[理学]《电工学》第一章课件

四、电压
1．电压的基本概念 电压是指电路中两点A、B之间的电位差(简称 为电压)，其大小等于单位正电荷因受电场力作 用从A点移动到B点所作的功，电压的方向规定 为从高电位指向低电位的方向。 电压的国际单位制为伏特(V)，常用的单位还 有毫伏(mV)、微伏(V)、千伏(kV)等，它们与 伏特的换算关系为 1mV = 103 V； 1V = 106 V； 1kV = 103 V
S Ri 干 电 池
开关
小灯泡
＋
Us
R
－ (a ) (b )
图1： 电路的组成
4．电路的基本组成
电路的基本组成包括以下四个部分： 电源(供能元件、激励)：为电路提供电能的设备和器 件(如电池、发电机等)。 负载(耗能元件、响应)：使用(消耗)电能的设备和器 件(如灯泡等用电器)。 控制器件：控制电路工作状态的器件或设备(如开关 等)。 联接导线：将电器设备和元器件按一定方式联接起来 (如各种铜、铝电缆线等)。
《电工学》
秦曾煌主编
参考书目： 1、《电路》，邱关源主编； 2、《电路分析基础》，刘明丹主编，北京航空航天大学 出版社；
3、《电路理论》，邹玲，姚齐国主编 ，华中科技大学出
版社。
绪论
电工和电子技术发展历程：
18-19世纪，（主要是欧洲国家的）科学家们通 过实验的方法，发现了很多电磁现象和规律，从而形 成了电路的基本理论和基本定律。 随着半导体技术和计算机技术的发展，现今形成 了自动控制、通讯、计算机辅助设计、电力电子技术 等多个领域和学科，遍及生活的各个方面。
* 若电压的参考方向与实际方向一致，电压为正。若
电压的参考方向与实际方向相反，电压为负。
* 分析电路时，首先应该规定电流电压的参考方向。 * 元件的电压参考方向与电流参考方向是一致的, 称
为关联参考方向。
i
＋
u
－
图： 电流和电压的关联参考方向
2．直流电压与交流电压 如果电压的大小及方向都不随时间变化， 则称之为稳恒电压或恒定电压，简称为直流电 压，用大写字母U表示。 如果电压的大小及方向随时间变化，则称 为变动电压。对电路分析来说，一种最为重要 的变动电压是正弦交流电压(简称交流电压)， 其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变 化。交流电压的瞬时值要用小写字母u或u(t) 表示。
q Q I 常数 t t 直流电流I与时间t的关系在I－t坐标系中为
一条与时间轴平行的直线。
三、交流电流
如果电流的大小及方向均随时间变化，则称 为变动电流。对电路分析来说，一种最为重要 的变动电流是正弦交流电流，其大小及方向均 随时间按正弦规律作周期性变化，将之简称为 交流，记为AC或ac，交流电流的瞬时值要用小 写字母i或i(t)表示。
3.如果已知a、b两点的电位各为 U a,0 两点间的电压
, 则此 U b0
U ab U a0 U 0b U a0 Ub0 Va Vb
即两点间的电压等于这两点的电位的差
* 参考点不同，各点的电位不同，但两点间的
电压与参考点的选择百度文库关。
§1.4 欧姆定律
一、电阻元件
电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件， 例如灯泡、电热炉等电器。 电阻定律： R l
学习方法：
重基本理论、基础知识，但不死记硬背！ 学会思考，培养分析问题、解决问题的能力！
第一章 电路的基本概念与基本定律
§1.1 §1.2 §1.3 §1.4 §1.5 §1.6 §1.7 电路的作用与组成部分 电路模型 电压和电流的参考方向 欧姆定律 电源有载工作、开路与短路 基尔霍夫定律 电路中电位的概念及计算
——制成电阻的材料电阻率，欧姆·米( · m) ； l ——绕制成电阻的导线长度，米(m)； S ——绕制成电阻的导线横截面积，平方米(m2) ； R ——电阻值，欧姆()。 经常用的电阻单位还有千欧(k)、兆欧(M)， 它们与 的换算关系为 1 k = 103 ； 1 M = 106
§1.2 电路模型
由理想元件（突出主要特性、忽略次要因素）构成 的电路叫做实际电路的电路模型，也叫做实际电路的 电路原理图，简称为电路图。例如下图所示的手电筒 电路。
图：手电筒的电路原理图
理想元件：
电路是由电特性相当复杂的元器件组成的，为了
便于使用数学方法对电路进行分析，可将电路实体中
的各种电器设备和元器件用一些能够表征它们主要电
设在 t = t2－t1时间内，通过导体横截面的 电荷量为 q = q2－q1，则在 t时间内的电流 强度可用数学公式表示为:
q i(t ) t
式中:t为很小的时间间隔，时间的国际单位制为 秒(s)，电量 q的国际单位制为库仑(C)。电流 i (t)的国际单位制为安培 (A)。 常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(A)、 千安(kA)等，它们与安培的换算关系为: 1mA = 10-3A； 1A = 10-6 A； 1kA = 103 A
在分析与计算电路时, 常可任意规定某一方向 作为电流的参考方向或正方向。
i 参考方向 i 参考方向
实际方向
实际方向
(a )
a b a
(b )
b
iab
iba
(c)
图3 电流的参考方向
(d )
二、 直流电流
如果电流的大小及方向都不随时间变化， 即在单位时间内通过导体横截面的电量相等， 则称之为稳恒电流或恒定电流，简称为直流记 为DC或dc，直流电流要用大写字母I表示。
磁特性的理想元件(模型)来代替，而对它的实际上的 结构、材料、形状等非电磁特性不予考虑。 对具有两个引出端的元件, 称为二端元件; 对具有两 个以上引出端的元件, 称为多端元件。
表1 常用理想元件及符号
§1.3 电流和电压的参考方向
一、电流的基本概念 电路中电荷沿着导体的定向运动形成电流， 其方向规定为正电荷流动的方向(或负电荷流动的 反方向)，其大小等于在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)，用符号I或 i(t)表示，讨论一般电流时可用符号i。
§1.1 电路的作用与组成部分
1.电路是电流的流通路径, 它是由一些电气 设备和元器件按一定方式连接而成的。复杂 的电路呈网状, 又称网络。 电路和网络这两 个术语是通用的。 2.电路的一种作用是实现电能的传输和转换。 另一种作用是实现信号的处理。
3. 电源：电路中提供电能或信号的器件； 负载：电路中吸收电能或输出信号的器件。