第一章 基本原理精选文档.ppt

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1、第一章 基本原理本讲稿第一页，共五十七页海南风光第1章 电路的基本概念与定律本讲稿第二页，共五十七页1.11.1 电路中的物理量电电池池灯灯泡泡电流电流电压电压电动势电动势EIRU+_电源电源负载负载电流电流电电路路中中的的物物理理量量实际电路实际电路电路模型电路模型本讲稿第四页，共五十七页电路中物理量的正方向电路中物理量的正方向物理量的物理量的正方向正方向：实际正方向实际正方向假设正方向假设正方向实际正方向实际正方向：物理中对电量规定的方向。物理中对电量规定的方向。假设正方向假设正方向（参考正方向）：（参考正方向）：在分析计算时，对电量人为规定的方向。在分析计算时，对电量人为规定的方向。电电

2、路路中中的的物物理理量量本讲稿第五页，共五十七页物理量的实际正方向物理量的实际正方向电电路路中中的的物物理理量量本讲稿第六页，共五十七页物理量正方向的表示方法物理量正方向的表示方法电电池池灯灯泡泡Uab_+正负号正负号abUab（高电位在前，高电位在前，低电位在后）低电位在后）双下标双下标箭箭 头头Uabab 电电 压压+-IR电流电流：从高电位：从高电位 指向低电位。指向低电位。IRUabE+_abU+_电电路路中中的的物物理理量量本讲稿第七页，共五十七页电路分析中的电路分析中的假设假设正方向正方向（参考方向）（参考方向）问题的提出问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理在复杂电路中难于判

3、断元件中物理 量量 的实际方向，电路如何求解？的实际方向，电路如何求解？电流方向电流方向AB？电流方向电流方向BA？U1ABRU2IR电电路路中中的的物物理理量量本讲稿第九页，共五十七页(1)在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；解决方法解决方法(3)根据计算结果确定实际方向：根据计算结果确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。(2)根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关

4、 系的代数表达式；系的代数表达式；电电路路中中的的物物理理量量本讲稿第十页，共五十七页规定正方向的情况下欧姆定律的写法规定正方向的情况下欧姆定律的写法I与与U的方向一致的方向一致U=IRaIRUbI与与U的方向相反的方向相反U=IRaIRUb电电路路中中的的物物理理量量本讲稿第十一页，共五十七页规定正方向的情况下电功率的写法规定正方向的情况下电功率的写法功率的概念功率的概念：设电路任意两点间的电压为：设电路任意两点间的电压为 U,流入此流入此 部分电路的电流为部分电路的电流为 I，则这部分电路消耗的功率为则这部分电路消耗的功率为:IUP=如果如果U I方向不一方向不一致写法如何？致写法如何？电

5、压电流正方向一致电压电流正方向一致aIRUb电电路路中中的的物物理理量量关联参考方向关联参考方向本讲稿第十二页，共五十七页规规定定正正方方向向的的情情况况下下电电功功率率的的写写法法aIRUb电压电流正方向相反电压电流正方向相反P=UI功率有正负？功率有正负？电电路路中中的的物物理理量量非关联参考方向非关联参考方向本讲稿第十三页，共五十七页吸收功率或消耗功率（起负载作用）吸收功率或消耗功率（起负载作用）若若 P 0输出功率（起电源作用）输出功率（起电源作用）若若 P 0电阻消耗功率肯定为正电阻消耗功率肯定为正电源的功率可能为正（吸收功率），电源的功率可能为正（吸收功率），也可能为负（输出功率）

6、也可能为负（输出功率）功率有正负功率有正负电电路路中中的的物物理理量量本讲稿第十四页，共五十七页电源的功率电源的功率I Uab+-P=UIP=UIIUab+-电压电流方向一致（关联参考方向）电压电流方向一致（关联参考方向）电压电流方向不一致（非关联参考方向）电压电流方向不一致（非关联参考方向）电电路路中中的的物物理理量量本讲稿第十五页，共五十七页含源网络的功率含源网络的功率P=UIIU+-含源含源网络网络电电路路中中的的物物理理量量电电路路中中的的物物理理量量IU+-含源含源网络网络P=UI电压电流正电方向一致（关联参考方向）电压电流正电方向一致（关联参考方向）电压电流正电方向不一致（非关联参

7、考方向）电压电流正电方向不一致（非关联参考方向）本讲稿第十六页，共五十七页1.5.1 电源有载工作电源有载工作开关开关闭合闭合有载有载开关开关断开断开开路开路cdcd短接短接短路短路1.5 电源有载工作、开路与短路电源有载工作、开路与短路本讲稿第十七页，共五十七页1电压和电流电压和电流由由欧姆定律欧姆定律可列如图的电流可列如图的电流负载电阻两端电压负载电阻两端电压电源的外特性曲线电源的外特性曲线当当R0R时时由上两式得由上两式得本讲稿第十八页，共五十七页2.功率与功率平衡功率与功率平衡功率功率 设电路任意两点间的电压为设电路任意两点间的电压为 U，流入此部分电路的，流入此部分电路的电流为电流为

8、 I，则这部分电路消耗的功率为则这部分电路消耗的功率为:功率平衡：功率平衡：由由UER0I得得 UIEIR0I2PPE P电源输出电源输出的功率的功率电源内阻上电源内阻上损耗功率损耗功率电源产生电源产生的功率的功率W为瓦为瓦特特KW为千瓦为千瓦本讲稿第十九页，共五十七页 1.3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 （克希荷夫定律，克氏定律）（克希荷夫定律，克氏定律）用来描述电路中各部分电压或各部分电流间用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系的关系,其中包括其中包括克氏电流定律克氏电流定律和和克氏电压定克氏电压定律律两个定律。两个定律。名词注释：名词注释：节点：节点：三个或三个以上支路的联结点三个或

9、三个以上支路的联结点支路：支路：电路中每一个分支电路中每一个分支回路：回路：电路中任一闭合路径电路中任一闭合路径基基尔尔霍霍夫夫定定律律本讲稿第四十八页，共五十七页例例支路：共支路：共3条条回路：共回路：共3个个节点：节点：a、b (共共2个）个）aI1I2U2+-R1R3R2+_I3bU1基基尔尔霍霍夫夫定定律律本讲稿第四十九页，共五十七页I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-例例支路：共支路：共？条？条回路：共回路：共？个？个节点：共节点：共？个？个6条条4个个基基尔尔霍霍夫夫定定律律7个个本讲稿第五十页，共五十七页(一一)克氏电流定律克氏电流定律 对任何

10、节点，在任一瞬间，流入节点的电流之和对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流之和等于由节点流出的电流之和。或者说，在任一瞬间，等于由节点流出的电流之和。或者说，在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为一个节点上电流的代数和为 0。I1I2I3I4克氏电流定律的克氏电流定律的依据依据：电流的连续性：电流的连续性 I=0即：即：或或：流入为正流入为正流出为负流出为负基基尔尔霍霍夫夫定定律律例例本讲稿第五十一页，共五十七页电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。I1+I2=I3I=0克氏电流定律的扩展克氏电流定律的扩展I=?I1I2I3U2U3U1+_RR1R+_+_R

11、广义节点广义节点基基尔尔霍霍夫夫定定律律例例例例本讲稿第五十二页，共五十七页(二二)克氏电压定律克氏电压定律 对电路中的任一回路，沿任意循行方向对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其电位降等于电位升。或，电压转一周，其电位降等于电位升。或，电压的代数和为的代数和为 0。即：即：电位降为正电位降为正电位升为负电位升为负基基尔尔霍霍夫夫定定律律克氏电克氏电 压定律的压定律的依据依据：电位不能突变：电位不能突变本讲稿第五十三页，共五十七页对对回路回路#1：I1R1+I3R3 =U1#1aI1I2U2+-R1R3R2+_I3bU1#2#3对对回路回路#2：U2 =I2R2+I3R3对对回路回路#

12、3：I1R1+U2 =U1+I2R2电位降电位降电位升电位升基基尔尔霍霍夫夫定定律律例例本讲稿第五十四页，共五十七页关于独立方程式的讨论关于独立方程式的讨论 问题的提出：在用克氏电流定律或电压定律列方问题的提出：在用克氏电流定律或电压定律列方程时，究竟可以列出多少个独立的方程？程时，究竟可以列出多少个独立的方程？例例aI1I2U2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bU1分析以下电路中应列几个电流方程？几个分析以下电路中应列几个电流方程？几个电压方程？电压方程？基基尔尔霍霍夫夫定定律律本讲稿第五十五页，共五十七页克氏电流方程克氏电流方程：节点节点a：节点节点b：独立方程只有独立方程只有 1 个

13、个克氏电压方程克氏电压方程：#1#2#32211213322233111RIRIUURIRIURIRIU-=-+=+=独立方程只有独立方程只有 2 个个aI1I2U2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bU1基基尔尔霍霍夫夫定定律律本讲稿第五十六页，共五十七页 设：电路中有设：电路中有N个节点，个节点，B个支路个支路N=2、B=3bR1R2U2U1+-R3+_a小小 结结独立的独立的节点电流方程节点电流方程有有 (N-1)个个独立的独立的回路电压方程回路电压方程有有(B-N+1)个个则：则：（一般为网孔个数）（一般为网孔个数）独立电流方程：独立电流方程：个个独立电压方程：独立电压方程：个个基基尔尔霍霍夫夫定定律律本讲稿第五十七页，共五十七页