第一章课件PPT.ppt

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1第第1章章电路的基本定律与电路的基本定律与分析方法分析方法1.1电路的基本概念电路的基本概念1.2电阻元件电阻元件1.3电源有载工作、开路与短路电源有载工作、开路与短路1.4基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.5电阻的串联与并联电阻的串联与并联1.6电源的两种模型及其等效变换电源的两种模型及其等效变换1.7支路电流法支路电流法1.8结点电压法结点电压法1.9叠加原理叠加原理1.10戴维宁定理戴维宁定理21.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.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.了解电路的有载工作、开路与短路状态，了解电路的有载工作、开路与短路状态，理解电功率和额定值的意义；理解电功率和额定值的意义；4.4.了解实际电源的两种模型及其等效变换了解实际电源的两种模型及其等效变换;5.5.掌握支路电流法、叠加原理和戴维宁定理掌握支路电流法、叠加原理和戴维宁定理等电路的基本分析方法。

等电路的基本分析方法。

本章要求本章要求31.1.1电路的组成部分和作用电路的组成部分和作用1.1.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路是电流的通路，是为了某种需要由电工电路是电流的通路，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。

设备或电路元件按一定方式组合而成。

1.1电路的基本概念电路的基本概念电源电源:

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电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线输配电电路输配电电路4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1.1.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。

路工作；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、检波等信息处理电路信息处理电路52.2.电路的作用电路的作用电路的作用电路的作用

（1）

（1）实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换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

（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要要求求在在电电能能的的输输送送和和转转换换中中，电电路路的的能能量量损损耗耗尽可能小，效率尽可能高。

尽可能小，效率尽可能高。

主要考虑如何改善电路主要考虑如何改善电路传递和处理信号的性能，传递和处理信号的性能，如失真、稳定性、放大如失真、稳定性、放大倍数、级间配合等问题倍数、级间配合等问题61.1.2电路电路模型模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型为了便于分析电路为了便于分析电路,将实际电路模型化，用反映将实际电路模型化，用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，从而构成与实际电路相对应的电路模型。

中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。

例：

手电筒电路例：

手电筒电路例：

手电筒电路例：

手电筒电路手电筒由电池、手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。

灯泡、开关和筒体组成。

理想电路元件主要有理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件容元件和电源元件等。

等。

+R0R开关开关EI电珠电珠+U干电池干电池导线导线7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，其参是电源元件，其参数为电动势数为电动势E和内阻和内阻Ro；灯泡灯泡主要具有消耗电能的主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其参数性质，是电阻元件，其参数为电阻为电阻R；筒体筒体用来连接电池和灯泡，用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认为是无其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。

电阻的理想导体。

开关开关用来控制电路的通断。

用来控制电路的通断。

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81.1.3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、V9

（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+abUU+_+R0E3V注意：

注意：

参考方向选定后参考方向选定后,电流电流（或电压或电压）值才有正负之分。

值才有正负之分。

10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；（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参考方向的关系参考方向的关系参考方向的关系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=2.8V+R0E3V电流电流I参考方向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。

电压电压U的参考方的参考方向与实际方向相同向与实际方向相同,U=2.8V,方向由方向由指向指向；11I=0.28A+R0E3VU=2.8V+电流电流I的参考方的参考方向与实际方向相反，向与实际方向相反，I=-0.28A,由由流向流向。

电压电压U的参考方的参考方向与实际方向相反向与实际方向相反,U=2.8V;即即:

U=U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。

121.2电阻元件电阻元件U、I参考方向相同时参考方向相同时UU、II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=IRUU=IRIR1.2.11.2.1欧姆定律欧姆定律13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，应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻并求电阻R。

对图对图（b）有有,U=IRRU6V+2AR+U6VI（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14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。

段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1.2.2线性电阻线性电阻线性电阻线性电阻线性电阻的伏线性电阻的伏安特性是一条过原安特性是一条过原点的直线。

点的直线。

151.3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=IR1.电压电流关系电压电流关系1.3.1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，IU。

或或U=EIR0电源的外特性电源的外特性EUI0当当RR00RR时，则时，则UUEE，表明当，表明当负载变化时，电源的端电压变化负载变化时，电源的端电压变化不大，即带负载能力强。

不大，即带负载能力强。

R0ER+IU+16负载端电压负载端电压负载端电压负载端电压U=IR或或U=EIRoUI=EII2RoP=PEP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率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+I1.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U+173.3.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=-UI0，负载负载；P=-UI0，电源电源。

U、I参考方向相同，参考方向相同，P=UI0，负载负载；P=UI0，电源电源。

（1）

（1）根据根据根据根据UU、II的的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UU、II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：

（发出功率）（发出功率）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；负载：

负载：

（吸收功率）（吸收功率）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。

18例例1:

已知已知:

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）说明功率的平衡关系。

说明功率的平衡关系。

R01E1UI+R02E2+解：

解：

（1）U=E1-U1=E1-IR01E1=U+IR01=223VU=E2+U2=E2+IR02E2=U-IR01=217V

（2）E1=E2+IR01+IR02等号两边同时乘以等号两边同时乘以I，则则E1I=E2I+I2R01+I2R02代入数据有代入数据有1115W=1085W+15W+15W。

19I1=-4A，I2=5A，I3=9A，U1=-6V，U2=10V，U4=-4V。

试求：

试求：

（1）各元件的功率大小，判断其功率性质；各元件的功率大小，判断其功率性质；

（2）该电路功率是否平衡？

该电路功率是否平衡？

例例2:

图示电路中方框代表电路元件（电源或负载图示电路中方框代表电路元件（电源或负载）。

20U1和和I1参考方向一致，则参考方向一致，则P1=U1I1=（-6）（-4）=24W（元件元件1为负载为负载）U2和和I2参考方向一致，则参考方向一致，则P2=U2I2=105=50W（元件元件2为负载为负载）U2和和I3参考方向相反，则参考