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

负载：P = U• I 为正值，取用 (消耗) 功率
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正方向
第1章 1 5
1、假定方向（参考方向） 二者方向相同时，U (I) > 0 2、实际方向（真实方向） 二者方向相反时，U (I) < 0
例：求功率P，说明P 的性质
1.若：I=2A, U=5V, P=UI= 10W —消耗
第1章 电路的基本概念与基本定律
1.1 电路的作用与组成 1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向
1.4 1.5 电源有载工作、开路与短路 1.6 克希荷夫定律 1.7 电路中电位的概念及计算
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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。
I=2A,U=-5V, P=UI= -10W —提供 2.若：I=-2A,U=5V, P=UI= -10W —消耗
I=-2A,U=-5V, P=UI=10W — 提供
IU IU
结论 U、I 的实际方向相同时，P—消耗
U、I 的实际方向相反时，P—提供
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1.5.1 电源有载工作
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1.5 电源有载工作、开路与短路
1.5.1 电源有载工作
3. 电源与负载的判别
第1章 1 5
根据电压、电流的实际方向判别
电源：U和 I 的实际方向相反，发出 (提供)功率 负载：U和 I 的实际方向相同，取用 (消耗)功率
根据电压、电流的参考方向判别
若电压、电流的参考方向相同
电源：P = U• I 为负值，发出 (提供) 功率
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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
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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。
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u /V
A
第1章 1 4
0
i /A
B
线性电阻的 伏安特性曲线
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1.5 电源有载工作、开路与短路
1.5.1 电源有载工作
第1章 1 5
A
C
U
I
E
U
R
R0
B
D
1. 电压与电流 I= E
R + R0 U= RI 2020/12/27 U= E–R0 I
E R0 I
U
0
I
电源的外特性曲线
当 R0 R时，U E 说明电源带负载能力强
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1.5 电源有载工作、开路与短路 第1章 15
1.5.1 电源有载工作
A
C
I
E
2. 功率与功率平衡
UI = EI – R0 I2
P = PE – P
U R0
R 电源输 电源产 内阻消 出功率 生功率 耗功率
B
D
1. 电压与电流
电源产 负载取 内阻消 生功率 = 用功率 + 耗功率
I= E R + R0
U=RI 2020/12/27 U=E – R0I
功率的单位：瓦[特] (W) 或千瓦 (kW)
话筒 放 大 器
a. 信号源
扬声器 b. 负载
话筒把声音（信息） 电信号
扬声器把电信号 声音（信息）
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其它形式的能量电能 连接电源和负载， 传输、分配电能 电能其它形式的能量
3源自文库
1.1 电路的作用与组成
第1章 1 1
发电 机
升压 输电线 降压
变压器
变压器
电灯 电动机
话筒
扬声器
放 大 器
1.5.2 电源开路
A
C
特征
E
U0 R0
I
I=0
R
U= U0 = E
P=0
B
D
第1章 1 5
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1.5 电源有载工作、开路与短路
第1章 1 5
1.5.3 电源短路
IS
+ E
I 4. 额定值与实际值
第1章 1 5
额定值是为电气设备 +
在给定条件下正常运行 而规定的允许值
电源
U
S1
–
S2 S3
电气设备不在额定 条件下运行的危害： P 电源输出的电流和功
率由负载的大小决定 不能充分利用设备的能力 降低设备的使用寿命甚至损坏设备
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1.5 电源有载工作、开路与短路
电源
中间环节
负载 信号源
负载
电源和信号源的电压或电流称为激励，它推动电路的工作。
由激励在电路中产生的电压和电流称为响应。 电路分析是在已知电路结构和参数的条件下，讨论
激 励
与
响 应 的关系
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1.2 电路模型
电路？：
电流流过的全部通路
电路模型？：
由理想元件 组成的电路
1.5V
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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
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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
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1.3 电压和电流的参考方向
第1章 1 3
1. 电压的实际方向： 由高电位端指向低电位端
2. 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
A
+–
I
E UR
+–
B
3. 电压、电流的参考方向：任意假定 电压、电流参考方向与实际方向相同为正值
电压、电流参考方向与实际方向相反为负值
+u –
L
i
C
C
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第1章 1 2
L
R
i
C
i
R
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。
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电路元件 理想电路元件
第1章 1 2
理想电源元件 理想电路元件
理 理 理 电电电 想 想 想 阻感容 电电受 RLC 压流控 源源源
例如：E=3V，则 U=3V 或 UAB=3V
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则 U= –3V 或 UAB= –3V 10
1.4 欧姆定律
第1章 1 4
+I
U
R
–
图A
+I
–I
U
R或 U
R
–
+
图B
图C
通过电阻的电流与电压成正比
表达式
U I
=R
U 、I参考方向相同
U= – IR
U、 I参考方向相反
图B中若I= –2A，R=3，则U = – (–2)×3 = 6V
第1章 1 2
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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。
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1.2 电路模型
第1章 1 2
实际的电路元件或器件其电磁性质是很复杂的。 例如：一盏白炽灯在有电流通过时：
电流磁场储存磁场能量(可逆) 电压电场储存电场能量(可逆)