电路的基本概念与基本定律 武汉理工大学 电工学 课件.pptVIP

电压 关联方向 当a、b两点间所选择的电压参考方向由a指向b时，也选择电流的参考方向经电路由由a指向b，这种参考方向的定义方式成为关联方向。 电动势 正电荷从高电位a向低电位b移动，a端的正电荷逐渐减少会使其电位逐渐降低。 为维持导体中的电流能够连续不断地流过，且应使得导体a、b两端的电压不致丧失，就要将b端的正电荷移至a端。但电场力的作用方向恰好与此相反，因此就必须要有另一种力去克服电场力而使b端的正电荷移至a端。电源中必须具有这种力——电源力(非静电力)。 电动势 大小：电源电动势Eab的数值等于电源力把单位正电荷从电源的低电位b端经电源内部移到电源高电位b端所作的功，也就是单位正电荷从电源低电位端移到高电位端多获得得能量。 方向：电动势的实际方向是由电源低电位端指向电源高电位端。在分析问题时可设参考方向。 单位：电动势与电压的单位相同。为伏特(V) 标量性：电动势与电压和电流都是标量。 电动势 例题 应用欧姆定律对如下各图列出表达式，并求出电阻值。 对于(a)图 对于(c)图 例 计算图中电阻R的值，已知Uab=-12V 1.5 电源有载工作、开路与短路 1.5 电源有载工作、开路与短路 例题 例题 【思考与练习】 额定值为1W、100?的碳膜电阻，在使用时电流和电压不得超过多大值？ 【思考与练习】 有一台直流发电机，其名牌上标有40kW、230V、174A。试问：什么是发电机的空载运行、轻载运行、满载运行和过载运行？负载的大小，一般指什么而言？ 名词、概念 1. 支路：电路中的每一个分支，称为支路。它是由若干个二端元件串联而成。 名词、概念(2) 回路：是由一条或多条支路所组成的闭合电路。 因此，不能认为所有的回路都是网孔。 应用基尔霍夫定律时，要认清研究对象，对电路中的各个电流和各段电压及各电源的电动势选好参考方向。 例2： 开关闭合,接通电源 与负载 负载端电压 U = IR 特征: 1.5.1 电源有载工作 I R0 R + - E U + - I ① 电流的大小由负载决定。 ② 在电源有内阻时，R0?? U ?。 或 U = E – IR0 电源的外特性 E U I 0 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。 开关闭合,接通电源与负载。 负载端电压 U = IR 特征: 1.5.1 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， R0 ?? U ?。 或 U = E – IRo UI = EI – I2Ro P = 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)。 I R0 R + - E U + - I 电源与负载的判别 U、I 参考方向不同，P = UI ? 0，电源； P = UI ? 0，负载。 U、I 参考方向相同，P =UI ? 0，负载； P = UI ? 0，电源。 1. 根据 U、I 的实际方向判别 2. 根据 U、I 的参考方向判别 电源： U、I 实际方向相反，即电流从“+”端流出， （发出功率）； 负载： U、I 实际方向相同，即电流从“-”端流出。 （吸收功率）。 R01 E1 U I 已知:电路中，U=220V，I=5A，内阻R01= R02= 0.6?。 求:(1)电源的电动势E1和负载的反电动势E2 ； (2)说明功率的平衡关系。 R02 E2 R01 E1 U I 解：(1) 对于电源 U=E1-?U1= E1-IR01 即 E1 =U +IR01 =220+5?0.6=223V U=E2+?U2= E2+IR02 即 E2 =U -IR01 =220-5?0.6=217V R02 E2 例题 (2)由上面可得，E1=E2 +IR01+IR02 等号两边同时乘以 I，则得 E1 I =E2 I +I2R01+I2R02 代入数据有 223 ? 5=217 ? 5+52 ? 0.6