文档介绍：第一章
本章通过直流电路介绍电路的基本概念和常用的电路分析和计算方法。这些基本概念和分析方法稍加扩展对交流电路也适用。
本章基本要求:1、了解电路的组成及电路的基本物理量,正确理解电流、电压正方向概念
2、了解电路的三种工作状态特点和功率平衡概念
3、了解额定值的意义
4、掌握电流源、电压源及等效互换
5、正确应用电路的基本定律、基本定理,主要包括欧姆定律、克希荷夫定律、叠加原理、等效电源定律等
6、能分析计算一般直流电路和电路中各点的电位
7、了解受控源的基本概念
§1-1电路的作用和组成
电路
电路概念:电流的通路
电路一般是由电路期间和电气设备以一定方式构成的。
举例:手电筒电路
电路的组成
3、电路的作用
电路模型
由一些理想元件所组成的电路就是实际电路的电路模型,它是对实际电路电磁性质的科学抽象和概括。
电路的基本物理量和正方向
电流及正方向概念
电流:讲清楚电流的概念、实际方向、单位及符号(I)
正方向及表示法:电路中,任意假设的电流方向称为电流正方向或参考方向,很重要
a
b
表示法
正方向表示举例: (箭头表示电流正方向)
或I(下标表示电流正方向)
电流值正负号意义:电流为正表示实际方向与其正方向一致
电流为负表示实际方向与其正方向相反
[ e=*10 ]
电压和电动势
:电场力把单位正电荷(1C)从a移至b所做的功,
电压:复习电压概念、实际方向单位及符号(为U)
电压正方向概念:电路中任意指定(或假设)的电压方向就是正方向(或参考方向)
U
U
a
b
电压正方向表示法:
关联正方向:当某元件上电压、电流正方向一致时称关联方向
电动势:复习电动势概念、实际方向及符号(为E)
R
I
U
欧姆定律: ,但当U、I参考方向不一致时,
功与功率
功:
W即电场力将电荷Q从a点移到b点所做的功
功率: 瓦(W)
[1度电=1千瓦时=1千瓦的功率在1小时内所做的功]
功率计算:
计算电路中功率时,一律以电流、电压的正方向为准
元件
I
U
当U、I正方向一致时,
R
如
U
I
我们说该元件消耗的电功率为
若计算结果 P为正,
表示该元件是吸收功率的,是负载
若计算结果为负,
则表示该元件是产生功率的,是电源
即可通过计算P值,
判别元件是电流还是负载
当U、I正方向相反时,
元件
U
I
则该元件产生的电功率为
当P>0时,元件为电源
当P<0时,元件为负载
例:电路如图所示,方框表示电源或负载。各电压和电流的正方向如图中所示,今通过测量得知,(1)试标出各电流、电压的实际方向和极性
(2)[判断那些是电源?那些是负载?并计算其功率。检验功率是否平衡?
解:……
解该题目的:搞清正方向概念
通过电流、电压实际方向判断元件是电源那还是负载
学习功率的计算。用两种方法:a、根据实际方向计算功率b、根据正方向计算功率
§1-2电路的三种状态及额定值
三种状态:开路、通路、短路
I
+
-
R
U
E
通路状态(有载状态)
功率平衡:上式各乘以I,得(功率平衡方程式)
说明输出功率即负载消耗的功率等于电源产生的功率减去电源内部消耗的功率
开路状态
+
-
I
S
U
UR
R0
E
R
S断开,电路中电流I=0,
电源侧的:
负载侧的:
短路状态
电源未经负载直接由导线接通成闭合回路,此时,短路电流严重事故,短路应该设法避免。
+
-
R
a
b
ISC
I
U
UR
E
电源侧的情况:
负载侧情况:
额定值
额定值:制造厂为了使产品能在给定的工作条件下长期、稳定地运行而规定的正常允许值,是电气设备最合理的使用值。
额定电压、额定电流、额定功率等等统称为额定值,常用下标n标记。它与实际值无关,因为实际工作时的量值是由电路中的实际电源及元件参数决定的。
应用:额定值是电气设备使用时的参考值,既不能高于额定值(考虑到耐热性、绝缘性等),也不能长期低于额定值运行,应在额定值附近较好。
额定值举例:灯泡
发电机 40KW 220V 174A
过载、负载、额定状态
作业:电工学学习指导书
或教材习题1-1
§1-3电压源与电流源及其等效变换
一个实际的电源可以用两种不同的电路模型来表示,即电压源模型(电压源)和电流源模型(电流源)。
一、电压源(模型)
用一个与电流源无关的电动势E和一内阻R0相串联的等效电路来表示电源,这就是电压源模型,称为