电工技术电路的基本概念和基本定律1讲课讲稿.ppt

电工技术电路的基本概念和基本定律11.1 电路及电路模型电路及电路模型1.2 电路的基本物理量电路的基本物理量1.3 电路元件的伏安关系电路元件的伏安关系1.4 电气设备的额定值与电路的工作状态电气设备的额定值与电路的工作状态1.5 基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.6 电位的概念及计算电位的概念及计算第1章 电路的基本概念和定律1.1 电路及电路模型电路及电路模型 (1)(1)实现电能的传输、分配与转实现电能的传输、分配与转实现电能的传输、分配与转实现电能的传输、分配与转换换换换 (2)(2)实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理1.1.1 1.1.1 电路的作用电路的作用电路的作用电路的作用 电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备电路是电流的通路，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。或电路元件按一定方式组合而成。发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒1.1.2 1.1.2 电路的电路的电路的电路的组成部分组成部分组成部分组成部分电源电源:提供提供电能的装置电能的装置负载负载:取用取用电能的装置电能的装置中间环节：中间环节：传递、分传递、分配和控制电能的作用配和控制电能的作用发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线直流电源直流电源直流电源直流电源直流电源直流电源:提供能源提供能源信号处理：信号处理：放大、调谐、检波等放大、调谐、检波等负载负载信号源信号源:提供信息提供信息1.1.2 1.1.2 电路的电路的电路的电路的组成部分组成部分组成部分组成部分放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒 电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路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。工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。小结小结电路电路电路电路是为了某种需要而将某些电工设备或元件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。按一定方式组合起来的电流通路。电路的功能电路的功能电路的功能电路的功能一：进行能量的转换、传输和分配。一：进行能量的转换、传输和分配。二：实现信号的传递、存储和处理二：实现信号的传递、存储和处理。电路及其功能电路及其功能电路的组成电路的组成电路由电路由电源电源、负载负载和和中间环节中间环节3部分组成。电源提部分组成。电源提供电能，负载取用电能，中间环节传递、分配和供电能，负载取用电能，中间环节传递、分配和控制电能。控制电能。1.1.3 电路模型电路模型理想元件：理想元件：理想元件：理想元件：将实际元件理想化（模型化），即在一定条件下突将实际元件理想化（模型化），即在一定条件下突出元件主要的电磁性质，忽略次要因素，用一个足以表征其主出元件主要的电磁性质，忽略次要因素，用一个足以表征其主要特性的理想元件近似表示。理想元件主要有电阻元件、电感要特性的理想元件近似表示。理想元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件、理想电压源、理想电流源，不能产生能量的元件、电容元件、理想电压源、理想电流源，不能产生能量的元件为无源元件，能产生能量的元件为有源元件。元件为无源元件，能产生能量的元件为有源元件。电路模型：电路模型：电路模型：电路模型：为了便于用数学方法分析电路，为了便于用数学方法分析电路，由理想元件所组成由理想元件所组成的电路称为电路模型。的电路称为电路模型。1.1.3 电路模型电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型 为了便于用数学方法分析电路为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路一般要将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。相对应的电路模型。例：手电筒例：手电筒例：手电筒例：手电筒R+RoES+UI电池电池导线导线灯泡灯泡开关开关 手电筒由电池、灯手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。泡、开关和筒体组成。理想电路元件主要有理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。电容元件和电源元件等。例1：手电筒电路手电筒的电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型R+RoES+UI电池电池导线导线灯泡灯泡开关开关 电池电池是电源元件，其是电源元件，其参数为电动势参数为电动势 E 和内阻和内阻Ro；灯泡灯泡主要具有消耗电能主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其的性质，是电阻元件，其参数为电阻参数为电阻R；筒体筒体用来连接电池和灯用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。为是无电阻的理想导体。开关开关用来控制电路的通用来控制电路的通断。断。今后分析的都是指电今后分析的都是指电今后分析的都是指电今后分析的都是指电路模型，简称电路。在路模型，简称电路。在路模型，简称电路。在路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元电路图中，各种电路元电路图中，各种电路元电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号件都用规定的图形符号件都用规定的图形符号件都用规定的图形符号表示。表示。表示。表示。例2热电偶及电路 在工业测量中，广泛的使用热电偶测温仪表。其基本结构是：用两种不同的金属A和B,相联接，联结点用于感受被测空间温度，称为热端。另一个接点称为冷端。冷端和仪表构成闭合电路。当两个接点温度不同时，冷端会出现热电动势。这个电势就是一个信号。可以通过中间环节的传递到达仪表，并反映出热端的温度。1、电流电流：电荷的定向移动形成电流。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的电量。电流大小：单位时间内通过导体截面的电量。电流方向电流方向 习惯上，我们规定正电荷移动的方向或负电荷移动的反方向为电流的方向（实际方向），如下图。大写大写 I 表示直流电流表示直流电流小写小写 i 表示电流的一般符号表示电流的一般符号1.2 电路的基本物理量电路的基本物理量正电荷运动方向规定为正电荷运动方向规定为电流的实际方向电流的实际方向。电流的方向用箭头或双下标变量表示。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任意假设的电流方向称为电流的参考方向电流的参考方向。如果求出的电流值为正，说明参考方向如果求出的电流值为正，说明参考方向与实际方向一致，否则说明参考方向与实际与实际方向一致，否则说明参考方向与实际方向相反。方向相反。2、电压-电场力做功的大小的度量UAB（伏特）=A（焦耳）/Q（库仑）电压的方向规定为由高电位端指向低电位端，即为电位降低的方向。电功:1J=1瓦特1秒=1伏1安1秒=1伏1库仑 负载EBAUAB导线电源电路中某点的电位定义为单位正电荷由该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。点移至参考点电场力所做的功。电路中电路中a a、b b点两点间的电压等于点两点间的电压等于a a、b b两点两点的电位差的电位差。电路中电路中a a、b b点两点间的点两点间的电压电压定义为单位正电荷由定义为单位正电荷由a a点移至点移至b b点电场力所做的功。点电场力所做的功。例：例：当当ua=3V ub=2V时时u1=1V最后求得的最后求得的u为正值，说明电压的实际方向为正值，说明电压的实际方向与参考方向一致，否则说明两者相反。与参考方向一致，否则说明两者相反。u2=1V电压的实际方向电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处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，与电流方向的处理方法类似，可任选一方向为可任选一方向为电压的参考方向电压的参考方向3、电动势在电源内部，外力将正电荷从B极板移动到A极板。EBA（伏特）=A（焦耳）/Q（库仑）电源电动势的方向规定为在电源内部由低电位端指向高电位端，即为电位升高的方向。在表示一个电源时，用端电压U或电动势E表示都是合理的。负载EBAUAB导线电源 电动势是衡量外力即非静电力做功能力电动势是衡量外力即非静电力做功能力的物理量。外力克服电场力把单位正电荷从的物理量。外力克服电场力把单位正电荷从电源的负极搬运到正极所做的功，称为电源的负极搬运到正极所做的功，称为电源电源的电动势的电动势。电动势的实际方向与电压实际方向相反，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。规定为由负极指向正极。RR0U0对电量的参考方向（假定正方向）的说明:左上图的电流方向很好确定，但左下图中，BD两点间R5上的电流方向就难以确定。USR4R3R2R1DCBAR5R实际方向参考方向I0I实际方向参考方向I0U实际方向参考方向U 0时，该元件是负载性质，消耗功率。当P=UI 0时，该元件是电源性质，输出功率。如果U、I的参考方向不一致，则情况相反。R02RR01I24V12V物理量物理量实实 际际 方方 向向电流电流 I正电荷运动的方向正电荷运动的方向电动势电动势E (电位升高的方向电位升高的方向)电压电压 U(电位降低的方向电位降低的方向)高电位高电位 低电位低电位 单单 位位kA、A、mA、A低电位低电位 高电位高电位kV、V、mV、VkV、V、mV、V1.1.电路基本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向小结小结对基本物理量规定的方向对基本物理量规定的方向对基本物理量规定的方向对基本物理量规定的方向电流：电流：Uab 双下标双下标电压：电压：(1)(1)参考方向参考方向参考方向参考方向IE+_ 在分析与计算电路时，对在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。电量任意假定的方向。Iab 双下标双下标aRb箭箭 标标abRI正负极性正负极性+abU U+_2.2.电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向(2)(2)参考方向的表示方法参考方向的表示方法参考方向的表示方法参考方向的表示方法实际方向与参考方向实际方向与参考方向一致一致，电流，电流(或电压或电压)值为值为正值正值；实际方向与参考方向实际方向与参考方向相反相反，电流，电流(或电压或电压)值为值为负值负值。(3)(3)实际方向与实际方向与实际方向与实际方向与参考方向的关系参考方向的关系参考方向的关系参考方向的关系注意：注意：在参考方向选定后，电流在参考方向选定后，电流(或电压或电压)值才有正负值才有正负之分。之分。例：例：abRIabRU+若若 U=5V，则电压的实际方向，则电压的实际方向从从 a 指向指向 b；若若 U=5V，则电压的实际方向，则电压的实际方向从从 b 指向指向 a。元元件件的的伏伏安安关关系系：电电路路元元件件的的电电流流和和电电压压之之间间的的关关系系。元元件件的的伏伏安安关关系系只只与与元元件件本本身身的的性性质质有有关关，与与电电路路的的结结构构无无关关，是是分分析研究电路的基本依据之一。析研究电路的基本依据之一。1.3 电路元件的伏安关系电路元件的伏安关系1理想电压源理想电压源（1）伏安关系）伏安关系u=uS 端电压为端电压为us，与流过电压与流过电压源的电流无关，由电源本源的电流无关，由电源本身确定，电流任意，由外身确定，电流任意，由外电路确定。电路确定。（2）特性曲线与符号）特性曲线与符号1.3.1 电压源与电压源与电流源及等效变电流源及等效变换换（2）特性曲线与符号）特性曲线与符号i=iS流过电流为流过电流为is，与电源与电源两端电压无关，由电两端电压无关，由电源本身确定，电压任源本身确定，电压任意，由外电路确定。意，由外电路确定。2理想电流源理想电流源（1）伏安关系）伏安关系1.3.2 实际电源的两种模型实际电源的两种模型实际电源的伏安特性实际电源的伏安特性或或 可见一个实际电源可可见一个实际电源可用两种电路模型表示：一用两种电路模型表示：一种为电压源种为电压源Us和内阻和内阻Ro串串联，另一种为电流源联，另一种为电流源Is和和内阻内阻Ro并联。并联。实际使用电源时，应注意以下实际使用电源时，应注意以下3点：点：（1）实实际际电电工工技技术术中中，实实际际电电压压源源，简简称称电电压压源源，常常是是指指相相对对负负载载而而言言具具有有较较小小内内阻阻的的电电压压源源；实实际际电电流流源源，简简称称电电流流源源，常是指相对于负载而言具有较大内阻的电流源。常是指相对于负载而言具有较大内阻的电流源。（2）实实际际电电压压源源不不允允许许短短路路由由于于一一般般电电压压源源的的R0很很小小，短短路路电电流流将将很很大大，会会烧烧毁毁电电源源，这这是是不不允允许许的的。平平时时，实实际际电电压压源源不使用时应开路放置，因电流为零，不消耗电源的电能。不使用时应开路放置，因电流为零，不消耗电源的电能。（3）实实际际电电流流源源不不允允许许开开路路处处于于空空载载状状态态。空空载载时时，电电源源内内阻阻把把电电流流源源的的能能量量消消耗耗掉掉，而而电电源源对对外外没没送送出出电电能能。平平时时，实实际际电电流流源源不不使使用用时时，应应短短路路放放置置，因因实实际际电电流流源源的的内内阻阻R0一一般般都都很很大大，电电流流源源被被短短路路后后，通通过过内内阻阻的的电电流流很很小小，损损耗耗很很小小；而外电路上短路后电压为零，不消耗电能。而外电路上短路后电压为零，不消耗电能。1.理想电压源和理想电流源理想电压源和理想电流源理想电压源（恒压源）理想电压源（恒压源）:RO=0 时的电压源时的电压源.特点特点：(1）输出电）输出电 压压 U 不变，即不变，即 Uab US；（2）电源中的电流）电源中的电流 I 由外电路决定。由外电路决定。外特性外特性U=f(I)oIUUSIUS+_abURL设设:E=10VR22 例例 当当R1接入时接入时：I=5A则：则：US=0+_E+_abR2E+_abR1R2Is（3）恒压源中的电压）恒压源中的电压 US为为 零时，恒压源视为短路。零时，恒压源视为短路。当当R1 R2 同时接入时：同时接入时：I=10AIE+_abUab2 R1恒压源特性中不变的是：恒压源特性中不变的是：_ _ _US恒压源特性中变化的是：恒压源特性中变化的是：_I_ 会引起会引起 I 的变化。的变化。外电路的改变外电路的改变大小大小方向方向恒压源两端恒压源两端可否短路可否短路？a+_IUSUabbR问题与讨论问题与讨论否否 因为因为R=0 时时I 的变化可能是的变化可能是 _ 的变化，的变化，或者是或者是_ 的变化。的变化。理想电流源理想电流源（恒流源（恒流源):RO=时的电流源时的电流源.特点特点：（1）输出电流）输出电流 I 不变，不变，即即 I IS 外外特特性性（2）输出电压）输出电压U由外电路决定由外电路决定。abIUIsRLIUabISoIUIsR设设:IS=1 A R=10 时时，U=10 V R=1 时时，U=1 V则则:例例E+_abR1R2Is（3）恒流源的电流）恒流源的电流 IS为为 零时，恒流源视为开路。零时，恒流源视为开路。abR1IsIS=0恒流源特性中不变的是：恒流源特性中不变的是：_Is恒流源特性中变化的是：恒流源特性中变化的是：_Uab_ 会引起会引起 Uab 的变化。的变化。外电路的改变外电路的改变大小大小方向方向恒流源两端恒流源两端可否开路可否开路？abIUabIsR问题与讨论问题与讨论否否 因为因为R=时时Uab的变化可能是的变化可能是 _ 的变化，的变化，或者是或者是 _的变化。的变化。恒压源中的电流恒压源中的电流如何决定如何决定？恒流恒流源两端的电压等源两端的电压等于多少于多少？例例串联电流相同。串联电流相同。电压源中的电流电压源中的电流 I=IS恒流源两端的电压取决外电路恒流源两端的电压取决外电路IUs R_+abUab=?Is解：解：恒压源中的电流恒压源中的电流如何决定如何决定？恒流恒流源两端的电压等源两端的电压等于多少于多少？例例并联电压相同。并联电压相同。电压源中的电流取决外电路电压源中的电流取决外电路恒流源两端的电压恒流源两端的电压解：解：aIUs R_+bUab=?IsIR等效互换的条件：对外的电压电流相等。等效互换的条件：对外的电压电流相等。I=IUab=Uab即：即：IRO+-USbaUabUabISabIRO4.两种电源的等效变换两种电源的等效变换 电流源电流源UabRoIsabI 等效互换公式等效互换公式aUS+-bIUabRO电压源电压源+等效变换的注意事项等效变换的注意事项(1)两电路两电路对外等效对外等效，外特性一致。，外特性一致。(2)两两内阻相等内阻相等（Ro=Ro），所接位置不同。），所接位置不同。(3)IS流出端流出端对对应应US的正极的正极“+”。+aUSbIRo(Ro、Ro不一定必须是电源的内阻。不一定必须是电源的内阻。)ISaRobI（4）两电路的内部不等效，其内阻）两电路的内部不等效，其内阻 的压降和内阻的损耗一般不相等。的压降和内阻的损耗一般不相等。（5）恒压源和恒流源不能等效互换）恒压源和恒流源不能等效互换abIUabIsaUS+bI 应用举例应用举例例例10V+2A3 1 2 I10V+3 1 I2 4V+I=?1A6 2V+2 3 4A2 2 I+1A3 12V+6 2 2 2 I6VI=?例例(接上页接上页)1A6 2V+2 3 4A2 2 I3A1 2V-+2 2 I+1 3V+2 2V2 I-10V+2A2 I讨论题讨论题哪哪个个答答案案对对?+10V+4V2 1.4.1 电气设备的额定值电气设备的额定值额定值额定值额定值额定值是制造厂为了使产品能在给定的工作条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。额定值有件下正常运行而规定的正常容许值。额定值有额定电压额定电压UN与额定电流与额定电流IN或额定功率或额定功率PN。必须。必须注意的是，电气设备或元件的电压、电流和功注意的是，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。率的实际值不一定等于它们的额定值。1.4 电气设备的额定值及电路工作状态电气设备的额定值及电路工作状态在实际电路中，所有电气设备和元器件在工作时都有一定的使用限额，这种限额称为额定值。1、额定电流 为了使电气设备在工作中的温度不超过最高温度，因此通过它的最大容许电流就必须有一个限值。通常把这个限定的电流值称为该电气设备的额定电流，用IN表示。2、额定电压 为了限制电气设备的电流以及限制绝缘材料所承受的电压，因此允许加在各电气设备上的电压也有一个限值。通常把这个限定的电压值称为该电气设备的额定电压，用UN表示。开关闭合开关闭合,接通电接通电源与负载源与负载负载端电压负载端电压U=IR 特征特征:1.4.2.1 电源有载状态电源有载状态IR0R+-EU+-I 电流的大小由负载决定。电流的大小由负载决定。在电源有内阻时，在电源有内阻时，I U 。或或 U=E IR0电源的外特性电源的外特性EUI0 当当当当 R R0 0R R 时，则时，则时，则时，则U U E E ，表明，表明，表明，表明当负载变化时，电源的端电压变当负载变化时，电源的端电压变当负载变化时，电源的端电压变当负载变化时，电源的端电压变化不大，即带负载能力强。化不大，即带负载能力强。化不大，即带负载能力强。化不大，即带负载能力强。1.4.2 电路的工作状态电路的工作状态 开关闭合开关闭合,接接通电源与负载。通电源与负载。负载端电压负载端电压负载端电压负载端电压U=IR 特征特征特征特征:电源有载状态电源有载状态 电流的大小由负载决定。电流的大小由负载决定。在电源有内阻时，在电源有内阻时，I U 。或或 U=E IRoUI=EI IRoP=PE P负载负载取用取用功率功率电源电源产生产生功率功率内阻内阻消耗消耗功率功率 电源输出的功率由负载决定。电源输出的功率由负载决定。负载大小的概念负载大小的概念:负载增加指负载取用的负载增加指负载取用的电流和功率增加电流和功率增加(电压一定电压一定)。IR0R+-EU+-I电源与负载的判别电源与负载的判别电源与负载的判别电源与负载的判别U、I 参考方向不同，参考方向不同，P=UI 0，电源电源；P=UI 0，负载负载。U、I 参考方向相同，参考方向相同，P=UI 0，负载负载；P=UI 0，电源电源。1.1.根据根据根据根据 U U、I I 的的的的实际方向判别实际方向判别实际方向判别实际方向判别2.2.根据根据根据根据 U U、I I 的的的的参考方向判别参考方向判别参考方向判别参考方向判别电源：电源：U、I 实际方向相反，即电流从实际方向相反，即电流从“+”“+”端流出，端流出，（发出功率）（发出功率）；负载：负载：U、I 实际方向相同，即电流从实际方向相同，即电流从“-”端流出。端流出。（吸收功率）（吸收功率）。特征特征:开关开关 断开断开1.4.2.2 电源开路状态电源开路状态I=0电源端电压电源端电压(开路电压开路电压)负载功率负载功率U=U0=EP=01.开路处的电流等于零；开路处的电流等于零；I =02.开路处的电压开路处的电压 U 视电路情况而定。视电路情况而定。电路中某处断开时的特征电路中某处断开时的特征:I+U有有源源电电路路IRoR+-EU0+-电源外部端子被短接电源外部端子被短接1.4.2.3 电源短路状态电源短路状态 特征特征:电源端电压电源端电压电源端电压电源端电压负载功率负载功率负载功率负载功率电源产生的能量全被内阻消耗掉电源产生的能量全被内阻消耗掉电源产生的能量全被内阻消耗掉电源产生的能量全被内阻消耗掉短路电流（很大）短路电流（很大）短路电流（很大）短路电流（很大）U=0 PE=P=IR0P=01.1.短路处的电压等于零；短路处的电压等于零；U =02.2.短路处的电流短路处的电流 I 视电路情况而定。视电路情况而定。电路中某处短路时的特征电路中某处短路时的特征电路中某处短路时的特征电路中某处短路时的特征:I+U有有源源电电路路IR0R+-EU0+-例例：设设图图示示电电路路中中的的电电源源额额定定功功率率PN=22kW，额额定定电电压压UN=220V，内内阻阻R0=0.2，R为为可可调节的负载电阻。求：调节的负载电阻。求：（1）电源的额定电流）电源的额定电流IN；（2）电源开路电压）电源开路电压U0C；（3）电源在额定工作情况下的负载电阻）电源在额定工作情况下的负载电阻RN；（4）负载发生短路时的短路电流）负载发生短路时的短路电流ISC。解：解：(1)电源的额定电流为：电源的额定电流为：(2)电源开路电压为：电源开路电压为：(3)电源在额定状态时的负载电阻为：电源在额定状态时的负载电阻为：(4)短路电流为：短路电流为：1.5 1.5 电路的基本定律电路的基本定律电电路路的的基基本本定定律律主主要要包包括括欧欧姆姆定定律律及及基基尔尔霍霍夫夫定定律律，这这些些基基本本定定律律阐阐明明了了一一段段电电路路或或整整个个电电路路中中，各各部部分分电电压压、电电流流等等物物理理量量之之间间的的关关系系，是是分分析析电电路路的的理理论论基基础础和和基本依据。基本依据。U、I 参考方向相同时参考方向相同时U U、I I 参考方向相反时参考方向相反时参考方向相反时参考方向相反时RU+IRU+IU=I R U U=IRIR一、一、一、一、欧姆定律欧姆定律流流过过电电阻阻的的电电流流与与电电阻阻两两端端的的电电压压成成正正比比。用用于于表表述述一段电路上的电压、电流的关系。一段电路上的电压、电流的关系。二、基尔霍夫定律二、基尔霍夫定律二、基尔霍夫定律二、基尔霍夫定律两个节点之间的两个节点之间的电路。电路。三条或三条以上支路的联接点。三条或三条以上支路的联接点。由一条或者多条支路组成的闭合路径。由一条或者多条支路组成的闭合路径。内部不含支路的回路。内部不含支路的回路。I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E11 12 23 31 1、电路中的几个术语、电路中的几个术语结点：结点：结点：结点：支路支路：回路：回路：回路：回路：网孔：网孔：网孔：网孔：例例例例1 1：abab、bcbc、caca、（共（共（共（共6 6 6 6条）条）条）条）a a、b b、c c、d d (共共共共4 4个）个）个）个）abdabd、abc abc、bcdbcd （共（共（共（共3 3 个）个）个）个）a ad db bc cE E+GGR R3 3R R4 4R R1 1R R2 2I I2 2I I4 4I IGGI I1 1I I3 3I I支路：支路：支路：支路：结点结点结点结点：回路：回路：回路：回路：网孔：网孔：网孔：网孔：abdaabda、abcaabca、adbca adbca （共（共（共（共7 7 个）个）个）个）R5R1R2Us1Us2I3I2I1R4ABDCR3基尔霍夫电流定律用来确定连接在同一结点上各支路电流之间的相互关系。由于电流的连续性，电路中任何一点（包括结点）均不能堆积电荷，因此：在任何瞬间流入任一结点的电流总和等于流出该结点的电流总和。2 2、基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL(KCL(KCL(KCL定律定律定律定律)入入入入=出出出出或或或或:=0=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1对结点对结点a：I1+I2=I3或或或或 I1+I2I3=0应用于结点应用于结点1)1)1)1)结点中无电荷积累结点中无电荷积累结点中无电荷积累结点中无电荷积累2)2)2)2)任何时刻结点中电流代数和为任何时刻结点中电流代数和为任何时刻结点中电流代数和为任何时刻结点中电流代数和为0 0 0 03)3)3)3)流入结点电流之和等于流出结点电流之和流入结点电流之和等于流出结点电流之和流入结点电流之和等于流出结点电流之和流入结点电流之和等于流出结点电流之和含义：含义：含义：含义：2 2、基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL(KCL(KCL(KCL定律定律定律定律)例：求下图各支路中的未知电流I3I1=-2AI2=4A7A4A10A2AI2I1I3=2AI1=3AI2=5A I1+I2=I3CBAICIBIAICAIBCIABA：IA=IAB-ICAB：IB=IBC-IAB C：IC=ICA IBCIA+IB+IC=0 或I=0可见在任何瞬间通过任意封闭面的电流代数和也可见在任何瞬间通过任意封闭面的电流代数和也可见在任何瞬间通过任意封闭面的电流代数和也可见在任何瞬间通过任意封闭面的电流代数和也等于零等于零等于零等于零广义结点广义结点推广：适用于广义结点推广：适用于广义结点推广：适用于广义结点推广：适用于广义结点KVL说明了电路中任一闭合回路中各段电压间的关系。在任何瞬间电路中任一回路沿循行方向的各段电压的代数和等于零。3 3 3 3、基尔霍夫电压定律（、基尔霍夫电压定律（、基尔霍夫电压定律（、基尔霍夫电压定律（KVLKVLKVLKVL定律定律定律定律)3 3 3 3、基尔霍夫电压定律（、基尔霍夫电压定律（、基尔霍夫电压定律（、基尔霍夫电压定律（KVLKVLKVLKVL定律定律定律定律)即：即：U=0对回路对回路1 1：对回路对回路2 2：E1=I1 R1+I3 R3I2 R2+I3 R3=E2或或 I2 R2+I3 R3 E2=0 1 12 2应用于回路应用于回路1)1)1)1)沿回路循环一周，回路中各电压的代数和恒等于零。沿回路循环一周，回路中各电压的代数和恒等于零。沿回路循环一周，回路中各电压的代数和恒等于零。沿回路循环一周，回路中各电压的代数和恒等于零。2)2)2)2)沿回路循行一周，电位升之和等于电位降之和。沿回路循行一周，电位升之和等于电位降之和。沿回路循行一周，电位升之和等于电位降之和。沿回路循行一周，电位升之和等于电位降之和。含义：含义：含义：含义：I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1或或 I1 R1+I3 R3 E1=0 例：R1R2E1E2I3I2R3I1U=0 U升=U降 E1+I2R2=I1R1+E2 E1-E2=I1R1-I2R2 E=IR 结论：当电动势的方向与回路绕行方向一致时，则此电动势取正号，反之则取负号。当电阻上的电流方向与回路绕行方向一致时，则此电阻上的电压降取正号，反之则取负号。1 1 1 1列方程前列方程前列方程前列方程前标注标注标注标注回路循行方向；回路循行方向；回路循行方向；回路循行方向；电位升电位升电位升电位升=电位降电位降电位降电位降 E2=UBE +I2R2 U=0 UBE+I2R2 E2=02 2 2 2、应用、应用、应用、应用 U U=0=0列方程时列方程时列方程时列方程时，项前符号的确定：项前符号的确定：项前符号的确定：项前符号的确定：如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。3.3.3.3.开口电压可按回路处理开口电压可按回路处理开口电压可按回路处理开口电压可按回路处理 注意：注意：注意：注意：1 1对回路对回路1 1：E1UBEE+B+R1+E2R2I2_BAUBUAUABUAB+UB-UA=0或 UAB=UA-UBE=IR+U或 U=E-IR 基尔霍夫电压定律不仅应用于闭合电路，也可以把它推广应用于开口电路。ABUREIoDCBAUDAUCDUBCUABUCA例：有一闭合回路如图所示，已知：UAB=5V,UBC=-4V,UDA=-3V。试求（1）UCD；（2）UCA。(1)UAB+UBC+UCD+UDA=0 5+(-4)+UCD+(-3)=0 UCD=2V(2)UAB+UBC+UCA=0 UCA=-1V 例：例：例：例：对网孔对网孔abda：对网孔对网孔bcdb：R6I6 R6 I3 R3+I1 R1=0I4 R4+I3 R3 E=0对回路对回路 adbca，沿逆时针方向循行，沿逆时针方向循行：I1 R1+I3 R3+I4 R4 I2 R2=0应用应用 U=0列方程列方程adbcE+R3R4R1R2I2I4I6I1I3I对网孔对网孔acba：I2 R2 I4 R4 I6 R6=0此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢