第1章 电路的基本概念与基本定律 电工学课件（上）.pptVIP

第1章 电路的基本概念与基本定律 1.1 电路的作用与组成部分 1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向 1.4 欧姆定律（自学） 1.5 电源有载工作、开路与短路 1.6 基尔霍夫定律 1.7 电路中电位的概念及计算 1.1 电路的作用与组成部分 电源或信号源的电压或电流称为激励； 由激励在电路各部分产生的电压和电流称为响应。 1.2 电路模型 集总参数元件的特征 1.3 电压和电流的参考方向 1 电流及其参考方向 ? 电荷（电子、离子等）有规则的定向移动形成电流。电流的大小是用单位时间内通过导体某一横截面的电量进行衡量的，称为电流强度，用符号i表示 当电流i的大小和方向均不变时，称为直流电流，简称为直流（DC），常用大写的I表示。 习惯上规定正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向为电流的实际方向。在分析与计算电路时，常可任意选定某一方向作为电流的参考方向，或称为正方向。 2 电压、电位、电动势及其参考方向 1.4 欧姆定律（自学） ? 和高中学的内容加以比较，注意它们之间的相同与不同之处； 结合新学的电压与电流参考方向的内容，灵活掌握本节内容。 1.5 电源有载工作、开路与短路 1.5.1 电源有载工作 各种电气设备或元器件的电压、电流及功率都规定一个限额，这个限额值就称为电气设备的额定值，包括额定电压、额定电流和额定功率，分别用UN、IN、PN表示。额定值是制造厂家为了使电气设备安全、经济运行而规定的容许值。由于功率、电压和电流之间有一定的关系，所以在给出额定值时，没有必要全部给出。例如对灯泡、电烙铁等通常只给出额定电压和额定功率，而对于电阻器除电阻值外，只给出额定功率。 大多数电气设备（如电动机、变压器等）的寿命与其绝缘材料的耐热性及绝缘强度有关。当电流超过额定值时，会引起电气设备的温度升高，严重时可使绝缘材料过热，绝缘性能下降甚至损坏。另外电压过高有可能击穿绝缘材料。反之，当电流、电压的实际值远小于额定值时，电气设备得不到充分利用，功耗增大，效率降低。 根据电气设备电压、电流和功率实际值与其额定值的大小关系，电气设备可能有三种运行状态： 当电压、电流和功率的实际值小于其额定值时，称 电气设备为欠载（或轻载）运行状态； 当电压、电流和功率的实际值大于其额定值时，称电气设备为过载（或超载）运行状态； 当电压、电流和功率的实际值等于其额定值时，称电气设备为满载运行状态（或额定工作状态）。 电气设备只有在额定状态下工作，才最经济合理、安全可靠。 1.5.2 电源短路与开路 1.6 基尔霍夫定律 1.6.1 基尔霍夫电流定律 1.6.2 基尔霍夫电压定律 1.7 电路中电位的概念及计算 在分析电子电路时，通常要应用电位这个概念，例如对二极管讲，只有当它的阳极电位高于阴极电位时，管子才能导通；否则就截止。在讨论晶体三极管的工作状态时，也要分析各个极的电位高低。 1. 几个名词 电路中通过同一电流的分支。(b) 三条或三条以上支路的连接点称为节点。( n ) b=3 a n=2 b + _ R1 uS1 + _ uS2 R2 R3 （1）支路 (branch) i3 i2 i1 (2) 节点 (node) 由支路组成的闭合路径。( l ) 对平面电路，其内部不含任何支路的回路称网孔。 l=3 + _ R1 uS1 + _ uS2 R2 R3 1 2 3 (4) 回路(loop) (5) 网孔(mesh) 网孔是回路，但回路不一定是网孔 节点共a、 b 2个 支路共3条 回路共3个 例 #1 #2 #3 回路几个？ a I1 I2 I3 U2 + - R1 R3 R2 + _ U1 + _ 几条支路？ 结点几个？ b 对任意结点，在任一瞬间，流入结点的电流之和等于由结点流出的电流之和。或者说，在任一瞬间，流入一个节点上的电流的代数和恒等于零。 KCL内容: 例 I1 I2 I3 I4 ? I =0 即： 或： 流入为正 流出为负 基氏电流定律的依据：电流的连续性原理 基氏电流定律的推广 1 3 2 例 三式相加得： 表明KCL可推广应用于电路中包围多个结点的任一闭合面 明确 （1） KCL是电荷守恒和电流连续性原理在电路中任 意结点处的反映； （2） KCL是对支路电流加的约束，与支路上接的是 什么元件无关，与电路是线性还是非线性无关； （3）KCL方程是按电流参考方向列写，与电流实际 方向无关。 I=? 思考 I=0 广义节点 I R U