工学电工学课件

I
电容元件和电源元件等。 + +
例：手电筒
E
–U
手电筒由电池、灯 Ro
泡、开关和筒体组成。
–
电池
S 开关
导线
R 灯泡
手电筒的电路模型
I
++
E
–U
Ro
–
电池
S 开关
导线
R 灯泡
今后分析的都是指电 路模型，简称电路。在 电路图中，各种电路元 件都用规定的图形符号 表示。
电池是电源元件，其 参数为电动势 E 和内阻 Ro；
aR 注意：
b 若 U= –5V，则电压的实际方向 从 b 指向 a 。
在参考方向选定后，电流 ( 或电压 ) 值才有正负 之分。
三、小结
（1） 分析电路时必须首先选定电压和电流的参考方向。
（2） 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 （包 括 方向和符号），在计算过程中不得任意改变。
内部移到正极所作的功称为电源的电动势。
eBA
dW dq
e 的单位与电压相同，也是 V （伏）
A
电动势的实际方向：在电源内部由低电位端指向 高电位端。
B
二. 电路基本物理量的参考方向
(1) 参考方向
在分析与计算电路时，对 +
电量任意假定的方向。
E _
Ia +
RU _
(2) 参考方向的表示方法
b
电流： I
理解电功率和额定值的意义； 4. 会计算电路中各点的电位。
1.1 电路的作用与组成部分
电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备 或电路元器件按一定方式组合而成的。
1. 电路的作用 (1) 实现电能的传输、分配与转换
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
电灯 电动机 电炉
...
灯泡主要具有消耗电能 的性质，是电阻元件，其 参数为电阻R；
筒体用来连接电池和灯 泡，其电阻忽略不计，认 为是无电阻的理想导体。
开关用来控制电路的通 断。
1.3 电压和电流的参考方向
一. 电路基本物理量的实际方向
1. 电流 带电质点有规律的运动形成电流。 规定正电荷运动的方向为电流的实际方向。 电流的大小用电流强度表示。 电流强度：单位时间内通过导体横截面的电量。
话筒 放 扬声器 大 器
2. 电路的组成部分
电源: 提供 电能的装置
发电机
升压 变压器
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
2.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
d
c
两点间电压与电位的关系 前例
a
b
仍设c点为电位参考点， c=0
Uac = a ， Udc = d
d
c
Uad= Uac－ Udc＝ a–d
结论：电路中任意两点间的电压等于该两点间的 电位差（potential difference）。
例 已知 Uab=1.5 V，Ubc=1.5 V
a
(1) 以a点为参考点， a =0
Uab= a– b b = a –Uab= –1.5 V
1.5 V Ubc= b– c c = b –Ubc= –1.5–1.5 = –3 V
b
Uac= a– c = 0 –(–3)=3 V
1.5 V (2) 以b点为参考点， b=0
c
Uab= a– b a = b +Uab= 1.5 V
电工学
电工技术
科技楼 基本概念与基本定律
1.1 电路的作用与组成部分 1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向 1.4 欧姆定律 1.5 电源有载工作、开路与短路 1.6 基尔霍夫定律 1.7 电路中电位的概念及计算
第1章 电路的基本概念与基本定律
本章要求: 1.理解电压与电流参考方向的意义； 2. 理解电路的基本定律并能正确应用； 3. 了解电路的有载工作、开路与短路状态，
Ubc= b– c c = b –Ubc= –1.5 V
Uac= a– c = 1.5 –(–1.5) = 3 V
结论：电路中电位参考点可任意选择；当选择不同的电 位参考点时，电路中各点电位将改变，但任意两点 间电压保持不变。
4. 电动势（electromotive force） 外力（非静电力）克服电场力把单位正电荷从负极经电 源
def Δq dq i(t) lim
Δt0 Δt dt
单位名称：安（培） 符号：A （Ampere，安培；1775 –1836，France）
SI制中，一些常用的十进制倍数的表示法 符号 T G M k c m n p 中文 太 吉 兆 千 厘 毫 微 纳 皮 数量 1012 109 106 103 10–2 10–3 10–6 10–9 10–12
箭标 aR b
电压：
正负极性 a + U –
b
双下标 Iab
双下标 Uab
(3) 实际方向与参考方向的关系
实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值；
实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。
例： I aR b
+U–
若 I = 5A，则电流从 a 流向 b；
若 I = –5A，则电流从 b 流向 a 。 若 U = 5V，则电压的实际方向 从 a 指向 b；
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。
1. 2 电路模型
为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路 模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其
组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路
相对应的电路模型。
理想电路元件主要有
手电筒的电路模型
电阻元件、电感元件、
3. 电位（potential） 在分析电路问题时，常在电路中选一个点为参考点
(reference point)，把任一点到参考点的电压（降）称为该点 的电位。 参考点的电位为零，参考点也称为零电位点。
电位用 （或V） 表示，单位与电压相同，也是V（伏）。
a
b
设c点为电位参考点，则 c =0
a =Uac， b =Ubc， d =Udc
2. 电压（voltage） 电场中某两点A、B间的电压（降）UAB 等于将点电荷q
从A点移至B点电场力所做的功WAB与该点电荷q的比值，即
uAB
dWAB dq
A
B
电压的实际方向：由高电位端指向低电位端
（即电位降的方向）
单位名称： 伏（特） 符号：V
（Volt，伏特；1745 – 1827，Italian）