电工技能培训-2电路的基本概念与基本定律

下一页总目录章目录返回上一页同学们好！四川成都西岭雪山海拔3000米下一页总目录章目录返回上一页第1章电路的基本概念与基本定律1.1电路与电路模型1.3电阻元件1.2电压的基本物理量1.5基尔霍夫定律1.4独立电源1.6电路中电位的概念及计算（第二讲）☻☻☻下一页总目录章目录返回上一页•上讲我们介绍了一些基本的概念–电路模型–元器件符号等–参考方向•本讲将介绍一些重要的内容–电源特性–基尔霍夫定律–电位的计算–这些都中学不曾接触过的！是本学期最基础的内容。下一页总目录章目录返回上一页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概念：常数即：IUR线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线。1.3电阻元件下一页总目录章目录返回上一页欧姆定律U、I参考方向相同时，U、I参考方向相反时，RU+–IRU+–I表达式中有两套正负号：①式前的正负号由U、I参考方向的关系确定；②U、I值本身的正负则说明实际方向与参考方向之间的关系。通常取U、I参考方向相同。U=IRU=–IR下一页总目录章目录返回上一页解：对图(a)有,U=IR例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。对图(b)有,U=–IRΩ326:IUR所以Ω326:IUR所以RU6V+–2AR+–U6VI(a)(b)I–2A注意：用欧姆定律列方程时，一定要标明参考方向。下一页总目录章目录返回上一页1.4独立电源理想电压源电压源模型由上图电路可得:U=E–IR0若R0=0理想电压源:UEU0=E电压源的外特性IUIRLR0+-EU+–电压源是由电动势E和内阻R0串联的电源的电路模型。OSREI若R0RL，UE，可近似认为是理想电压源。理想电压源O电压源下一页总目录章目录返回上一页理想电压源（恒压源）(2)输出电压是一定值，恒等于电动势。对直流电压，有UE。(3)恒压源中的电流由外电路决定。特点:(1)内阻R0=0IE+_U+_RL外特性曲线IUEO下一页总目录章目录返回上一页例1：设E=10V，接上RL后，恒压源对外输出电流。当RL=1时，U=10V，I=10A当RL=10时，U=10V，I=1A电压恒定，电流随负载变化IE+_U+_RL下一页总目录章目录返回上一页理想电流源0SRUIIIRLU0=ISR0电流源的外特性IU理想电流源OIS电流源是由电流IS和内阻R0并联的电源的电路模型。由上图电路可得:若R0=理想电流源:IIS若R0RL，IIS，可近似认为是理想电流源。电流源电流源模型R0UR0UIS+－下一页总目录章目录返回上一页理想电流源（恒流源)(2)输出电流是一定值，恒等于电流IS；(3)恒流源两端的电压U由外电路决定。特点:(1)内阻R0=；RL外特性曲线IUISOIISU+_下一页总目录章目录返回上一页例1：设IS=10A，接上RL后，恒流源对外输出电流。RL当RL=1时，I=10A，U=10V当RL=10时，I=10A，U=100VIISU+_电流恒定，电压随负载变化。下一页总目录章目录返回上一页电源有载工作、开路与短路（补充内容）开关闭合,接通电源与负载。RREI0负载端电压U=IR1、电源和电压特征:电源有载工作IR0REUI①电流的大小由负载决定。②在电源有内阻时，IU。或U=E–IR0电源的外特性EUI0当R0R时，则UE，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。下一页总目录章目录返回上一页开关闭合,接通电源与负载。RREI0负载端电压U=IR2、功率特征:电源有载工作①电流的大小由负载决定。②在电源有内阻时，IU。或U=E–IRoUI=EI–I²RoP=PE–P负载取用功率电源产生功率内阻消耗功率③电源输出的功率由负载决定。负载大小的概念:负载增加指负载取用的电流和功率增加(电压一定)。IR0REUI下一页总目录章目录返回上一页电气设备的额定值额定值: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欠载(轻载)：IIN，PPN(不经济)过载(超载)：IIN，PPN(设备易损坏)额定工作状态：I=IN，P=PN(经济合理安全可靠)1.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。例：灯泡：UN=220V，PN=60W电阻：RN=100，PN=1W下一页总目录章目录返回上一页特征:开关断开电源开路I=0电源端电压(开路电压)负载功率U=U0=EP=01.开路处的电流等于零；I=02.开路处的电压U视电路情况而定。电路中某处断开时的特征:I+–U有源电路IRoREU0下一页总目录章目录返回上一页电源外部端子被短接电源短路特征:0SREII电源端电压负载功率电源产生的能量全被内阻消耗掉短路电流（很大）U=0PE=P=I²R0P=01.短路处的电压等于零；U=02.短路处的电流I视电路情况而定。电路中某处短路时的特征:I+–U有源电路IR0REU0下一页总目录章目录返回上一页1.5基尔霍夫定律支路：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。结点：三条或三条以上支路的联接点。回路：由支路组成的闭合路径。I1I2I3baE2R2R3R1E1123☻下一页总目录章目录返回上一页例1：支路：ab、bc、ca、…（共6条）回路：abda、abca、adbca…（共7个）结点：a、b、c、d(共4个）adbcE–+GI2I4IGI1I3I下一页总目录章目录返回上一页1.5.1基尔霍夫电流定律(KCL定律)1．定律即:Ｉ入=Ｉ出在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。实质:电流连续性的体现。或:Ｉ=0I1I2I3baE2R2R3R1E1对结点a：I1+I2=I3或I1+I2–I3=0基尔霍夫电流定律（KCL）反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。下一页总目录章目录返回上一页I=0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。2．推广I=?例:广义结点IA+IB+IC=0ABCIAIBIC2+_+_I51156V12V下一页总目录章目录返回上一页在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。1.5.2基尔霍夫电压定律（KVL定律)1．定律即：U=0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。对回路1：对回路2：E1=I1R1+I3R3I2R2+I3R3=E2或I1R1+I3R3–E1=0或I2R2+I3R3–E2=0I1I2I3baE2R2R3R1E112基尔霍夫电压定律（KVL）反映了电路中任一回路中各段电压间相互制约的关系。下一页总目录章目录返回上一页1．列方程前标注回路循行方向；电位升=电位降E2=UBE+I2R2U=0I2R2–E2+UBE=02．应用U=0列方程时，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。3.开口电压可按回路处理注意：1对回路1：E1UBEE+B+–R1+–E2R2I2_下一页总目录章目录返回上一页已知RB＝20kΩ，R1＝10kΩ，US＝EB＝6V,UBE＝－0.3V，求电流IB、I1和I2。例题：解：对右开口回路，据KVL,有0)3.0(2062kI即得mA315.02I对左回路，据KVL,有即得mA57.01I02BEBBUIRE06101010315.0102061333I0112sBBUIRIRE对结点据KCL,有012BIII得mA255.057.035.0BI下一页总目录章目录返回上一页•本讲小结–介绍一些重要的内容–电源特性–基尔霍夫定律中学不曾接触过！本课程最基础的内容。•作业•P23-25习题1-11，1-12