电工电子学(课件)

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1、Chapter 1 Chapter 1主要学习内容电路的基本概念电路的基本概念电路的基本元件电路的基本元件基尔霍夫定律基尔霍夫定律电路的分析方法电路的分析方法 Chapter 1Chapter 1为了某种需要而由电源、导线、开关和负载按为了某种需要而由电源、导线、开关和负载按一定方式组合起来的电流的通路。一定方式组合起来的电流的通路。1.1 电路的基本概念电路的基本概念一、电路与电路模型一、电路与电路模型汽车照明电路汽车照明电路 电源：提供能量电源：提供能量负载：消耗能量负载：消耗能量开关：控制电路工作开关：控制电路工作 Chapter 1Chapter 1 用若干用若干理想元件理想元件的某种

2、组合来描述实的某种组合来描述实际电路。际电路。描述实际器件的基本物理规律的数学描述实际器件的基本物理规律的数学模型，简称元件。模型，简称元件。 实际电路实际电路 电路模型电路模型+R理想元件理想元件 Chapter 1 电池为灯泡提供电能，称之为电池为灯泡提供电能，称之为电源或信号源电源或信号源； 灯泡将电能转换为光能和热能，称之为灯泡将电能转换为光能和热能，称之为负载负载； 开关、导线用来传输、分配电能，称之为开关、导线用来传输、分配电能，称之为中间环节中间环节 常态：常态：手电筒电路正常工作的状态；手电筒电路正常工作的状态； 开路：开路：开关断开的状态；开关断开的状态； 短路：短路：电源电

3、极直接用导线相连的状态，可能会烧电源电极直接用导线相连的状态，可能会烧毁电源或设备。毁电源或设备。 Chapter 11、能量的转换、传输和分配、能量的转换、传输和分配 Chapter 1Chapter 12、信号的传递、存储和处理、信号的传递、存储和处理 Chapter 1Chapter 1二、二、 电流、电压及参考方向电流、电压及参考方向1、电流（、电流（I，i）（）（Current）dtdqi 电荷的定向移动形成电流。电荷的定向移动形成电流。其实际方向是指其实际方向是指正电荷运动的方向正电荷运动的方向。( (实际电流方向实际电流方向) )直流直流(DC)交流交流(AC)安培安培 A ;

4、(mA A) 电路的工作是以其中的电压、电流、功率等物理电路的工作是以其中的电压、电流、功率等物理量来描述的。量来描述的。 Chapter 1Chapter 1在复杂电路中难于判断元件中电流的实际方在复杂电路中难于判断元件中电流的实际方向，电流如何求解？向，电流如何求解？ UsIsRIRab电流方向电流方向ab？电流方向电流方向ba？ Chapter 1Chapter 1iabi 0参考参考方向方向真实真实方向方向假定的电流正方向假定的电流正方向 如果求出的电流值为正即如果求出的电流值为正即i 0 ，说明参考方向与，说明参考方向与实际方向一致，若实际方向一致，若i 0则说明参考方向与实际方向则

5、说明参考方向与实际方向相反。相反。 Chapter 1Chapter 12、电压（、电压（U，u）（）（ ）dq u 电场失去电场失去dwabdq u电场得到电场得到dwab单位正电荷由单位正电荷由a点移至点移至b点电场力所做的功。点电场力所做的功。baabuudqdwu 正电荷由正电荷由a移到移到b，若失去能量，若失去能量(电势能电势能)，则则ua ub，即即a端为正端为正b端为负；若得到能量，则端为负；若得到能量，则ua0 +电压参考方向的标注方式：电压参考方向的标注方式：用参考极性表示用参考极性表示用箭头表示用箭头表示用双下标表示用双下标表示+uuabuab真实真实方向方向参考参考方向方

6、向 Chapter 1Chapter 1abiu+ 3、关联参考方向、关联参考方向 对一个元件，电流参考方向和电压参考方向对一个元件，电流参考方向和电压参考方向可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常常将其取为一致，称常将其取为一致，称关联方向关联方向；如不一致，称；如不一致，称非非关联方向关联方向。(a)关联方向关联方向abiu+(b)非非关联方向关联方向如果采用关联方向，在标示时标出一种即可。如果采用关联方向，在标示时标出一种即可。如果采用非关联方向，则必须全部标示。如果采用非关联方向，则必须全部标示。 Chapter 1Chapter 1例1.

7、1 在图（在图（a）电路中，）电路中，Uab= 5V，问，问a、b两点两点哪点电位高？哪点电位高？+uabab（a）+u1ab+u2（b）在图（在图（b）电路中，）电路中，U1= 6V，U2= 4V，问，问Uab？ 解：解：在图（在图（a）电路中）电路中Ua0p0w瓦特瓦特 W在电压、电流取关联参考方向下，在电压、电流取关联参考方向下，p=ui 表表示的是该元件示的是该元件“消耗消耗”（吸收）的电功率的大小。（吸收）的电功率的大小。即为：即为： Chapter 1Chapter 1 1 u_2u 3ui例1.2 已知已知i =1A，u1=3V，u2=7V，u3=10V，求求ab、bc、ca三部

8、分电路吸收的功率三部分电路吸收的功率P1、P2、P3。解：解： 11 3 13WPui 吸收 22 7 17W Pui 吸收 33 10 110W Pui 吸收 1 2 3 0PPP吸收吸收吸收（实际吸收）（实际吸收）（实际吸收）（实际吸收）（实际提供）（实际提供）功率平衡功率平衡 Chapter 1Chapter 11.2 1.2 电路的基本元件电路的基本元件 Chapter 1电阻元件是一种消耗电能的二端元件。电阻元件是一种消耗电能的二端元件。Chapter 1 Chapter 1Chapter 1关联方向时：关联方向时： u =Ri或或 i =Gu功率：功率：RuRiuip22 电路符号

9、电路符号:+uiR非关联方向时：非关联方向时：u Ri线性电阻的伏安特性曲线线性电阻的伏安特性曲线R:电阻参数，表征阻碍电阻参数，表征阻碍电流流过的能力电流流过的能力,单位单位。G:电导参数，单位电导参数，单位 S。欧姆定律：欧姆定律：1GR Chapter 1Chapter 1（1）开路）开路电阻元件的两种特殊情况电阻元件的两种特殊情况当一个电阻元件中的电流当一个电阻元件中的电流i不不论为何值时，它的端电压论为何值时，它的端电压u恒恒为零，则称为零，则称“短路短路”，即，即R=0。当一个电阻元件的端电压当一个电阻元件的端电压u不论为何值时，流过它的电不论为何值时，流过它的电流恒为零，则称流恒

10、为零，则称“开路开路”，即即R。（2）短路）短路 Chapter 1Chapter 1伏安关系伏安关系电路符号：电路符号：C为电容参数，表征电容储存电荷的能力，单位：法拉为电容参数，表征电容储存电荷的能力，单位：法拉(F)电容元件是一种能够储存电场能量的电容元件是一种能够储存电场能量的元件。元件。Cui+ dtduCi i du /dt。只有电容上的电压变化只有电容上的电压变化时，电容两端才有电流。时，电容两端才有电流。 在直流电路中，电容上即使有电压，在直流电路中，电容上即使有电压，但但 i = 0，相当于开路，即，相当于开路，即 电容具有电容具有隔直作用隔直作用。qCu Chapter 1

11、Chapter 1 diCutC 1 diCUtC 010伏安关系伏安关系UC(0)为初始时刻为初始时刻t0时电容的初始电压，反映时电容的初始电压，反映t0前前“历史历史”中电容电流的积累效应中电容电流的积累效应电容对它的电电容对它的电流具有记忆能力。流具有记忆能力。电容元件中的电场能量电容元件中的电场能量2)(21CuCuduuidtWttuc 电容元件储存的电场能量只和考察时刻它的端电压电容元件储存的电场能量只和考察时刻它的端电压数值有关。数值有关。 Chapter 1Chapter 1电感元件是一种能够贮存磁场能量的元件。电感元件是一种能够贮存磁场能量的元件。i电路符号电路符号为磁链是磁