电工01

220V，60W；15W，不变。
3、P8 第4题
元件一 、三 负载（功率为正数）； 元件二 电源； 元件四、五在学习基尔霍夫定律后解决
本讲结束
24
三、电路模型和电路元件
中间环节
开关 负 载
+ _
S R0 US
I
电 源
连接导线
+
RL U
–
负 载
电源
电路模型
实体电路
1、电路图：与实体电路相对应、由理想元件构成， 为实体电路的电路模型。
2、为什么采用电路图（电路模型）？
白炽灯电路
白炽灯的电 路模型可表 示为：
R
i
消耗电能的电 特性可用电阻 元件表征
2、电压
定义：电场力把单位正电荷从电场中的一点移到另一点所做的 功。其表达式为：
dwab Wab u ab 直流情况下 U ab dq Q 注意：变量用小写字母表示，恒量用大写字母表示。
电压电流的关系：电路中电压是产生电流的根本原因。 电压等于电路中两点电位的差值： U V V
ab a
1度电的概念
400W的电脑 ？小时； 40W的电灯照明？ 小时。
2、电功率P
电工技术中，单位时间内电流所作的功称为电功率。 电功率用“P ”表示：
W UIt P UI t t
符号和单位：电压U
伏特V，电流I
安A，电功率P瓦特W
电功率反映了元器件单位时间内把电能转换做功的能力。 1、100W的电灯，表明在1秒钟内该灯可将100J的电能转换成光能 电源与负载的区别： 和热能；或电灯电压与通过电流的乘积为100（瓦） 电源是对外输出功率的，所以在电路计算中，电源功率为负数； 2、电机1000W表明它在一秒钟内可将1000J的电能转换成机械能。 负载是吸收功率的，在电路来计算中，负载功率为正数。
1、某用电器的额定值为“220V，100W”，此电器正 常工作10小时，消耗多少焦耳电能？合多少度电？
3600000J，1度电
2、一只标有“220V，60W”的电灯，当其两端电压为 多少伏时电灯能正常发光？正常发光时电灯的电功率 是多少？若加在灯两端的电压仅有110伏时，该灯的实 际功率为多少瓦？额定功率有变化吗？
外层电子数通常为8个且距离 原子核较近。受到原子核很 强的束缚力，稳定结构，基 本不存在自由电子，不导电。
1、绝缘体是否在任何条件下都不导电？ 外界电场的作用力超过原子核对外层电子的束缚 力时，绝缘体的外层电子同样也会挣脱原子核的束缚 成为自由电子，这种现象我们称为“绝缘击穿”。 绝缘体一旦被击穿，就会永久丧失其绝缘性能而 成为导体。 2、半导体有什么特殊性？ 半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，但在外 界条件发生变化时，其导电能力可能将大大增强。若 在纯净的半导体中掺入某些微量杂质后，其导电能力 甚至会增加上万乃至几十万倍。这个特殊性，使半导 体在电子技术中得到广泛应用。
b
单位:伏特 V，毫伏mV, 千伏kV，换算关系：
1V=103mV=10－3KV
注意：通常规定电压的参考正方向由高电位指向低电位。
3、电流、电压的参考方向
对电路进行分析时，要标出电流、电压的参考方向。 电路图上电流、电压参考方向原则上任意假定，但一经选定后， 在整个分析计算过程中，参考方向就不允许再变更。 a
是为解题时列写方程式提供依据。 只有参考方向标定的情况下，方程式里各元件的正、
负号才有意义。 方程式各量前面的正、负号均应依据参考方向写
出，而电量的真实方向是以计算结果和参考方向二 者共同确定的。
图中，元件为关联还是非关联参 考方向？ 如果Ｕ=10V, I=-5A, 则元件实际 ：电流作功所消耗电能量，用电功W来量度。
W U I t
符号及单位：U 电压 伏特（V）；I 电流 安（A）； t 时间 秒（s）， W电功焦耳（J）
日常生产和生活中，电能（或电功）也常用度作 为量纲：1度电=1kW•h=1kV•A•h
1000W的电炉加热 ？ 小时；
I
＋ 元件
a
I
＋ 元件
U －
U －
b 非关联参考方向

b 关联参考方向
关联参考方向：电流沿电位降低（电压降）方向时，电流与 电压同方向；一般负载为关联参考方向。 非关联参考方向：电流沿电位升（电压升）方向时，电流与 电压反方向；一般电源为关联参考方向。
在电路图上预先标出电压、电流的参考方向，目的
a
I
＋ 元件
U －
b
思考
1.在电路分析中，引入参考方向的目的是什么？ 电路分析中引入参考方向的目的是：为分析和计 算电路提供方便和依据。 2.理解应用参考方向时， “正、负”、“相同、相 反”的意思 ？
正、负”是指在参考方向下，电压、电流数值前面的 正负号，如某电流为“－5A”，说明其实际方向与参考 方向相反，某电压为“＋100V”，说明该电压实际方向 与参考方向一致； “相同”是指电压、电流为关联参考方向，“相反” 指的是电压、电流参考方向非关联。
1.1 电路分析基本知识
二、电路组成及功能
电路 ——由实际元器件构成的电流的通路。
1、电路种类
直流电路 → → 直流电流 交流电路 → → 交流电流
5
直流电流与交流电流
电流分为直流电流与交流电流两类
电流大小、 方向与时 间关系？
电流大小、 方向与时 间关系？
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2、电路组成
电源： 电路中提供电能的装置。如发电机、蓄电池等。 负载：
电工电子技术
01
1
第一章 电路分析基础
本单元要求
1、理解电流、电压参考方向；
2、掌握基尔霍夫定律和叠加原理；
3、了解电气设备额定值的定义；
4、熟悉电路在不同工作状态下的特点；
5、理解电位的概念及应用。
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1.1 电路分析基础知识
一、导体、绝缘体和半导体
自然界物质的电结构：
原子结构中：正电荷
原子核
原子核中有质子和 中子，其中质子带正 电，中子不带电。 绕原子核高速 旋转的电子带 负电。
=
负电荷
电子
导体 原子核
半导体 原子核
绝缘体 原子核
外层电子数很少且距离原子 核较远，受原子核的束缚力 很弱，极易挣脱原子核的束 缚游离到空间成为自由电子， 即导体的特点就是内部具有 大量的自由电子。
半导体的外 层电子数一般 为4个，其导 电性界于导体 和绝缘体之间。
3、效率
负载设备运行时存在损耗，输出功率与输入功率的比 例数称为效率，用“η”表示：
P2 P2 100% 100% P1 P2 P
为什么要提高负载设备的效率？怎样提高？
提高电能效率：1、大幅度节约电源（发电设备）投资； 2、降低用电量和用电费用；3、缓解用电供需紧张。
堂上练习
1、电流
电荷有规则的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度表征：
dq …… （1-1） i= dt 大小、方向均不随时间变化的稳恒直流电可表示为： Q …… （1-2） I= t 电流单位：安培 A，毫安mA、微安μ A 1A=103mA=106μA=109nA
通常以正电荷移动的方向规定为电流的参考正方向。
在电路中接收电能的设备。如电动机、电灯等。
中间环节： 电源和负载之间的连接、控制和保护部件，如 连接导线、开关设备、测量设备以及各种继电 保护设备等。
3、电路的三种状态
通路 开路 短路
思考：短路有什么危害？
8
3、电路的功能
电力系统
电路可以实现电能的 传输、分配和转换。
电子技术
电路可以实现电信号的 传递、存储和处理。
R
理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，方 便理解、分析元器件特性和进行计算。
3、理想电路元件分有无源和有源两大类★
无源二端元件
有源二端元件
+ IS US
R
L
C
–
电阻元件 只具耗能 的电特性 电感元件 只具有储 存磁能的 电特性
电容元件 只具有储 存电能的 电特性
理想电压源 输出电压U 恒定
理想电流源 输出电流I 恒定
理想电路元件的特征
1. 电磁过程都集中在元件内部进行，元件的主要电磁特性 基本是单一、准确的，次要因素可以忽略。 如电阻R，电感（线圈）L、电容C这些只具有单一电磁特性 的理想电路元件。 2. 任何时刻从元件一端流入的电流恒等于从它另一端流出 的电流，并且元件两端的电压值完全确定。
四、电路中的电压、电流及其参考方向
额定电压、额定功率 额定电压：负载（用电设备）额定工作时的电压； 额定功率：额定电压下的电功率； 额定功率通常标示在电器设备的铭牌数据上，作为 用电器正常工作条件下的最高限值。 通常情况下，负载实际功率并不等于额定电功率： 当实际功率小于额定功率时，用电器实际功率达不到 额定值而往往不能正常工作； 当实际功率大于额定功率时，用电器易损坏。