1、第1章 直流电路 1.1 1.1 电路概述电路概述1电路及其组成电路及其组成2电路的主要物理量电路的主要物理量目录CONTENTS3电路的电路的3种工作状态种工作状态1.11.1电路概述电路概述电路及其组成电路及其组成电路的主要物理量电路的主要物理量电路的电路的3种工作状态种工作状态1 1 电路电路电路电路是为了完成某种功能，将电气元件或设备按一定方式连接起来而形成是为了完成某种功能，将电气元件或设备按一定方式连接起来而形成的系统的系统，通常用，通常用以构成电流的以构成电流的通路通路。手电筒手电筒电路结构图电路结构图手电筒手电筒电路图电路图1.11.1电路概述电路概述电路及其组成电路及其组成电
2、路的主要物理量电路的主要物理量电路的电路的3种工作状态种工作状态电源电源 供给供给电路电能的设备，它将化学能、光能、机械能等非电路电能的设备，它将化学能、光能、机械能等非电能转换为电能转换为电能。电能。负载负载 各种各种用电设备，它将电能转换成其他形式的用电设备，它将电能转换成其他形式的能量。能量。手电筒手电筒电路结构图电路结构图中间环节中间环节 把把电源和负载连接起来，起传输和分配电能或对电信号进电源和负载连接起来，起传输和分配电能或对电信号进行传递和行传递和处理的作用。处理的作用。电路图电路图2 2 电路的组成电路的组成1.11.1电路电路概述概述电路及其组成电路及其组成电路的主要物理量电
3、路的主要物理量电路的电路的3种工作状态种工作状态3 3 电路电路的作用的作用（1）电能的传输、分配与转换）电能的传输、分配与转换（2）信息的传递与处理）信息的传递与处理电力电路电力电路扩音器扩音器电路电路1.11.1电路电路概述概述电路及其组成电路及其组成电路的主要物理量电路的主要物理量电路的电路的3种工作状态种工作状态4 4 电路模型电路模型在在进行分析和计算时不可能因物而异，而进行分析和计算时不可能因物而异，而通常通常是将实际的元件理想化，得到电路模型。是将实际的元件理想化，得到电路模型。常用电路元件符号表常用电路元件符号表1.11.1电路电路概述概述电路及其组成电路及其组成电路的主要物理
4、量电路的主要物理量电路的电路的3种工作状态种工作状态1 1 电流电流电荷的有规则运动形成电流。电荷的有规则运动形成电流。导体中的电子和电流导体中的电子和电流电流电流是指单位时间内通过导体横截面的电荷量。是指单位时间内通过导体横截面的电荷量。大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流，也称直流电，流，也称直流电，用用I表示表示。大小大小和方向随时间变化的电流称为交变电流和方向随时间变化的电流称为交变电流,简简称称交流电交流电，用用i表示表示。1.11.1电路电路概述概述电路及其组成电路及其组成电路的主要物理量电路的主要物理量电路的电路的3种工作状态种工作状
5、态2 2 电压电压电场力做功产生电流电场力做功产生电流用用物理量电压来衡量电场力做功的能力，其定物理量电压来衡量电场力做功的能力，其定义为：单位正电荷义为：单位正电荷q 从从a 点移动到点移动到b 点电场点电场力所力所做的功做的功Wab，记为，记为（1）电压）电压（2）电位）电位 把把单位正电荷在电路中某点所具有的能量单位正电荷在电路中某点所具有的能量称为称为该点该点的电位，用的电位，用V 表示，如表示，如a 点的电位为点的电位为Va，b 点的电位为点的电位为Vb。由此可见，电路中两点。由此可见，电路中两点之间的之间的电压就是这两点的电位之差，即电压就是这两点的电位之差，即电源电压与电动势电源
6、电压与电动势电压的参考方向与关联参考方向电压的参考方向与关联参考方向1.11.1电路电路概述概述电路及其组成电路及其组成电路的主要物理量电路的主要物理量电路的电路的3种工作状态种工作状态2 2 电压电压（3）电动势电动势 电源电源力克服电场力移动正电荷从负极到力克服电场力移动正电荷从负极到正极所正极所做做的功，用物理量电动势来衡量。电动势在数值上等于的功，用物理量电动势来衡量。电动势在数值上等于电源力把单位正电荷从负极电源力把单位正电荷从负极b b经电源经电源内部移到正极内部移到正极a a所所做的功，用做的功，用E E 表示，即表示，即 方向方向由负极指向正极，即电位升由负极指向正极，即电位升
7、方向方向 单位单位也是也是V电源电压与电动势电源电压与电动势电路电路概述概述电路及其组成电路及其组成电路的主要物理量电路的主要物理量电路的电路的3种工作状态种工作状态例题例题 电路电路如如图所图所示，电源电压示，电源电压US1=10V，US2=5V，电阻电压，电阻电压U 1=3V，U2=2V。分别取。分别取c点和点和d点为参考点，求各点电位及电压点为参考点，求各点电位及电压Uab、Ubc,和和Uda。解：解：当选当选c点为参考点点为参考点,则则Vc=0V。Va=US1=+10V，Vb=V1+US1=+7V,Vd=V2=+2V;Uab=V1=VaVb=3V，Ubc=VS2+V2=Vb=+7V，U
8、da=V2VS1=Vd Va=8V。当选当选d点为参考点点为参考点,则则Vd=0V。Va=US1 V2=+8V，Vb=US2=+5V，Vc=V2=2V；Uab=V1=Va Vb=3V，Ubc=US2+U2=Vb Vc=+7V，Uda=V2 US1=Vd Va=8V。由由该题可知，电路中某点的电位等于该点到参考点之间的电压，电位的大小与参该题可知，电路中某点的电位等于该点到参考点之间的电压，电位的大小与参考点的选择有关考点的选择有关；电路；电路中某两点间的电压等于该两点的电位之差，电压的大小与参考中某两点间的电压等于该两点的电位之差，电压的大小与参考点的选择无关。点的选择无关。1.11.1电路电
9、路概述概述电路及其组成电路及其组成电路的主要物理量电路的主要物理量电路的电路的3种工作状态种工作状态3 3 功率功率 在在电流流通的同时，电路内发生了能量的转换。在电源电流流通的同时，电路内发生了能量的转换。在电源内部内部，电源，电源力不断地克服电场力对正电荷做功，正电荷在电力不断地克服电场力对正电荷做功，正电荷在电源内获得了能量，由非电能转换成电能源内获得了能量，由非电能转换成电能。在。在外电路（电源外外电路（电源外的电路部分）中，正电荷在电场力的作用下，不断地通过负的电路部分）中，正电荷在电场力的作用下，不断地通过负载（白炽灯载（白炽灯）把）把电能转换为非电能电能转换为非电能。电场电场力所
10、做的功力所做的功为为 单位单位时间内电场力所做的功时间内电场力所做的功定义为定义为功率，即功率，即电源电压与电动势电源电压与电动势1.11.1电路电路概述概述电路及其组成电路及其组成电路的主要物理量电路的主要物理量电路的电路的3种工作状态种工作状态1 1 通路通路 将图中将图中的开关的开关S 闭合闭合，电路，电路中就有电流和能量的传中就有电流和能量的传输与转换。电源处于有载输与转换。电源处于有载工作状态，电路工作状态，电路形成形成通路通路。电路电流电路电流负载电压负载电压负载消耗功率负载消耗功率电路的通路状态电路的通路状态1.11.1电路电路概述概述电路及其组成电路及其组成电路的主要物理量电路
11、的主要物理量电路的电路的3种工作状态种工作状态2 2 开路开路将将图中图中的开关的开关S 断开，电路中没有电流流通，电源处于空载断开，电路中没有电流流通，电源处于空载运行状态，电路运行状态，电路形成开路形成开路（断路）。此时负载上的电流、（断路）。此时负载上的电流、电压和功率均为零。电压和功率均为零。3 3 短路短路当电源的两个输出端由于某种原因直接接触时，电源就被短当电源的两个输出端由于某种原因直接接触时，电源就被短路，电路处于短路路，电路处于短路状态。此时电路电流为状态。此时电路电流为电路的开路状态电路的开路状态电路的短路状态电路的短路状态1.11.1电路电路概述概述电路及其组成电路及其组
12、成电路的主要物理量电路的主要物理量电路的电路的3种工作状态种工作状态例题例题1.1.2 一一只标有只标有“220V，60W”的灯泡，试分析下列三种情况下的工作状态：的灯泡，试分析下列三种情况下的工作状态：电源电压为电源电压为220V；电源电压为电源电压为380V；电源电压为电源电压为110V。解：灯泡的额定电压是解：灯泡的额定电压是220V，额定功率是，额定功率是60W。则。则额定电流额定电流IN 0.273A273mA PN 60WUN 220V工作电压与额定值一致，满载运行，发光正常，使用安全，保证有效使用寿命；工作电压与额定值一致，满载运行，发光正常，使用安全，保证有效使用寿命；灯泡电阻
13、灯泡电阻R807UN2 2202PN 60电电源电压源电压为为380V时灯泡的工作电流、损耗功率为时灯泡的工作电流、损耗功率为 工作值工作值超过额定值，过载运行，发光过亮，寿命大大缩短，甚至烧断钨丝而损坏；超过额定值，过载运行，发光过亮，寿命大大缩短，甚至烧断钨丝而损坏；I471mA P 179WU 380V U2 3802R 807 R 807 电源电压为电源电压为110V时灯泡的工作电流、损耗功率为时灯泡的工作电流、损耗功率为 工作值低于额定值，欠载运行，发光过暗，效能不能充分发挥。工作值低于额定值，欠载运行，发光过暗，效能不能充分发挥。I136mA P 15WU 110V U2 1102R 807 R 807 The End
