电工直流电路讲述.ppt

第一章直流电路 第一节 电路的基本概念 第二节 电路的基本定律 第三节 电路的工作状态和电器设备的额定值 第四节 线性电路的两个基本原理 第一节 电路的基本概念 一、电路的组成 电源：提供电能 负载：用电设备 中间环节：连接电源和负载 三、电路中的基本物理量 第二节 电路的基本定律 电流源与电压源 欧姆定律 基尔霍夫定律 1.基尔霍夫电流定律 2.基尔霍夫电压定律 电路中电位的计算 第三节 电源的工作状态和电气设 备的额定值 电源有三种工作状态 带载工作状态 开路（空载）状态 短路状态 一、带载工作状态 图中开关合上，接通电源与负载，即电源的带载工作状态 二、开路（空载）状态 当开关断开时，电源处于开路（空载）状态 开路：是外电路的电阻对电源来说等于无穷大， 因此电路中电流为零，电源的端电压（称开路电源或空载电压U0）等于电源电动势，电源不输出电能。 三、短路状态 1、当电源的两端a 和b由于某种原因连在一起，电源被短路，外电路的电阻视为零，电源的端电压也为零。 第四节 线性电路的两个基本原理 一、叠加原理 注 电路中一个电源单独作用时，应将其余电源作“零值”，即理想电压源短接，而理想电流源开路，但它们的内阻仍计算在内。 例 用叠加原理求：I= ? I=2A I= -1A I = I+ I= 1A 应用叠加定理要注意的问题 1. 叠加定理只适用于线性电路（电路参数不随电压、电流的变化而改变）。 2. 叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令E=0；暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即Is=0。 3. 解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电 路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电 流的代数和。 4. 叠加原理只能用于电压或电流的计算，不能用 来求功率。如： 5. 运用叠加定理时也可以把电源分组求解，每个分 电路的电源个数可能不止一个。 二、二端网络等效电源定理 二端网络：若一个电路只通过两个输出端与外电路相联，则该电路称为“二端网络”。 无源二端网络： 二端网络中没有电源 有源二端网络： 二端网络中含有电源 等效电源：计算复杂电路中某一支路的电流或电压时，相对于该支路之外的部分多么复杂，均可用一个线性有源二端网络来表示，对于计算支路仅相当于一个电源。 注意：“等效”是指对端口外等效 有源二端网络用电压源模型替代 ----- 戴维南定理 有源二端网络用电流源模型替代 ---- 诺顿定理 * * 二、实际电路和电路模型 1.实际电路的分析和计算，需将实际电路元件理想化（或模型化），突出其主要的电磁性质，，近似看作理想元件。 2.理想元件： 3.电路模型：实际电路可近似看做由理想元件组成的电路 物理量正方向的表示方法 电路分析中的假设正方向（参考方向） 提问：在复杂电路中难于判断元件中物理的实际方向，电路如何求解？ A B B A 解决：在解题前先设定一个正方向，作为参考方向。 如A B 注意： (1) 方程式如：U/I=R 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. (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。称：关联的参考方向 关联参考方向 非关联参考方向 电功率 功率的概念：设电路任意两点间的电压为 U ,流入此部分电路的电流为 I， 则这部分电路消耗的功率为:P=UI 在 U、 I 正方向选择一致的前提下， 1)若 P = UI ? 0 “吸收功率”（负载） 2)若 P = UI ? 0 “发出功率”（电源） 电路中能量守衡关系 P（吸收）= P（发出） 一．电压源与电流源 （1）伏安关系 电压源：u=uS 端电压为us，与流过电压源的电流无关，由电源本身确定，电流任意，由外电路确定。 电流源： i=iS 流过电流为is，与电源两端电压无关，由电源本身确定，电压任意，由外电路确定。 （2）特性曲线与符号 电压源 电流源 二、欧姆定律： U=RI U=-RI U=-RI 注意：用欧姆定律列方程时，一定要在 图中标明参考方向