第1章直流电路课件.ppt

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1、电工技术电工技术电工技术电工技术第一章直流电路第一章直流电路第二章单相交流电路第二章单相交流电路第三章三相交流电路第三章三相交流电路第四章暂态过程分析第四章暂态过程分析第五章变压器第五章变压器第六章交流电动机第六章交流电动机第七章继电接触式控制电路第七章继电接触式控制电路第一章直流电路第一章第一章 直流电路直流电路1.1 1.1 电路及其组成电路及其组成1.2 1.2 电路中的物理量及参考方向电路中的物理量及参考方向1.3 1.3 电路中电位的计算电路中电位的计算1.4 1.4 基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.5 1.5 复杂电路的基本分析方法复杂电路的基本分析方法1.6 1.6 电路的工作状态及

2、电气设备的额定值电路的工作状态及电气设备的额定值上一页下一页返回本章1.1 1.1 电路及其组成电路及其组成 将某些电气设备用一定方式组合起来的电流通路叫将某些电气设备用一定方式组合起来的电流通路叫做电路。一个完整的电路是由电源、负载、中间环节（做电路。一个完整的电路是由电源、负载、中间环节（开关和导线等）按一定方式组成。开关和导线等）按一定方式组成。图图手电筒电路原理图手电筒电路原理图灯灯泡泡开关开关电电池池电源电源负载负载中间环节中间环节图图是手电筒电路的原理图。是手电筒电路的原理图。上一页下一页返回本章电路按其功能可分为两类：电路按其功能可分为两类： 1 1、实现能量的传输、分配和转换（

3、电力电路）；、实现能量的传输、分配和转换（电力电路）； 2 2、实现信号的传递和处理（信号电路）。、实现信号的传递和处理（信号电路）。 为了方便对实际电路进行分析和计算，通常将实际为了方便对实际电路进行分析和计算，通常将实际电气元件用能够反映其主要特征的理想元件来代替，即电气元件用能够反映其主要特征的理想元件来代替，即电路模型。图电路模型。图为手电筒电路的电路模型。为手电筒电路的电路模型。RLSR0US+图图 手电筒电路的电路模型手电筒电路的电路模型上一页下一页返回本章返回本节1、电流、电流实际正方向实际正方向假设正方向（参考方向）假设正方向（参考方向）电流的方向电流的方向实际正方向：正电荷移

4、动的方向。实际正方向：正电荷移动的方向。假设正方向：参考方向，是任意选取的。假设正方向：参考方向，是任意选取的。1.2 1.2 电路中的物理量及参考方向电路中的物理量及参考方向 电荷的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度电荷的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度表示，简称电流。表示，简称电流。上一页下一页返回本章 实际方向和参考方向的关系为：实际方向和参考方向的关系为： 电流实际方向和参考方向相同，电流为正值，反电流实际方向和参考方向相同，电流为正值，反之取负值。如图之取负值。如图所示。所示。 I参考方向实际方向(a) I0实际方向参考方向(b) I0参考方向 U实际方向+-(B) U0图

5、图电压的实际方向与参考方向电压的实际方向与参考方向上一页下一页返回本章返回本节电动势电动势 电动势是用来描述电源将其它形式的能量转换为电电动势是用来描述电源将其它形式的能量转换为电能能力大小的物理量，在电源内部，非静电力把单位正能能力大小的物理量，在电源内部，非静电力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极时所作的功，称为电源电荷从负极经电源内部移到正极时所作的功，称为电源的电动势。用的电动势。用E E表示。表示。 电动势的正方向：由低电位端指向高电位端，是电电动势的正方向：由低电位端指向高电位端，是电位升的方向，与实际电压方向相反。位升的方向，与实际电压方向相反。上一页下一页返回本章返回本节例例

6、1 1：判断图：判断图中各电路元件在电路中的作用。中各电路元件在电路中的作用。解：解：（a）电流方向从）电流方向从“+”到到“-”，此，此元件为负载元件为负载。(a)+U I(b)E I(c)U I图图例的电路例的电路上一页下一页返回本章返回本节（b）由）由E的方向可知电气设备两端的方向可知电气设备两端极性左极性左“-”，右，右“+”，电流从，电流从“-”到到“+”，此元件为电源。，此元件为电源。（c）由）由U的方向可知电气设备两端的方向可知电气设备两端极性左极性左“+”，右，右“-”，电流方向从，电流方向从“-”到到“+”，此元件为电源。，此元件为电源。上一页下一页返回本章返回本节(b)EI

7、(c)U I1.3 1.3 电路中电位的计算电路中电位的计算电位是度量电路中各点所具有的电位能大小的物理电位是度量电路中各点所具有的电位能大小的物理量，要度量电位必须选取参考点，一般选取大地或设备量，要度量电位必须选取参考点，一般选取大地或设备的机壳作为零电位点，符号表示分别为的机壳作为零电位点，符号表示分别为“ “ ” ”或或“ ” ”。电位的计算方法：电位的计算方法：1.1.任意选取电位的参考零点；任意选取电位的参考零点；2.2.标出电源和负载的极性；标出电源和负载的极性； 3.3.求某点的电位值，就选取一条从该点到零电位的路求某点的电位值，就选取一条从该点到零电位的路径，然后求所经过器件

8、的径，然后求所经过器件的电位降电位降（电位降取正值，电位升（电位降取正值，电位升取负值）的代数和即为该点的电位。取负值）的代数和即为该点的电位。上一页下一页返回本章例例2 2：某一完整电路中的一部分如图所示，分别某一完整电路中的一部分如图所示，分别以以A A、B B、C C为参考点，计算各点的电位为参考点，计算各点的电位。ACBR=1I=2AE=3V+-+-图图例的电路图例的电路图解：若以解：若以A为参考点，根据给定的为参考点，根据给定的I和和E的参考方向的参考方向 标出电路中各元件两端标出电路中各元件两端的极性，按照电位的计算方法有的极性，按照电位的计算方法有UA=0VUB=IR=21=2V

9、UC=-E+IR=-3+2= -1V上一页下一页返回本章返回本节若以若以B为参考点为参考点ACBR=1I=2AE=3V+-+-UB=0VUA=-IR=-21=-2VUC=-E=-3V若以若以C为参考点为参考点UC=0VUB=E=3VUA=-IR+E=-21 +3=1V上一页下一页返回本章返回本节则：则：V VA A=E=E1 1例例3:3: 如图如图77所示，求所示，求、B B、C C 三点的电位。三点的电位。E1解：解：选取选取点为参考点，点为参考点，点的电位，可选取点的电位，可选取路径为：路径为：DR1R2E1+-R3+_BACI1I2I3E2图图77例例3 3的电路的电路上一页下一页返回

10、本章返回本节C C点的电位，选取路径点的电位，选取路径C C B B点的电位，选取路径点的电位，选取路径B B则：则： V VB B=R=R3 3I I3 3R3DE2D则：则：V VC C= = 注意：注意：参考点选定后，各点的电位是确定值，与选择参考点选定后，各点的电位是确定值，与选择的路径无关。的路径无关。DR1R2E1+-R3+_BACI1I2I3E2图图77例例3 3的电路的电路上一页下一页返回本章返回本节1-4 1-4 基尔霍夫定律基尔霍夫定律名词注释：名词注释： 基尔霍夫基尔霍夫定律用来描述电路中各部分电压和各部定律用来描述电路中各部分电压和各部分电流间的关系，用以解决用欧姆定律

11、和电阻串并联分电流间的关系，用以解决用欧姆定律和电阻串并联得不到结果的复杂电路问题；其中包括得不到结果的复杂电路问题；其中包括基尔霍夫基尔霍夫电流电流定律和定律和基尔霍夫基尔霍夫电压定律。电压定律。节点：三个或三个以上支路的联结点节点：三个或三个以上支路的联结点支路：电路中任意一段无分支的路径支路：电路中任意一段无分支的路径回路：电路中任一闭合路径回路：电路中任一闭合路径网孔：内部不含有其它支路的回路网孔：内部不含有其它支路的回路上一页下一页返回本章支路：支路：AB、ADCB、AGFB （共（共3条）条）回路：回路：ADCBA、 AGFBA、DAGFBCD （共（共3 个）个）节点：节点：A、

12、 B (共共2个）个）网孔：网孔： ADCBA、 AGFBA、 （共（共2个）个）上一页下一页返回本章返回本节图图77例例3 3的电路的电路BR1R2E1+-R3+_ADGI1I2I3E2FC 1、基尔霍夫电流定律（、基尔霍夫电流定律（KCL）基尔霍夫电流定律的依据是电流的连续性原理。对任基尔霍夫电流定律的依据是电流的连续性原理。对任何节点上的电流，在任一瞬间，流入节点的电流之和等于何节点上的电流，在任一瞬间，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。或者说，在任一瞬间，流出节点的电流之和。或者说，在任一瞬间，通过电路中通过电路中任一节点各支路电流的任一节点各支路电流的代数和为代数和为 0 0

13、。即：。即： 4231IIII或或：04231IIII出入II或或0I 如图所示电路如图所示电路I1I2I3I4上一页下一页返回本章返回本节i4 i2 i6 i5 i3 i1 a b c + us 在图在图中，若将闭中，若将闭合路径合路径abcabc作为一个封闭面作为一个封闭面（广义节点），有：（广义节点），有：0iii321 若对电路中若对电路中a a、b b、c c节点节点分别应用分别应用KCLKCL定律，则有：定律，则有：节点a i1i4i60节点b i2i4i50节点c i3i5i60 以上三式相加仍得：以上三式相加仍得：0iii321 由此可见：由此可见：广义节点的概念是广义节点的概

14、念是KCLKCL定律推广应用的结定律推广应用的结果。果。图图广义节点示例广义节点示例上一页下一页返回本章返回本节 2、基尔霍夫电压定律、基尔霍夫电压定律(KVL)基尔霍夫电压定律是确定电路回路内电压之间关基尔霍夫电压定律是确定电路回路内电压之间关系的一个定律：电路中的任一回路，在任一瞬间，沿任系的一个定律：电路中的任一回路，在任一瞬间，沿任意循行方向循环一周，其电位升等于电位降。或者电压意循行方向循环一周，其电位升等于电位降。或者电压的代数和为的代数和为 0 0。即：。即：降升uu或或: :(电压参考方向与回路绕行方向电压参考方向与回路绕行方向一致时取正号，相反时取负号一致时取正号，相反时取负

15、号)0u上一页下一页返回本章返回本节 取回路取回路CDABCCDABC、BAGFB BAGFB 和和CDAGFBC CDAGFBC 的绕行方向均按顺时的绕行方向均按顺时针方向绕行，根据针方向绕行，根据KVLKVL定律列定律列方程如下：方程如下：对回路对回路DABCDDABCD有：有：123例例4 4： 利用基尔霍夫电压定律列出图利用基尔霍夫电压定律列出图电路中所电路中所有回路的电压方程。有回路的电压方程。R1R2R3E2E1AGDCBF图图例的电路例的电路解：解：设各支路的电流方向如图所示：设各支路的电流方向如图所示：I IR RE1+ IR 上一页下一页返回本章返回本节回路回路DAGFBCD

16、DAGFBCD： 以上三个以上三个KVLKVL方程任意组合两个方程可得出第三个方程任意组合两个方程可得出第三个方程，所以只有两个是独立方程。一般地，如果电路有方程，所以只有两个是独立方程。一般地，如果电路有N N个网孔，可列出个网孔，可列出N N个独立的电压方程。个独立的电压方程。对回路对回路AGFBAAGFBA有：有：R1R2R3E2E1123AGDCBF图图例的电路例的电路I I2 2R R+ + E IR R I IR RE EE1+ IR 上一页下一页返回本章返回本节 KVLKVL定律还适用于如图定律还适用于如图1010所示的开口电路。所示的开口电路。设开口电路电压为设开口电路电压为U

17、 UABAB，绕行方，绕行方向为逆时针，则开口电路的电压方向为逆时针，则开口电路的电压方程为：程为：UAB IRIR+E E 总结：如果在电路中有总结：如果在电路中有个节点，个节点，条支路，条支路，则独立的节点电流方程有：则独立的节点电流方程有：个；个；独立的回路电压方程有：独立的回路电压方程有：1 1个。个。REIABUAB图图开口电路示例开口电路示例上一页下一页返回本章返回本节1.5 1.5 复杂电路的基本分析方法复杂电路的基本分析方法1、支路电流法、支路电流法支路电流法是以支路电流为未知量，根据支路电流法是以支路电流为未知量，根据KCLKCL、KVLKVL定定律列出独立的节点电流方程和回

18、路电压方程，从而求出各律列出独立的节点电流方程和回路电压方程，从而求出各支路电流的方法。支路电流的方法。例例5 5 如图如图1111所示，已所示，已知知R R,24，R R6，12，R R6，求各支路电流。，求各支路电流。R1R2R3E2E1GDCBF图图1111例例5 5的电路的电路上一页下一页返回本章 解：解：1 1、在图中设各支路电流、在图中设各支路电流 I、I、I以及网以及网孔孔1、2的绕行方向；的绕行方向；2 2、根据、根据KCLKCL、KVLKVL定律定律列出独立方程；即：列出独立方程；即：11232AR1R2R3E2E1GDCBF图图1111例例5 5的电路的电路I I2 2R

19、R E EIR IIII IR RE1IR 、代入数据得：、代入数据得：III 6I 24 24 3I3I 6I2 2 12 12 6I3 上一页下一页返回本章返回本节、得到结果：、得到结果：II2.5 A I.5 A .5 A 注意：注意：数值为正，说明参考方向与实际方向相同；数值为正，说明参考方向与实际方向相同；数值为负，说明参考方向与实际方向相反。数值为负，说明参考方向与实际方向相反。1 1、假定各支路的电流及参考方向，网孔绕行方向；、假定各支路的电流及参考方向，网孔绕行方向；2 2、根据、根据KCLKCL定律列出独立的节点电流方程；定律列出独立的节点电流方程；3 3、根据、根据KVLK

20、VL定律列出独立的回路电压方程；定律列出独立的回路电压方程；4 4、解方程组求出各支路电流。、解方程组求出各支路电流。总结：总结：支路电流法的支路电流法的解题步骤如下：解题步骤如下：上一页下一页返回本章返回本节2、电压源和电流源的等效变换、电压源和电流源的等效变换实际使用的实际使用的电源有电源有电压源和电流源两种形式。电压源和电流源两种形式。图图1212表示一个电压源模型，表示一个电压源模型，是由是由一个理想电压一个理想电压源源E EO O （内阻（内阻r rO O为为零零的电压源称为理想电压源，其输出电的电压源称为理想电压源，其输出电压始终保持恒定）和一个内电阻压始终保持恒定）和一个内电阻r

21、 rO O串联的组合来代替。串联的组合来代替。I+- EObaUr0图图1212电压源模型电压源模型实际电压源实际电压源上一页下一页返回本章返回本节图图11表示一个电流源模型。表示一个电流源模型。是由一个理想电是由一个理想电流源流源I IS S（内阻（内阻r rs s为为无穷大无穷大的电流源称为理想电流源，其的电流源称为理想电流源，其输出电流输出电流始终保持恒定始终保持恒定）和一个内电阻和一个内电阻r r并联的组合来并联的组合来代替。代替。UISabI rs图图11电流源模型电流源模型实际电流源实际电流源当两种电源模型对外电路有相同的输出电压和电流当两种电源模型对外电路有相同的输出电压和电流时

22、，两种电源是可以等效互换的。如时，两种电源是可以等效互换的。如图图1414所示。所示。上一页下一页返回本章返回本节对电压源模型有：对电压源模型有：EOrO IU对电流源模型有：对电流源模型有： ISIU/ rs或IS rs rs I UUISabI rsb 电流源模型I = I U = UI+-EObaUa 电压源模型r0图图1414电压源模型和电流源模型等效互换电压源模型和电流源模型等效互换上一页下一页返回本章返回本节rs 3IS例例6 6 作出图作出图1515所示电路的等效电源图所示电路的等效电源图解：解：将其转换成电流源的电流为：将其转换成电流源的电流为：I IS SE EO O / /

23、r rO O 电阻为：电阻为：r rs s 33rOEOV3图图1515例例6 6电路的等效电源变换图电路的等效电源变换图上一页下一页返回本章返回本节EO rOIS rO rs比较比较()式和式和()式可得电压源和电流源的等效变换式：式可得电压源和电流源的等效变换式：例例7 7 作出图作出图1616所示电路的等效电源图所示电路的等效电源图: :解：解：变换过程如下图所示：变换过程如下图所示：32A6A6B B 两个电流源两个电流源24AC C 两个电流源合并为一个电流源两个电流源合并为一个电流源8V2D D 变换成为一个电压源变换成为一个电压源A A 两个电压源两个电压源 12V6318V 图

24、图1616例例7 7电路的等效电源变换图电路的等效电源变换图上一页下一页返回本章返回本节3、叠加原理、叠加原理叠加原理是线性电路中的一条重要原理。即在线叠加原理是线性电路中的一条重要原理。即在线性电路中，当有几个电源共同作用时，任一支路所产性电路中，当有几个电源共同作用时，任一支路所产生的电流（或电压）等于由各个电源单独作用时在该生的电流（或电压）等于由各个电源单独作用时在该支路所产生电流（或电压）的代数和。支路所产生电流（或电压）的代数和。当某独立源单独作用电路时，其他独立源应该除当某独立源单独作用电路时，其他独立源应该除去，称为去，称为“除源除源”，即对，即对电流源电流源，令其电源电流为零

25、，令其电源电流为零，相当于，相当于“开路开路” ” ；对；对电压源电压源，令电源电压为零，相，令电源电压为零，相当于当于“短路短路” ” 。如图。如图1717所示：所示：上一页下一页返回本章返回本节+ +I1 = I1+I1 I2 = I2+I2I2- -+ +E EI Is sI1图图1717叠加原理示例叠加原理示例（a）I1- -+ +E EI2（b）1 1I Is s2 2I2 I1 （c）叠加原理把复杂电路化为多个简单电路求解，最后进叠加原理把复杂电路化为多个简单电路求解，最后进行叠加。行叠加。上一页下一页返回本章返回本节例例8 8 如图如图1818所示电路，已知所示电路，已知18V,

26、 18V, R=3，R R6，I Is s=3A=3A，求通过电阻求通过电阻R R1 1和和R R的电流的电流I1 1 和和I2 2 。解：解：电压源单独作用时，如电压源单独作用时，如图图1919所示：所示： - -+ +E EIsI2I1图图1818例例8 8的电路的电路-+EI2I1图图1919电压源单独作用电压源单独作用I1 1= - = - I2 = =（ R R+ R+ R）18/18/（3+63+6） = 2A= 2A上一页下一页返回本章返回本节电流源单独作用时，如图电流源单独作用时，如图2020所示：所示：应用应用叠加原理叠加原理得：I1 = I1+I1= 2+2=4A I2 =

27、 I2+I2 =2+1=1A IsI2 I1 图图2020电流源单独作用电流源单独作用A23636IRRRIS212 1 A13633IRRRIS211 2 上一页下一页返回本章返回本节4、节点电位法、节点电位法节点电位法是以电路中的节点电位为未知量列方程节点电位法是以电路中的节点电位为未知量列方程求解电路的分析方法，这种方法多用在多支路少节点的求解电路的分析方法，这种方法多用在多支路少节点的电路中，在计算支路电流时非常简便。电路中，在计算支路电流时非常简便。、选取节点、选取节点为电位参考零点，从三条支路写出为电位参考零点，从三条支路写出计算计算V VA A的表达式为：的表达式为：V VA A

28、 E E1 1I I1 1R R1 1V VA A I I3 3R R3 3V VA A E E2 2I I2 2R R2 2（） 现以图现以图2121为例介绍节点电位法的分析方法。为例介绍节点电位法的分析方法。R1R2R3ABE1E2I1I2I3图图2121节点电位法示例节点电位法示例上一页下一页返回本章返回本节得到各支路电流与电位得到各支路电流与电位V VA A的表达式为的表达式为：33222111RVIREVIRVEIAAA（2）将将（2 2）代入代入（3 3）可整理得出可整理得出V VA A 的表达式：的表达式：、根据、根据KCLKCL定律有：定律有： I I1 1-I-I2 2-I-

29、I3 3=0=0 （3）上一页下一页返回本章返回本节式中分母为两节点之间各支路的恒压源为零后的电式中分母为两节点之间各支路的恒压源为零后的电阻的倒数和；分子为各支路的恒压源与本支路电阻相除阻的倒数和；分子为各支路的恒压源与本支路电阻相除后的代数和。后的代数和。、将、将V VA A 的结果代入（的结果代入（2 2）式即可求得各支路电流）式即可求得各支路电流的值。的值。 R1RER1R1R1REREV3212211A当恒压源两端极性与当恒压源两端极性与节点电压的参考极性节点电压的参考极性一致时取正号，极性一致时取正号，极性相反时取负号。相反时取负号。上一页下一页返回本章返回本节例例9 9 如图如图

30、1111所示，已知所示，已知R R,24，R R6，12，R R6，用用节点电压法节点电压法求各支路电流。求各支路电流。解：可先求出解：可先求出A电的电位电的电位VRRRRE15616131612324111REU3212211AR1R2R3E2E1GDCBF图图1111例例5 5的电路的电路A上一页下一页返回本章返回本节I1I3I2ARUEIA5 . 061512222ARUEIA331524111ARUIA5 . 261533上一页下一页返回本章返回本节0IR Rb ba ar+ +- -C 等效电源电路有源二端网络 N IR Rb ba aB 有源二端网络电路5、戴维南定理（等效电压源定

31、理）、戴维南定理（等效电压源定理）在复杂电路中，将待求支路从电路中取出，其余电在复杂电路中，将待求支路从电路中取出，其余电路称为有源二端网络，任何一个线性有源二端网络都可路称为有源二端网络，任何一个线性有源二端网络都可以用一个电压源来等效代替。这就是戴维南定理。如图以用一个电压源来等效代替。这就是戴维南定理。如图2222所示：所示：1R RR R2R RI IA 有源复杂电路图图2222（1 1）戴维南戴维南定理示例定理示例上一页下一页返回本章返回本节无源二端网络 N b ba aabE 等效电压源内电阻等效电压源的等效电压源的电动势电动势等于有源二端网络的等于有源二端网络的开路开路电压电压U

32、 U0 0，如图，如图D D所示。所示。等效电压源的等效电压源的内阻内阻r0等于有源二端网络去掉电源后等于有源二端网络去掉电源后（电压源短路，电流源开路）所得无源二端网络的（电压源短路，电流源开路）所得无源二端网络的等效等效电阻电阻。如图所示。如图所示。有源二端网络 N b ba aU0 等效电压源电动势图图2222（2 2） 戴维南戴维南定理示例定理示例上一页下一页返回本章返回本节例例1010：用用戴维南戴维南定理求图中通过负载电阻的电流定理求图中通过负载电阻的电流I I。 解：解：第一步：将待求支路取出，求第一步：将待求支路取出，求有源二端网络有源二端网络的开的开路电压路电压U0 ，如图，

33、如图A A： 有源二端网络内的电流为有源二端网络内的电流为: :2121XRREEI 1R RR R2R RI I1 R RR R2I IX X图 A上一页下一页返回本章返回本节第二步：将有源二端网络除源求输入电阻第二步：将有源二端网络除源求输入电阻 r0 ，如图，如图B B：21210RRRRr 等效电源的电动势即等效电源的电动势即a a、b b两端的开路电压：两端的开路电压： = U= U0 0= =2 2+I+IX X2 2 或或 = U= U0 0= =1 1-I-IX X1 1R RR R图 Br01 R RR R2I IX XU U0 0上一页下一页返回本章返回本节00rREI根据

34、全电路的欧姆定律得根据全电路的欧姆定律得通过负载通过负载R R 的电流的电流I I 为为：第三步：画出等效电路求负载电流第三步：画出等效电路求负载电流 I+_E0roRI等效电路等效电路上一页下一页返回本章返回本节 1.6电路的状态及电气设备的额定值电路的状态及电气设备的额定值 1 1、电路的工作状态、电路的工作状态 空载状态又称断路或空载状态又称断路或开路状态，如开路状态，如图图2323所所示示, ,开关开关S S打开，外电路电打开，外电路电阻可视为无穷大，故电路阻可视为无穷大，故电路具有以下特征：具有以下特征： ABCDRr0EU1U2+_S 图图23 23 电路的空载状态电路的空载状态1

35、.1 1.1 空载状态空载状态+_上一页下一页返回本章（1 1）电路中电流为零，即）电路中电流为零，即I=0I=0。（2 2）路端电压等于电源的电动势。此电压称空载或）路端电压等于电源的电动势。此电压称空载或开路电压，用开路电压，用U UOCOC表示，即表示，即 U U1 1=U=UOCOC=E-r=E-r0 0I=EI=E（3 3）电源的输出功率）电源的输出功率P P1 1和负载吸收的功率和负载吸收的功率P P2 2均为零。均为零。即：即： P P1 1=U=U1 1I=0I=0 P P2 2=U=U2 2I=0I=0返回本节上一页下一页返回本章ABCDRr0EU1U2+_SISC+_图图2

36、4 24 电路的短路状态电路的短路状态 1.2 1.2 短路状态短路状态 短路状态是一种极端的通路状态，外电路电阻短路状态是一种极端的通路状态，外电路电阻R R 可视可视为零，故电路具有以下特征：为零，故电路具有以下特征：（1 1）电路中的电流最大）电路中的电流最大, , 即：即：I ISCSC=E/r=E/r0 0 （2 2）电源和负载的端电）电源和负载的端电 压均为零，即：压均为零，即： U U1 1= =r r0 0I ISCSC=0=0 U U2 2=0=0返回本节上一页下一页返回本章 （3 3）电源的对外输出功率）电源的对外输出功率P P1 1和负载吸收功率和负载吸收功率P P2 2

37、均为均为零，即：零，即： P P1 1=U=U1 1I I1 1= 0= 0 P P2 2=U=U2 2I I2 2= 0= 0 这时电动势发出的功率为：这时电动势发出的功率为： P PE E=EI=EISCSC=E=E2 2/r/r0 0= I= ISCSC2 2 r r0 0 全部消耗在电源内阻全部消耗在电源内阻r r0 0上。上。返回本节上一页下一页返回本章1.3 1.3 负载状态负载状态P P1 1=U=U1 1I=(E-rI=(E-r0 0I)I=EI-rI)I=EI-r0 0I I2 2 = =U2I=PI=P2 2(3) (3) 电源的输出功率为：电源的输出功率为：(2) (2)

38、 电源的端电压为：电源的端电压为： U1=E-r0I =U2(1) (1) 电路中的电流为：电路中的电流为： I=E/(rI=E/(r0 0+R)+R)负载状态是通路状态，开关负载状态是通路状态，开关S S闭合闭合 。此时电路具有以。此时电路具有以下特征：下特征：ABCDRr0EU1U2+_SI_+图图25 25 电路的负载状态电路的负载状态返回本节上一页下一页返回本章2 2、电气设备的额定值、电气设备的额定值 在实际电路中，所有电气设备和元器件在工时都有一在实际电路中，所有电气设备和元器件在工时都有一定的使用限额，这种限额称为额定值。常用下标定的使用限额，这种限额称为额定值。常用下标“N”N

39、”表表示。如示。如U UN N、I IN N等。等。通常，当实际使用值等于额定值时，通常，当实际使用值等于额定值时，电气设备的工电气设备的工作状态称为额定状态（或满载）；作状态称为额定状态（或满载）；当实际功率或电流大当实际功率或电流大于额定值时，于额定值时，电气设备的工作状态称为过载（或超载）电气设备的工作状态称为过载（或超载）状态；状态；当实际功率或电流小于额定值较多时，当实际功率或电流小于额定值较多时，电气设备电气设备的工作状态称为轻载（或欠载）状态。的工作状态称为轻载（或欠载）状态。返回本节上一页下一页返回本章 例例1111： 如图所示的电路可供测量电源的电动势如图所示的电路可供测量电

40、源的电动势E E和和内阻内阻r r0 0。如开关。如开关S S打开时电压表的读数为打开时电压表的读数为6V6V，开关闭合时，开关闭合时电压表的读数为电压表的读数为5.8V5.8V，负载，负载R=10 R=10 ，试求电源的电动，试求电源的电动势势E E和内阻和内阻R R0 0（电压表的内阻可视为无穷大）。（电压表的内阻可视为无穷大）。 解：解： 设电压设电压U U、电流、电流I I的的参考方向如图，当参考方向如图，当S S断开时断开时 U=E-rU=E-r0 0I=E=6VI=E=6V 当开关闭合时，电路中的电流当开关闭合时，电路中的电流 I=U/R=5.8/10=0.58AI=U/R=5.8/10=0.58A 故电阻故电阻 r r0 0=(E-U)/I=(E-U)/I=（6-5.8)/0.58=0.345 6-5.8)/0.58=0.345 RVSr0UE+-I返回本节上一页下一页返回本章