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电工电子第一章

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电工电子技术 第一章直流电路 第七节戴维宁定理

电工电子技术 第一章直流电路 第七节戴维宁定理

5
E
B
1A
U U 9V
S
ABO
R 57 0
R0 57 +
US _ 9V
33
Ｕ
三、戴维宁定理中等效电阻的求解方法
求简单二端网络的等效内阻时，用串、并联 的方法即可求出。如前例：
A
R1 C
R2 D R0
R3
R4
B
R R // R R // R
0
1
2
3
4
求某些二端网络的等效内阻时，用串、并联的方 法则不行。如下图：
二、戴维南定理应用举例
例1 R1
R2
I5
R5
等效电路
R3
R4
E
+_
R1 +
R2 _
I5
E
R5
已知：R1=20 、 R2=30 R3
R4
R3=30 、 R4=20
E=10V
求：当 R5=10 时，I5=?
有源二端 网络
第一步：求开端电压US
A
R1
R2
C +_ D
US
E
R3
R4
B
U U U
S
AD
R1 C
R3
A R2
R0 D
R4 B
串/并联方法?
R0
不能用简单 串/并联 方法 求解， 怎么办？
方法（1）: 开路、短路法
有源 网络
有源
Uabo
网络
IS
求 开端电压 Uabo 与 短路电流 IS
等效 内阻
R 0
U abo
I
S
R + -E
R Uabo=E + E

徐淑华电工电子技术 第一章

徐淑华电工电子技术 第一章
5
1.1.2 电流和电压的参考方向
电流和电压的正方向： 实际正方向：
物理量 电流I 电动势E 电压U
实际正方向 假设正方向
物理中对电量规定的方向。
正方向 正电荷移动的方向 单位 A, kA, mA, A V, kV, mV, V V, kV, mV, V
6
电源驱动正电荷的方向
低电位 高电位 电位降落的方向
di dt
0
u 0
29
所以,在直流电路中电感相当于短路.
电感的储能
u L
di
dt 电感是一种储能元件, 储存的磁场能量为：
WL
t 0
uidt WL
i 0
Lidi
2
1 2
Li
2
1 2
Li
？
电感中的电流是直流时, 储 存的磁场能量是否为0？
否！W L
1 2
LI
2
30
5.电容 C
C
q = Cu
du dt
直流电 路中， 电容两 端的电 压是否 为0？
i
dq dt
C
i C
du
dt 1 u idt C
当u
U (直流) 时,
du dt
0
i0
33
所以,在直流电路中电容相当于开路。
电容的储能
i C
du dt
电容是一种储能元件, 储存的电场能量为：
WC
t 0
11
例2 假设: I R 与 UR 的方向一致
a
IR UR
（关联参考方向）
b
U R = I R· R
假设: I R 与 UR 的方向相反 a IR UR b

电工电子技术实训教程 第1章 安全用电

电工电子技术实训教程 第1章 安全用电

2．判断触电程度轻重
触电者一经脱离电源，应立即进行检查。如果 触电者神志清醒，应让其充分休息，尽量少予移 动；若已经失去知觉，就应马上用看、听、试的 方法判定伤员呼吸心跳情况。 (1)看：看伤员的胸部、腹部有无起伏动作； (2)听：用耳贴近伤员的口鼻处，听有无呼气声音； (3)试：试测口鼻有无呼气的气流，再用两手指轻 试喉结旁处的颈动脉有无波动。若触电者为昏迷不 醒，但还有呼吸和脉搏，最好马上送往就近医院； 若呼吸脉搏均已停止，应立刻采用心肺复苏法。
3．心肺复苏法
（1）人工呼吸方法 一手捏住患者鼻翼两侧，另一手食指与中指抬起 患者下颌，深吸一口气，用口对准患者的口吹入， 吹气停止后放松鼻孔，让病人从鼻孔呼气。依此反 复进行。成人患者每分钟14 —16 次，儿童每分钟 20次。最初六七次吹气可快一些，以后转为正常速 度。同时要注意观察患者的胸部，操作正确应能看 到胸部有起伏，并感到有气流逸出。
1.1 电流对人体的伤害及触电方式 1.2 触电的原因和预防措施 1.3 触电急救常识
1.1 电流对人体的伤害及触电方式
1.1.1 电流对人体的伤害
当人体触及带电体时，就会有电流通过人体，对人体 造成伤害。电流对人体的伤害分为电击和电伤两种。 电击: 电流通过人体，影响呼吸系统、心脏和神经 系统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡。 电伤:由电流的热效应、化学效应或机械效应对 人体造成的伤害。
1.3 触电急救
1.3.1 触电急救的原则
“迅速、就地、准确和坚持”
准确”就是抢救的方法和施行的动作姿势要合 “迅速”就是要争分夺秒，千方百计使触电者 ““ 坚持”就是抢救必须坚持到底。有时 “就地”是指在安全地方就地抢救触电者，早争取 适得当。 脱离电源，并将受害者放到安全地方。 抢救需长达几小时，直到医务人员判定 一分钟就有可能救活触电者。实验研究和统计表明， 1.3.2 触电急救的操作 触电者已经死亡，无法抢救时，才能停 如果从触电后 1分钟开始救治，则90%可以救活；如 1．迅速切断电源 止抢救。 6分钟开始抢救，则仅有10%的救活机会； 果从触电后 而从触电后12分钟开始抢救，则救活的可能性极小。 （1）救护人不可直接用手或其他潮湿的 物件作为救护工具，必须使用适当的绝缘 注 工具。 意： （2）要防止触电者脱离电源后可能的摔 伤。

电工电子学课件_______第一章

电工电子学课件_______第一章

uab
b
13
关联参考方向与非关联参考方向 对一个元件，电流参考方向和电压参考方向 可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常 常将其取为一致，称关联参考方向；如不一致， 称非关联参考方向。 i
a
i u
b a
+
−
u
+
b
(a)关联参考方向
(b)非关联参考方向
如果采用关联参考方向，在标注时标出一种即可。 如果采用非关联参考方向，则必须全部标注。
b （b）
三、电路中的功率
定义： 单位时间内元件吸收（消耗）或发出（释 放）的电能。 dw 数学表达式： p dt 单位：瓦特 W 方向：在电压、电流取关联参考方向下，p=ui 表 示的是该元件吸收（消耗）功率的大小。即为：
i i
w
+ u
w
+ u
p>0
18
p<0
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
34
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
实际电压源 I + − Rs Us
U Us
RL
0 理想电压源 实际电压源
U
I
电源内阻，表 示内部损耗 U = Us – IRs
Rs越小 特性曲线越平坦
当Rs = 0 时，实际电压源模型就变成电压源模型
35
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
2.电流源
Uab
15
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
Uab是否表示a端的电位高 于b端的电位？
a
Uab 元件
b
Uab只表示a、b两端电位的参考 方向为由a指向b。实际两点电 位哪点高，要看是Uab>0，还是 Uab<0。若Uab>0，则a端电位高 于b端电位。反之， b 端电位高 于a端电位。

电工电子学第一章

电工电子学第一章
17
3. 电源与负载的判别 (1) 根据 U、I 的实际方向判别 电源： （发出功率） U、I 实际方向相反，即电流从“+”端流出； 负载： （吸收功率） U、I 实际方向相同，即电流从“-”端流出。 (2) 根据 U、I 的参考方向判别 U、I 参考方向相同，P = U I 0，负载； P = U I 0，电源。 U、I 参考方向不同，P = -U I 0，电源； P = -U I 0，负载。
11
实际方向与参考方向相反，
电流(或电压)值为负值。
I = – 0.28A E 3V
+
U´ – 2.8V
电压U´的参考方 向与实际方向相反, U´= –2.8V;
即: U = – U´
+
R0
电流 I 的参考方 向与实际方向相反， I = -0.28A, 由 流向。
12
1.2 电阻元件
1.2.1 欧姆定律
U、I 参考方向相同时
+ U I
U、I 参考方向相反时 + U
R U=IR
I
R U = – IR
– – 表达式中有两套正负号： (1) 式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定； (2) U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考方向 之间的关系。 通常取 U、I 参考方向相同。
13
例: 应用欧姆定律对下图电路列出式子，
解: 电流
P 60 I A 0.273A U 220
U 220 806 电阻 R I 0.273
20
一个月用电 W = P t = 60W(3 30) h = 0.06kW 90h = 5.4kW. h 电气设备的三种运行状态
额定工作状态： I = IN ，P = PN (经济合理安全可靠)

电工电子 第1章 电路基本概念和定律

电工电子 第1章 电路基本概念和定律
37
1-3
电阻元件
有源器件 ：需能（电）源的器件 。
有源器件一般用来信号放大、变换等。 IC、模块等都是有源器件 。 无源器件 ：无需能（电）源的器件 。 无源器件用来进行信号传输，或者通过方向性 进行“信号放大” 。 容、阻、感都是无源器件 。
38
例1.3-1 阻值为2Ω的电阻上的电压电流参考方向关联， 已知电阻上电压 u(t)=4costV,求其上电流 i(t)、消耗的 功率p(t)。 解：因电阻上电压、电流参考方向关联，所以其 上电流
11
1-2
电路变量
若dq(t)/dt为常数， 即是直流电流，常用大写字母I
表示。电流强度的单位是安培(A)， 简称“安”。
1kA 10 A
3
1mA 10 A 1uA 10 A
规定正电荷运动的方向为电流的实际方向。 12
6
3
1-2
1.2.2 电压
电路变量
两点之间的电位之差即是两点间的电压。从电
荷电场力所做的功为 1J。常用千伏(kV)、 毫伏(mV)、微伏(μV)作电压单位。 电路中，规定电位真正降低的方向为电 压的实际方向。（选定任意点为参考点，规定电位为0） 14
1-2
一、问题提出：
电路变量
在复杂的电路里，电流、电压的实际方向是
不易判别的，或在交流电路里，两点间电流、电
压的实际方向是经常改变的，这给实际电路问题 的分析计算带来困难。
c 点移动至 b 点，电场力做功应为-12J，所以计算 c 点电位
时算式中要用-12。应用电压等于电位之差关系，求得
U ab Va Vb 2 0 2V U bc Vb Vc 0 ( 3) 3V
23

电工电子技术与技能(中职)第一章

电工电子技术与技能(中职)第一章
钳形电流表简称钳表，主要用于在不断开 电路的情况下，直接测量低压交流电路的电流。 T301型钳形电流表用于测量交流电流；MG28型 钳形电流表除能测量交流电流外，还能测量交 流电压、直流电流、直流电压和电阻等。
电工电子技术与技能（中职）第一章
活动一 电工实训室 的配置
活动二了解常用电工电 子仪表的类型及功能
10）。
电工电子技术与技能（中职）第一章
活动一 电工实训室 的配置
活动二了解常用电工电 子仪表的类型及功能
（3） 测量前对表作短路检验（见图1-11）。 （4） 测量线路或设备的相间绝缘电阻。 （5） 测量线路或设备的对地绝缘电阻。 （6） 测量电缆线路。 （7） 测量完毕后，被测设备必须充分放电， 特别是电缆、高压电机、电容器、变压器等设 备，放电时间应尽可能长些，完全放电后才可 拆线。
（3）测量直流电压（见图1-18）。 测量直流电压时，表笔插入的插孔与测量
电阻时相同。把量程开关置于“DCV”范围的适 当挡位，红、黑表笔分别接被测电路的高、低 电位端。
电工电子技术与技能（中职）第一章
活动一 电工实训室 的配置
活动二了解常用电工电 子仪表的类型及功能
2.操作练习 （1）测量电阻（见图1-16）。
测量电阻时，将黑表笔插入“COM”插孔， 红表笔插入“V·Ω”插孔；把量程开关置于 “Ω”范围的适当挡位，接通电源即可测量。
电工电子技术与技能（中职）第一章
4.小电流的测量 若被测电流较小，可将载流导线在钳表的
钳口上绕几圈，然后用读数除以所绕圈数即可 得到实际电流大小，如图1-8所示。
电工电子技术与技能（中职）第一章
活动一 电工实训室 的配置
活动二了解常用电工电 子仪表的类型及功能

电工电子技术基础第1章 电路的基本理论及基本分析方法

电工电子技术基础第1章 电路的基本理论及基本分析方法

-
电流源模型
实际电源可用一个电流为IS的理想电流源与电阻并 联的电路作为实际电源的电路模型，称为电流源模型。
其中
IS

U0 R0
称为短路电流
实际电源内阻R0越大，越接近于理想电流源。
第1章 电路的基本理论及基本分析方法
3.实际电源模型的等效变换
R0 + US -
等效电压源模型
IS

US R0
US R0IS
2.理想电流源：理想电流源是从实际电流源抽象出来的 理想二端元件，流过它的电流总保持恒定，与其端电压 无关。理想电流源简称电流源。 电流源的两个基本性质
①电流是给定值或给定的时间函数，与电压无关；
②电压是与相连的外电路共同决定的。
IS或iS
+ U或i
－
电流源的图形符号
电流源的伏安关系
i IS
o
u
直流电流源伏安特性
uR（ i 关联u ） R（ 或 i 非关联）
电阻参数R：表示电阻元件特性的参数。 线性非时变电阻：R为常数；简称为线性电阻。
第1章 电路的基本理论及基本分析方法
应当注意，非线性电阻不满足欧姆定律。
单位：SI单位是欧[姆]（Ω）。计量大电阻时，以千欧 （KΩ）、兆欧（MΩ）为单位。
电阻的参数也可以用电导表示，其SI单位是西［门 子］（S）。线性电阻用电导表示时，伏安关系为
②箭头，如图(a) i。
参考方向的意义：若电流的参考方向和实际方向一致， 则电流取正值，反之则取负值。如图（a）、(b)所示。
第1章 电路的基本理论及基本分析方法
二、电压、电位、电动势及其参考方向
1. 电压、电位、电动势
⑴电压

环境工程电工电子--第一章

环境工程电工电子--第一章

环境工程专业电工电子
（三）电压表

电路中两点间的电压可用电压表来测量。电压表按所测电压性质 可分为直流电压表、交流电压表和交直两用电压表。用电压表测量电 压，需将电压表并联接在被测电路中，当被测电压加在仪表的接线端 上时，电流通过仪表内的线圈，其电流的大小与被测电压有关，并使 仪表指针发生偏转，偏转的角度反映被测电压的大小。
I 0
环境工程专业电工电子
列KCL方程步骤：
规定各电流的参考方向； 列KCL方程； 把电流的数值（包括数值中的正负号）代入方程求未知电流。
例1：如图所示电路，已知I1、I2、I3、I5，求I4？ 解：根据各电流的参考方向，对节点a列KCL方程，有 I1+I4=I2+I3+I5
故I4=I2+I3+I5-I1
IC (I A +I B )
环境工程专业电工电子
（三）基尔霍夫电压定律（KVL）

内容：电路中，在任一时刻，沿任一回路绕行一周，回路中各部
分电压的代数和恒等于零，即

U 0
规定：电压参考方向与回路绕行方向相同时，该电压取正；电压 参考方向与回路绕行方向相反时，该电压取负。
列KVL方程步骤:

就长直导体而言，在一定温度下，电阻值可用式下式计算：
l R S
m R为电阻（Ω）； 为导体长度（m）；S为导体横截面积（ ）；
2
为导体的电阻率（ m ）

电阻的倒数称为电导，用大写字母G表示，单位为西门子（S）
1 G R
环境工程专业电工电子
二、电阻的分类
（一）按伏安特性分

求回路中的电流。
解：设电流参考方向如图所示，沿顺时针为回路绕行方向列KVL方程

电工电子技术 第一章 直流电路

电工电子技术 第一章 直流电路
U U I Rs
电源电动势 = 外电路的等效电阻 × 电流 即
U I (R Rs )
1.4 电阻串并联
1.4.1 电阻串联
把n个电阻一个接一个地串接起来，就成为串联电路。
U1
U2
R1
U
R2 I
...
Un
Rn
计算公式： R R1 R2 Rn
若 R1 R2 的阻Rn值相等则:
U R IR
U U s IRs
Ps U s I
P UI
P I 2 R
P Ps P
1.5.2 开路状态
将开关K打开，这时电路为开路状态。
1.5.3 短路状态
此时，外电路的电阻可视为零，又由于电源内阻 很Rs 小，根据欧姆定律，可知电路中的电流 为I很大。
1.5.4 电气设备的额定值
0 i2 R2 i3 R3 i6 R6
（4）将六个独立方程联立求解，得各支路电流的值。 联立①结果为：
0 i1 i2 i6
①
0 i2 i3 i4
②
0 i3 i5 i6
③
10 i1 2i2 4i4
④
12 3i3 4i4 5i5
⑤
0 2i2 3i3 6i6
⑥
1.8电压源、电流源及其等效变换
在电路中，各种电气设备和电路元件都有额定值， 只有按额定值使用，即额定工作状态，电气设备和电 路元件的运行才能安全可靠，经常合理，使用寿命才 会长，如下图为三相异步电动机铭牌。
1.6 基尔霍夫定律
遇到一些复杂的电路问题，如下图中的电桥电路时， 运用基本的串并联方法解决起来就非常困难了。
R1
R2
R3
如
i1
i3
i2
i1 i2 i3

电工电子第1章电路与电路分析基础

电工电子第1章电路与电路分析基础

1.2 电路的基本物理量
其代数和即为该点的电位。从待求点参考点到参考点的路 径往往不止一条，但对同一参考点而言，某一点的电位值 具有唯一性。一般尽量选择简单的路径进行计算。 1.2.3 电动势
电动势反映了电源把其他形式的能量转换为电能本领 的大小。电源常用符号E或US表示。电动势的实际方向为 由电源负极经电源内部到电源正极，即电源内部电位升高 的方向。
1.2 电路的基本物理量
图1-8 例1-1图 例1-1 电路如图1-8所示，已知E1=6V，E2=4V，R1=4Ω， R2=2Ω。 如果以B点为参考点，求A、C点电位。
1.2 电路的基本物理量
解：各电阻中电流的参考方向如图1-8所示。通过观察，R1、R2、 E1形成一个简单的串联回路，R3没有形成回路。以B点为参考点，
P

U I

U
U R总

39.5
220 4.84 1.06

1.47kW
通过计算说明，线路长度仅仅为1km，导线截面已增 大到50平方毫米，线路上仍然有39.5V的电压降，负载端 电压降低到180.5V，造成了电能大量浪费的同时，负载甚 至将无法正常工作。
1.3 电路中的电阻 图1-14 线路的功率损耗
1.3.2 欧姆定律与电阻的串并联
1.一段电路的欧姆定律
I

Uቤተ መጻሕፍቲ ባይዱR
图1-12一段含有电阻的电路 图1-13线性元件的伏安特性曲线
1.3 电路中的电阻 伏安特性曲线：元件的电压与电流的关系曲线。 线性电阻的伏安特性曲线是一条过原点的直线。 线性电路：由线性元件构成的电路。 非线性电路：含有非线性元件的电路叫做。 2.全电路欧姆定律
则有 UB＝0，I3＝0

电工电子技术基础知识

电工电子技术基础知识

u3 Um sin(t 240 ) Um sin(t 120 )
Um
u1
u2
u3
0
–Um
2
t
也可用相量表示：
U1 U U 2 U U 3 U
0o 120o 120o
•
U3 120°
120°
•
U2
•
U1 120°
三相电压相量图
对称正弦量特点为： U1 U 2 U 2 0
频率相同、幅值相等、相 位互差120°的三相电压称为
平，则输出F 为低电平；只
R
有输入A、B 全为高电平时，
A
输出F 才为高电平。可见输
F 入与输出呈现与逻辑关系： B
与逻辑关系表达式
F = AB
与逻辑关系逻辑符号：
A
&
F
B
2、 二极管或门
与逻辑关系真值表：
AB F
00 0 01 0 10 0 11 1
A
只要输入A、B中一个为高
B
F 电平，则输出F 为高电平；
1、 常量之间的关系（常量：0和1）
加： 0+0=0 乘：0 ·0=0 非：0 1
0+1=1 1+1=1
0 ·1=0 1 ·1=1
1 0
2、变量和常量的关系（变量：A、B、C…）
加：A+0=A 乘: A ·0=0
A+1=1
A ·1=A
A+A=A
A ·A=A
3、与普通代数相似的定理
非：A A 0
1 电流
一、电流定义
带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动
形成电流。单位时间内流过导体截面的电荷量定义为

第1章 电路的基本知识

第1章 电路的基本知识
i u R
图1-17
非关联 放出功率
关联 吸收功率
电工电子技术基础
对于直流电或正弦交流电，电阻所吸收的功率可以写为
P IU U
2
I R
2
R
Байду номын сангаас
(1-7)
电功率P也可表述为：单位时间内电流所做的功，单位是 瓦(W),或KW、mW、μ W等。 二.电功〔电能) 定义为：电流通过负载所做的功，与电功率的关系为：
电工电子技术基础
例1-1 指出 图1-6 ( a ), ( b)中电流的真实方向，电流参考方向 已用箭头表示在图上。
a
i 2A a
b
a
图1-6
i 3 A b
b
解：
(a) 电流i为正值,说明实际电流方向与参考方向一致, 电流的真实方向为由a到b;
(b) 电流i为负值,说明实际方向与参考方向相反, 电流的真实方向为由b到a。
+
－
图1-4 电工电子技术基础
② 电流的参考方向
在较复杂的电路中,某支路ab其实际电流方 向在求解前往往很难判断.但描述电路元件性质 和连接方式规律的公式的列写都与电流的方向
有关。
电工电子技术基础
为此在进行分析之前,我们必须给各支路的电流 一个假定的正方向用箭头表示,称为电流的参考方向, 也称为假定方向。
储存的电场能

t
ui d t
0

u
Cu d u
1 2
Cu
2
0
C 是储能元件
电工电子技术基础
§ 1.5 电压源与电流源
一个电源可以用两种模型来表示。用电压的形式 表示称为电压源，用电流的形式表示称为电流源。

电工电子课后习题答案第一章

电工电子课后习题答案第一章

第1章 电路的基本概念和基本定律本章的主要任务是学习电路的基本概念、基本物理量和基本定律，为掌握电路的分析计算方法奠定必要的基础。

本章基本要求(1) 正确理解理想电路元件、电路模型的概念；(2) 正确理解电流、电压的参考方向的概念，并掌握电流、电压参考方向的使用；(3) 计算元件或电路的功率，并判别元件或电路是吸收功率还是发出功率；(4) 掌握理想元件的电压与电流关系式；(5) 掌握基尔霍夫定律（KCL 和KVL ）的应用；(6) 了解电路的三种工作状态：额定工作状态、过载工作状态和欠载工作状态。

理解电气器件、设备的额定值。

本章习题解析1－1 试求图1－1所示电路的电压U ab 和U ba 。

图1－1解 (a)电压U 的参考方向如图所示，已知U ＝10V ，故有10==U U ab V10-=-=-=U U U ab ba V(b)直流电压源的电压参考方向如图所示，故有5=ab U V5-=-=ab ba U U V1－2 根据图1－2所示的参考方向和电压、电流的数值确定各元件电流和电压的实际方向，并计算各元件的功率，说明元件是吸收功率还是发出功率。

(a) (b)(c) (d)图1－2解 (a)因为电流为＋2mA ，电压为＋5V ，所以电流、电压的实际方向与参考方向相同。

电阻元件的功率为101010102533=⨯=⨯⨯==--UI P mW电阻元件的电压与电流取关联参考方向，计算结果P >0，说明电阻元件吸收功率。

(b)因为电流、电压随时间t 按照正弦规律变化，所以当电流i >0、电压u >0时，它们的实际方向与参考方向一致；当电流i <0、电压u <0时，它们的实际方向与参考方向相反。

电阻元件的功率为)(sin )sin()sin(t t t ui p ωωω255=⨯==W电阻元件的电压与电流取关联参考方向，计算结果p >0，说明电阻元件吸收功率。

(c)因为电流为－2mA ，所以电流的实际方向与参考方向相反；电压为＋5V ，所以电压的实际方向与参考方向相同。

电工电子技术第1章

电工电子技术第1章

“电阻元件”是电阻器、电烙铁、电炉等实际电路元器 电阻元件”是电阻器、电烙铁、 电阻元件 件的理想元件，即模型。因为在低频电路中， 件的理想元件，即模型。因为在低频电路中，这些实 际元器件所表现的主要特征是把电能转化为热能。 际元器件所表现的主要特征是把电能转化为热能。用 “电阻元件”这样一个理想元件来反映消耗电能的特 电阻元件” 征。 “电感元件”是线圈的理想元件； 电感元件”是线圈的理想元件； 电感元件 “电容元件”是电容器的理想元件。 电容元件”是电容器的理想元件。
理想元件
为了便于对电路进行分析和计算， 为了便于对电路进行分析和计算，我们常把实际元件加以 近似化、理想化，在一定条件下忽略其次要性质， 近似化、理想化，在一定条件下忽略其次要性质，用足以 表征其主要特征的“模型”来表示，即用理想元件来表示。 表征其主要特征的“模型”来表示，即用理想元件来表示。
例
第一章 电路的基础知识
第一节 电路的组成及主要理量 第二节 第三节 第四节 电路的基本元件 基尔霍夫定律的应用 简单电阻电路的分析方法
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第一节 电路和电路模型
一、电路的组成 电路的组成
电路是各种电气元器件按一定的方式连接起来的总体。 电路是各种电气元器件按一定的方式连接起来的总体。 电路的组成： 电路的组成： 1. 提供电能的部分称为电源； 提供电能的部分称为电源； 2. 消耗或转换电能的部分称为 负载； 负载； 3. 联接及控制电源和负载的部 分如导线、 分如导线、开关等称为中间环 节。
电路模型
由理想元件构成的电路，称为实际电路的“电路模型”。 由理想元件构成的电路，称为实际电路的“电路模型” 是图1-1a所示实际电路的电路模型。 所示实际电路的电路模型。 图1-1b是图 是图 所示实际电路的电路模型

电工电子技术第1章

电工电子技术第1章

U 0
I 1 R1 I 2 R2 I 3 R3 E1 0
a
E5 _ + I2 I3 _ E6 d b c
I1 + E1 _
+
2、应用步骤
基尔霍夫电压定律
1）在电路图上标出电流(电压或电动势)的 参考方向。 2）标出回路的绕行方向。 3）根据KVL列方程(与绕行方向一致为正)求解。
基尔霍夫电流定律
KCL的扩展应用
例1
_ +
R2 E2 R4
R3 Is
R1 _
I=?
I=0
E1
+
基尔霍夫电流定律
KCL的扩展应用
I
I =?
例2
5
+ 6V _ 1
2
+ _ 12V 1
I=0
5
P6思考与练习1.3.1
1.3.2 基尔霍夫电压定律(KVL)
表明了电路中回路电压间的相互关系
1、内容：
功率
• 物理学中的定义：
设电路任意两点间的电压为U、电流为I,则
这部分电路消耗的功率为：
a + bI U
R
P U I
(W)
问题：
如果参考方向不一致怎么办？ 功率有无正负？
功率的计算
a I + U ba I U + b
U、I参考方向一致：
R
P U I
(W)
U、I参考方向不一致：
R
P U I
表明了电路中节点处各支路电流间的相互关系
1、内容：
任一瞬间，流入任一节
I2
点的电流之和等于流出
该节点的电流之和。
I1
I4

电工电子第1章

电工电子第1章

2
3
t/ms
1.2.4 电压源
1、理想电压源 、
e + – + E –
图形符号
i + E – + u – 外 电 路 E i u
O
理想电压源的伏安特性
+
+ R0 U
2、实际电压源模型 、
R0 u e – 或
+ E –
–
I RO
U E IR0 U I O
+
U
+ –
RL
E
–
U = E − IRo
伏安特性
b
E2
c
Va = − E1 = −5V, Vb = 0V, Vc = E 2 = 8V U ab = Va − Vb = (−5 − 0)V = −5V U bc = Vb − Vc = (0 − 8)V = −8V
电位计算补充例题
结论：从上述计算结果可以看到， 结论：从上述计算结果可以看到，电位与参考点的 选取有关，参考点不同，各点电位不同； 选取有关，参考点不同，各点电位不同；而电压与 参考点的选取无关，参考点不同， 参考点的选取无关，参考点不同，两点之间的电压 不变，但电压的参考方向不同，则符号不同。 不变，但电压的参考方向不同，则符号不同。
15
u(t ) / V
1 0.5 1.5 2 2.5 3 t/ms
(b)
u(t )
–
R
C
1 0 –15 0.5 1.5
2 2.5
3 t/ms
(a)
i C (t ) / m A
u (t ) iR (t ) = R
du ( t ) iC ( t ) = C dt
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1.3 电路的基本定律
欧姆定律：
U、I 参考方向相同时， + U I R
U、I 参考方向相反时， +
U=IR
U –
I
R U = – IR
–
表达式中有两套正负号： ① 式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定； ② U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考 方向之间的关系。 通常取 U、I 参考方向相同。
例
I1
1 U1
3 U3 I3 4 I2 U2 2
解： 元件1功率 P1 U1 I1 20 2 40W 元件2功率 P2 U 2 I 2 10 (1) 10W 元件3功率 P3 U3 I1 (10) 2 20W
元件4功率 P4 U2 I 3 10 (3) 30W 元件1、2发出功率是电源，元件3、4 吸收功率是负载。上述计算满足ΣP = 0 。
E
Is
恒流源
电流
电压与电位
电功率 电动势
电流的分类：
恒定电流，大小和方向均不随时间变化的电流，简称直流（简写 DC）,用大写字母I表示。 变化电流，大小和方向都随时间变化的电流，用小写字母i或i(t) 表示。其中一个周期内电流的平均值为零的变化电流称为交变电
流，简称交流（简写AC）,也用i表示。
小结
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 实 际 方 向 正电荷运动的方向 单 位
电流 I
kA 、A、mA、μA kV 、V、mV、μV
电压 U 电动势E
高电位 低电位 (电位降低的方向)
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
E2
I3
b
R3

对结点 a： I1+I2 = I3 或 I1+I2–I3= 0
实质: 电流连续性的体现。
基尔霍夫电流定律（KCL）反映了电路中任一结点处各支路电流间 相互制约的关系。
推广：
电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。
例:
IA A IB
广义结点
I =?
I
C IC B
+ 6V 电流在闭合 路径中流通 –
I1
S
I2
(a)
2K
A
2k
I1
I2
A
(b)
电源内部的电源力将正电荷从b点移动到a点做的功.
电动势E的方向： 规定从电源负极指向电源正极
电场力与电源力 1、电场力：使正电荷从高电位经外电路移向低电位处。 2、电源力：使正电荷从低电位经电源内部移向高电位处。 3、电场力是由电磁作用产生，而电源力是由化学作用产生。
第1章 直流电路
1.1 电路与电路模型 1.2 电路的基本物理量 1.3 电路的基本定律 1.4 电压源、电流源及其等效变换
1.5 直流电路的基本分析法
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， 理解电功率的意义； 4. 掌握直流电路的基本分析方法
3．短路状态
（1）电路中的电流为短路电流
I =I S I =0 U =0 + US _ U1 =0 RL
I = IS = US /Ri
很大
Ri
（2）电源的端电压和负载电压
U =US－IS Ri = 0
UБайду номын сангаас = 0
（3）电源向负载输出的功率P和负载吸
收的功率P1均为零，即P = P1 = 0。此时电 源所产生的能量全部被内阻消耗，超过额 定电流若干倍的短路电流可以使供电系统 中的设备烧毁或引起火灾。电源短路通常 是一种严重的事故，应尽量避免。
Ro
–
电池 导线 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。
为了便于对电路进行分析和计算，我们常把实际元件加以近似化、理想化在一定 条件下忽略其次要性质，用足以表征其主要特征的“模型”来表示，即理想元件 R
常用的理想元件
R
电阻
L
电感 电容
+
+
C
_
恒压源
2.电阻的并联
两个或多个电阻并列连接在电路中两个公共端点之间，每个 电阻的端电压相同，这样的连接方式称为电阻的并联。并联电阻 电路具有以下特点。 （1）各并联电阻的端电压相等，即 U=U1=U2=…=Un （2）流过并联电路的总电流等于各支路电流之和，即 I=I1+I2+…+In （3）并联电路的总电阻（等效电阻）的倒数，等于各个并 联电阻倒数之和。
P1 = U1I = U I =P
2．空载运行状态(开路)
（1）电路中的电流为零，即I = 0。
（2）电源的端电压（开路电压）等于
I =0 S
电压 源的恒定电压，即 Uo=US－I Ri= US
（3）电源的输出功率P和负载所吸收
Ri + US _ U =U 0 U1 =0 RL
的功率P1均为零，即P = P1 = 0
I _
a
+
U
b
电位
• 电位是相对于确定的参考点来说的，一般将参考点的电位 设为零，并用接地符号“⊥”来表示。
参考点的选取原则上是任意的，但实际工程技术中常选择
大地作为零电位参考点，设备外壳接地的，与机壳相连的点都
是零电位点；电子线路中一般选取导线的公共点（往往是电源 的一个极）为参考点，用符号“⊥”表示。
回路：abda、abca、 adbca … （共6 个） 网孔：abd、 abc、 bcd （共3 个）
d
c
I3 I
+
b
E
I4
–
1.3.1 基尔霍夫电流定律(KCL定律) 定律：
在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。
I1 a + E1 R1 R2 + I2
即: Ｉ入= Ｉ出
或: Ｉ= 0
1．有载工作状态
（1）电路中的电流为
I
S
I =US /（Ri＋RL）
（2）电源的端电压为
Ri U + US U1 RL
负载两端的电压： U= US －I Ri
忽略Ri，则负载两端的电压U1= U
（3）电源的输出功率为
P = U I =（ US －I Ri）I = USI－I 2Ri
负载所消耗（吸收）的功率为
2.电路如图4所示， u 10 V ， i 2 A 则网络N的 功率为（ ）。 A．吸收 B．发出 C．发出 D．发出
3.电路如图5所示, uS 3 V , iS 1 A ， R 1 Ω 电流源发出（产 生）的功率 （ ）。 A．1w B．-1w C．4w D．-4w
图5
电路的工作状态
电源短路通常是 一种严重的事故， 应尽量避免。
补充：
1.电阻的串联
两个或多个电阻无分支地依次相连，各个电阻中通过同一电 流，称为电阻的串联，串联电阻电路有以下特点。 （1）通过各个电阻的电流相等，即 I=I1=I2=…=In （2）串联电路的总电压等于各电阻上电压的代数和，即 U=U1+U2+…+Un （3）串联电路的总电阻（等效电阻）等于各电阻之和，即 R=R1+R2+…+Rn
图中选取b点为参考点，则Vb=0，Va=Uab 或Va=UE=E。 电路中两点之间的电压等于两点电位之差， 即 Uab=Va－Vb
例1: 图示电路，计算开关S 断开和闭合时A点 的电位VA
+6V 2k 2k
解: (1)当开关S断开时
电流 I1 = I2 = 0， 电位 VA = 6V 。 (2) 当开关闭合时,电路 如图（b） 电流 I2 = 0， 电位 VA = 0V 。
5
+ 6V _
2
+ _12V
1
1
5
IA + IB + IC = 0
I=0
1.3.2 基尔霍夫电压定律（KVL定律)
定律：
在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行一周，则在这个方向 上电位升之和等于电位降之和。 在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒等 于零。 即： U = 0 I1 I2 E1 = I1 R1 +I3 R3 对回路1： a
I
(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
a
+
_ R b 电压： U
+ U _
(2) 参考方向的表示方法
电流：
I
箭 标
a
R
Iab
b
+ 正负极性
– b
a
Uab
双下标
双下标
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。
1.1 电路与电路模型
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、电路的组成
电路一般由4部分组成：一是提 供电能的装置，称为电源；二是 消耗或转换电能的装置，称为负 载；三是在电路中起连接作用的 部分，称为导线；四是控制电路 的导通和断开的装置，称为开关
手电筒电路示意图
电流的方向
电流的正方向：正电荷运动的方向。
I a R b
用箭头在图上表示
电流的参考方向
当不确定电流的实际方向时，可以自已假定方向，也就