电工技术基础作业Word下载.docx

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•3.电动势

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（1）定义：

电源将其他形式的能量转换成为电能本能称为电动势，长用之母E表示。

电董事在数值上等于电场力把单位正电荷从负极经电源内部运倒正极时所做的功。

•

（2）电动势的方向：

电东势的作用是使正电荷从低点为点移动到高电位点，使正电荷的电位能增加，所以规定电动势的真实方向是经电源内部指向点位升高的方向，这与电源端电压的真实方向相反，所以电动势的真实方向从负极指向正极。

•4.电功、电功率

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（1）意义：

单位时间内电场力所做的功的大小就是电功率，常用P表示。

•电功是指一段时间内电路所消耗的功称电功。

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（2）电功、电功率的表示方法和单位：

•1）电功率：

P=w/t=UI单位是瓦特用W表示

•2）电功：

W=Pt单位焦耳符号J

二．电路的基本术语

1.开路

（1）开路：

开路又叫断路。

也就是电源与负载构成的闭合回路，电源与负载处于断路状态。

（2）开路特点：

1）未构成闭合电路电路中无电流，即I=0

2）开关两侧电压不同。

3）电源不向负载提供电功率，电路中无电功率的转换，又称电源的空载状态。

2.短路

（1）短路的意义：

电路中任何一部分被电阻等于零的导线直接连接起来，使该电路两端的电压为零，这种现象称短路。

（2）短路的特点：

1）电源直接经过短路导线形成闭合回路，电流不经过负载，故负载电流I=0。

2）电源两端的电压U=0。

3）电源功耗很大。

3.负载

（1）定义：

当电源开关闭合后，电源与负载接通，并向负载输出电功率，也就是电路中开始了正常的功率转换。

这种工作状态叫负载状态。

（2）负载电路的工作状态：

1）电路中的电流I=E/R+r,R为电源等效电阻，r是电路负载电阻

2）负载端电压就是电源端电压。

3）功能转换关系，能量守恒。

4.节点.三条或三条以上的支路的联接点称为节点如图ab为节点。

5支路：

单个或若干个元件串联成的分支称为一条支路。

如图ab之间有三条支路。

6.回路：

由若干支路组成的闭合路径。

7网孔：

回路内部不含有支路的回路称为网孔。

三．电路的基本定律

1.联电路的性质及作用

（1）.串联电路

1）定义：

电路元件首尾连接的电路叫串联电路。

2）性质：

a.电流性质:

各支路电流相等,I=I1=I2=……In。

b.电压性质：

总电压等于各支路电压之和，U=U1+U2+……Un。

C.等效电阻:

总电阻等于各支路电阻之和R=R1+R2+……Rn。

3）作用：

串联电路的作用是分压。

（2）并联电路

把电子元件一边连接起来另一边连接起来的电路叫并联电路。

a.电流性质：

总电流等于各支路电流的和，I=I1+I2+…….In。

U=U1+U2+……Un。

c.等效电阻：

R=1/R1+1/R2+……Rn。

3）.并联电路的作用：

并联电路的作用是分流。

2.欧姆定律：

欧姆定律反映电路中电压、电流、电阻三者关系的定律，即在闭合的电流回路中，回路的等效阻抗与等效电流的乘积等于回路电压。

1.部分电路的欧姆定律

1）定律内容：

把电路中的电源看成理想电源（即没有电阻）并与电阻相连的电路叫部分电路的欧姆定律。

2）定律表达式：

I=U/R

3）定律适用范围：

部分电路的欧姆定律适用于线性电路的某一部分。

2.全电路的欧姆定律

1）.定律内容：

电路中的电源不是理想电压源，R0电源电动势E的内阻。

R为电源外界负载电阻。

由于电路中电动势E、内阻R0负载电阻R是一个串联电路，电路中流过各个元件的电流I相同，所以有E-IR0=U=ＩＲ或Ｅ＝IR0+IR式表明，电源电动式E内阻R0上电压与负载电阻R上电压降之和。

这就是全电路欧姆定律。

2）.定律表达式：

I=E/R+r。

3）.定律适用范围：

适用于任何线性电路。

3.基尔霍夫定律

基尔霍夫电流定律是描述电路中各支路电流之间相互关系的定律。

基尔霍夫定律是电路理论中最基本也是最重要的定律之一。

它概括了电路中电流和电压分别遵循的基本规律。

它包括基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）

1.KCL定律

在任意时刻t，流入某个节点的电流的总和等于流出该节点的电流的总和。

2）.定律表达式;

电路中任意时刻流进（或流出）任一节点的电流的代数和等于零。

其数学表达式为：

∑I＝0

KCL原是运用于节点的，但把它加以推广，也可使用于包围几个节点的闭合面。

2.KVL定律

在闭合回路中，电源的电动势E表示点位升，各端电阻的电压IR则表示点位降。

电路中任意时刻，沿任意闭合回路，电压的代数和等于零。

∑u=0 

3．适用范围：

它是KVL的普遍适用形式。

3．KCL与KVL定律应用的基本步骤

1）KCL的应用

（1）.表节点。

（2）.表电流方向。

（3）.写电流方程式。

2）.KVL的应用

（1）.设定一个绕行方向。

（2）回路中电动势的正方向和电压降的正方向与绕行方向一致时区正，相反时取负。

（3）分别写出等式的两端电动势和电压降的代数和。

4.叠加原理

1.叠加原理的内容：

在线性电路中，当有多个独立电源共同作用时，则任一支路的电流（或电压）等于各个独立电源分别单独作用时，在该支路中所产生的电流（或电压）的代数和。

（2）定律表达式：

I=I1+I2……InU=U1+U2+……Un。

（3）应用范围：

应用于线性电路

（4）应用时注意的几点：

①当某一个电源单独作用时，其他电源则“不作用”。

对这些不作用的电源应该怎样处理呢？

凡是电压源，应令其电动势E为零，将电压源短路；

凡是电流源，应令其Is为零，将电流源开路，但是它们的电阻应保留在电路中。

②当如图1-55（a）所示的原电路中各支路电流的参考方向确定后，在求各分电流的代数和时，各支路中分电流的参考方向与原电路中对应支路电流的参考方向一致者，取正值；

相反者，取负值。

③叠加原理只适用线性电路，而不能用于分析非线性电路。

④叠加原理只能用来分析和计算电流和电压，不能用来计算功率。

因为功率与电流、电压的关系不是线性关系，而是平方关系。

5.戴维南定理

1）.定理内容：

任何一个有源二端线性网络，如图所示，都可以用一个电动势为E的理想电压源和内阻R0串联的电源来等效代替，如图所示，等效电源的电动势E就是有源二端网络的开路电压U0，即将负载断开后a、b两端之间的电压。

等效电源的内阻R0等于有源二端网络中所有电源均除去（将各个理想电压源短路，即其电动势为零；

将各个理想电流源开路，即其电流为零）后所得到的无源网络a、b两端之间的等效电阻。

这就是戴维南定理。

2）注意的几点：

（1）.等效的对象

（2）.电压源的电压确定，串连电阻的确定。

（3）步骤：

a.确定电源二端网络b.求出等效的电源电压c.求出等效的电阻d.画出电路图并求值。

电路的基本分析方法

一．支路电流法

支路电流法是求解复杂电路最基本的方法。

它是以支路电流为求解对象，直接应用基尔霍夫定律，分别对结点和回路列出所需要的方程组，然后解出各支路电流。

1.定义：

设电路有n个节点b条支路。

直接以b个支路电流和b个支路电压作为待求变量，依据KCL、KVL和支路的伏安关系，对电路列写出独立的KCL方程、KVL方程和支路伏安方程而进行求解的一种方法。

2.步骤：

第一步，首先在电路中标出各支路电流的参考方向。

第二步，应用基尔霍夫电流定律和电压定律列结点电流和回路电压方程式

第三步，选择独立节点，根据KCL列出节点电流方程。

第四步，代入数据，求解支路电流。

3.应用：

应用于有多条支路的电路

2节点电路法

在电路中任意选择某一结点为参考结点。

其他结点与参考结点之间的电压称为结点电压。

结点电压法以结点电压为求解对象，求出结点电压后，所有支路的电压就都确定了，再对各支路运用基尔霍夫定律或欧姆定律，求出各支路电流及其他待求量。

结点电压法特别适用于结点数较少而支路数较多的电路分析。

对于多支路并联于两个结点之间的电路，应用结点电压法分析特别方便。

如图1-52所示的电路有两个结点和四条支路。

若用支路电流法计算各支路电流，需要联立求解方程数比较多，比较繁琐。

而应用结点电压法计算时只需列出一个方程式，将结点a（或b）的电位求出后，各支路电流值就很容易求出。

图1-52具有两个结点的电路

定义：

步骤：

（1）.选择独立节点

（2）.表出个节点电位、

（3）.用个节点电位表示个支路电流，根据KCL写出节点电位方程。

（4）.求解方程。

4.叠加原理叠加原理是分析线性电路的最基本方法之一，它反映了线性电路的两个基本性质，即叠加性和比例性。

其内容为：

2.在应用叠加原理时，要注意以下几点。

②当如图1-55（a）所示的原电路中各支路电流的参考方向确定后，在求各分电流的代数和时，各支路中分电流的参考方向与原电路中对应支路电流的参考方向一致者，取正值；