《电工电子技术》电路分析基础课件

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计算功率时应注意的问题
在进行功率计算时， 在进行功率计算时，如果假设 U、I 参考方向关联。 参考方向关联。 则某部分电路功率 P > 0 , 说明U、I 实际方向与 说明 实际方向与 参考方向一致 说明电路吸收电功率 为负载。 一致， 电路吸收电功率， 参考方向一致，说明电路吸收电功率，为负载。 当某部分电路功率 P < 0 时, 则说明 U、I 实际方 与参考方向相反 此部分电路发出电功率，为电源。 相反， 向与参考方向相反，此部分电路发出电功率，为电源。
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2.电路的组成和功能 2.电路的组成和功能
（1） 电路的组成
电路一般由电源、负载和中间环节组成。 电路一般由电源、负载和中间环节组成。 电源： 如发电机、电池等，电源可将其它形式的能 电源： 如发电机、电池等， 量转换成电能，是向电路提供能量的装置。 量转换成电能，是向电路提供能量的装置。 负载： 指电动机、电灯等各类用电器，在电路中是接收 负载： 指电动机、电灯等各类用电器， 电能的装置，可将其它形式的能量转换成电能。 电能的装置，可将其它形式的能量转换成电能。 中间环节：将电源和负载连成通路的输电导线、控制电 中间环节：将电源和负载连成通路的输电导线、 路通断的开关设备和保护电路的设备等。 路通断的开关设备和保护电路的设备等。
当外界电场的作 用超过原子核对 外层电子的束缚 力时， 力时，绝缘体的 外层电子也同样 会挣脱原子核的 束缚成为自由电 子，这时我们称 击穿。 为绝缘被 击穿。
半导体的导电性虽然 介 于导体和绝缘体之间， 但半导体在外界条件变 化时，其导电能力会大 大增强；若掺入某些杂 质后，其导电能力甚至 会增加成千上万倍，半 导体的这种特殊性，使 它在电子技术中得到了 广泛地应用。
原则上： 原则上：
任意假定。 任意假定。
I US
+ –
R
当电压、 当电压、电流参考方向与实 R 0 际方向相同时，其值为正， 际方向相同时，其值为正，反之 则为负值。 则为负值。 电流的参考方向用箭头表示；电压的参考方向 电流的参考方向用箭头表示； 除用极性“ 除用极性“+”、“–”外，还可用双下标或箭头表 示
电阻元件是即时元件
P = UI = I R = U / R
2 2
1 W L = LI 2 2
2. 电感元件是储能元件
WC =
1 CU 2 2
1. 电阻元件是耗能元件
3. 电容元件是储能元件
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2. 电源元件
一个电源可以用两种模型来表示。 一个电源可以用两种模型来表示。用电压的形式 表示称为电压源 用电流的形式表示称为电流源 电压源， 电流源。 表示称为电压源，用电流的形式表示称为电流源。
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a + u1 －
b
a － u2 +
b
例： 当ua =3V u1 =1V
ub = 2V时 时 u2=－1V
求得的u 为正值，说明电压的实际方 求得的u1为正值，说明电压的实际方 与参考方向一致； 方向一致 向与参考方向一致； 求得的u 求得的u2为负值，说明电压的实际方 说明电压的实际方 与参考方向相反 方向相反。 向与参考方向相反。
功的单位为焦耳，时间单位为秒 功的单位为焦耳，时间单位为秒时，电功率的单位是“瓦 焦耳 电功率的单位是“ ” -3 （3）效率
1W=10 KW
输出功率与输入功率的比值称为效率，用“η”表示 输出功率与输入功率的比值称为效率，
P2 P2 η = × 100 % = × 100 % P1 P2 + ∆ P
1. 导体、绝缘体和半导体 导体、
自然界物质的电结构： 自然界物质的电结构：
原子结构中：正电荷
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
原子核 电子
原子核
原子核
原子核
导体的外层电子数很少且距离原子 核较远，因此受到原子核的束缚力 很小，极易挣脱原子核的束缚游离 到空间成为自由电子，自由电子在 外电场作用下定向移动形成电流。
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a R0
I
U/V U= US RL
电 流 源
+
U
+ _
US
_
0 I/A 理想电压源的外特性
b 电压源电路
当实际电压源的内阻 R0 = 0（相当于短路）时，U = US 为一定 相当于短路） 此时通过电压源的电流I 共同确定， 值，此时通过电压源的电流I 则由负载电阻 RL 和 U 共同确定，这样 的电源称为理想电压源简称电压源 理想电压源简称电压源。 的电源称为理想电压源简称电压源。
☆ 电流强度等于单位时间内通过导体横截面
的电荷量。 的电荷量。
dq i = dt
或
Q I = t
大写 I 表示直流电流，小写 i 表示电流的一般符号 表示直流电流， 电流的单位及换算： 电流的单位及换算：1A=103mA=106µA=109nA
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（2） 电压
电压是电路中产生电流的根本原因。 ☆ 电压是电路中产生电流的根本原因。 电压等于电路中两点电位之差。 ☆ 电压等于电路中两点电位之差。 电路中a、 两点间的电压定义为单位正电 ☆ 电路中 、b两点间的电压定义为单位正电 荷由a点移至 点电场力所做的功。 荷由 点移至b点电场力所做的功 点移至 点电场力所做的功。
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（2）电路的主要功能： 电路的主要功能：
电力系统中： 电力系统中：
电路可以实现电能的 传输、分配和转换。 传输、分配和转换。
电子技术中： 电子技术中：
电路可以实现电信号 的传递、存储和处理。 的传递、存储和处理。
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3.电路模型和电路元件 3.电路模型和电路元件
负 载 电 源 S R0 I
2. 对于集总参数元件，任何时刻从元件一端流入的电 对于集总参数元件， 恒等于从元件另一端流出的电流， 流，恒等于从元件另一端流出的电流，并且元件两端的 电压值是完全确定的。 电压值是完全确定的。
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4. 电压、电流及其参考方向 电压、
（1） 电流
电荷的定向移动形成电流。 ☆ 电荷的定向移动形成电流。 电流的大小用电流强度表示， ☆ 电流的大小用电流强度表示，简称电流。
4. 电源的开路电压
为12V,短路电流为 短路电流为 30A,则电源的 则电源的 US=?RS=？ ？
？
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1.3 基本电路元件和电源元件
1. 基本电路元件
U
ψL L C
0 i 0
q
R
0 I
u
R =
u i
线性电阻元件 伏安特性
线性电容元件 du C di 线性电感元件 iC = C uL = L 库伏特性 韦安特性 dt dt 电感元件是动态元件 电容元件是动态元件
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。
绝缘体外层电子数常为8个，且距离 原子核较近，因此受到原子核很强的 束缚力而无法挣脱，我们把外层电子 数为8个称为稳定结构，这种结构中 不存在自由电子，因此不导电。
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检验学习结果
绝缘体是否 在任何条件 下都不导电 ？ 半导体有 什么特殊 性？
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5. 电能、电功率和效率 Байду номын сангаас能、
（1）电能 电能的转换是在电流作功的过程中进行的， 电能的转换是在电流作功的过程中进行的，因此电 能的多少可以用功来量度。 能的多少可以用功来量度。
W = UIt
式中电压的单位为伏特【 式中电压的单位为伏特【V】，电流 单位为安培【 单位为安培【A】，时间的单位用秒 电能（或电功） 【s】时，电能（或电功）的单位是焦 耳【J】。
为什么要在 电路图中标 示参考方向 ？
a U b a
I R I R
关联参考方 向下： 向下：
U=IR
非关联参考 方向下： 方向下：
参考方向是为了给 方程式中各量前面 的正、 的正、负号以依据
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U b
U=－IR
电压、电流的参考方向： 电压、电流的参考方向：
图中若 I = 3 A，则表明电流的 A， 实际方向与参考方向相同； 实际方向与参考方向相同；反 A， 之，若 I = –3 A，则表明电流的 实际方向与参考方向相反 。
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4. 如何判别元件 是电源还是负载 ？
1.2 电气设备的额定值及电路的工作状态
1. 电气设备的额定值
电气设备长期 安全工作条件下的最高限值称为额定值。 电气设备长期、安全工作条件下的最高限值称为额定值。 长期、 工作条件下的最高限值称为额定值 电气设备的额定值是根据设计、 电气设备的额定值是根据设计、材料及制造工艺等 因素，由制造厂家给出的技术数据。 因素，由制造厂家给出的技术数据。
+
RL U 负
+ US _
–
与实体电路相对应的电路图称为实体电路的电路模型 与实体电路相对应的电路图称为实体电路的电路模型。 电路图称为实体电路的电路模型。
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电路模型中的所有元件均为理想电路元件。 电路模型中的所有元件均为理想电路元件。
实际电路元件的电特性是多元的、复杂的。 实际电路元件的电特性是多元的、复杂的。 由于白炽灯中耗能 的因素大大于产生 磁场的因素， 磁场的因素，因此 L 可以忽略 白炽灯的电 路模型可表 示为： 示为：
u ab
dw ab = dq
或
U ab
W ab = Q
大写 U 表示直流电压，小写 u 表示电压的一般符号 表示直流电压， 电压的单位及换算： 电压的单位及换算：1V=103mV=10-3KV
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（3） 电流、电压的参考方向 电流、
解题前在电路图上标示的电压、 解题前在电路图上标示的电压、电流方 向称为参考方向。 向称为参考方向。