直流电路的分析与计算分解说课讲解

1瓦 ＝0.00136马力＝1.36X10－3马力
在电力工程中，电功的测量采用瓦时计（习称电度 表，现国家规定称电能表）这时电功的单位是度， 也称千瓦小时。
1千瓦小时（度）＝1000瓦X3600秒＝3.6X106焦耳
I= 2 A
+ U =5V －
(a)
I= - 2 A
+ U =5V
－
(b)
1.1.4 电功率
电场力在单位时间内所做的 功称为电功率，简称功率。
p dW dt
功率与电流、电压的关系：
关联方向时： p =ui
非关联方向时： p =－ui
p＞0时，表明该元件吸收（消耗）功 率，是负载（或起负载作用）；
p＜0时，表明该元件发出（产生）功 率，是电源（或起电源作用）。
根据能量守恒的原则，在任何一个电路中， 某些元件所产生的功率之和必然等于该电路中 其它元件所消耗的功率之和，即，满足功率平 衡条件。
2、电功率用字母“P”或者“p”表示，电功率 是电功与时间的比值:
P＝ A
t
A=U.Q Q=I.t
P=U.I (焦耳/秒）
电功率的单位是：瓦特，简称：瓦 用字母 “W”表示。常用的有千瓦（KW）、毫瓦（ MW)做单位。
1W=103mW=10-3KW
3.在工程上还应用另一种功率的单位，称马力
1马力 ＝736瓦
直流电路的分析与计算分解
1.什么是直流电路？ 2.直流电路中有哪些基本的物 理量？
2.如何对直流电路进行分析？ 3.如何计算电路中的参数？
电路模型
学习要点 • 电流、电压参考方向及功率计
算 • 常用电路元件的伏安特性 • 电路的负载、开路及短路状态 • 额定值的意义 • 电位的概念及计算
电路模型
电路中两点之间的电压就是这两点的 电位之差uA“＝vA—vd。因此，电压 又叫电位差，它与参考点的选取无关
3、 电动势是衡量外力即非静电力做功能力的物 理量。在电源内，电源力将单位正电荷从电源的负 极移到电源的正极所做的功，即称为电动势。对直 流电动势来说表示为：
W E= q
电动势的符号为：
电动势的实际方向与电压实际方向相反，规 定为由负极指向正极。
－ u +
(a) 关联方向
(b) 非关联方向
如果采用关联方向，在标示时标出一种即
可。如果采用非关联方向，则必须全部标示。
• 2.电位：是表示电路中某一点性质 的物理量，而且是相对于确定的 参考点来说的。
• 电位与电压的概念比较：电场中 某点的电位就是该点别参考点之 间的电压。，
电位的单位是伏特。并且规定，参考 点的电位为零，所以参考点又叫零电 位点。据此可知某点的电位就是单位 正电荷在该点所具有的电位能。
I= - 2 A
+ U =5V －
(c)
例：求图示各元件的功率. （a）关联方向， P=UI=5×2=10W， P>0，吸收10W功率。 （b）关联方向， P=UI=5×(－2)=－10W， P<0，产生10W功率。
（c）非关联方向，
P=－UI=－5×(－2)=10W，
P>0，吸收10W功率。
1.1.2 电流
电荷的定向移动形成电流。
电流大小：单位时间内通过导体截面积的电量 。
i dq dt
大写 I 表示直流电流 小写 i 表示电流的一般符号
正电荷运动方向规定为电流的实际方向。 电流的方向用箭头或双下标变量表示。 任意假设的电流方向称为电流的参考方向。
I
I
正值
负值
(a)
(b)
如果求出的电流值为正，说明参考方向
例： 当ua =3V
ub = 2V时
u1 =1V
u2 =－1V
最后求得的u为正值，说明电压的实际方向
与参考方向一致，否则说明两者相反。
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，称关联方向；如 不一致，称非关联方向。
i
a
b
+ u －
i
a
b
1.2 额定值及电路的工作状 态
1.2.1 额定值
额定值是制造厂为了使产品能在给定的工作条 件下正常运行而规定的正常容许值。额定值有 额定电压UN与额定电流IN或额定功率PN 。必须 注意的是，电气设备或元件的电压、电流和功 率的实际值不一定等于它们的额定值。
1.电器元件的额定值：电流经过 电器元件时所做的电功转变为热 能，使电器元件生热，这种现象 称为电流的热效应。我们在日常 生活中常用的白炽灯电烙铁和电 炉等电热器具都是利用电流的热 效应来工作的。
• 1.1 电路及基本物理量 • 1.2 电路模型 • 1.3 电路的工作状态 • 1.4 电位的概念及计算
1.1 电路及基本物理量
1.1.1 电路的组成及功能
电路的组成 电路是为了某种需要而将某些电工设备或元 件按一定方式组合起来的电流通路。由电源 、负载和中间环节（导线）3部分组成。
电路的主要功能 一：进行能量的转换、传输和分配。 二：实现信号的传递、存储和处理。
对电器元件消耗的功率，外加电压 ，通过的电流都限制在一定的数值 下，这个值称为额定值，又称为标 称值（如额定电流、额定功率、额 定电压）。元器件在使用中不允许 超过其额定值。如灯泡上常标有 100W/220V表示为：使用220V的电 路中，消耗功率为100W。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与实际方向一致，否则说明参考方向与实际
方向相反。
电流的大小用电流强度来度量。在单 位时间内，通过某一截面积的电量称 为流过该截面积的电流强度。
用符号“I”或“i”表示。
I=
Q_ t
注意：1.以后我们把电流强度简称为电流
2.上式只适用于求恒定电流和平均电流。
恒定电流或直流电流：电流的大小和方 向在任何时刻都不改变时，称为恒定电 流或直流电流
u dW dq
电路中某点的电位定义为单位正电荷由该
点移至参考点电场力所做的功。
电路中a、b点两点间的电压等于a、b两点
的电位差。
UabVa Vb
电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处。 与电流方向的处理方法类似， 可任选一方向为电压的参考方向
a
ba
b
+ u1 － － u2 +
脉动直流电流：电流的方向不改变，中 是大小随时间改变，这样的电流称为脉 动直流电流
直流电流用“DC”表示
交流电流：如果电流的大小和方向都随 时间的变化而改变，则称为交流电流。
交流电流用“AC”表示
1.1.3 电压、电位和电动势
1.电路中a、b点两点间的电 压定义为单位正电荷由a点移 至b点电场力所做的功。