哈工大电工学配套课件第一章.ppt
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1、下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 第第1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律1.11.1 电路的作用与组成部分电路的作用与组成部分电路的作用与组成部分电路的作用与组成部分1.21.2 电路模型电路模型电路模型电路模型1.31.3 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向1.41.4 欧姆定律欧姆定律欧姆定律欧姆定律1.51.5 电源有载工作、开路与短路电源有载工作、开路与短路电源有载工作、开路与短路电源有载工作、开路与短路1.61.6 基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.71.7 电路中电位的概念及计
2、算电路中电位的概念及计算电路中电位的概念及计算电路中电位的概念及计算下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出本章要求本章要求本章要求本章要求:1.1.1.1.理解电压与电流参考方向的意义;理解电压与电流参考方向的意义;理解电压与电流参考方向的意义;理解电压与电流参考方向的意义;2.2.理解电路的基本定律并能正确应用;理解电路的基本定律并能正确应用;理解电路的基本定律并能正确应用;理解电路的基本定律并能正确应用;3.3.了解电路的有载工作、开路与短路状态,理解了解电路的有载工作、开路与短路状态,理解了解电路的有载工作、开路与短路状态,理解了解电路的有载工作、开路与短路状态,理解 电功
3、率和额定值的意义;电功率和额定值的意义;电功率和额定值的意义;电功率和额定值的意义;4.4.会计算电路中各点的电位。会计算电路中各点的电位。会计算电路中各点的电位。会计算电路中各点的电位。第第1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出1.1 电路的作用与组成部分电路的作用与组成部分 (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放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒1.1.
4、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.输电线输电线下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出2.2.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
5、电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出直流电源直流电源直流电源直流电源直流电源直流电源:提供能源提供能源负载负载信号源信号源:提供信息提供信息2.2.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。信号处理:信号处理:放大、调谐、检波等放大、调谐、检波等下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出1.2 电路模型电路模型手电筒的
6、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路模型化,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,从而构成与实际电其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。路相对应的电路模型。例:手电筒例:手电筒例:手电筒例:手电筒 手电筒由电池、手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。灯泡、开关和筒体组成。理想电路元件主要理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。电容元件和电源元件等。+R0R开关开关EI电珠电珠+U干
7、电池干电池 导线导线下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出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 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
8、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。+R0R开关开关EI电珠电珠+U干电池干电池 导线导线下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出1.3 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向 物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向1.1.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
9、理量的实际方向物理量物理量实实 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、V下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出(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I 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
10、意假定的方向。Iab 双下标双下标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箭箭 标标abRI正负极性正负极性+abU U+_+R0E3V注意:注意:在参考方向选定后在参考方向选定后,电流电流(或电压或电压)值才有正负之分。值才有正负之分。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出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
11、参考方向的关系参考方向的关系参考方向的关系I=0.28A I =0.28A 电动势电动势为为E=3V方向由负极方向由负极指向正极指向正极;U+R0E3VU+例例:电路如图所示。电路如图所示。电流电流I的参考方向的参考方向与实际方向相同,与实际方向相同,I=0.28A,由由 流向流向,反之亦然。反之亦然。电压电压U的参考方向与实际的参考方向与实际方向相反方向相反,U=2.8V;即即:U=U 电压电压U的参考方向与实际方的参考方向与实际方向相同向相同,U=2.8V,方向由方向由 指向指向;2.8V 2.8V下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出1.4 欧姆定律欧姆定律U、I 参考方向
12、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+I 表达式中有两套正负号:表达式中有两套正负号:(1)式前的正负号由式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定;参考方向的关系确定;(2)U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考方向值本身的正负则说明实际方向与参考方向 之间的关系。之间的关系。通常取通常取 U、I 参考方向相同。参考方向相同。U=I R U U=IRIR下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 解解:对图对图(a)有有,U=IR 例例:应用欧姆定律对下图电路列出式子,并求电阻应用欧姆定律对下图电路列出式子,并求电
13、阻R。对图对图(b)有有,U=IRRU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A电流的参考方向电流的参考方向与实际方向相反与实际方向相反电压与电流参电压与电流参考方向相反考方向相反下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出电路端电压与电流的关系称为伏安特性。电路端电压与电流的关系称为伏安特性。电路端电压与电流的关系称为伏安特性。电路端电压与电流的关系称为伏安特性。遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻,它表示该段遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻,它表示该段电路电压与电流的比值为常数。电路电压与电流的比值为常数。I/AU/Vo线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性线性电阻的概念:线性电阻的概念:线
14、性电阻的概念:线性电阻的概念:线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线。是一条过原点的直线。是一条过原点的直线。是一条过原点的直线。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出1.5 电源有载工作、开路与短路电源有载工作、开路与短路开关闭合开关闭合,接通电源与负载接通电源与负载负载端电压负载端电压U=IR 1.电压电流关系电压电流关系1.5.1 电源有载工作电源有载工作(1)电流的大小由负载决定。电流的大小由负载决定。(2)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
15、 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。R0ER+I下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 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=IR1.5.1 电源有载工作电源有载工作或或 U=E IRoUI=EI I2RoP=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
16、率(3)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)。R0ER+I 1.电压电流关系电压电流关系 2.功率与功率平衡功率与功率平衡下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出3.3.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
17、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)下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出例例:已知已知:电路中电路中U=220V,I=5A,内阻内阻R01=R02=0.6。求求:(1)电源的电动势电源的电动势E1和负载的反电动势和负载的反电动势E2;(2)说明功
18、率的平衡关系。说明功率的平衡关系。R01E1UI+R02E2+解:解:(1)对于电源对于电源 U=E1-U1=E1-IR01 即即 E1=U+IR01 =220+5 0.6=223V U=E2+U2=E2+IR02 即即 E2=U-IR01=220-5 0.6=217V(2)由上面可得,由上面可得,E1=E2+IR01+IR02 等号两边同时乘以等号两边同时乘以 I,则得则得 E1 I=E2 I+I2R01+I2R02代入数据有代入数据有 223 5=217 5+52 0.6+52 0.6 1115W=1085W+15W+15W。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 电气设备的
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- 哈工大 电工学 配套 课件 第一章
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