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1、4/6/2019,1,电工基础 电子讲义 大连职业技术学院 电气与电子工程技术系,4/6/2019,2,第一章 电路的基本概念和基本定律 第二章 电路的等效变换 第三章 线性网络的一般分析方法 第四章 线性网络的基本定理 第五章 正弦稳态电路 第六章 互感电路 第七章 三相电路 第八章 非正弦周期电流电路 第九章 线性电路过渡过程的分析 第十章 线性电路过渡过程的复频域分析 第十三章 磁路和铁心线圈电路,4/6/2019,3,第一章 电路的基本概念和基本定律 第一节 电路和电路模型 第二节 电路的基本物理量 第三节 电阻元件和欧姆定律 第四节 电压源和电流源 第五节 电路的工作状态 第六节 基
2、尔霍夫定律,4/6/2019,4,1.1 电路和电路模型,电路：是各种用电设备按一定的方式连接起来的整体，它提供了电流流通的路径。,电路的两个功能： 进行能量的转换、传输和分配。 对电信号的处理和传递。,电路有时也称为电网络。,4/6/2019,5,电路模型：用抽象的理想元件及其组合近似地替代实际的电路元件，从而构成了与实际电路相对应的电路模型。,4/6/2019,6,电路由电源、负载、中间环节组成。 理想的元件：,电压源：,电流源：,电阻：,电感：,电容：,4/6/2019,7,1.2 电路的基本物理量,4/6/2019,8,电路中物理量的正方向,物理量的正方向：,4/6/2019,9,物理
3、量正方向的表示方法,4/6/2019,10,电路分析中的假设正方向（参考方向）,问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量 的实际方向，电路如何求解？,电流方向 AB？,电流方向 BA？,4/6/2019,11,(1) 在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；,解决方法,(3) 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 系的代数表达式；,4/6/2019,12,例,已知：US=2V, R=1 问： 当U分别为 3V 和 1V 时，IR=?,4/6/2019,13,4/6
4、/2019,14,(4)为了避免列方程时出错，习惯上把 I 与 U 的方向 按相同方向假设。,(1) 方程式R = U/I 仅适用于假设正方向一致的情况。,(2) “实际方向”是物理中规定的，而“假设正方向”则 是人们在进行电路分析计算时,任意假设的。,(3)在以后的解题过程中，注意一定要先假定“正方向” (即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程 计算。缺少“参考方向”的物理量是无意义的.,提示,4/6/2019,15,例,称IR和UR为关联参考方向,称IR和UR为非关联参考方向,4/6/2019,16,电 功 率,功率的概念：单位时间内电路吸收或释放的电能定义为该电路的功率。p=dw/
5、dt=dw/dtdq/dt=ui,4/6/2019,17,U、 I 在关联参考方向下,P = UI,P = -UI,U、 I 在非关联参考方向下,若 P 0,“吸收功率”（负载）,若 P 0,“发出功率”（电源）,4/6/2019,18,当计算的 P 0 时, 此部分电路消耗电功率，为负载。,所以，从 P 的 + 或 - 可以区分器件的性质， 或是电源，或是负载。,结 论,在进行功率计算时：,当计算的 P 0 时, 此部分电路发出电功率，为电源。,4/6/2019,19,练习,求下列各电路中电源的功率,4/6/2019,20,伏 - 安 特性,线性电阻,非线性电阻,1.3 电阻元件和欧姆定律,
6、4/6/2019,21,注意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明正方向。,欧姆定律,4/6/2019,22,广义欧姆定律 (支路中含有电压时的欧姆定律),当 UabUS 时， I 0 表明方向与图中假设方向一致。 当 UabUS 时， I 0 表明方向与图中假设方向相反。,4/6/2019,23,2、电导G,单位 西门子（s） G=1/R 欧姆定律可表示为i =uG,G总=G1+G2 1/R总=1/R1+1/R2,4/6/2019,24,1. 电压源,伏安特性,电压源模型,1.4 电压源和电流源,主要介紹有源元件中的两种电源：电压源和电流源。,4/6/2019,25,理想电压源 （恒压源）:
7、 RO= 0 时的电压源.,特点：(1）输出电 压不变，其值恒等于电压源。 即 Uab US ；,（2）电源中的电流由外电路决定。,4/6/2019,26,恒压源中的电流由外电路决定,设: US=10V,当R1 R2 同时接入时： I=10A,例,4/6/2019,27,恒压源特性中不变的是：_,US,恒压源特性中变化的是：_,I,_ 会引起 I 的变化。,外电路的改变,I 的变化可能是 _ 的变化， 或者是_ 的变化。,大小,方向,+,_,I,恒压源特性小结,US,Uab,a,b,R,4/6/2019,28,2. 电流源,电流源模型,4/6/2019,29,理想电流源 （恒流源): RO=
8、时的电流源.,特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电 流源电流 IS；,（2）输出电压由外电路决定。,4/6/2019,30,恒流源两端电压由外电路决定,设: IS=1 A,4/6/2019,31,恒流源特性小结,恒流源特性中不变的是：_,Is,恒流源特性中变化的是：_,Uab,_ 会引起 Uab 的变化。,外电路的改变,Uab的变化可能是 _ 的变化， 或者是 _的变化。,大小,方向,理想恒流源两端 可否被短路？,4/6/2019,32,I,US,R,_,+,a,b,Uab=?,Is,原则：Is不能变，US 不能变。,电压源中的电流 I= IS,恒流源两端的电压,4/6/2019,33,恒压
9、源与恒流源特性比较,Uab的大小、方向均为恒定， 外电路负载对 Uab 无影响。,I 的大小、方向均为恒定， 外电路负载对 I 无影响。,输出电流 I 可变 - I 的大小、方向均 由外电路决定,端电压Uab 可变 - Uab 的大小、方向 均由外电路决定,4/6/2019,34,1.5 电路的工作状态,电路有三种工作状态：开路、短路、额定工作状态。 1、开路,开路时I=0，内阻Ro上电压降为零。,开路电压UOC= Us,4/6/2019,35,2、短路,U ab=0V 短路电流 ISC=US / RO,4/6/2019,36,3、额定工作状态,任何电气设备都有一定的电压、电流和功率的限额。,
10、额定值就是电气设备制造厂对产品规定的使用限额。,电气设备工作在额定值的情况下就称为额定工作状态。 或称 “满载” 。设备超过额定值工作时称为 “过载” 。,4/6/2019,37,1.6 基尔霍夫定律,用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关 系，包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。,名词注释：,4/6/2019,38,支路：ab、ad、 . （共6条）,回路：abda、 bcdb、 . （共7 个）,节点：a、 b、 . (共4个）,例,4/6/2019,39,(一) 基尔霍夫电流定律,对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于由节点流出的电流。或者说，在任一瞬间，一个节点上电流的代数
11、和为 0。,基尔霍夫电流定律的依据：电流的连续性原理。,例,或：,4/6/2019,40,电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。,I1+I2=I3,I=0,基尔霍夫电流定律的扩展,I=?,4/6/2019,41,(二) 基尔霍夫电压定律,对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，各部分电压的代数和为 0。,例如： 回路 a-d-c-a,即：,或：,4/6/2019,42,基尔霍夫电压定律也适合开路。,例,4/6/2019,43,关于独立方程式的讨论,问题的提出：在用基尔霍夫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？,4/6/2019,44,4/6/2019,45,设：电路中有N个节点，B个支路,N=2、B=3,小 结,4/6/2019,46,1,+,+,-,-,3V,4V,1,+,-,5V,I1,I2,I3,4/6/2019,47,第一章 结束,