电工基础(2、3)

c ② 若以c点为参考点，再求以上各值。
解 (1) b 0
a
Wab q
8 4
2
V
U ab a b 2 0 2 V U bc b c 0 (3) 3 V
c
Wcb q
Wbc q
12 4
3 V
解 (2) c 0
a
b
c
结论
a
Wac q
8 12 4
5
V
b
Wbc q
12 4
3V
负载
电路通常由电源、负载和中间环节三部分组成。
1、电路的组成及其功能
• 电路的功能 电力系统中
电路可以实现电能的传输、分配和 转换。
电子技术中
电路可以实现电信号的传递、变换、 存储和处理。
2、电路模型
开关 负 载
电 源
连接导线
实体电路
电源
中间环节 SI
R0
+ _ US
+
RL U
–
负载
电路模型
用抽象的理想电路元件及其组合，近似地代替实 际的器件，从而构成了与实际电路相对应的电路模型。
。
电压(降)的参考方向
假设高电位指向低电 位的方向。
参考方向
+
U
–
参考方向
+
U
–
+ 实际方向 – – 实际方向 +
U >0
U <0
电压参考方向的三种表示方式：
(1) 用箭头表示：
U
(2)用正负极性表示
+U
(3)用双下标表示
A
UAB
B
3.关联参考方向
元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称之为关 联参考方向。反之，称为非关联参考方向。
3、理想元件
• 理想电路元件
+
IS
R
L
C
US –
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
输出电压恒 定，输出电 流由它和负 载共同决定
理想电流源 输出电流
恒定，两端电 压由它和负载 共同决定。
理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似化，其电 特性单一、精确，可定量分析和计算。
电路由哪几部分 组成？各部分的 作用是什么？
何谓理想电路元件？ 其中“理想”二字在 实际电路的含义？
如何在电路 中区分电源 和负载？
试述电路的功 能？何谓“电 路模型”？
理想元件有何 特征？
学好本课程，应注意抓好四个主要环节：提前预习、 认真听课、及时复习、独立作业。还要处理好三个 基本关系：听课与笔记、作业与复习、自学与互学。
U ab a b 5 3 2 V
Ubc b c 3 0 3 V
电路中电位参考点可任意选择；参考点一经选定， 电路中各点的电位值就唯一确定；当选择不同的电位参 考点时，电路中各点电位值将改变，但任意两点间电压 保持不变。
问题 复杂电路或交变电路中，两点间电压的实际方向往
往不易判别，给实际电路问题的分析计算带来困难
注意
5种基本理想电路元件有三个特征： （a）只有两个端子； （b）可以用电压或电流按数学方式描述； （c）不能被分解为其他元件。
3、理想元件
❖ 电路元件按照其与电路其他部分相连接的端钮 数，可以分为二端元件和多端元件。二端元件 通过两个端钮与电路其他部分连接；多端元件 通过三个或三个以上端钮与电路其他部分连接。
电工基础
樊璟
主要内容
第二单元 电路的基本概念和基本定律
电路和电路模型 电路的基本物理量
电阻元件 电压源和电流源 基尔霍夫定律
2.1 电路和电路模型
1、电路的组成及电路其是功电流能的通路
• 电路的概念
由实际元器件构成的电流的通路称为电路。
1、电路的组成及其功能
• 电路的组成
电源
火线 零 线
..
连接导线和其余 设备为中间环节
2、电压、电位和电动势
电动势E只存 在电源内部， 其数值反映了 电源力作功的 本领，方向规 定由电源负极 指向电源正极
aS
R0 + +U _E –
b
I RL
路端电压U。 电压的大小反映 了电场力作功的 本领；电压是产 生电流的根本原 因；其方向规定 由“高”电位端 指向“低”电位 端。
电位是相对于参考点的电压。 参考点的电位: b=0；a点电位： a=E-IR0=IR
2.2 电路的物理量
水泵
水
位
高水位
差
水流
电
水
位
位
差
差
（
水
电
压
压
) ()
水
电
流
流
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
水
电
泵
源
2.2 电路的物理量
电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链 、能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关 心的物理量是电流、电压和功率。
1.电流的参考方向
电流 电流强度
带电粒子有规则的定向运动
单位时间内通过导体横截面的电荷量
参考方向
任意假定一个正电荷运动的方 向即为电流的参考方向。
i A
参考方向
表明
B
电流(代数量)
大小 电流的参考方向与实际方向的关系： 方向(正负）
i 参考方向
i 参考方向
A
实际方向 B A
实际方向 B
i>0
i<0
电流参考方向的两种表示：
• 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。
i 参考方向
A
B
• 用双下标表示：
• 如 iAB , 电流的参考方向由A指向B。
iAB
A
B
2.电压的参考方向
电位
单位正电荷q 从电路中一点移至参考点（ ＝0）时电场力做功的大小。
电压U
单位正电荷q 从电路中一点移至另一点时 电场力做功（W）的大小。
U
def
dW
dq
实际电压方向
电位真正降低的方向。
单位 V (伏)、kV、mV、V
2、电压、电位和电动势
• 三者的定义式
Uab =
Wa－Wb q
a=
Wa－W0 q
E
=
W源 q
显然电压、电位和电动势的定义式形式相同，因此 它们的单位一样，都是伏特[V]。
• 三者的区别和联系 电压等于两点电位之差： Uab=Va－Vb 电源的开路电压在数值上等于电源电动势；
电路中某点电位数值上等于该点到参考点的电压。
def
Δq dq
i(t) lim
Δt0 Δt dt
单位 方向
A（安培）、 kA、mA、A
1kA=103A 1mA=10-3A 1 A=10-6A
规定正电荷的运动方向为电流的实际方向
元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能:
实际方向
A
B
A
问题
实际方向
B
对于复杂电路或电路中的电流随时间变化时， 电流的实际方向往往很难事先判断。
电动势是衡量外力即非静电力做功能力
的物理量。外力克服电场力把单位正电荷从 电源的负极搬运到正极所做的功，称为电源
的电动势。
e dW dq
电动势的实际方向与电压实际方向相反， 规定为由负极指向正极。
例
已知：4C正电荷由a点均匀移动至b点电
场力做功8J，由b点移动到c点电场力
a
b
做功为12J，
① 若以b点为参考点，求a、b、c点的电 位和电压Uab、U bc;