情境万用电桥的调试与使用优秀PPT.ppt
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1、情境万用电桥的调试与使用你现在浏览的是第一页,共64页本章要求本章要求本章要求本章要求:1.1.理解霍夫定律、并掌握运用以上基尔霍夫定理解霍夫定律、并掌握运用以上基尔霍夫定律分析电路的方法;律分析电路的方法;2.2.2.2.理解电流的叠加定律理解电流的叠加定律理解电流的叠加定律理解电流的叠加定律,并掌握运用叠加定律分析简并掌握运用叠加定律分析简并掌握运用叠加定律分析简并掌握运用叠加定律分析简单电路的方法;单电路的方法;单电路的方法;单电路的方法;3.熟悉万用电桥的调试与使用方法。熟悉万用电桥的调试与使用方法。熟悉万用电桥的调试与使用方法。熟悉万用电桥的调试与使用方法。情境情境2 2万用电桥的调
2、试与使用万用电桥的调试与使用你现在浏览的是第二页,共64页2.1 电路的三种状态电路的三种状态2.1.1 2.1.1 空载状态空载状态2.1.2 2.1.2 短路状态短路状态2.1.2 2.1.2 有载工作状态有载工作状态主要内容主要内容你现在浏览的是第三页,共64页特征特征:开关开关断开断开2.1.1 空载状态(断路或开路状态)空载状态(断路或开路状态)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
3、+U有有源源电电路路IRoR+-EU0+-你现在浏览的是第四页,共64页电源外部端子被短接电源外部端子被短接2.1.2 短路状态短路状态特征特征:电源端电压电源端电压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:I+U有有源源电电路路IR0R+-EU0+-你现在浏览的是第五页,共64页开关闭合开关闭合,接通接通电源与负载电源与负载负载端电压负
4、载端电压U=IR特征特征:2.1.3 2.1.3 有载工作状态有载工作状态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当当 R0R 时,则时,则U U E,表明当负载变化时,电源的,表明当负载变化时,电源的,表明当负载变化时,电源的,表明当负载变化时,电源的端电压变化不大,即带负载能力强。端电压变化不大,即带负载能力强。端电压变化不大,即带负载能力强。端电压变化不大,即带负载能力强。电源输出的功率由负载决定。电源输出的功率由负载决定。P=PE P你现在浏览的是第六页,共64页电源与负载的判别电源与负载的判别U、I
5、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.根据根据 U U、I 的的实际方向判别实际方向判别2.根据根据 U、I I 的的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)。你现在浏览的是第七页,共64页电气设备的额定值电气设备的额定值额定值额定值:电气设备在正常运行时的规定使用值
6、电气设备在正常运行时的规定使用值电气设备的三种运行状态电气设备的三种运行状态欠载欠载(轻载轻载):I IN,P IN,P PN(设备易损坏设备易损坏)额定工作状态:额定工作状态:I=IN,P=PN(经济合理安全可靠经济合理安全可靠经济合理安全可靠经济合理安全可靠)1.额定值反映电气设备的使用安全性;额定值反映电气设备的使用安全性;2.额定值表示电气设备的使用能力。额定值表示电气设备的使用能力。例:例:灯泡:灯泡:UN=220V,PN=60W电阻:电阻:RN=100 ,PN=1W你现在浏览的是第八页,共64页 例例1-1 在在图图1-10所所示示的的电电路路中中,已已知知E=36V,R1=2k,
7、R2=8k,试试在在下下列列三三种种情情况况下下,分分别别求求出出电压电压U2和电流和电流I2、I3。(1)R3=8k;(2)R3=(即(即R3处断开);处断开);(3)R3=0(即(即R3处短接)。处短接)。图1-10 例1-1 的电路你现在浏览的是第九页,共64页(1)当R3=8 k时,电路中的总电阻为 故 图1-10 例1-1 的电路解:你现在浏览的是第十页,共64页 (2)当R3=时,电路中的总电阻为 R=R1+R2=10 k 故 U2=R2I2=83.6=28.8 V(3)当R3=0时,R2被短路,电路中的总电阻为 R=R1=2 k I2=0图1-10 例1-1 的电路你现在浏览的是
8、第十一页,共64页2.2基尔霍夫定律基尔霍夫定律2.2.1 2.2.1 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律2.2.2 2.2.2 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律主要内容主要内容课堂小结课堂小结你现在浏览的是第十二页,共64页2.2 基尔霍夫定律基尔霍夫定律支路:支路:电路中的每一个分支。电路中的每一个分支。一条支路流过一个电流,称为支路电流。一条支路流过一个电流,称为支路电流。结点:结点: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。回路:回路:回路:回路:由支路组成的闭合路径。由支路组成的闭合路径。网孔:网孔:内部不含支路的回路。内部不含支路的回路。I1I2I3ba+-E2R2+-
9、R3R1E11 12 23 3你现在浏览的是第十三页,共64页例例例例1 1:支路:支路:ab、bc、ca、(共(共6条)条)回路:回路:abda、abca、adbca(共(共7个)个)结点结点结点结点:a、b、c、d (共共4个)个)网孔:网孔:abd、abc、bcd(共(共3个)个)adbcE+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3 3I你现在浏览的是第十四页,共64页2.2.1 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL定律定律)1定律定律 即即即即:入入=出出出出在任一瞬间,流向任一结点的电流等于流出该结点在任一瞬间,流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。的电流。实质实质:电流连续性的
10、体现。电流连续性的体现。电流连续性的体现。电流连续性的体现。或或:=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1对结点对结点a:I1+I2=I3或或I1+I2I3=0 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL)反映了电路中任一结反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。点处各支路电流间相互制约的关系。你现在浏览的是第十五页,共64页电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。设的闭合面。2推广推广I=?例例:广义结点I=0IA+IB+IC=0ABCIAIBIC2+_+_I5 1 1 5 6V12V你现在浏览的是第十六页,共64页在任
11、一瞬间,沿任一回路循行方向,回路中各段电在任一瞬间,沿任一回路循行方向,回路中各段电压的代数和恒等于零。压的代数和恒等于零。2.2.2 基尔霍夫电压定律(基尔霍夫电压定律(KVL定律定律)1 1定律定律即:即:U=0在任一瞬间,从回路中任一点出发,沿回路循行一周,在任一瞬间,从回路中任一点出发,沿回路循行一周,则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。对回路对回路1:对回路对回路2:E1=I1R1+I3R3I2R2+I3R3=E2或或I1R1+I3R3E1=0或或I2R2+I3R3E2=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E11 12 2 基尔霍夫电
12、压定律基尔霍夫电压定律(KVL)反映了电路中任一回反映了电路中任一回路中各段电压间相互制约的关系。路中各段电压间相互制约的关系。你现在浏览的是第十七页,共64页1列方程前列方程前标注标注回路循行方向;回路循行方向;电位升电位升=电位降电位降 E2=UBE+I2R2 U=0 I2R2 E2+UBE=02应用应用 U=0列方程时列方程时,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。3.开口电压可按回路处理开口电压可按回路处理 注意:1 1对回路对回路1:E1UBEE+B+R1+E2R2I2_你现在浏览的是第十八页,共64页例:例:
13、对网孔对网孔abda:对网孔对网孔acba:对网孔对网孔bcdb:R6I6R6I3R3+I1R1=0I2R2I4R4I6R6=0I4R4+I3R3E=0对回路对回路adbca,沿逆时针方向循行,沿逆时针方向循行:I1R1+I3R3+I4R4I2R2=0应用应用 U=0列方程列方程对回路对回路cadc,沿逆时针方向循行,沿逆时针方向循行:I2R2 I1R1+E=0adbcE+R3R4R1R2I2I4I6I1I3I你现在浏览的是第十九页,共64页例例1-8图图1-25所示的电路中,所示的电路中,已知已知E1=23V,E2=6V,R1=10,R2=8,R3=5,R4=R6=1,R5=4,R7=20,
14、试求电流试求电流IAB及电压及电压UCD。你现在浏览的是第二十页,共64页解解 电路中各支路电流的参考方向及回路的绕行方电路中各支路电流的参考方向及回路的绕行方向如图向如图1-251-25所示,所示,各支路电压与电流采取关联参考方各支路电压与电流采取关联参考方向。向。图中虚线框所示部分可看成广义节点,由于图中虚线框所示部分可看成广义节点,由于C C、D D两点之两点之间断开,流出此闭合面的电流为零,故流入此闭合面的电间断开,流出此闭合面的电流为零,故流入此闭合面的电流流I IABAB=0=0 你现在浏览的是第二十一页,共64页 在回路在回路ABABCDCD中应用基尔霍夫电压定律,中应用基尔霍夫
15、电压定律,假定假定回路的绕行方向如图回路的绕行方向如图1-251-25所示,所示,可列出方程:可列出方程:由于由于IAB=0,上式代入数据可得上式代入数据可得你现在浏览的是第二十二页,共64页要求:要求:掌握支路电流法、叠加原理等电路的基本分析掌握支路电流法、叠加原理等电路的基本分析方法。方法。2.3 2.3 电路的分析方法电路的分析方法你现在浏览的是第二十三页,共64页2.3.1 支路电流法支路电流法支路电流法:支路电流法:以支路电流为未知量、应用基尔霍夫以支路电流为未知量、应用基尔霍夫定律(定律(KCL、KVL)列方程组求解。)列方程组求解。对上图电路对上图电路对上图电路对上图电路支路数:
16、支路数:b=3结点数:结点数:n=21 12 2ba+-E2R2+-R3R1E1I1I3I23 3回路数回路数回路数回路数=3=3单孔回路(网孔)单孔回路(网孔)单孔回路(网孔)单孔回路(网孔)=2=2若用支路电流法求各支路电流应列出三个方程若用支路电流法求各支路电流应列出三个方程你现在浏览的是第二十四页,共64页1.在图中标出各支路电流的参考方向,对选定的回路在图中标出各支路电流的参考方向,对选定的回路在图中标出各支路电流的参考方向,对选定的回路在图中标出各支路电流的参考方向,对选定的回路标出回路循行方向。标出回路循行方向。2.2.应用应用KCL对结点列出对结点列出(n n1)1)个独立的结
17、点电流个独立的结点电流方程。方程。3.3.应用应用KVL对回路列出对回路列出b(n n1)个独立的回路个独立的回路电压方程(电压方程(电压方程(电压方程(通常可取通常可取网孔网孔网孔网孔列出列出)。4.4.联立求解联立求解联立求解联立求解 b b个方程,求出各支路电流。个方程,求出各支路电流。ba+-E2R2+-R3R1E1I1I3I2对结点对结点a:例例1:1 12 2I I1+I I2 I3 3=0对网孔对网孔1:对网孔对网孔2:I1R1+I3R3 3=E E1 1I I2R2+I3R R3 3=E2 2支路电流法的解题步骤支路电流法的解题步骤:你现在浏览的是第二十五页,共64页支路数支路
18、数b=4,但恒流,但恒流源支路的电流已知,源支路的电流已知,则则未知电流只有未知电流只有3个,个,能否能否只列只列3个方程?个方程?例例2:试求各支路电流。试求各支路电流。试求各支路电流。试求各支路电流。baI2I342V+I112 6 7A3 cd12 2支路中含有恒流源。支路中含有恒流源。可以。可以。注意:注意:(1)当支路中含有恒流源时当支路中含有恒流源时,若在列若在列若在列若在列KVLKVL方程时,方程时,方程时,方程时,所选所选回路中不包含恒流源支路回路中不包含恒流源支路,这时,电路中有几条支路这时,电路中有几条支路含有恒流源,则可少列几个含有恒流源,则可少列几个KVL方程。方程。(
19、2)若所选回路中包含恒流源支路若所选回路中包含恒流源支路,则因恒流源两则因恒流源两端的电压未知,所以,有一个恒流源就出现一个未端的电压未知,所以,有一个恒流源就出现一个未知电压,因此,在此种情况下不可少列知电压,因此,在此种情况下不可少列KVL方程。方程。你现在浏览的是第二十六页,共64页(1)应用应用KCL列结点电流方程列结点电流方程支路数支路数b=4=4,但恒流源,但恒流源,但恒流源,但恒流源支路的电流已知,则支路的电流已知,则支路的电流已知,则支路的电流已知,则未知未知未知未知电流只有电流只有电流只有电流只有3 3个,所以可只个,所以可只个,所以可只个,所以可只列列列列3 3个方程。个方
20、程。个方程。个方程。(2)(2)应用应用应用应用KVLKVL列回路电压方程列回路电压方程列回路电压方程列回路电压方程(3)联立解得:联立解得:I1=2A,I2 2=3A,I3=6A=6A例例例例2 2:试求各支路电流。试求各支路电流。对结点对结点a:I I1+I I2I3=7对回路对回路1:12I16I I2=42对回路对回路2:6I22+3I33=0baI2I342V+I112 6 7A3 cd当不需求当不需求a、c和和b、d间间的电流时,的电流时,(a、c)(b、d)可分别看成一个结点。可分别看成一个结点。支路中含有恒流源支路中含有恒流源12 2因所选回路不包含恒因所选回路不包含恒流源支路
21、,所以,流源支路,所以,3个个网孔列网孔列2个个KVL方程即方程即可。可。你现在浏览的是第二十七页,共64页(1)应用应用KCL列结点电流方程列结点电流方程支路数支路数b=4,且恒流,且恒流源支路的电流已知。源支路的电流已知。(2)(2)应用应用应用应用KVLKVL列回路电压方程列回路电压方程列回路电压方程列回路电压方程(3)联立解得:联立解得:I1=2A,I2=3A,I3=6A例例2:试求各支路电流。试求各支路电流。对结点对结点a:I1+I2I3=7对回路对回路1:12I16I2=42对回路对回路2:6I2+UX=0baI2I342V+I112 6 7A3 cd12因所选回路中包含恒因所选回
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