电工学讲义1-直流电路分析

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直流电路详解

直流电路详解

直流电路详解直流电路是指电流方向始终保持不变的电路。

在直流电路中,电流只能在一个方向上流动,而不会反向。

直流电路通常由直流电源、电阻和电流源组成。

一、直流电路的组成直流电路由以下几个基本组成部分构成:1. 直流电源:直流电源是直流电路的能量提供者。

常见的直流电源有电池、太阳能电池板等。

直流电源有两个极性,正极和负极。

2. 电阻:电阻是直流电路中的一个重要组成部分,用来限制电流流动的大小。

电阻通常用欧姆(Ω)来表示,在直流电路中,电阻与电流成正比。

3. 电流源:电流源是直流电路中的一个特殊组件,它能够以恒定的电流值输出电流。

电流源常用于需要稳定电流的电路中,比如LED驱动电路、恒流源等。

二、直流电路的基本原理直流电路遵循基本的欧姆定律,即电流等于电压与电阻之间的比值。

根据欧姆定律,可以推导出以下公式:I = V / R其中,I代表电流(单位为安培A),V代表电压(单位为伏特V),R代表电阻(单位为欧姆Ω)。

根据以上公式,可以观察到以下几个规律:1. 当电压V增大时,电流I也会增大,而电阻R不变。

2. 当电阻R增大时,电流I会减小,而电压V不变。

3. 当电流I增大时,电压V也会增大,而电阻R不变。

三、直流电路的连接方式直流电路可以通过不同的连接方式来实现不同的功能。

以下介绍几种常见的连接方式:1. 串联电路:串联电路是将多个电阻连接在一起,形成电流依次通过的电路。

在串联电路中,电流保持不变,而总电压等于各个电阻之间电压之和。

2. 并联电路:并联电路是将多个电阻并联在一起,形成电流同时流过的电路。

在并联电路中,电压保持不变,而总电流等于各个电阻之间电流之和。

3. 混合连接:混合连接是将串联和并联电路结合使用,来实现更复杂的电路功能。

四、直流电路的应用直流电路广泛应用于各个领域,以下列举几个常见的应用场景:1. 电子设备:直流电路被广泛应用于各种电子设备中,比如手机、电脑等。

直流电路可以提供稳定的电流和电压,保证设备正常工作。

电工学第一章 直流电路

电工学第一章 直流电路
支路:电路中每一个分支 结点:三条或三条以上支路相联接点 回路:电路中一条或多条支路所组成的闭合电路 注: 基尔霍夫电流定律应用于结点;
基尔霍夫电压定律应用于回路。
返回
b
I1
I2
a
I6 R6
c
I4 I3
I5 d
+
_ E3
R3
支路:ab、ad、… ... (共6条)
结点:a、 b、… ... (共4个)
U R I
«£ I
U
­£
«£ I U
­£
£­ I
U
£«
U½£ RI ¨£ a©£
U£½ £­ RI ¨£ b©£
U£½ £­ RI
£¨c£©
返回
注意: 当电压和电流的参考方向一致时 U=RI
当电压和电流的参考方向相反时 U=-RI
伏安特性:
I
I
oU
oU
线性电阻伏安特性
非线性电阻伏安特性
返回
例1:应用欧姆定律对下图的电路列出式子,并求电阻R
返回
例6:已知:如图所示,I1=2A,I2=-3A,I3=-2A 试求I4。
I2

由基尔霍夫电流定律可列出
I1-I2+I3-I4=0
I1
I3 2-(-3)+(-2)-I4=0
I4
可得
I4=3A
推广:在任一瞬时,通过任一闭合面的电流的代 数和也恒等于零。
返回
1.7.2 基尔霍夫电压定律
描述:从回路中任意一点出发,沿顺时针方向 或逆时针方向循行一周,则在这个方向上的电位升之 和等于电位降之和。或电压的代数和为 0。
解决方法:
(1) 在解题前任选某一个方向为参考方向(或称正 方向);

电工学第一章 直流电路

电工学第一章 直流电路

I3 R3
U2 E2 或 I1+I2-I3=0
即 I=0
b
描述:在任一瞬时,流向某一结点的电流之和应 该等于流出该结点的电流之和。即在任一瞬时,一 个结点上电流的代数和恒等于零。
返回
例6:已知:如图所示,I1=2A,I2=-3A,I3=-2A 试求I4。
I2

由基尔霍夫电流定律可列出
I1-I2+I3-I4=0

UI 6V 2A
R
UI
6V -2A
U
R
I
-6V 2A
U
R
I
-6V - 2A
- (a)
- (b)
+ (c)
+ (d)

(a) R U 6 3 W
I
2
(b) R - U I
(c) R - U I
- 6 3W -2
- -6 3W 2
(d) R U - 6 3 W
I
-2
R
返回
例2:计算下图的电阻R值,已知Uab=-12V。
解 1、电流 IP 600.27A 3
U 220
电阻 RU 220 80W 6
I 0.273
或可R用 IP2和 RU P2来计算
2、一个月的用电量 W=Pt=60(W)××30 (h)
=5.4kWh
返回
例5:已知:有一额定值为5W,500W 的线绕电阻 问其额定电流?在使用时电压不得超过多大? 解 额定电流:
返回
1.1 电路的作用与组成
什么是电路? ----电流流通的路径
返回
1.1.1 电路的作用
(1)电能的传输和转换 火电 水电 核电 风电
(2)信号的传递和处理

第一章-直流电路分析PPT课件

第一章-直流电路分析PPT课件

.
13
电工技术
[例 2.2] 求图2-4(a)所示电路中a、b两端的等效电阻
图2-4 例2.2图 解 按三步处理法逐步化简,可得图2-4(b) 由此可得
Rab235
.
14
电工技术
➢2.2电阻的串联和并联电路的等效变换
2.2.1 电阻的串联 若电路中有个电阻元件依次一个接一个首尾联接起来而流过同
一电流,这种联接方式称为电阻的串联。
分压公式:
U1
R1I
R1 R
U
U2
R2I
R2 R
U
U3
R3I
R3 R
U
U 1:U 2:U 3R 1:R 2:R 3
.
5
电工技术
• 2. 串联电阻的功率分配关系
• 如果将式(2-1)两边同乘以电流I,则有
• P U R 1 I 2 I R 2 I 2 R n I 2 P 1 P 2 P n (2-3) • 式(2-3)说明,n个电阻串联吸收的总功率等于各电阻吸
图 2-3电阻并联及其等效电路
.
9
电工技术
并联电路也可以用一个等效电阻R来代替,如图2-3(b)
所示。根据KCL,有下列的关系: (I 2 -5I )1 I 2 I n U R 1 R U 2 R U n U ( R 1 1 R 1 2 R 1 n ) U R
式中
11 1 1
n
1
R R1 R2
Rn i1Ri
若以电导表示,并令 G 1R 11,G 2R 12,,G nR 1n
则有 G G 1G 2G n
(2-6)
式(2-6)表明,n个电导并联,其等效电导等于各电
导之和。
.

电工学01-直流电路

电工学01-直流电路

第一章
直流电路
第四节
电阻的串联、 电阻的串联、并联和混联
1.掌握电阻串联的特点及应用。 2.掌握电阻并联的特点及应用。 3.了解电阻混联的应用。
《电工学》课件
第一章
直流电路
如果你的MP3不响了,检查后发现有一个200欧姆的电 阻烧坏了,需要更换.但是你手边只有一个100欧和几个 10欧的电阻,能否用它们组合起来,使组合的电阻相当于 一个200欧的电阻呢?学习了电阻串并联的知识后,你就 会知道这种等效替换是可以实现的。
第一章
直流电路
相同的灯泡,但发光程度不同,说明流过它们的电流不同。 那么电流可能和什么因素有关呢? 从上述实验可以得出结论:减小电压,可以减小电流;保 减小电压,可以减小电流; 减小电压 持电压不变,增大电阻,也可以减小电流。 持电压不变,增大电阻,也可以减小电流。 那么电压、电流和电阻这三者到底有什么关系呢?
电线为电路 中的导线 开关为电路 的控装置
电视机为电 路负载
插头连接 到电源
电路
第一章
直流电路
2.电路的作用 2.电路的作用 (1)传输和转换电能
(2)传输和处理信息
第一章
直流电路
二、电流
1.电流的形成 1.电流的形成 电荷的定向移动形成了电流。
电电
电电电电
第一章
2.电流的大小 电流的大小
直流电路
第一章
直流电路
一、电阻的串联 二、电阻的并联 三、电阻混联电路
第一章
直流电路
一、电阻的串联
把多个元件逐个顺次连接起来,就组成了串联电路。
第一章
R1 R2 R3
直流电路
R=R1+R +R 2 R
3

电工电子技术 第一章 直流电路

电工电子技术 第一章 直流电路
U U I Rs
电源电动势 = 外电路的等效电阻 × 电流 即
U I (R Rs )
1.4 电阻串并联
1.4.1 电阻串联
把n个电阻一个接一个地串接起来,就成为串联电路。
U1
U2
R1
U
R2 I
...
Un
Rn
计算公式: R R1 R2 Rn
若 R1 R2 的阻Rn值相等则:
U R IR
U U s IRs
Ps U s I
P UI
P I 2 R
P Ps P
1.5.2 开路状态
将开关K打开,这时电路为开路状态。
1.5.3 短路状态
此时,外电路的电阻可视为零,又由于电源内阻 很Rs 小,根据欧姆定律,可知电路中的电流 为I很大。
1.5.4 电气设备的额定值
0 i2 R2 i3 R3 i6 R6
(4)将六个独立方程联立求解,得各支路电流的值。 联立①结果为:
0 i1 i2 i6

0 i2 i3 i4

0 i3 i5 i6

10 i1 2i2 4i4

12 3i3 4i4 5i5

0 2i2 3i3 6i6

1.8电压源、电流源及其等效变换
在电路中,各种电气设备和电路元件都有额定值, 只有按额定值使用,即额定工作状态,电气设备和电 路元件的运行才能安全可靠,经常合理,使用寿命才 会长,如下图为三相异步电动机铭牌。
1.6 基尔霍夫定律
遇到一些复杂的电路问题,如下图中的电桥电路时, 运用基本的串并联方法解决起来就非常困难了。
R1
R2
R3

i1
i3
i2
i1 i2 i3

直流电路分析基础

直流电路分析基础

直流电路分析基础直流电路分析是电子工程的基础内容之一,它涉及到了电流、电压、电阻以及一系列元器件在直流电路中的行为和特性。

本文将介绍直流电路的基本概念、基尔霍夫定律和欧姆定律,以及一些常见的直流电路分析方法。

一、直流电路基本概念直流电路是指电流方向不随时间变化的电路。

它由直流电源、电阻、电容和电感等元器件组成。

电流流向的箭头表示正方向,电流流过元器件时,会产生一定的电压和功耗。

二、基尔霍夫定律基尔霍夫定律是直流电路分析的基础,在分析电路时,可以利用基尔霍夫定律来解决复杂电路中的各种电流、电压关系问题。

1.基尔霍夫第一定律(电流定律)基尔霍夫第一定律指出,在任何一个节点上,所有流入该节点的电流之和等于所有流出该节点的电流之和。

这可以表示为一个节点电流方程:ΣIin = ΣIout2.基尔霍夫第二定律(电压定律)基尔霍夫第二定律指出,在一个闭合回路中,电压源的代数和等于电阻元件两端电压的代数和。

这可以表示为一个回路电压方程:ΣV = ΣVsource三、欧姆定律欧姆定律是直流电路分析的基本法则之一,它描述了电流、电压和电阻之间的关系。

欧姆定律可以表示为以下公式:U = I * R其中,U表示电压(单位:伏特),I表示电流(单位:安培),R表示电阻(单位:欧姆)。

该公式告诉我们,电压等于电流乘以电阻。

四、常见的直流电路分析方法在实际应用中,常见的直流电路可以通过以下几种方法进行分析和求解。

1.串联电路分析串联电路是将电阻、电容或电感等元器件依次连接在一条路径上的电路。

串联电路的总电阻等于各个电阻之和,总电压等于各个电压之和。

2.并联电路分析并联电路是将电阻、电容或电感等元器件连接在多个平行路径上的电路。

并联电路的总电流等于各个路径上的电流之和,总电压相等。

3.电压分压器和电流分流器电压分压器和电流分流器是利用串联和并联电路的原理来实现对电路中电压和电流进行分配的电路。

根据电压分压和电流分流的公式,可以计算出分压和分流的比例。

电工基础直流电路介绍课件

电工基础直流电路介绍课件

电路分析:直 流电路分析相 对简单,易于 理解和掌握
2
直流电路的基本定 律
欧姆定律
欧姆定律是直流电 路的基本定律之一, 描述了电流、电压 和电阻之间的关系。
01
欧姆定律的数学表 达式为:I = U/R, 其中I表示电流, U表示电压,R表 示电阻。
02
欧姆定律表明,在 直流电路中,电流 与电压成正比,与 电阻成反比。
02
电源等效变换可以方便地分析直流电路中的电压和电流关系
03
电源等效变换可以应用于各种直流电路,如串联电路、并联电路和混联电路
04
电源等效变换可以帮助我们更好地理解和分析直流电路中的各种现象和规律
电路的动态分析
动态分析的概念:研究电路中电压、电流等物理量 随时间的变化规律
动态分析的方法:采用微积分的方法,对电路中的 电压、电流等物理量进行微分和积分
电路图:表示电 路连接关系的图 形,如电路原理 图、接线图等
直流电路的特点
电流方向:电 流始终沿一个 方向流动
电压大小: 电压大小保 持不变
电阻特性:电 阻值不随电压、 电流的变化而 变化
电容特性:电 容值不随电压、 电流的变化而 变化
电感特性:电 感值不随电压、 电流的变化而 变化
电源特性:电 源电压大小和 极性保持不变
和控制的作用
直流电子电路
直流稳压电源: 为电子设备提 供稳定的直流 电压
直流放大器: 将微弱的直流 信号放大
直流滤波器: 去除直流信号 中的噪声和干 扰
直流稳流器: 保持直流电流 的稳定
直流开关电路: 控制直流电路 的开关状态
直流电源管理: 对直流电源进 行管理和保护
谢谢
的。
直流电可以 用于各种电 子设备,如 电池、充电

直流电路分析

直流电路分析

直流电路分析在直流电路分析中,我们要研究的是直流电路中各个元件的电流、电压和功率等基本特性。

直流电路分析是电路理论中的基础内容,对于我们理解和应用电路有着重要的意义。

本文将系统地介绍直流电路分析的基本原理、分析方法和实际应用。

一、基本概念及假设条件在直流电路分析中,我们首先需要了解一些基本概念和假设条件。

1. 电压(Voltage):是指电路中两点之间的电势差,代表能量转换的程度。

2. 电流(Current):是指单位时间内通过导体横截面的电量的大小,是电荷在电路中的流动。

3. 电阻(Resistance):是指导体对电流的阻碍程度,单位为欧姆(Ω)。

4. 电路(Circuit):是由电源、导线、电阻等组成的带有闭合回路的系统。

5. 基尔霍夫定律(Kirchhoff's Laws):包括基尔霍夫电压定律(KVL)和基尔霍夫电流定律(KCL),用于描述电路中电压和电流的分布规律。

在直流电路分析中,我们通常做出以下假设:1. 电流源为恒定不变的直流电流源。

2. 电路中各个元件的电阻为稳定不变的。

3. 电压源和电流源不会变化。

二、串联电路分析串联电路是指在电路中,电流依次通过多个电阻或元件的连接方式。

对于串联电路,我们可以采用以下方法进行分析:1. 应用基尔霍夫电压定律(KVL):根据基尔霍夫电压定律,电路中所有的电压之和等于零。

我们可以通过列写各个电压的正负号,并根据电压源的极性确定其电压值,从而得到电路中的未知电压值。

2. 应用欧姆定律(Ohm's Law):欧姆定律表明电阻两端的电压与电流成正比,即V=IR。

因此,我们可以根据已知电压或电流求解其他未知量。

三、并联电路分析并联电路是指在电路中,多个电阻或元件被并联连接。

对于并联电路,我们可以采用以下方法进行分析:1. 应用基尔霍夫电流定律(KCL):根据基尔霍夫电流定律,电路中汇聚到某一节点的电流之和等于零。

我们可以通过列写各个电流的正负号,并根据已知电流或节点电压求解其他未知量。

电工学讲义1-直流电路分析

电工学讲义1-直流电路分析

U=IR R

+ U = – IR
U IR

27
例:应用欧姆定律对下图电路列出式子,并求电阻R
+
UI 6V 2A
R
– (a)
+
U 6V
I R
– –2A
(b)
解:对图(a)有, U = IR 所以: R U 6 3Ω I2
对图(b)有, U = – IR 所以: R U 6 3Ω I 2
电气设备的三种运行状态
额定工作状态: I = IN ,P = PN (经济合理安全可靠)
过载(超载): I > IN ,P > PN (设备易损坏)
欠载(轻载): I < IN ,P < PN (不经济)
32
1-2 基尔霍夫定律(克希荷夫定律)
33

第一定律:


用于结点上电流分配, 夫
又称:电流定律(KCL) 定
遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻,它表示该段
电路电压与电流的比值为常数。
I(A)
即:R U 常数 I
线性电阻的伏安特性是 一条过原点的直线。
o
U(V)
线性电阻的伏安特性
30
电功率
六 电功率和电能
电器设备在单位时间内消耗(转换)的电能。简称功 率,用P表示
在直流电路中:P=UI,单位:W(瓦)
电能
三 电路的基本物理量及其正方向
20
物理量 电流 I
电压 U
电路的基本物理量
实际方向
单位
(高电位 低电位) 正电荷运动的方向
高电位 低电位 (电位降低的方向)
kA 、A、mA、μA kV 、V、mV、μV

电工学第一章 直流电路

电工学第一章  直流电路

例1:试用电压源与电流源等效变换的方法计算2电 阻中的电流。
1
2A 3 + 6V – 6 + 12V – (a) 1 2
解:
I 2A 3 2A

1 1 2V
6 (b)
由图(d)可得
I 8 2 2 2 2 A 1A
– 2 I 4A (c) 2
2 2V 2 2 + 8V – (d)
例:当RL= 时,电压源的内阻 R0 中不损耗功率, 而电流源的内阻 Rs 中则损耗功率。
(2) 等效变换时,两电源的参考方向要一一对应。 + – a a a a
E
R0
IS
b
R0
E
– +
R0
IS
R0
b
b b (3) 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。 (4) 任何一个电动势 E 和某个电阻 R 串联的电路, 都可化为一个电流为 IS 和这个电阻并联的电路。
Ro
短路电流(很大)
R
U= 0 电源端电压 P= 0 负载功率 电源产生的能量全被内阻消耗掉 PE = P = I ² 0 R I 有
电路中某处短路时的特征: 1.短路处的电压等于零;U = 0 2.短路处的电流 I 视电路情况而定。 源 电 路
+ U

1.3 电源的两种模型及其等效变换
一、电压源模型 电压源是由电动势 E 和内阻 R0 串联的电源的电路模型。
欠载(轻载): I < IN ,P < PN (不经济)
例: 已知:电路中U=220V,I=5A,内阻R01= R02= 0.6。 求: (1) 电源的电动势E1和负载的反电动势E2 ; (2) 说明功率的平衡关系。 解:(1) 对于电源 + U= E1-U1= E1-IR01 E1 即 E1= U +IR01 – = 220+50.6=223V R01 U= E2+U2= E2+IR02 即 E2= U -IR02 = 220-50.6 = 217V

电子电路基础第1章 直流电路分析基础PPT课件

电子电路基础第1章 直流电路分析基础PPT课件
3、 额定功率PN------电气设备的实际功率超过PN,那一定是电压过大或者 电流过大,将引起相应的后果。
31
二、电路的三种工作状态
1、 通路(有载)
S
ⅠO RO
+
US -
+
ⅠL
UL RL
__
开关S闭合 ⅠL =ⅠO=
US RL+ RO
ⅠL =Ⅰ = ⅠN ⅠL =Ⅰ < ⅠN ⅠL =Ⅰ > ⅠN
30
1.2电气设备的额定值及电路的工作状态
一、额定值: 电气设备的额定值是指电气设备在使用过程中,确保 最安全、最可靠、最经济的技术参数的数值。
1、 额定电流ⅠN ---- 在规定的时间内,当电气设备的实际电流超过ⅠN , 就可能发热,温升提高,性能下降,甚至烧毁。
2、额定电压UN------电气设备的实际电压超过UN,将引起绝缘材料性能下降, 以至于被击穿,失去绝缘能力。
电子电路基础
1
整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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03
2
绪论
一﹑课程内容:
包括电路分析﹑模拟电子电路两个部分。
1、电路分析部分的主要内容包括: 电路基本原理、基本概念,基本定律和基本分析方法、
交直流电路的稳态和暂态分析等。
2、模拟电子电路部分的主要内容包括: 常用半导体器件的特性及主要参数、基本放大电路、负
反馈放大电路、集成运算放大器的工作原理及它们的应用; 功率放大器、集成直流稳压电源的工作原理以及它们的使用。
3
二﹑模拟信号与数字信号
模拟信号:在时间上和数值上都是连续变化的信号。 如:温度、压力、声音信号等

第一章 电工学

第一章 电工学

B
电场力把单位正电荷从A移到B所做的功(UAB ),与外 力克服电场力把相同的单位正电荷从B经电源内部移向 A所做的功(eBA )是相同的,所以UAB= eBA。
第1章 直流电路
5、电功率:单位时间内电场力所做的功。
p dw dt
p dw dt
,
u
dw dq
,
i
dq dt
dw dq dq dt
结论:电路中任意两点间的电压等于该两点间 的电位之差。
第1章 直流电路
例1.2 a
已知 Uab=1.5 V,Ubc=1.5 V。求 Ua;Ub;Uc;Uac
(1) 以a点为参考点,Ua=0
Uab= Ua–Ub
1.5 V

Ub = Ua –Uab= –1.5 V
Ubc= Ub–Uc Uc = Ub –Ubc= –1.5–1.5= –3 V Uac= Ua–Uc = 0 –(–3)=3 V (2) 以b点为参考点,Ub=0
1.1 电路的作用和组成
电路——电流流通的路径。
电源 + US -
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第1章 直流电路
电路的作用
3
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第1章 直流电路
电路的组成
电源: 将非电形态的能量转 化为电能的供电设备。
负载: 将电能转化为非电 形态的能量的用电 设备。
连结导线:沟通电路、输送 电能。




10–3



109 106
103 10–2
10–6 10–9
10–12 …
第1章 直流电路

《电工与电子技术基础》第一章 直流电路

《电工与电子技术基础》第一章  直流电路
14
1—2 电路的基本物理量
1.电流的方向和大小 其中,电流大小和方向都不随
时间而变化的电流,称为稳恒直流 电(见图a);电流大小随时间而呈 周期性变化,但方向不变的电流, 称为脉动直流电(见图b)。若电流 的大小和方向都随时间而变化,则 称其为交变电流,简称交流,用符 号AC表示(见图c)。
15
直流和交流 a)稳恒直流电 b)脉动直流电c)交流电
1—2 电路的基本物理量
2.电流的测量 (1)对交流电流、直流电流
应分别使用交流电流表(或万用表 交流电流挡)、直流电流表(或万 用表直流电流挡)测量。常用直流 电流表如图所示。
常用直流电流表 a)指针式直流电流表 b) 数字式直流电流表
16
1—2 电路的基本物理量
5
1-一例最简单的电路图 2-汽车单线制电路
1—1 电路的基本概念
二、电路图
1.电路原理图 电路原理图简称原理图,它主
要反映电路中各元器件之间的连接 关系,并不考虑各元器件的实际大 小和相互之间的位置关系。例如, 上图1和图2所示电路的原理图如图 所示。
6
上图1和图2所示电路的原理图
1—1 电路的基本概念
2.电流的测量 (2)电流表或万用表必须串
接到被测量的电路中。测量电路如 图所示。
17
直流电流测量电路
1—2 电路的基本物理量
二、电压、电位和电动势
1.电压 电路中有电流流动是电场力做功的结果。电场力将单位正电荷从a
点移到b点所做的功,称为a、b两点间的电压,用Uab表示。电压的单 位为伏特,简称伏(V)。
应分别采用交流电压表(或万用表 交流电压挡)、直流电压表(或万 用表直流电压挡)测量。常用直流 电压表如图所示。
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37
二 基尔霍夫第二定律
用于确定回路中的电压关系 定律:从电路的任意一点出发,
沿回路绕行一周回到原点时,在绕行方向上,
各部分电位升的和等于各部分电位降的和。
证明
US1 I2R2 = US2 + I1R1
a
R1 + h
I1
b I3
I2 R2 + g
c + R3 -
证明:从原点出发回 到原点,电位不变。 因为:Uff=Vf-Vf=0
电能
电器设备在工作时间内消耗的电能用A表示。
A=Pt=UIt 设备功率1千瓦,使用时间1小时,耗电量为1KWh,即1 千度电。
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七 电路的三种工作状态
23
通路(有载工作): 电路处于有载接通状态
开路: 电路断开
短路: 电路中任 意两点若 用导线直 接连通.
24
通路分析
1) 回路中电流: I = Us / (R+R0) 2) 负载上电压: U负= U= IR 3) 电源端电压(即电源的输出电压): R0
负载
导线
其他
6
常用电源符号
+
(a)原电池或蓄电池 (b)直流发电机 (c)理想电压源
(d)交流发电机
(e)理想电流源
7
二 电路元件与电路模型
电路元件: 指电路中的电源、负载等器件。分为:
电源元件
在电路中能提供电能的。 如:电池、发电机
无源元 件
在电路中不能提供电能的。 如:电阻 (耗能元件), 电容、电感 (储能元件)
3
1-1 电路的基本概念
4
一 电路组成
电 路
由各种元器件联接而成,为电流提供通路。
复杂的电路称电网。
电网
5
电源
将其他形式的能量转换为电能的设备。 如:干电池、发电机 将电能转换为其他形式的能量的设备。 如:电灯、电炉 使各元器件之间有电的联系,以传递电 能或电的信息。如:铜/铝线 熔断器、开关、电表等。
回路:
指电路中,按任意路径闭合的电路。h 如:abefa, bcdef ,abcdefa
网孔: f
R1 +
I2 R2 +
g + – e
US2
+ R3 -
+
US1

内部不含支路的回路。如:abefa, bcdef 两个电源供电的电路 支路:
d
连接两结点之间的电路。如:a至f, b至e, c至d 一条支路流过一个电流,称为支路电流。
a
解:该电路中有结点a, b, c, d 对结点a: I6 – I3–I1 = 0 得 对结点b: I1 – I5–I2 = 0 得
I6
I6=25mA
+
R1
I1 I5 I2
R3 G R4 d
对结点c:
I5= – 10mA – R2 I2 + I4–I6 = 0 得 I4=5mA
US b
I4 c
其中: I5= – 10mA,表示I5的实际方向与图示方向相反。
8
实际电路
电磁性质 复杂
都是由一些按需要起不同作用的实际电路元件或器件组成, 如发电机,变压器。
元件理想化
为了便于对实际电路进行分析,将实际元件理想化,突 出主要电磁特性,忽略次要性质,这样的电路元件称为 理想电路元件。例如,白炽灯,忽略其电感性,认为是电阻 元件。
理想化的元件的表示
9
理想元件
通常指电阻元件、电感元件、电容元件、电源元件。 分别用相应参数表征,如 R, L ,C, US ,IS
f –h: 电位升高,值为US1 a –b: 无电位变化 g –e: 电位降低,值为US2 – f
+ R3 -
US1
+
– e
US2
d
h –a: 电位降低,值为I1R1 b –g: 电位升高,值为I2R2 e –f: 无电位变化
则: US1 I2R2 = US2 + I1R1
(电位升=电位降)
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将 US1 I2R2 = US2 + I1R1
I=?
R + R + R1
I1
+
R
I3 I2 I1+I2=I3
_ E1
_ E2
_ E3
I=0
35
例一证明:
A
对A:I1 – I’ – I’’=0
对B:I2 + I‖-I’’’=0 对C:-I3 + I’+I’’’=0 所以:
I1
I’ I’’
I3 I2
C
I’’’
B
I1+I2-I3=0
36
举 例
已知直流电桥电路, I1 =10mA, I2 =20mA, I3 = 15mA, 电流方向如图,求其余支路电流。 I3
S
I
+ +
US
+
R
U0 U
_
_
R 电阻,US 电压源 S开关,R0内阻
U0= U = Us - IR0
U
I
Us
U
R0I
25
O
I
a b
开路分析:
1) 回路中电流: I=0
+
R0 U0
S
+
U
R
2) 负载上电压: U=0
+ U _S _
_
U 3) 断点间的电压: ab= Us
4) 电源端电压: U0= Us (开路电压或空载电压)
f
+
US1
+
– e
US2
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d
依据
图示分析:
a
I1
b I3 I2 R2 + g
c
1)先标出各电压源、电流的正方向如图: R1 对电压源:(+)高电位,(—)低电位 + 对电阻两端的电位高低: + – h + (电流流入端高电位,电流流 出端低电位) 2)分析回路向的表示方法
*
箭标表示:a
I
b ,正方向由 a到 b
双下标表示:Iab ,表示电流正方向由 a 到 b 电压方向的表示方法
*
正(+)负(-)表示: 箭标表示:
a a
+
U

b b
U
双下标表示:Uab ,表示压正方向由 a 到 b
16
四 欧姆定律
17
流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。即:R=U/ I
电池
+ U _
在电路图中,各种电路元件都用规定的图形符号表示。
三 电路的基本物理量及其正方向
12
在电路分析中
物理量的方向: 实际方向 正方向(参考方向)
实际方向:物理中对电量规定的方向;
正方向(参考方向):在分析计算时,对电量
人为规定的方向。
13
电路分析中的参考方向(正方向)
(1) 在解题前先设定一个正方向,作为参考方向; (2) 根据电路的定律、定理,列出物理量间相互关 系的代数表达式; (3) 根据计算结果确定实际方向: 若计算结果为正,则实际方向与参考方向一致; 若计算结果为负,则实际方向与参考方向相反。 正方向选定后,电流、电压有正负之分。
R
L C
US
Is
由理想电路元件组成的电路
电路模型
10
电筒由干电池、开关、筒体和电珠组成,电路模型为:
干电池为电源元件, 参数为电压源US及内阻R0 电珠为电阻元件, 参数为电阻R
电 池
灯 泡
筒体为导线, 连接电源、电珠,包括开关S
电 路 今后分析的都是电路模型,称
I
S R
灯泡
11
+ US _ Ro
由 I1 + I3 – I2 = 0
基尔霍夫第一定律的另一表达形式: I =0 即:在任一结点上,各电流的代数和为0。
方向
在该表达式中,一般规定: 流入结点的电流方向为正,流出为负。反之亦然。
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基尔霍夫电流定律的扩展
基尔霍夫定律也可推广应用于包围部分电路的任一假设的 闭合面,即广义节点。 例一 例二
第一章 直流电路分析基础
1
基本要求
1 牢固掌握电流、电压的正方向 2 掌握KCL、KVL及其应用 3 理解等效电路、电压源、电流源等概念 4 学会电路分析的常用方法 (支路电流法、电源变换法、 叠加原理、 戴维宁定理)
2
内 容
1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 电路的基本概念 电路的基本概念 和定理 基尔霍夫定律 支路电流法 电路分析方法 叠加原理 电压源和电流源 戴维宁定理 电路的暂态分析(*)
E
I
+ _ _ R +
+ U _
E U IR 0 或 U E IR
42
例1:
举例
已知US1 =6V, US2 =12V,R1 =10,R2 =20,求电流 I 及 Ucd
1)假设电流方向如图, 电阻两端电位高低如图
取回路abefa,顺时针绕行 I US1 = IR1 + IR2 + US2 (电位升=电位降) a b I = (US1 – US2 ) / (R1 +R2)= –0.2A – + R2 R1 负号表示电流实际方向与图示相反。10 20 + 2) 取回路ebcde,顺时针绕行 g h Ueg+Ugb+Ucd = 0 ( U = 0 )
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注意此时公式中有两套正负号
A、 由电压与电流的正方向是否一致得出 B、 由电压电流的实际方向与正方向是否一致得出 (即:电压电流本身有正负值)
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