以大地作为参考点；电子电路中，一般选择电子设备的金属机壳电子电路中，一般选择电子设备的金属机壳或某公共点作为参考点。或某公共点作为参考点。参考点的电位为零，用符号参考点的电位为零，用符号“”表示。表示。【例【例1-11-1】如图如图1-61-6所示电路，若选择所示电路，若选择O O点为电位参考点，求点为电位参
7、考点，求A A、B B两点的电位。若选两点的电位。若选择择B B点为电位参考点，则求点为电位参考点，则求A A、O O两点的电位。两点的电位。解解 （1 1）若选择）若选择O O点为电位参考点，则点为电位参考点，则 V VO=0VO=0V V VB=B=U UBO=7BO=7 V VA=A=U UAB+AB+V VB=3V+7V=10VB=3V+7V=10V（2 2）若选择）若选择B B点为电位参考点，则点为电位参考点，则 V VB=0VB=0V V VA=A=U UAB=3VAB=3V VO=UOB=VO=UOB=UBO=UBO=7V 7V 衡量电源力克服电场力对电荷做功能力的衡量电源力克服
8、电场力对电荷做功能力的物理量称为电动势。物理量称为电动势。一般汽车蓄电池的电压通常为一般汽车蓄电池的电压通常为12V12V，干电，干电池的电压为池的电压为1.5V1.5V。3 3电动势电动势 （1-31-3）（1-41-4）若在电压、电流非关联方向下，则若在电压、电流非关联方向下，则P P=UIUI（1-51-5）4 4电能和电功率电能和电功率WUQUItWPUIt 【例【例1-21-2】如图如图1-71-7所示电路，已知所示电路，已知U US S=12V=12V，I I=4A=4A，U U2 2=6V=6V，I I1 1=1A1A，I I2 2=3A=3A，U U3 3=6V6V。求各元件的
9、功率，并说。求各元件的功率，并说明元件是发出功率还是吸收功率。明元件是发出功率还是吸收功率。解解 根据功率式（根据功率式（1-61-6）、式（）、式（1-71-7）得）得 =U US SI I=12V12V4A=4A=48W048W01)A=6W0（吸收功率）（吸收功率）P P2 2=U U2 2I I2 2=6V=6V3A=18W03A=18W0（吸收功率）（吸收功率）P P3 3=U U3 3I I=(6)V6)V4A=24W04A=24W0（吸收功率）（吸收功率）P P=+=+P P1 1+P P2 2+P P3 3 =48W+6W+18W+24W=048W+6W+18W+24W=0，说
10、明电路的功率平衡。说明电路的功率平衡。SUPSUP1 1开路状态开路状态 由于电源线绝缘损坏、操作不当等引起由于电源线绝缘损坏、操作不当等引起电源的两输出端相接触，造成电源被直接短电源的两输出端相接触，造成电源被直接短路，如图路，如图1-91-9所示。所示。4 4电能和电功率电能和电功率1.2.1 电阻元件电阻元件1.2.2 电阻的串并联电阻的串并联1 1电阻率和电阻温度系数电阻率和电阻温度系数 （1-61-6）电阻的倒数称为电导（电阻的倒数称为电导（G G），单位为西门），单位为西门子（子（S S）。）。（1-71-7）lRSlGR欧姆定律：欧姆定律：U=IRU=IR（1-81-8）若电压和
11、电流为非关联方向，则欧姆定若电压和电流为非关联方向，则欧姆定律可写为律可写为U=U=IR IR（1-91-9）2 2欧姆定律欧姆定律 在电压和电流的关联方向下，任何时刻在电压和电流的关联方向下，任何时刻线性电阻元件吸收的功率为线性电阻元件吸收的功率为 （1-101-10）同样，在电压和电流非关联方向下，任同样，在电压和电流非关联方向下，任何时刻线性电阻元件吸收的功率为何时刻线性电阻元件吸收的功率为 （1-111-11）3 3电阻的电功率电阻的电功率22UPUII RR22UPUII RR 【例【例1-31-3】已知一电阻已知一电阻R R=10=10，电压，电压电流为关联方向，流经电流电流为关联
12、方向，流经电流I I=2A2A。试求：电。试求：电阻电压（阻电压（U U），功率（），功率（P P）。）。解解 电压、电流为关联方向，故电压、电流为关联方向，故U U=IRIR=(=(2A)2A)1010 =20(V)20(V)P P=I I2 2R R=(=(2A)22A)21010=40(W)=40(W)0 0（吸收功（吸收功率）率）【例【例1-41-4】如图如图1-141-14所示电阻电路，已所示电阻电路，已知知R R1 1=60=60，R R2 2=40=40，R R3 3=40=40，U U=80V=80V。求电路总电阻。求电路总电阻R R，电流，电流I I、I I2 2、I I3 3，电压电压U U1 1、U U2 2。解解 等效电阻等效电阻总电流总电流231234040606020804040R RRRRR 80V180UIR 【例【例1-51-5】如图如图1-151-15所示电路中，蓄电所示电路中，蓄电池电压为池电压为12V12V，前照双丝灯中近光灯丝为，前照双丝灯中近光灯丝为12V12V、25W25W。试分析前照灯（近光）电流路径，并计。试分析前照灯（近光）电流路径，并计算前照灯近光正常工作时的总电流（算前照灯近光正常工作时的总电流（I I）。）。
