电工基础——电子讲义大连

或称 “满载” 。设备超过额定值工作时称为 “过 载” 。
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§1.6 基尔霍夫定律
用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关 系，包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
支路：电路中每一个分支 名词注释： 节点：三个或三个以上支路的联结点
回路：电路中任一闭合路径
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+
泡 US _
R
Uab
电压
正负号 a + u_ b
箭 头a
ub
b
电流：从高电位 指向低电位。
双下标
Uab（高电位在前，
低电位在后）
I
+
R
-
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电路分析中的假设正方向（参考方向）
问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量
的实际方向，电路如何求解？
电流方向 AB？
电流方向 BA？
②电流源： ③电阻： ④电感：
⑤电容：
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§1.2 电路的基本物理量
物理量 单位
实际正方向
大小
电流 I A、kA、mA、 正电荷移动的方向
I=Q/t
μA
i=dq/dt
电动势 V、kV、mV、 电源驱动正电荷的方向 Uab=Va-Vb
E μV
(低电位 高电位)
电压 U V、kV、mV、 电位降落的方向
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2、短路
RO
+ US -
a ISC
U ab=0V 短路电流 ISC=US / RO
b
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3、额定工作状态
任何电气设备都有一定的电压、电流和功率的限额。
额定值就是电气设备制造厂对产品规定的使用限额。
额定值
额定电压 UN 额定电流 IN 额定容量 SN
电气设备工作在额定值的情况下就称为额定工作状态。
I R 与 U R的方向相反
U I R UR
称IR和UR为非关联参考方向 R
R
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电功率
功率的概念：单位时间内电路吸收或释放的电能定义
为该电路的功率。p=dw/dt=dw/dt×dq/dt=ui
aI
U
R
b
P UI
如果U I方向不一 致结果如何？
功率有无正负？
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(即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程 计算。缺少“参考方向”的物理量是无意义的.
(4)为了避免列方程时出错，习惯上把 I 与 U 的方向
按相同方向假设。
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例
a
IR b
UR
称IR和UR为关联参考方向
假设:
I R 与 U R 的方向一致
UR IR R
假设:
a
IR b
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例
b
I1 I2
a
I6 R6
c
I4 I3
I5 d
+
_ U3
R3
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支路：ab、ad、… ... （共6条）
节点：a、 b、… ... (共4个）
回路：abda、 bcdb、 … ...
（共7 个）
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(一) 基尔霍夫电流定律
对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于
由节点流出的电流。或者说，在任一瞬间，一个节
电路的两个功能： ① 进行能量的转换、传输和分配。 ② 对电信号的处理和传递。
电路有时也称为电网络。
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电路模型：用抽象的理想元件及其组合近似地替代
实际的电路元件，从而构成了与实际电路相对池
灯 泡
_ US
R
U
电源
负载
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电路由电源、负载、中间环节组成。 理想的元件： ①电压源：
当 Uab>US 时， I >0 表明方向与图中假设方向一致。 当 Uab<US 时， I <0 表明方向与图中假设方向相反。
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2、电导G
i uG
单位 西门子（s）
G=1/R 欧姆定律可表示为i =uG
R1
R2
G总=G1+G2 1/R总=1/R1+1/R2
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μV
(高电位 低电位)
Uab=Wab/Q u=dw/dq
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电路中物理量的正方向
物理量的正方向： 实际正方向
假设正方向
实际正方向： 物理中对电量规定的方向。
假设正方向（参考正方向）： 在分析计算时，对电量人为规定的方向。
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物理量正方向的表示方法
I
a
电 池
灯
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恒流源两端电压由外电路决定
I
Is
UR
例 设: IS=1 A 则: R=1 时， U =1 V。 R=10 时， U =10 V。
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恒流源特性小结
a
I
Is
Uab R
U ab I s R
b
理想恒流源两端
可否被短路？
恒流源特性中不变的是：_______I_s _____ 恒流源特性中变化的是：______U_a_b_____
+R
+
_ U1 _ U2
R1
_ U3
I1+I2=I3
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I=0
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(二) 基尔霍夫电压定律
对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，各
部分电压的代数和为 0。 b
I1 I2
即：
U 0
a
I4 I3
I6 R6 d
例如： 回路 a-d-c-a
c
I4R4 I5R5 U3 U4 I3R3
基尔霍夫电压方程：
U1 I1R1 I3R3 U2 I2R2 I3R3 U1 U2 I1R1 I2R2
独立方程只有 1 个
独立方程只有 2 个
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小结
设：电路中有N个节点，B个支路 则： 独立的节点电流方程有 (N -1) 个
输出电流 I 可变 ----变
化
I 的大小、方向均
量
由外电路决定
端电压Uab 可变 -----
Uab 的大小、方向 均由外电路决定
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§1.5 电路的工作状态
电路有三种工作状态：开路、短路、额定工作状态。
1、开路
I
RO
+ Us
-
开路时I=0，内阻Ro上电
UOC 压降为零。
开路电压UOC= Us
R ui const
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欧姆定律
I
I
I
U
R
U
RU
R
U IR U IR U IR
注意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中标 明正方向。
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广义欧姆定律
(支路中含有电压时的欧姆定律)
R
I
+ US _
a
U ab IR US
Uab
b
I U ab US R
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§1.4 电压源和电流源
主要介紹有源元件中的两种电源：电压源和电流源。
1. 电压源
电压源模型
伏安特性
I
U
RO
+
U US
- US
I
U US IRo
Ro越大 特性越平
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理想电压源 （恒压源）: RO= 0 时的电压源.
Ia
Uab
+
US _
Uab
US
b
伏安特性 I
特点：(1）输出电 压不变，其值恒等于电压源。
例 分析以下电路中应列几个电流方程？几个 电压方程？
I1
a
I2
+R1 #1
U1 -
I3
R2 #2 R3
#3
+ _ U2
b
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I1
a
I2
+R1 #1
U1 -
I3
R2 #2 R3
#3
+ _ U2
基尔霍夫电流方程：b
#1
I 节点a： 1

I2

I3
#2
节点b： I3 I1 I2 #3
b
IR

U
US R
U
U
3V时
IR
3 - 2 1A 1
（实际方向与假设方向一致）
U
1V时
IR

1 2 1

1A
（实际方向与假设方向相反）
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提示
(1) 方程式R = U/I 仅适用于假设正方向一致的情况。
(2) “实际方向”是物理中规定的，而“假设正方向 ”则 (3)在是以人后们的在解进题行过电程路中分，析注计意算一时定,要任先意假假定设“的正。方向”
即 Uab US ；
（2）电源中的电流由外电路决定。
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恒压源中的电流由外电路决定
Ia
+ US _
Uab
2 R1
R2
2
b
例