第1章 电路的基本定律和基本分析方法
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第一章 电路的三大定律一、欧姆定律欧姆定律是电路分析中的重要定律之一,主要用于进行简单电路的分析,它说明了流过线性电阻的电流与该电阻两端电压之间的关系,反映了电阻元件的特性。
遵循欧姆定律的电路叫线性电路,不遵循欧姆定律的电路叫非线性电路。
1、部分电路的欧姆定律定律: 在一段不含电源的电路中,流过导体的电流与这段导体两端的电压成正比,与这段导体的电阻成反比。
其数学表示为:RUI =(1-1) 式中 I ——导体中的电流,单位)(A ;U ——导体两端的电压,单位)(V ; R ——导体的电阻,单位)(Ω。
电阻是构成电路最基本的元件之一。
由欧姆定律可知,当电压U 一定时,电阻的阻值R 愈大,则电流愈小,因此,电阻R 具有阻碍电流通过的物理性质。
例1:已知某灯泡的额定电压为V 220,灯丝的电阻为Ω2000,求通过灯丝的电流为多少?解: 本题中已知电压和电阻,直接应用欧姆定律求得:A R U I 11.02000220===例2:已知某电炉接在电压为V 220的电源上,正常工作时通过电炉丝的电流为A 5.0,求该电炉丝的电阻值为多少?解: 本题中已知电压和电流,将欧姆定律稍加变换求得:Ω===4405.0220I U R欧姆定律的几种表现形式:电压和电流是具有方向的物理量,同时,对某一个特定的电路,它又是相互关联的物理量。
因此,选取不同的电压、电流参考方向,欧姆定律的表现形式便可能不同。
1) 在图1.1 a.d 中,电压参考方向与电流参考方向一致,其公式表示为: RI U = (1-2)2) 在图1.1 b.c 中,电压参考方向与电流参考方向不一致,其公式表示为:RI U -= (1-3)3) 无论电压、电流为关联参考方向还是非关联参考方向,电阻元件的功率为:RU R I P RR22== (1-4)上式表明,电阻元件吸收的功率恒为正值,而与电压、电流的参考方向无关。
因此,电阻元件又称为耗能元件。
例3:应用欧姆定律求图1.1所示电路中的电阻R图1.1 电路中的电阻解:在图1.1.a 中,电压和电流参考方向一致,根据公式RI U =得: Ω===326I U R 在图1.1.b 中,电压和电流参考方向不一致,根据公式RI U -=得: Ω=--=-=326I U R(a ) (b) (c) (d)在图1.1.c 中,电压和电流参考方向不一致,根据公式RI U -=得: Ω=--=-=326I U R 在图1.1.d 中,电压和电流参考方向一致,根据公式RI U =得: Ω=--==326I U R 结论:在运用公式解题时,首先要列出正确的计算公式,然后再把电压或电流自身的正、负取值代入计算公式进行求解。
第一章 电路的基本概念及基本定律第一节 电路的概念、组成和作用一、电路的概念电路是电流的通路,是为了某种需要而由一些电工设备或元件按照一定方式联接而成的闭合回路。
二、电路的组成电路由电源、负载和中间环节三个基本部分组成的(一)电源电源是供应电能的设备。
它把其他形式的能量转化为电能。
(二)负载负载,是对取用电能设备的统称。
(三)中间环节中间环节是指联接电源和负载的部分.三、电路的作用(一)电路能够实现电能的传输、分配和转换。
(二)电路能够实现信号的传递和处理。
四、电路的激励与响应激励(输入):作用在电路上的电源或信号源的电压或电流.响应(输出):由于激励在电路各部分产生的电压和电流。
第二节 电路的基本物理量一、电流(一)电流的概念把电荷有规则的定向运动现象,称为“电流”。
(二)电路的大小和种类所谓电流强度就是单位时间内通过导体横截面的电量。
电流分直流电流和交流电流两种。
1.直流电流大小和方向都不随时间的变化而变化的电流,称为直流电流.2.交流电流大小和方向都随时间的变化而变化的电流,称为“交流电流.对于直流,其电流强度(I )等于单位时间(t )内通过导体横截面的电量(Q )。
I=tQ (1-1) (三)电流的单位在国际单位制中,电流(I)----安(A );电量(Q )----库仑(C );时间(t )----秒(s )(四)电流的方向习惯上规定正电荷运动的方向为电流的方向。
二、电压(一)电压的概念定义:a 、b 两点间的电压U ab 在数值上等于把单位正电荷从a 点移到b 点,电场力所作的功。
(二)电压的大小和单位用公式表示为(1-2) 上式说明:(1)a 、b 两点间的电压U ab 在数值上等于电场力把单位正电荷从a点移到b 点所作的功,也就是单位正电荷从a 点到b 点所失去的能量。
(2)电路中任意两点间的电压等于这两点的电位之差,所以电压又叫做“电位差”。
(三)电压的方向电压方向规定为高电位点指向低电位点。