电工学第一章直流电路

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I
3 电源输出的功率由负载决定。
电功率:单位时间内所转换的电能。
符号：P（直流电路）。单位：W。
电压 Us = E – IR0 PL = PE – P
负载 取用 功率
电源 产生 功率
内阻 消耗 功率
负载大小的概念: 负载增加指负载取用的
电流和功率增加(电压一定)。
(2)电位和电压的区别：电路中两点间的电压值是固 定的，不会因参考点的不同而变，即与零电位参考 点的选取无关。
电位在电路中的表示（借助电位的概念可以简化电路作图）
R1
+
_ R2
_E1 +E2
R3
+E1 R1
-E2 R2 R3
c 20 a 5 d
4A
6A
14E01V 6 b 10A 9E0V2
c 20 +140V
5 d
+90V 6
例1: 图示电路，计算开关S 断开和闭合时A点
的电位VA
+6V
解: (1)当开关S断开时
I1 2k
电流 I1 = I2 = 0，
2k
电位 VA = 6V 。
S
(2) 当开关闭合时,电路 如图（b）
I2 A
(a)
电流 I2 = 0， 电位 VA = 0V 。
2K
+ I1
6V –
2k
I2 A
电流在闭合
(b)
路径中流通
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。电压就是电位差。
直流电路中电压用 U 表示，单位为伏[特]（V）。
电压的实际方向：由高电位指向低电位，即电位降 低的方向。
SI
+
+
US ：电源的端电压，即电源两端 的电位差。
参考点的选择：
① 选大地为参考点：
② 选元件汇集的公共端或公共线为参考点：
参考点选的不同，则各点的电位不同
a 1
b 5A
a 点电位： Va = 5V
a
1 b 5A
b 点电位：Vb = -5V
ห้องสมุดไป่ตู้
某点电位为正，说明该点电位比参考点高； 某点电位为负，说明该点电位比参考点低。
举例
c 20 a 5 d
求图示电路中 各点的电位:Va、 E1 Vb、Vc、Vd 。 140V
4A 6
6A
10A
E2
90V
解：
设 a为参考点， 即Va=0V Vb=Uba= –10×6= 60V Vc=Uca = 4×20 = 80 V Vd =Uda= 6×5 = 30 V Uab = 10×6 = 60 V Ucb = E1 = 140 V Udb = E2 = 90 V
输电线
负载: 取用 电能的装置
降压 变压器
电灯 电动机
电炉
...
中间环节：传递、分 配和控制电能的作用
二.电路的组成部分
信号处理：
信号源:
放大、调谐、检波等
提供信息 话筒
放 扬声器
大
器
直流电源:
负载
提供能源
直流电源
电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路 工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。
电路就是电流流通的路径。
S
E
是由某些元、器件为完成一定功能、按一定 方式组合后的总称。
二. 电路的作用 (1) 实现电能的输送和转换
发电机
升压 输电线 降压
变压器
变压器
(2)实现信号的传递与处理
话筒 放 扬声器 大 器
电灯 电动机 电炉
...
二. 电路的组成部分
电源: 提供 电能的装置
发电机
升压 变压器
E
U_ S
R0
UL_
UL ：负载的端电压，即负载两端 的电位差。
4. 电动势
电源中的局外力（非电场力）将单位正电荷从电源负极 移至电源正极时所转换而来的电能称为电源的电动势。
符号： E 或 e，单位：V。 电动势的实际方向：电源内部，由低电位指向高电位， 即电位升高的方向。
1.3 电路的状态
（一）通路 (电源有载工作）
第1章 直流电路
第1章 直 流 电 路
1.1 电路的作用和组成 1.2 电路的基本物理量 1.3 电路的状态 1.4 电路中的参考方向 1.5 理想电路元件 1.6 基尔霍夫定律 1.7 支路电流法 1.8 叠加原理 1.9 等效电源定理 1.10 非线性电阻电路
1.1 电路的作用和组成
一、什么是电路
SI
开关闭合,接通电源与负载
+
E
U_ S
+ UL_
特征:
R0
E
I R0 R
1 电流的大小由负载决定。
UL = IR
Us = E – IR0
US 电源的外特性 E
2 在电源有内阻时，I US 。
当 R0<<R 时，则US E ，表明 当负载变化时，电源的端电压变
化不大，即带负载能力强。
电工学
电工电子学发展史
古籍，慈石召铁，琥珀拾芥 1750年，富兰克林指出：雷电与摩擦生电是一回事 1785年，库仑总结出电荷的力学定理 1800年，伏打创立了电位差理论 1820年，奥斯特发现导线通电磁针偏转 1831年，法拉第完成磁生电实验 1865年，麦克斯韦发表电磁理论公式 1883年，爱迪生发现热电子效应 1888年，赫兹证明了电磁波的存在 1896年，马可尼发明电报，获1908年诺贝尔奖 1904年，弗莱明制成电子二极管 1906年，德福雷斯制成电子三极管 1946年，产生第一台电子计算机 1947年，萧克利、巴丁、布拉顿发明晶体管，获56年诺贝尔奖 1952年，数控机床 1958年，基尔比发明集成电路，获2000年诺贝尔奖
从电源来看，电源本身的电流通路称为内电路， 电源以外的电流通路称为外电路。
当电路中的电流是不随时间变化的直流电流时， 这种电路称为直流电路。物理量用大写字母表 示！ 当电路中的电流是随时间按正弦规律变化的交 流电流时，这种电路称为交流电路。物理量用小 写字母表示！
二端 网络
二端 网络
无源网络
有源网络
1.2 电路的基本物理量
1. 电流 dq
i = dt （A）
直流电路中：
Q I= t
I
＋
＋＋
＋
E
US
UL
－－
－
电流的实际方向：规定为正电荷运动的方向。
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 耗的电能。
参考点的电位为零。
I
＋＋
＋
E
US
－－
UL －
直流电路中电位用 V 表示，单位为伏[特]（V）。
b 设 b为参考点，即Vb=0V Va = Uab=10×6 = 60 V Vc = Ucb = E1 = 140 V
Vd = Udb =E2 = 90 V Uab = 10×6 = 60 V Ucb = E1 = 140 V
Udb = E2 = 90 V
结论
(1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中各点 的电位也将随之改变；