电工学第一章精品PPT课件
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_
(2) 参考方向的表示方法
b
电流： I
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；
a
b
u的实际方向向左,u、i实际方
u (t)
向相同，吸收功率
p(t)ui 24(W)
例2 图所示电路，已知i=1A, u1=3V, u2=7V, u3=10 V, 求ab、 bc、ca三部分电路的功率p1, p2, p3。 解： 对ab段、bc段，电压电流实际方向一致，所以吸收功率
p1 u1i 313W p2 u2i 717W
1）电阻上的电压和电流参考方向一致
伏安关系：元件电流与 电压的关系曲线。
u(t)R(it)
2）电阻上的电压和电流参考方向不一致
u(t) Ri(t) i(t) Gu (t)
通常取 u、i 参考方向相一致。
例：应用欧姆定律对电路列出式子，求R。
+
UI 6V 2A
R
– (来自百度文库)
+
U 6V
I R
– –2A
0
I
特征
① 电流的大小由负载决定。 U = IR 或 U = E – IR0
② 在电源有内阻时，I U 。
当 R0<<R 时，则U 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。
③ 电源输出的功率由负载决定。
UI = EI – I²Ro P = PE – P
负载 取用 功率
对ca段电路，电压电流实际方向 不一致，所以这段电路发出功率
p3 u3i 10W
实际上ca这段电路产生功率为 10W。
电源与负载的判别：（根据 U、I 的实际方向）
电源： U、I 实际方向相反，即电流从“+”端流出， （发出功率）；
负载： U、I 实际方向相同，即电流从“-”端流出。 （吸收功率）。
p ( t ) ui
2）功率的计算
电压与电流采用实际方向：
p(t)=|u(t)i(t)|
i(t) + u(t) -
注意：功率的负号没有意义
若 电压电流实际方向相同则元件吸收功率
若 电压电流实际方向相反则元件发出功率
例1 已知 i= -4A，u = 6V，求其功率。
i (t)
解： i的实际方向向左
消耗电能
(电阻性) R
忽略 L
i
产生磁场 L
R
储存磁场能量
(电感性)
元件模型
1、理想元件：具有严格数学定义用来模拟某电磁现象 的元件。
2、常用的理想元件：电阻、电感、电容、电压源、电 流源、受控源等。
理想电阻：只消耗电能 (既不贮藏电能，也不贮藏磁能)；
R
理想电感：只贮藏磁能 (既不消耗电能，也不贮藏电能)；
电源 产生 功率
内阻 消耗 功率
功率
1）定义 功率：单位时间所做的功，或者说做功的速率。以符号p(t) 表示。功率的数学定义式可写为
p(t) dw(t) dt
PW T
dw为dt时间内电场力所做的功。功率的单位为瓦(W)。
由
u dw
dq
得
dw udq
再由
i dq
dt
得
dt dq
i
根据功率定义 p(t) = dw/dt, 得
(b)
解：对图(a), U = IR 对图(b), U = – IR
所以 : RU63Ω I2
所:以 RU63Ω I 2
1.4 电源有载工作、开路与短路
1.4.1 电源有载工作
开关闭合，接通电源与负载
电路中的电流：
E I
R0 R
负载端电压：
U = IR
I
E
U
R0
R I
U
电源的外特性
E
或 U = E – IR0
电压 U
实际方向
正电荷运动的方向
高电位 低电位 (电位降低的方向)
单位
kA 、A、mA、 μA
kV 、V、mV、 μV
电动势E
低电位 高电位 (电位升高的方向)
kV 、V、mV、 μV
2. 电路基本物理量的参考方向
(1) 参考方向
Ia
在分析与计算电路时，对 +
电量任意假定的方向。
E _
+ RU
第1章 电路及其分析方法
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 电源有载工作、开路与短路 1.5 基尔霍夫定律 1.6 电阻的串联与并联 1.7 支路电流法 1.8 叠加原理 1.9 电压源与电流源及其等效变换 1.10 戴维宁定理 1.11 电路中电位的计算 1.12 电路的暂态分析
理想电容：只贮藏电能 (既不消耗电能，也不贮藏磁能)；
i (t)
C
+ u(t) -
1.2 电路模型
开关
电 源
+
E–
负载
R0
连接导线
S R
电路实体
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。
1.3 电压和电流的参考方向
1. 电路基本物理量的实际方向
物理中对基本物理量规定的方向
物理量 电流 I
1.2 电路模型
实为际了的便电于路对都实是际是电由路一进些行按分需析要和起数不学同描作述用，的在实一际定 电条路件元下件突或出器其件主所要组电成磁，性如质发，电忽机略、其变次压要器因、素电，动把机它、看 电成池近、似电的阻看器作等理，想它电们路的元电件磁。性质较为复杂。
例如：当一个白炽灯在有电流通过时，
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 设备或电路元件按一定方式组合而成。
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
话筒
放
大
器
扬声器
电灯 电动机 电炉
...
2、 电路的组成部分
电源: 提供 电能的装置
发电机
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；
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。
4
欧姆定律说明流过线性电阻的电流与其两端电压之间的关系， 反映了电阻元件的特性。
升压 输电线 变压器
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
信号源: 提供信息
话筒
信号处理： 放大、调谐、检波等
放 扬声器 大 器
直流电源: 提供能源
直流电源
负载
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。
(2) 参考方向的表示方法
b
电流： I
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；
a
b
u的实际方向向左,u、i实际方
u (t)
向相同，吸收功率
p(t)ui 24(W)
例2 图所示电路，已知i=1A, u1=3V, u2=7V, u3=10 V, 求ab、 bc、ca三部分电路的功率p1, p2, p3。 解： 对ab段、bc段，电压电流实际方向一致，所以吸收功率
p1 u1i 313W p2 u2i 717W
1）电阻上的电压和电流参考方向一致
伏安关系：元件电流与 电压的关系曲线。
u(t)R(it)
2）电阻上的电压和电流参考方向不一致
u(t) Ri(t) i(t) Gu (t)
通常取 u、i 参考方向相一致。
例：应用欧姆定律对电路列出式子，求R。
+
UI 6V 2A
R
– (来自百度文库)
+
U 6V
I R
– –2A
0
I
特征
① 电流的大小由负载决定。 U = IR 或 U = E – IR0
② 在电源有内阻时，I U 。
当 R0<<R 时，则U 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。
③ 电源输出的功率由负载决定。
UI = EI – I²Ro P = PE – P
负载 取用 功率
对ca段电路，电压电流实际方向 不一致，所以这段电路发出功率
p3 u3i 10W
实际上ca这段电路产生功率为 10W。
电源与负载的判别：（根据 U、I 的实际方向）
电源： U、I 实际方向相反，即电流从“+”端流出， （发出功率）；
负载： U、I 实际方向相同，即电流从“-”端流出。 （吸收功率）。
p ( t ) ui
2）功率的计算
电压与电流采用实际方向：
p(t)=|u(t)i(t)|
i(t) + u(t) -
注意：功率的负号没有意义
若 电压电流实际方向相同则元件吸收功率
若 电压电流实际方向相反则元件发出功率
例1 已知 i= -4A，u = 6V，求其功率。
i (t)
解： i的实际方向向左
消耗电能
(电阻性) R
忽略 L
i
产生磁场 L
R
储存磁场能量
(电感性)
元件模型
1、理想元件：具有严格数学定义用来模拟某电磁现象 的元件。
2、常用的理想元件：电阻、电感、电容、电压源、电 流源、受控源等。
理想电阻：只消耗电能 (既不贮藏电能，也不贮藏磁能)；
R
理想电感：只贮藏磁能 (既不消耗电能，也不贮藏电能)；
电源 产生 功率
内阻 消耗 功率
功率
1）定义 功率：单位时间所做的功，或者说做功的速率。以符号p(t) 表示。功率的数学定义式可写为
p(t) dw(t) dt
PW T
dw为dt时间内电场力所做的功。功率的单位为瓦(W)。
由
u dw
dq
得
dw udq
再由
i dq
dt
得
dt dq
i
根据功率定义 p(t) = dw/dt, 得
(b)
解：对图(a), U = IR 对图(b), U = – IR
所以 : RU63Ω I2
所:以 RU63Ω I 2
1.4 电源有载工作、开路与短路
1.4.1 电源有载工作
开关闭合，接通电源与负载
电路中的电流：
E I
R0 R
负载端电压：
U = IR
I
E
U
R0
R I
U
电源的外特性
E
或 U = E – IR0
电压 U
实际方向
正电荷运动的方向
高电位 低电位 (电位降低的方向)
单位
kA 、A、mA、 μA
kV 、V、mV、 μV
电动势E
低电位 高电位 (电位升高的方向)
kV 、V、mV、 μV
2. 电路基本物理量的参考方向
(1) 参考方向
Ia
在分析与计算电路时，对 +
电量任意假定的方向。
E _
+ RU
第1章 电路及其分析方法
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 电源有载工作、开路与短路 1.5 基尔霍夫定律 1.6 电阻的串联与并联 1.7 支路电流法 1.8 叠加原理 1.9 电压源与电流源及其等效变换 1.10 戴维宁定理 1.11 电路中电位的计算 1.12 电路的暂态分析
理想电容：只贮藏电能 (既不消耗电能，也不贮藏磁能)；
i (t)
C
+ u(t) -
1.2 电路模型
开关
电 源
+
E–
负载
R0
连接导线
S R
电路实体
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。
1.3 电压和电流的参考方向
1. 电路基本物理量的实际方向
物理中对基本物理量规定的方向
物理量 电流 I
1.2 电路模型
实为际了的便电于路对都实是际是电由路一进些行按分需析要和起数不学同描作述用，的在实一际定 电条路件元下件突或出器其件主所要组电成磁，性如质发，电忽机略、其变次压要器因、素电，动把机它、看 电成池近、似电的阻看器作等理，想它电们路的元电件磁。性质较为复杂。
例如：当一个白炽灯在有电流通过时，
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 设备或电路元件按一定方式组合而成。
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
话筒
放
大
器
扬声器
电灯 电动机 电炉
...
2、 电路的组成部分
电源: 提供 电能的装置
发电机
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；
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。
4
欧姆定律说明流过线性电阻的电流与其两端电压之间的关系， 反映了电阻元件的特性。
升压 输电线 变压器
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
信号源: 提供信息
话筒
信号处理： 放大、调谐、检波等
放 扬声器 大 器
直流电源: 提供能源
直流电源
负载
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。