电工电子技术基础第1单元 电路基本概念及基本定律(自学版)
《电工学》电路的基本概念与基本定律
(2) 说明功率的平衡关系。
I
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
U
–
–E2
R02
即 E2= UIR02 = 220 50.6 = 217V
(2) 功率的平衡关系 E1 = E2 + IR01 + IR02
+ (d)
解： (a) 电流从“+”流出，故为电源；
(b) 电流从“+”流入，故为负载；
(c) 电流从“+”流入，故为负载 ；
(d) 电流从“+”流出，故为电源。
例2：已知：U1 = 9V，I = -1A，R = 3Ω
求：元件1、2分别是电源还是负载，并验证
电路功率是否平衡？ I R
解：因为U2 = -RI + U1 = 12V
I1 a I2
对回路1：E1 = I1 R1 +I3 R3
R1
R2
或 I1 R1 +I3 R3 –E1 = 0
E1 1 I3 R3 2 E2 对回路2：E2= I2 R2+I3 R3
b
或 I2 R2+I3 R3 –E2 = 0
基尔霍夫电压定律（KVL） 反映了电路中任一
回路中各段电压间相互制约的关系。
所以电流从元件1的“+” 流入，从元件2的“+”流
1 U1
U2 2
出，
故元件1为负载，元件2为电源。 电源产生功率： P2 =︱U2I︱= 12W
电工基础第1章知识要点解读
序号
名称
图形符号
主要用途
1
碳膜
电阻器
目前电子、电气产品使用量最大、价格最便宜、品质稳定性和信赖度较高的电阻器
2
金属膜
电阻器
常用在要求较高的电路中，如各种测试仪表
3
线绕
电阻器
在大功率电阻电路中作为分压电阻和分流电阻，在电源电路中作为限流电阻
2.可变电阻器
可变电阻器是阻值可变的电阻器，也称电位器，分为半可变电阻器和电位器。常见可变电阻器比较见表1.3。
（3）表达式：Q=I2Rt
4．最大功率输出定理
（1）内容：当负载电阻R和电源内阻r相等时，电源输出功率最大（负载获得最大功率）Ｐmax。
（2）表达式：当R＝r时
Pmax＝
（3）负载匹配（阻抗匹配）：负载电阻等于电源电阻。——欧姆（Ω）6
电能
W
电荷定向移动形成的电流所做的功
W=Uq=UIt
——
焦耳
（J）
7
电功率
P
描述电流做功快慢的物理量
——
瓦特（W）
三、电阻器
电阻器是利用金属或非金属材料对电流起阻碍作用的特性制成，通常被称为电阻。它在电路中起分压、分流和限流等作用。
1.固定电阻器
固定电阻器是阻值不能改变的电阻器，文字符号为R。常见固定电阻器比较见表1.2。
序号
（2）电阻器的主要参数
电阻器的主要参数有标称阻值、允许误差和额定功率等。电阻器主要参数的标注方法有直标法、文字符号法、数码法和色标法，见表1.5。
表1.5电阻器主要参数标注方法比较
序号
标注方法
电阻值识读要点
允许误差识读要点
1
电工基础第1章 电路的基本概念和基本定理ppt课件
I
件经理想导体连接起来 模拟, 这便构成了电路模
E －
R
型。
精选PPT课件
6
1.2 电路的主要物理量
一、 电流 1. 电流的定义
带电粒子（电子、离子等）的定向运动, 称为电流。
单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流强度，
简称电流，用符号i或 i（t）表示，即
i limqdq t0 t dt
国际单位制(SI)中，电荷的单位是库仑(C)，时间的单 位是秒(s)，电流的单位是安培， 简称安(A)， 实用中
电流和电压的大小成正比的电阻元件叫线性电阻元件。 元件的电流与电压的关系曲线叫做元件的伏安特性曲线。 线性电阻元件的伏安特性为通过坐标原点的直线, 这个关系 称为欧姆定律。
U
I
R
O
I
＋
－
U
精选PPT课件
26
(a)
(b)
线性电阻元件有两种特殊情况值得注意: 一种情 况是电阻值R为无限大, 电压为任何有限值时, 其电流 总是零, 这时把它称为“开路”; 另一种情况是电阻 为零, 电流为任何有限值时, 其电压总是零, 这时把它 称为“短路”。
精选PPT课件
12
2. 电压的种类 大小和方向都不随时间变化的直流电压, 用
大写字母U表示。 交流电压, 用小写字母u表示。
3. 电压的方向
电路中，规定电位真正降低的方向为电压的实际方向。 电压参考方向，就是假设电位降低之方向。
精选PPT课件
13
A
BA
B
＋u －
u
(a)
(b)
两点间电压数值的正与负，在设定参考方向的条 件下才是有意义的。
ai
u
《电工电子学》第一章电路的基本概念与基本定律(4课时)详解
符号： i
L
+ u －
只有电感上的电流变化时，电 感两端才有电压。在直流电路 中，电感上即使有电流通过， 但ｕ＝０，相当于短路。
Ｌ称为电感元件的电感，单位是亨利（Ｈ）。
3、电容元件
电容元件是一种能够贮存电场能量的元 件，是实际电容器的理想化模型。
伏安关系： 符号： i C
i C du dt
+ u －
▪ 本课程与大学物理紧密相连.其中电路的电阻串并联,电路的 基本物理量,欧姆定理,电路的参数,磁场的基本物理量,磁性 材料的磁性能及整流电路等均已在物理课中讲过,这些知识 均运用到本课程中.
▪ 学习要求：理解基本概念、基本理论和分析方法 学用结合，举一反三，融会贯通 处理好课上课下、复习与习题的关系 每次课约2个习题的作业，每章学习完 成后交1次作业 及时提问，有听课笔记，独立完成作业 完整掌握课程体系，培养自学能力 按要求参加实验 培养良好的实验素质 掌握常用实验仪器的功能及使用方法 注重实践技能的培养 理论与实践相结合，互相促进，全面提高
传输分配电能
电能转换 为光能,热 能和机械 能
2. 信号的传递和处理
弱电技术
话筒
放大器
扬声器
将语音转换 为电信号
(信号源)
信号转换、放 大、信号处理
(中间环节)
接受转换信 号的设备
(负载)
二、电路的组成
电源：将非电能转换成电能的装置 (干电池,蓄电池,发电机)或信号源。
中间环节：把电源与负载连接起来的部分 (连接导线,开关)
与参考方向一致，否则说明两者相反。
对一个元件，电流参考方向和电压参考方向
可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常
常将其取为一致，称关联方向；如不一致，称非 关联方向。
电工电子技术教学课件PPT电路的基本概念和基本定律
转换或消耗能量
2.电路的作用
⑴ 传输、分配、转换电能；--能量领域
⑵ 传送、处理、储存信号。--信息领域
1(2)
电池
电容器
第1章
电路的基本概念和基本定律
晶体管
运算放大器
电阻器
线圈
1(3)
低频信号发生器的内部结构
第1章
电路的基本概念和基本定律
1(4)
第1章
电路的基本概念和基本定律
1.1.2 电路模型 从实际电路中抽象出来的、由理想元件组成的电路。
PIS ISU IS 210 20W 发出
1(32)
第1章
电路的基本概念和基本定律
【例1.3.3】 求RL 分别为2Ω、5 Ω、10Ω情况下，I、U、
1.3 电路元件
讨论理想电路元件
1. 电阻元件
⑴ 伏安关系 (VCR)
第1章
电路的基本概念和基本定律
iR
＋
u
－
u = Ri
非关联参考方向时
u = －Ri
⑵ 无记忆性
（1.3.1） （1.3.2）
在任一时刻，电阻上的电压只取决于这一时刻流过的电 流，与以前的电流大小无关。
1(17)
第1章
电路的基本概念和基本定律
WL
1 2
Li2 (t)
1(24)
第1章
电路的基本概念和基本定律
负值意味着提供能量。电感能将过去吸收的能量完全 释放出去。电感不耗能可以储能，但不产生能量。电感是 一个无源元件。
1.3.3 电容元件
对u、q选择相同极性的线性电容
其库伏特性为
i
q
u
C
q
q Cu
C称为电容量简称电容，电荷和电压的单位分别用 C和V时，电容的单位为 [法拉]，简称法，用F表示。
《电工电子技术》课件 01第1章 电路的基本概念与定律
电
路
的
根
本
概
念
电 路
元
件
1 无源元件
（1）电阻元件
非线性电阻在电路中的符号如左图所示，它不遵循欧姆定律，其两端 的电压与流过的电流不成正比关系。非线性电阻R不是一个常数，它随电 压和电流的变化而变化，其伏安特性曲线是一条曲线，如下图所示。
第1章 电路的基本概念与定律
第 28 页
1.1
电
路
的
根
本
概
念
第1章 电路的基本概念与定律
1 电流
第6页
1.1
电
路
的电 根路
本的
概根
念
本 物
理
量
在电场力的作用下，电荷有规则地定向移动就形成了电流。 习惯上规定电流的方向为正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向， 它是客观存在的，称为电流的实际方向。电流的大小为单位时间内通过导 体横截面的电量，称为电流强度，简称电流，用i表示，即
第 18 页
I E R0 R
U E IR0
第1章 电路的基本概念与定律
1 通路工作状态
1.1
电
路
的
根电
本路
概的
念
工 作
状
态
（2）功率与功率平衡
EI UI I 2R0
PE P P0
上式称为功率平衡式，它表明，整个电路的功率是 平衡的，即由电源发出的功率等于电路各部分所消耗的 功率之和。
第 19 页
第4页
1.1
电
路
的电 根路
本的
概组
念
成 和
作
用
电路是电流的通路，它是由电源、负载和中间环节三局部按一定方 式组合而成的。
电工基础电路的基本概念和基本定律教案
电工基础-电路的基本概念和基本定律教案第一章：电路的基本概念1.1 电流定义：电流是电荷的流动，单位是安培（A）电流的产生：电压使电荷发生移动形成电流1.2 电压定义：电压是电场力推动电荷移动的能力，单位是伏特（V）电压的产生：电源提供电压，使电荷在电路中流动1.3 电阻定义：电阻是电路对电流阻碍作用的大小，单位是欧姆（Ω）电阻的计算：R = V/I，其中V为电压，I为电流第二章：电路的基本元件2.1 电源定义：电源是提供电压的装置常见电源：电池、发电机、电源适配器等2.2 负载定义：负载是电路中消耗电能的装置常见负载：电灯、电动机、电阻等2.3 开关定义：开关是控制电路通断的装置常见开关：手动开关、自动开关等第三章：基本电路定律3.1 欧姆定律定义：电流I与电压V成正比，与电阻R成反比，公式为I = V/R 应用：计算电路中的电流、电压和电阻3.2 基尔霍夫电压定律（KVL）定义：电路中任意闭合回路电压的代数和等于零应用：分析电路中的电压关系，解决电压问题3.3 基尔霍夫电流定律（KCL）定义：电路中任意节点流入电流的代数和等于流出电流的代数和应用：分析电路中的电流关系，解决电流问题第四章：简单电路分析4.1 串联电路定义：电路中元件依次连接，电流相同，电压分配特点：电流相同，电压分配应用：计算串联电路中的电流、电压和电阻4.2 并联电路定义：电路中元件并行连接，电压相同，电流分配特点：电压相同，电流分配应用：计算并联电路中的电流、电压和电阻第五章：电路测量与实验5.1 测量工具电流表：测量电路中的电流电压表：测量电路中的电压电阻表：测量电路中的电阻5.2 实验步骤与方法实验设计：确定实验目的、电路连接方式等实验操作：按照实验步骤进行测量和数据记录实验分析：根据测量数据进行分析，得出结论第六章：电路的进阶概念6.1 交流电与直流电定义：交流电是电压和电流方向周期性变化的电，直流电是电压和电流方向不变的电特点：交流电有频率和相位，直流电稳定6.2 频率与周期定义：频率是单位时间内交流电变化的次数，周期是一次完整变化所需的时间关系：f = 1/T，其中f为频率，T为周期6.3 相位差定义：交流电中两个电压或电流波形的相对时间差应用：分析电路中波形的相位关系第七章：电路图的绘制7.1 电路图符号电源符号：电池、发电机等负载符号：电灯、电动机、电阻等开关符号：手动开关、自动开关等7.2 电路图绘制规则清晰：符号清晰，连线准确简洁：简化电路，删除多余部分一致：符号一致，电压方向一致7.3 电路图的解读与绘制解读：分析电路元件和连接方式，理解电路功能绘制：根据电路元件和连接方式，绘制电路图第八章：电路仿真软件的使用8.1 电路仿真软件概述定义：电路仿真软件是一种用于电路分析和设计的工具作用：模拟电路运行，验证电路设计，分析电路性能8.2 常见的电路仿真软件Multisim：功能强大，操作简单，广泛应用于电路设计和实验教学Proteus：界面友好，兼容性好，支持多种硬件描述语言LabVIEW：基于图形化编程语言，适用于复杂电路系统的研究和开发8.3 电路仿真软件的使用方法打开软件，创建新项目绘制电路图，添加元件设置参数，运行仿真分析结果，优化电路设计第九章：磁路与电磁感应9.1 磁路定义：磁力线在电路中的路径磁阻：磁路对磁力线的阻碍作用磁通量：磁场穿过磁路的面积与磁场强度之积9.2 电磁感应定义：磁通量变化时，产生感应电动势法拉第电磁感应定律：ε= -dΦ/dt，其中ε为感应电动势，Φ为磁通量，t为时间楞次定律：感应电流的方向是阻碍磁通量变化的方向第十章：电机的工作原理与控制10.1 直流电机工作原理：电流通过电枢产生磁场，与磁极相互作用产生转矩控制方式：电压控制、电流控制、转速控制等10.2 交流电机工作原理：电流通过线圈产生磁场，与磁极相互作用产生转矩控制方式：电压控制、频率控制、转速控制等10.3 电机控制系统定义：通过控制电机的工作原理和运行参数，实现对电机的控制应用：电动汽车、工业、风力发电等第十一章：电力电子技术11.1 电力电子器件定义：用于电力转换和控制的电子器件常见器件：二极管、晶体管、晶闸管、GTO、IGBT等11.2 电力电子电路定义：利用电力电子器件实现电能转换和控制的电路应用：变频调速、整流、逆变、斩波等11.3 电力电子技术的应用定义：电力电子技术在电力系统和电气设备中的应用应用领域：电源、电机控制、电力系统、可再生能源等第十二章：电气设备12.1 概述定义：用于发电、输电、变电、配电和用电的设备分类：发电设备、输电设备、变电设备、配电设备、用电设备12.2 发电设备定义：将机械能、热能等转化为电能的设备常见设备：汽轮机、水轮机、风力发电机、太阳能光伏板等12.3 输电设备定义：将电能从发电站输送到用户的设备常见设备：输电线路、变压器、断路器等第十三章：电力系统分析13.1 电力系统的基本组成部分定义：电力系统由发电、输电、变电、配电和用电五个部分组成作用：实现电能的生产、传输、分配和消费13.2 电力系统的稳定性分析定义：分析电力系统在受到扰动时的稳定运行能力稳定性指标：暂态稳定性、静态稳定性、暂态过程中的电压稳定性等13.3 电力系统的经济性分析定义：分析电力系统的运行成本和效率经济性指标：发电成本、输电损耗、用电成本等第十四章：电力系统的保护与控制14.1 电力系统的保护定义：对电力系统进行故障检测和隔离，保护设备和人员安全保护装置：继电保护、差动保护、距离保护等14.2 电力系统的控制定义：对电力系统的运行参数进行调节和控制，保证系统稳定运行控制方法：开关控制、调节控制、最优控制等14.3 电力系统自动化定义：利用计算机技术和自动化装置实现电力系统的运行控制和管理应用：发电控制、输电控制、变电控制、配电控制等第十五章：可再生能源与电力系统15.1 可再生能源概述定义：指在自然界中不断补充的能源，如太阳能、风能、水能等优点：清洁、可再生、减少化石能源依赖等15.2 可再生能源并网技术定义：将可再生能源发电装置接入电力系统，实现电能的互补和利用技术难点：波动性、不稳定、电能质量等15.3 电力系统的可持续发展定义：在满足人类需求的保证电力系统的长期稳定和发展措施：发展可再生能源、提高能源利用效率、减少环境污染等重点和难点解析本文主要介绍了电工基础-电路的基本概念和基本定律，包括电路的基本概念、基本元件、基本电路定律、简单电路分析、电路测量与实验、电路的进阶概念、电路图的绘制、电路仿真软件的使用、磁路与电磁感应、电机的工作原理与控制、电力电子技术、电气设备、电力系统分析、保护与控制以及可再生能源与电力系统等方面的知识。
电工技术第一章 电路的基本概念和基本定律习题解答
第一章 电路的基本概念和基本定律本章是学习电工技术的理论基础，介绍了电路的基本概念和基本定律：主要包括电压、电流的参考方向、电路元件、电路模型、基尔霍夫定律和欧姆定律、功率和电位的计算等。
主要内容： 1．电路的基本概念（1）电路：电流流通的路径，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成的系统。
（2）电路的组成：电源、中间环节、负载。
（3）电路的作用：①电能的传输及转换；②信号的传递及处理。
2．电路元件及电路模型（1）电路元件：分为独立电源和受控电源两类。
①无源元件：电阻、电感、电容元件。
②有源元件：分为独立电源和受控电源两类。
（2）电路模型：由理想电路元件所组成反映实际电路主要特性的电路。
它是对实际电路电磁性质的科学抽象和概括。
采用电路模型来分析电路，不仅使计算过程大为简化，而且能更清晰地反映该电路的物理本质。
（3）电源模型的等效变换①电压源及电阻串联的电路在一定条件下可以转化为电流源及电阻并联的电路，两种电源之间的等效变换条件为：0R I U S S =或0R U I SS =②当两种电源互相变换之后，除电源本身之外的其它外电路，其电压和电流均保持及变换前完全相同，功率也保持不变。
3．电路的基本物理量、电流和电压的参考方向以及参考电位 （1）电路的基本物理量包括：电流、电压、电位以及电功率等。
（2）电流和电压的参考方向：为了进行电路分析和计算，引入参考方向的概念。
电流和电压的参考方向是人为任意规定的电流、电压的正方向。
当按参考方向来分析电路时，得出的电流、电压值可能为正，也可能为负。
正值表示所设电流、电压的参考方向及实际方向一致，负值则表示两者相反。
当一个元件或一段电路上的电流、电压参考方向一致时，称它们为关联参考方向。
一般来说，参考方向的假设完全可以是任意的。
但应注意：一个电路一旦假设了参考方向，在电路的整个分析过程中就不允许再作改动。
（3）参考电位：人为规定的电路种的零电位点。
电工学讲义资料第1章电路的基本概念与基本定律
电阻元件
总结词
电阻元件在电路中的作用是实现电压和电流的转换关系。
详细描述
在电路中，电阻元件可以用于实现电压和电流的转换关系。通过在电阻元件上 施加电压，可以产生电流；同时，通过在电阻元件上施加电流，也可以产生电 压。这种转换关系是线性电阻元件的基本特性之一。
电阻元件
总结词
电阻元件的参数包括标称阻值、额定功率和误差等。
需考虑三相之间的相位关系，以准确描述三相电压、电流的变化规律。
感谢您的观看
THANKS
VS
详细描述
在交流电路中，电感元件可以用于实现电 磁感应和滤波等作用。通过选择适当的电 感值，可以滤除电路中的高频噪声或干扰 信号，提高电路性能；同时，电感元件也 可以用于实现电磁感应，将磁场能转换为 电能或热能等其他形式的能量。
电感元件
总结词
电感元件的参数包括标称电感、品质因数和误差等。
详细描述
电容元件是一种被动元件，其作用是存储电能。在电路中，电容元件通过电场来存储电能 ，从而控制电路中的电压和电流。电容元件的电容量通常由其电介质、极板面积和极板间 距决定。
总结词
电容元件在电路中的作用是实现交流信号的滤波和耦合。
电容元件
• 详细描述：在交流电路中，电容元件可以用于实现信号的滤波和耦合。通过选择适当的电容值，可以滤除电路中的噪声或 干扰信号，提高电路性能；同时，电容元件也可以用于耦合不同电路部分之间的信号，实现信号传输和控制。
电工学讲义资料第1章电路 的基本概念与基本定律
目录
• 电路的基本概念 • 基本电路元件 • 电路的基本定律 • 电路的分析方法 • 电路的暂态分析
01
电路的基本概念
电路的组成
01
电工电子技术基础知识
u3 Um sin(t 240 ) Um sin(t 120 )
Um
u1
u2
u3
0
–Um
2
t
也可用相量表示：
U1 U U 2 U U 3 U
0o 120o 120o
•
U3 120°
120°
•
U2
•
U1 120°
三相电压相量图
对称正弦量特点为： U1 U 2 U 2 0
频率相同、幅值相等、相 位互差120°的三相电压称为
平，则输出F 为低电平；只
R
有输入A、B 全为高电平时，
A
输出F 才为高电平。可见输
F 入与输出呈现与逻辑关系： B
与逻辑关系表达式
F = AB
与逻辑关系逻辑符号：
A
&
F
B
2、 二极管或门
与逻辑关系真值表：
AB F
00 0 01 0 10 0 11 1
A
只要输入A、B中一个为高
B
F 电平，则输出F 为高电平；
1、 常量之间的关系（常量：0和1）
加： 0+0=0 乘：0 ·0=0 非：0 1
0+1=1 1+1=1
0 ·1=0 1 ·1=1
1 0
2、变量和常量的关系（变量：A、B、C…）
加：A+0=A 乘: A ·0=0
A+1=1
A ·1=A
A+A=A
A ·A=A
3、与普通代数相似的定理
非：A A 0
1 电流
一、电流定义
带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动
形成电流。单位时间内流过导体截面的电荷量定义为
电工电子技术 第一章基本概念与基本定律
I6=I4+I5=12+6=18（mA)
R1 R2 R3 I3
I5
28
2020年2月3日星期一
4．物理意义：KCL是电流的连续 性的体现，也是能量守衡的体现。
5．KCL对各支路电流施加了约束， 而与支路元件的性质无关。
q
q2
q1
29
1.6.3 KVL（电压定律）
20
4．额定值与实际值
2020年2月3日星期一
通常负载都是并联运行的。当负载增加时，电源 输出的功率也相应增加。即电源输出的功率和电流 决定于负载的大小。
既然电源输出的功率和电流决定于负载的大小， 是可大可小的，那么，有没有一个最合适的数值呢？ 回答是肯定的，这个合适的值就是额定值。
各种电气设备的电压、电流及功率都有一个额定
P UI
＞0负载 -
非关联方向
元件 U
+
18
2020年2月3日星期一
例题
试求电路中各元件的功率，并验证功率平衡。
1A E 5V R0 1Ω
U0
解： I
a P UI 41 4W (吸收）
+ 4V P0 U0I 11 1W (吸收）
4Ω U
R -
PE EI 15 5W (发出）
2020年2月3日星期一
绪论
电工电子技术是一门研究电能在技术领域中应用 的技术基础课，它包括：电工技术和电子技术两部分。
电路理论： 直流、交流、暂态、非正弦。 电工技术：
磁路和电机： 变压器、电磁铁、
三相异步电动机及控制。
模拟电子线路：半导体器件、分离件放大器、
电子技术：
第一章 电路的基本概念与基本定律
元件
想想 练练
电压、电位、 电动势有何异 同？
电功率大的用电器， 电功也一定大，这种说 法正确吗？为什么？
思考 回答
在电路分析中，引入参考方向的目的是什么？ 应用参考方向时，你能说明“正、负”、“加、 减” 及“相同、相反”这几对词的不同之处吗？ 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。应用参考方向时，“正、负”是指在参考方 向下，电压和电流的数值前面的正、负号，若参考方向下一 个电流为“－2A”，说明它的实际方向与参考方向相反，参考 方向下一个电压为“＋20V”，说明其实际方向与参考方向一 致；“加、减”指参考方向下列写电路方程式时，各项前面 的正、负符号；“相同、相反”则是指电压、电流是否为关 联参考方向， “相同”是指电压、电流参考方向关联，“相 反”指的是电压、电流参考方向非关联。
1.2.2 电压、电位和电动势
a
电动势E 只存 在于电源内部 ，其大小反映 了电源力作功 的本领。其方 向规定由电源 “负极”指向 电源“正极” 。
S
I
R0
+
U
+ _
b E
RL
–
电压U是反映电 场力作功本领的 物理量，是产生 电流的根本原因 。电压的正方向 规定由“高”电 位指向“低”电 位。
电位V是相对于参考点的电压。参考点的 电位:Vb=0；a点电位： Va=E-IR0=IR
电压和电位的关系：Uab=Va－Vb
电动势和电位一样属于一种势能，它能够将低 电位的正电荷推向高电位，如同水路中的水泵能够 把低处的水抽到高处的作用一样。电动势在电路分 析中也是一个有方向的物理量，其方向规定由电源 负极指向电源正极，即电位升高的方向。
电压、电位和电动势的区别
电工技术--第一章电路的基本概念与基本定律
第一章电路的基本概念与基本定律知识要点一、内容提要直流电路的基本概念和基本定理是分析和计算电路的基础和基本方法。
这些基础和方法虽然在直流电路中提出，但原则上也适用于正弦交流电路及其它各种线性电路。
并且，这些方法也是以后分析电子线路的基础。
本章重点讲述电路中几个基本物理量、参考方向、电路的工作状态及基本定律。
二、基本要求1.了解电路模型及理想电路元件的意义；2.能正确应用电路的基本定侓；3.正确理解电压、电流正方向的意义；4.了解电路的有载工作、开路与短路状态，并能理解电功率和额定值的意义；5.熟练掌握分析与计算简单直流电路和电路中各点电位的方法。
三、学习指导本章重点讲述了三个问题：电压、电流和参考方向。
同时，对克希荷夫定律和电路中电位的概念及计算进行了详细的分析推导和计算。
虽然这些问题都比较简单，但由于它们贯穿电工学课程始终，所以读者应通过较多的例题和习题逐步建立并加深这些概念，使之达到概念清晰，运用自如灵活，能解决实际问题的目的。
1.1 电路的组成及作用在学习本课程中，首先应掌握电路的两大作用（即强电电路电的传输、分配和转换；弱电电路中是否准确地传递和处理信息），及其三大组成部分（即电源、中间环节、负载）。
要特别注意信号源与一般电源的概念与区别：信号源输出的电压与电流的变化规律取决于所加的信息；电源输出的功率和电流决定于负载的大小。
1.2 电路模型由理想电路元件组成的电路；其中理想电路元件包括电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。
电源的电压或电流称为激励；激励在各部分产生的电压和电流称为响应。
1.3 电路的几个基本物理量若要正确地分析电路，必须先弄清楚电路中的几个基本物理量。
因为电流、电压和电动势这些物理量已在物理课中讲过，但是本章主要讨论它们的参考方向（正方向）和参考极性。
在本章学习的过程中应注意两点：第一，在分析任何一个电路中列关系式时，必须首先在电路图上标明电压、电动势和电流的参考方向和参考极性；第二，考虑电压和电流本身给定的正负，即要注意两套正负符号。
电工学讲义资料第1章 电路的基本概念与基本定律 1 ppt课件
一、基本概念
1. 参考方向 真实方向和假定方向的关系 2. 额定值 使电器工作在效益最好的状态下 3. 功率的计算及功率性质的判别 4. 电位的计算和应用
二、基本定律
1. 欧姆定律（L） U = IR
2. 克希荷夫定律电流定律（KCL） I = 0
3. 克希荷夫定律电压定律（KVL） U= 0, U= E
电路的作用 1.电能的传输与转换
发电 机
升压 输电线 降压
变压器
变压器
电灯 电动机 用电器
……
a. 电源
b. 中间环节
c. 负载
电路的组成
2020/12/27
2
1.1 电路的作用与组成部分
第1章 1 1
电路是电流的通路，它是为了某种需要由某些 电工设备或元件按一定方式组合起来的。
电路的作用
2. 传递与处理信号
2020/12/27
电压与电流 参考方向相反
电流的参考方向 与实际方向相反
11
1.4 欧姆定律
I
+
U
R
–
遵循欧姆定律的电阻称 为线性电阻, (反之为非 线性电阻), 它是一个与 电压电流无关的常数。
2020/12/27
u /V
A
第1章 1 4
0
i /A
B
线性电阻的 伏安特性曲线
12
1.5 电源有载工作、开路与短路
第1章 1 2
5
1.2 电路模型
第1章 1 2
开关 电 源
负载 连接导线
电路实体
S
E
R
电路模型
用理想电路元件组成的电路，
称为实际电路的电路模型。
2020/12/27
《电工电子技术基础教学资料》第1章 电路基本概念和基本定律
1. 电路及其组成
简单地讲，电路是电流通过的路径。实际电路通常由各种电路实体部件（如电 源、电阻器、电感线圈、电容器、变压器、仪表、二极管、三极管等）组成，每一 种电路实体部件具有各自不同的电磁特性和功能。人们按照需要，把相关电路实体 部件按一定方式进行组合，就组成了一个个电路。如果某个电路元器件数很多且电 路结构较为复杂，则又称为电路网络。
第1章 电路基本概念和基本定律
1.2 电流、电压及其参考方向
小提示
电流值的正负在设定参考方向的前提下才有意义。在本书中，电 路图上所标的电流方向均为参考方向。电流的实际方向和参考方向的 关系可以用图1-6表示。
编辑PPT
第1章 电路基本概念和基本定律
1.2 电流、电压及其参考方向
1.2.2 电压及其参考方向
故元件2吸收电能，元件3放出电能。 整个电编辑路PPT 功率为
第1章 电路基本概念和基本定律
1.3 电功率及电能的概念和计算
1.3.2 电能
电路在一段时间内消耗或提供的能量称为电能。电路元件在t0到t时间内消耗或 提供的能量为
直流时为
在国际单位制中，电能的单位是焦耳（J）。1 J等于功率为1 W的用电设备正常 工作时在1 s内消耗的电能。通常电业部门用“度”作为单位测量用户消耗的电能， “度”是千瓦时（kW·h）的简称。1度（或1千瓦·时）电等于功率为1千瓦的元件 正常工作时在1小时内消耗的电能。即
二是实现对电信号的传递、变换、储存和处理 的电路。
编辑PPT如图1-2所示是一个扩音机的工作过程。话筒将 声音的振动信号转换为电信号，即相应的电压和电 流，经过放大这类电路特点是功率低、电 流小。
第1章 电路基本概念和基本定律
第一章 电路的基本概念和基本定律
第一章电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基尔霍夫定律是电工技术和电子技术的基础。
§1-1 电路中的物理现象和电路模型一、实际电路电路：由电气器件或设备，按一定方式连接起来，完成能量的传输、转换或信息的处理、传递。
组成：电源、负载和中间环节。
日光灯实际电路二、理想电路元件、电路模型实际电路的分析方法：用仪器仪表对实际电路进行测量，把实际电路抽象为电路模型，用电路理论进行分析、计算。
1、理想电路元件实际的电路是由一些按需要起不同作用的元件或旗舰所组成，如发电机、变压器、电动机、电池、电阻器等，它们的电磁性质是很复杂的。
例如：一个白炽灯在有电流通过时，如下图所示：为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质，把它看成理想电路元件。
2、电路模型将实际电路中的元件用理想电路元件表示、连接，称为实际电路的电路模型。
如下图所示：U S三、电路的分类1、分布参数电路电路本身的几何尺寸相对于工作波长不可忽略的电路。
2、集中参数电路如果电路本身的几何尺寸l相对于电路的工作频率所对应的波长λ小的多，则在分析电路时可以忽略元件和电路本身几何尺寸。
例如：工作频率为50Hz，波长λ=6000km，所以在工频情况下，多数电路满足l<<λ，可以认为是集中参数电路。
集中参数电路分为：线性电路（元件参数为常数）★非线性电路（元件参数不为常数）§1-2电路中的基本物理量一、电流及电流的参考方向1、电流：带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动形成的电流。
dtdqi =（单位时间内通过某一截面的电荷量） 电流的单位：A （安培）、kA （千安）、mA(毫安）、μA （微安）A 10A 1 , A 10mA 1 , A 10kA 1-633===-μ2、电流的参考方向电流的实际方向：正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向（客观存在） 电流的参考方向：任意假定。
实际方向（2A ）（参考方向与实际方向相同）A)2( 0=>i i 实际方向（2A ）（参考方向与实际方向相反）A)2( 0-=<i i二、电压、电位及电压的参考方向1、电位（物理中的电势）电场力把单位正电荷从一点移到参考点所做的功。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(2) 功率平衡关系
电压源“吸收”电功率： PUS＝US I＝( 3 3 ) W = 9 W
电流源发出电功率： PIS＝U IS＝( 6 3 ) W = 18 W
I US
R
+
IS
U
−
电阻 R 消耗的电功率： PR＝RI 2 ＝( 1 32 ) W = 9 W
功率平衡关系：
PIS ＝ PUS＋ PR
1820 年，法国物理学家安培（1775－1836）确定了通有电流的线 圈的作用与磁铁相似。同年，丹麦物理学家奥斯特(1777-1851)发现了电 流对磁针有力的作用，他们共同揭开了电学理论新的一页。
安培
14
2. 电位
电场力将单位正电荷从电 路的某一点移至参考点时所消
I
＋
＋
耗的电能。 参考点的电位为零。
电路的这一状态称为通路。
E
US
UL
－
－
通路时，电源向负载输出电能，电源这时的状态称为
有载或称电源处于负载状态。
额定值 各种电气设备在工作时，其电压、电流和功率 都有一定的限制，这些限制用来表示它们的正常工作条件 和工作能力，称为电气设备的额定值。使用时不可超过额 定值。
26
2. 开路
当某一部分电路与其它电路
16
1800 年意大利物理学家伏特(1745-1827)发明了伏打电池，从 而使化学能可以转化为源源不断的电能。电学研究迈出了静电范围。 电学的重要里程碑。
用导体将伏打 电池的两极连 接起来，这就 是人类历史上 的第一个电路。
伏特
17
3. 电压 电场力将单位正电荷从电路
的某一点移至另一点时所消
耗的电能。
y
v0
T2 t
O
T1
v0
33
2. 电压的参考方向（极性）
电压的真实方向与参考方向之间也无外乎有两种可能，例如：
（1）中间图， U=24V>0，表明真实方向与图中的参考方向相同。
（2）右下图，U=-24V<0，表明真实方向与参考方向相反。但不用
更改。 a
+ 参
考
方
U
向
−
b
a
+
真
实
方
24V
向
−
b
a
+
真
实
方
− 24V
向
−
b
34
3. 关联参考方向的应用
只规定电流（或电压）的参考方向，电压（或电流）的参考方
向按照某种关联关系而随之确定。
关联关系只有两种：
相同：对消耗电能的元件，选择相同的参考方向更方便。
+U −
+U −
a
b
I
无源元件或电路
a
b
I
有源元件或电路
相反：对发出电能的元件，则选择相反的参考方向更方便。
一般结论：各元件发出功率之和等于消耗功率之和
51
[例1.5.2] 计算各元件的功率，说明是发出还是取用。
[解] 电阻总是取用功率
PR
=
52 10
=
2.5W
3A
5V
电流源发出功率 电压源发出功率
PIS = 3 5 = 15W
10
5
PUS
=
5 I
=
5( 10
− 3)
=
−12.5W
实际为取用功率
思考：如将电流源的方向改成自上向下，再计算各元件功率。
52
1.6 基尔霍夫定律
53
1. 描述电路结构的术语之一
（1）结点：电路中3个或 3个以上元件的连接点称为结 点（节点）。
注：有时把两个元件的连 接点也成为结点（节点）。
＋ I1 US1
－
R1
a ＋ I2 US2 －
R2
b
图中有 a、b 两个结点 。
I3 R3 R4
54
（2）支路：两结点之间 ＋ I1 的每一条分支电路称为支路。 US1
主单位：欧姆（Ω）， Ω = V/A=伏/安。例如：100 Ω 、220 Ω 、560 Ω 、910 Ω。 900W电饭锅电阻54 Ω、100W白炽灯电阻 484 Ω。
比欧姆大的单位：千欧（ kΩ ）、 兆欧（ MΩ ）。 例如： 150 kΩ 、330 kΩ 、4.7 MΩ 。 绝缘电阻几 MΩ到数百MΩ 。用 兆欧表测量。
S1 S2
断开，该部分电路中没有电流， 亦无能量的输送和转换，这部分
E
电路所处的状态称为开路（也叫
EL1
Байду номын сангаасEL2
断路）。
当电源被断开时，它不输出电功率，称电源为空载。
∆ 开路的特点
有
开路处的电流等于零，电阻为无限大。 源
开路处的电压视被断开电路情况而定。
电 路
I＝0 U 视被断开 电路而定
27
3. 短路
aI
b
电流的真实方向与参考方向之间无外乎有两种可能，例如： （1）左图。 I=6A>0，表明真实方向与图中的参考方向相同。
a 6A
真实方向
b
a −6A
b
真实方向
（2）右图，I=-6A<0，表明真实方向与参考方向相反。但不用更改。
32
与运动系统的类比
假定的运动方向
x
y
运动实际方向 运动实际方向
vx
yx
S
E
4
液晶电视机电源电路
声控光控灯电路
5
水电厂 火电厂
电气铁路
核电厂
电力网络（覆盖数千公里）
变电站
550000kV
枢纽变电所
输电线路
风电
地区变电所
111100kV 配电线路
工厂
居民
10kV
配电变电所
居民区
6
二、电路的作用 实现能量的传输和转换。 实现信号的传输和处理。
电
E
池 组
三、电路的组成 电源：将非电能转换为电能。
+热
电 偶
负载：将电能转换为非电能。
开关
导线等：传输、控制电能或电信号。
电
E池
组
灯 泡
电 流 mA 表
S
灯 泡
7
四、电路的分类
直流电路（DC）：电压、电流在所研究的时间内不发生变化的电路。
交流电路（AC）：电压、电流在所研究的时间内按周期规律变化，
u
平均值为零的电路。例如正弦交流电路。
U1 直流电压
－c R1
有 acb 、adb、aeb 三条支路 。
a
＋ I2 US2
I
＋
US
U
U
－
－
－
▲ 当电压和电流实际方向如上图时，它们输出（产生）电功率，
起电源作用。
＋
I
＋
IS
I
＋
US
U
U
－
－
－
▲ 当电压和电流实际方向如上图时，它们取用（消耗）电功率，
起负载作用。
44
理想电源与实际电源的区别 （1）理想电压源的电压、理想电流源的电流，它们都与
负载无关（短路与开路除外），实际电源则不然。 （2）理想电源没有容量限制，而实际电源都有容量限制。 （3）除可充电电源外，实际电源不允许或不能处于充电状态。 （4）可充电电源在充电和放电时的电压是不一样的。
E
US
UL
－
－
电位用斜体 V （直流电路） 或 v（交变 电路） 来表示。
参考点的选择：
① 选大地为参考点，符号：
② 选元件汇集的公共端或公共线为参考点，符号：
15
电位的单位 （国际单位制， ISO单位制）： 主单位：伏（V）,V=J/C=焦耳/库仑。 5V、3V、220V、380V。 比伏小的单位：毫伏（mV）、 微伏（μV）。 100mV、30 μV。 比伏大的单位：千伏（kV）、兆伏（MV）。220kV、750kV。
电 压 源
电 流 源
电
电
电
阻
容
感
元
元
元
件
件
件
38
一、理想有源元件
1. 电压源
提供确定的输出电压 US ，称为源电压。
I
＋
U
＋ US
U＝ US ＝定值
US
－
－
O
I
▲ 电压源的特点
输出电压 U 等于源电压 US ，是由其本身所确定的定值， 与输出电流或者说与外电路的情况无关（短路除外）。
39
各种一次电池
当某一部分电路的两端理想 导线或开关连接起来，使得该部 分电路中的电流全部被导线或开 关所旁路，这一部分电路所处的 状态称为短路或短接。
电源短路 EL1 S1
S2 EL2
∆ 短路的特点： 短路处电压等于零，电阻等于零。 短路处电流视被短接电路情况而定。
I 视被短接电路而定 有
源 电
U＝0
路
28
问题： 对电气设备来说，短路和开路，哪个更危险？
19
显然，需要借助外力来克服重力，将小球从地板移到高处。
小球
墙 壁
地板
20
电动势
I
电源中的局外力（非电场力）将
＋
＋
单位正电荷从电源负极移至电源正极 E
US
UL
时所转换而来的电能称为电源的电动
－
－
势。
符号： E 或 e，单位与电压和电位相同。
电动势的实际方向：由低电位指向高电位。
21
5. 电功率 单位时间内所转换的电能。
可变电阻 功率电阻
压敏电阻