電路分析與應(yīng)用 教學(xué)PPT課件

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一只電流表也是一只電一只電流表也是一只電壓表，但其所能測量電壓的壓表，但其所能測量電壓的范圍很小，用串聯(lián)電阻分壓范圍很小，用串聯(lián)電阻分壓的原理來擴(kuò)大電壓量程。的原理來擴(kuò)大電壓量程。任務(wù)一任務(wù)一 學(xué)習(xí)項(xiàng)目導(dǎo)入學(xué)習(xí)項(xiàng)目導(dǎo)入指針式萬用表電路的特點(diǎn)指針式萬用表電路的特點(diǎn)江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系3.測量直流電流的電路特點(diǎn)測量直流電流的電路特點(diǎn) 萬用表頭可以直接測量直流電流，萬用表頭可以直接測量直流電流，但由于測量機(jī)構(gòu)中的游絲允許通過的但由于測量機(jī)構(gòu)中的游絲允許通過的電流較小，所以可測量的直流電流范電流較小，所以可測量的直流電流范圍很小，在實(shí)際使用中，應(yīng)用在表頭圍很小，在實(shí)際使用中，應(yīng)用在表頭并聯(lián)分流電阻的原理擴(kuò)大量程。經(jīng)轉(zhuǎn)并聯(lián)分流電阻的原理擴(kuò)大量程。經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)切換接入不同的分流電阻，以換開關(guān)切換接入不同的分流電阻，以實(shí)現(xiàn)不同量程電流的測量。實(shí)現(xiàn)不同量程電流的測量。任務(wù)一任務(wù)一 學(xué)習(xí)項(xiàng)目導(dǎo)入學(xué)習(xí)項(xiàng)目導(dǎo)入指針式萬用表電路的特點(diǎn)指針式萬用表電路的特點(diǎn)江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)一任務(wù)一 學(xué)習(xí)項(xiàng)目導(dǎo)入學(xué)習(xí)項(xiàng)目導(dǎo)入指針式萬用表電路的特點(diǎn)指針式萬用表電路的特點(diǎn)4.測量直流電阻的電路特點(diǎn)測量直流電阻的電路特點(diǎn)江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)二任務(wù)二 電路模型與電路變量電路模型與電路變量一、電路一、電路 人們在日常生活或在生產(chǎn)和科研中廣泛地使用著各種人們在日常生活或在生產(chǎn)和科研中廣泛地使用著各種實(shí)際電路。這些電路的形式、特性和作用各不相同。實(shí)際電路。這些電路的形式、特性和作用各不相同。1電路的組成電路的組成 所謂電路，就是由電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)等元器件按所謂電路，就是由電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)等元器件按一定方式連接起來，為電流的流通提供路徑的總體，也稱一定方式連接起來，為電流的流通提供路徑的總體，也稱為網(wǎng)絡(luò)。圖為網(wǎng)絡(luò)。圖1-1所示為一個手電筒電路。所示為一個手電筒電路。圖圖1-1 手電筒電路手電筒電路江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)二任務(wù)二 電路模型與電路變量電路模型與電路變量圖圖1-1 手電筒電路手電筒電路 電路由三個部分組成：電路由三個部分組成：(1)電源：電路中電能或電信號的發(fā)生器稱為電源。電源：電路中電能或電信號的發(fā)生器稱為電源。(2)負(fù)載：電路中的用電器稱為負(fù)載。負(fù)載：電路中的用電器稱為負(fù)載。(3)中間環(huán)節(jié)：其作用是將電源和負(fù)載連接起來，形成中間環(huán)節(jié)：其作用是將電源和負(fù)載連接起來，形成閉合路徑，并實(shí)現(xiàn)對整個電路的控制、保護(hù)和測量。主閉合路徑，并實(shí)現(xiàn)對整個電路的控制、保護(hù)和測量。主要包括：連接導(dǎo)線、控制電器要包括：連接導(dǎo)線、控制電器(如開關(guān)、繼電器、接觸器如開關(guān)、繼電器、接觸器等等)、保護(hù)電器、保護(hù)電器(如熔斷器如熔斷器)、測量儀表、測量儀表(如電壓表、電流表如電壓表、電流表等等)。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)二任務(wù)二 電路模型與電路變量電路模型與電路變量 2電路的作用電路的作用 電路的作用大致可分為：電路的作用大致可分為：(1)電能的傳輸與轉(zhuǎn)換電能的傳輸與轉(zhuǎn)換 例如：電力網(wǎng)絡(luò)將電能從發(fā)電廠輸送到各個工廠、廣大例如：電力網(wǎng)絡(luò)將電能從發(fā)電廠輸送到各個工廠、廣大農(nóng)村和千家萬戶，再通過負(fù)載把電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量。農(nóng)村和千家萬戶，再通過負(fù)載把電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量。(2)實(shí)現(xiàn)信號的傳輸、處理和存貯實(shí)現(xiàn)信號的傳輸、處理和存貯 例如：電視接收天線將含有圖像和聲音信息的高頻電視例如：電視接收天線將含有圖像和聲音信息的高頻電視信號通過高頻傳輸線送到電視機(jī)中，經(jīng)過選擇、變頻、放大信號通過高頻傳輸線送到電視機(jī)中，經(jīng)過選擇、變頻、放大和檢波等處理，恢復(fù)出原來的圖像和聲音信息，在顯像管上和檢波等處理，恢復(fù)出原來的圖像和聲音信息，在顯像管上呈現(xiàn)圖像并在揚(yáng)聲器中發(fā)出聲音。呈現(xiàn)圖像并在揚(yáng)聲器中發(fā)出聲音。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)二任務(wù)二 電路模型與電路變量電路模型與電路變量二、電路模型 1.理想電路元件理想電路元件 理想元件理想元件實(shí)際元件的理想化模型實(shí)際元件的理想化模型 實(shí)際器件的應(yīng)用中一般同時存在以下三種現(xiàn)象：實(shí)際器件的應(yīng)用中一般同時存在以下三種現(xiàn)象：（1）電能的消耗現(xiàn)象）電能的消耗現(xiàn)象 （2）電磁能存貯現(xiàn)象）電磁能存貯現(xiàn)象 （3）電場能量的儲存）電場能量的儲存 實(shí)際電阻器實(shí)際電阻器電阻與電感的性質(zhì)電阻與電感的性質(zhì) 實(shí)際電源實(shí)際電源含有內(nèi)阻含有內(nèi)阻 實(shí)際電感器實(shí)際電感器電感、電阻、電容電感、電阻、電容圖圖1-2 理想電路元件理想電路元件江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)二任務(wù)二 電路模型與電路變量電路模型與電路變量 2.電路模型電路模型 是實(shí)際電路抽象而成，它近似地反映實(shí)際電路的電氣是實(shí)際電路抽象而成，它近似地反映實(shí)際電路的電氣特性，它由理想元件組成。特性，它由理想元件組成。如圖為晶體管放大電路。如圖為晶體管放大電路。(a)實(shí)際電路實(shí)際電路 (b)電原理圖電原理圖 (c)電路模型電路模型江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)二任務(wù)二 電路模型與電路變量電路模型與電路變量三、三、電路變量電路變量 電路的特性是由電流、電壓和電功率等物理量描述的。電電路的特性是由電流、電壓和電功率等物理量描述的。電路分析的基本任務(wù)是計算電路中的電流、電壓和電功率。路分析的基本任務(wù)是計算電路中的電流、電壓和電功率。（一）電流（一）電流 1電流電流 電荷的定向移動便形成了電流。電流的實(shí)際方向規(guī)定為正電荷的定向移動便形成了電流。電流的實(shí)際方向規(guī)定為正電荷的運(yùn)動方向，電流的大小常用電流強(qiáng)度來表示。電流強(qiáng)度電荷的運(yùn)動方向，電流的大小常用電流強(qiáng)度來表示。電流強(qiáng)度指單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量。電流強(qiáng)度常簡稱為電指單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量。電流強(qiáng)度常簡稱為電流，即流，即(1-1)江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)二任務(wù)二 電路模型與電路變量電路模型與電路變量電流分類：直流電流、交變電流電流分類：直流電流、交變電流 直流電流：直流電流：如果電流的大小和方向不隨時間而變化，則如果電流的大小和方向不隨時間而變化，則這種電流稱為直流電流，簡稱直流這種電流稱為直流電流，簡稱直流(dc或或DC)。交變電流：交變電流：量值和方向隨時間作周期性變化且在一個周量值和方向隨時間作周期性變化且在一個周期內(nèi)平均值為零的時變電流稱為交流期內(nèi)平均值為零的時變電流稱為交流(ac或或AC)。電流的單位：電流的單位：在國際單位制中，電流的單位是安在國際單位制中，電流的單位是安培培(A)，電荷量的單，電荷量的單位是庫位是庫侖侖(c)，時間的單位是秒，時間的單位是秒(s)，所以，所以1 A=1 Cs。電力。電力系統(tǒng)中常用系統(tǒng)中常用kA作為電流單位，換算關(guān)系如下：作為電流單位，換算關(guān)系如下：江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)二任務(wù)二 電路模型與電路變量電路模型與電路變量 2電流的參考方向電流的參考方向 為為了了電電路路分分析析和和計計算算的的需需要要，我我們們?nèi)稳我庖膺x選定定一一段段電電路路或或一一個個元元件件中中電電流流的的方方向向，用用帶帶箭箭頭頭的的實(shí)實(shí)線線段段表表示示，稱稱為為電電流流的的參參考考方方向向。若若電電流流實(shí)實(shí)際際方方向向與與參參考考方方向向相相同同，電電流流取取正正值值；若若電電流流實(shí)實(shí)際際方方向向與與參參考考方方向向相相反反，電電流流取取負(fù)負(fù)值值。根根據(jù)據(jù)電電流流的的參參考考方方向向以以及及電電流流量量值值的的正正負(fù)負(fù)，就就能能確確定定電電流流的實(shí)際方向。如圖的實(shí)際方向。如圖1-31-3中所示。中所示。圖圖1-3 電流的方向電流的方向江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)二任務(wù)二 電路模型與電路變量電路模型與電路變量 電流的測量：電流的測量：電流的大小可用電流表來測量，對直流電路用直流電流的大小可用電流表來測量，對直流電路用直流電流表測量。測量時，應(yīng)將電流表串入被測電路中，電流表測量。測量時，應(yīng)將電流表串入被測電路中，并要保證電流表從電流表的正端流入，負(fù)端流出。并要保證電流表從電流表的正端流入，負(fù)端流出。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)二任務(wù)二 電路模型與電路變量電路模型與電路變量 （二）電壓（二）電壓 電荷在電路中移動，就會有能量的交換發(fā)生。單位正電電荷在電路中移動，就會有能量的交換發(fā)生。單位正電荷由電路中荷由電路中a點(diǎn)移動到點(diǎn)移動到b點(diǎn)時所獲得或失去的能量，稱為點(diǎn)時所獲得或失去的能量，稱為a、b兩點(diǎn)間的電壓。兩點(diǎn)間的電壓。在電路中任選一點(diǎn)為參考點(diǎn)，則某點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓稱在電路中任選一點(diǎn)為參考點(diǎn)，則某點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓稱為這一點(diǎn)為這一點(diǎn)(相對于參考點(diǎn)相對于參考點(diǎn))的電位。電位用符號的電位。電位用符號 表示，如表示，如a點(diǎn)點(diǎn)電位記作電位記作 。當(dāng)選擇。當(dāng)選擇o點(diǎn)為參考點(diǎn)時，則點(diǎn)為參考點(diǎn)時，則 。若若a、b兩點(diǎn)的電位分別記作兩點(diǎn)的電位分別記作 ，則，則 (1-3)即兩點(diǎn)間的電壓就是該兩點(diǎn)的電位之差。電壓也稱為電即兩點(diǎn)間的電壓就是該兩點(diǎn)的電位之差。電壓也稱為電位差或電位降。位差或電位降。電壓的單位為伏電壓的單位為伏特特(V)江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)二任務(wù)二 電路模型與電路變量電路模型與電路變量 2.2.電壓的參考方向電壓的參考方向 在分析電路時，必須選定電壓的參考方向或參考極性，在分析電路時，必須選定電壓的參考方向或參考極性，用用“+”號和號和“-”號分別標(biāo)注在電路圖的號分別標(biāo)注在電路圖的a a點(diǎn)和點(diǎn)和b b點(diǎn)，或用點(diǎn)，或用帶下標(biāo)的字母表示。以后若無特殊說明，電路圖中的帶下標(biāo)的字母表示。以后若無特殊說明，電路圖中的“+”和和“-”標(biāo)注，或標(biāo)注，或 都表示電壓的參考極性都表示電壓的參考極性(參考方向參考方向)。規(guī)定：規(guī)定：電壓的實(shí)際方向是從高電位指向低電位。將高電壓的實(shí)際方向是從高電位指向低電位。將高電位點(diǎn)稱為正極，低電位點(diǎn)稱為負(fù)極。電位點(diǎn)稱為正極，低電位點(diǎn)稱為負(fù)極。規(guī)定：規(guī)定：若計算出的電壓值為正值，則電壓的實(shí)際方向若計算出的電壓值為正值，則電壓的實(shí)際方向與參考極性相同；若計算出的電壓值為負(fù)值，則電壓的實(shí)與參考極性相同；若計算出的電壓值為負(fù)值，則電壓的實(shí)際方向與參考極性相反。際方向與參考極性相反。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)二任務(wù)二 電路模型與電路變量電路模型與電路變量關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向電壓與電流的參考方向一致電壓與電流的參考方向一致江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)二任務(wù)二 電路模型與電路變量電路模型與電路變量 電壓的測量：電壓的測量：直流電路中，測量電壓用電壓表并聯(lián)接入電路，注意直流電路中，測量電壓用電壓表并聯(lián)接入電路，注意電壓表的電壓表的“+”極接高電位或電流流入點(diǎn)，極接高電位或電流流入點(diǎn)，“-”極接低電極接低電位點(diǎn)或電流流出點(diǎn)。位點(diǎn)或電流流出點(diǎn)。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)二任務(wù)二 電路模型與電路變量電路模型與電路變量 （三）電功率和電能（三）電功率和電能 1.1.電功率電功率 電路中，電功率是單位時間內(nèi)電場力所作的功，則電路中，電功率是單位時間內(nèi)電場力所作的功，則 (1-4)功率的單位是瓦功率的單位是瓦特特(w)，除瓦之外，也可用，除瓦之外，也可用kw(千瓦千瓦)或或mw(毫瓦毫瓦)作單位。作單位。計算功率的公式為：計算功率的公式為：根據(jù)功率的計算結(jié)果，若根據(jù)功率的計算結(jié)果，若p0則吸收功率；則吸收功率；p0則發(fā)出、則發(fā)出、產(chǎn)生功率。產(chǎn)生功率。所以，從所以，從 P 的的+或或-可以區(qū)分器件的性質(zhì)，或是可以區(qū)分器件的性質(zhì)，或是電源，或是負(fù)載。電源，或是負(fù)載。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)二任務(wù)二 電路模型與電路變量電路模型與電路變量 例題例題 如圖電路中，已知如圖電路中，已知U U1 1=1V,=1V,U U2 2=-6V,=-6V,U U3 3=-4V,=-4V,U U4 4=5V,=5V,U U5 5=-10V,=-10V,I I1 1=1A,=1A,I I2 2=-3A,=-3A,I I3 3=4A,=4A,I I4 4=-1A,=-1A,I I5 5=-3A=-3A。試求：試求：(1)(1)各二端元件吸收的功率；各二端元件吸收的功率；(2)(2)整個電路吸收的功率。整個電路吸收的功率。解：解：各二端元件吸收的功率為各二端元件吸收的功率為整個電路吸收的功率為：整個電路吸收的功率為：江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)二任務(wù)二 電路模型與電路變量電路模型與電路變量 2.2.電能電能 生活中我們還需要計算一段時間內(nèi)電路所消耗生活中我們還需要計算一段時間內(nèi)電路所消耗(或產(chǎn)或產(chǎn)生生)的電能。的電能。在在 段時間內(nèi)，電路消耗的電能為段時間內(nèi)，電路消耗的電能為 國際單位制中，電能的單位是焦國際單位制中，電能的單位是焦耳耳(J)，時間為秒，時間為秒(s)。工程上，電能的單位一般用。工程上，電能的單位一般用kWh表示。表示。日常生活和生產(chǎn)實(shí)踐常用的千瓦時表，也稱電度表，日常生活和生產(chǎn)實(shí)踐常用的千瓦時表，也稱電度表，就是用來測量電能消耗量的儀表。就是用來測量電能消耗量的儀表。直流時，直流時，W=P t=UIt 1度度(電電)=1 kW h=3.6 106 J江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)二任務(wù)二 電路模型與電路變量電路模型與電路變量 例例 有一個電飯鍋，額定功率為有一個電飯鍋，額定功率為750W750W，每天使用，每天使用2 2小時；一小時；一臺臺2525吋電視機(jī)，功率為吋電視機(jī)，功率為150W150W，每天使用，每天使用4 4小時；一臺電冰箱，小時；一臺電冰箱，輸入功率為輸入功率為120W120W，電冰箱的壓縮機(jī)每天工作，電冰箱的壓縮機(jī)每天工作8 8小時。試計算小時。試計算每月（每月（3030天）耗電多少度？天）耗電多少度？解：解：（0.75kW0.75kW2 h2 h0.15kW0.15kW4h 4h 0.12kW0.12kW8h8h）3030天天 （1.51.5度度 0.60.6度度 0.960.96度）度）3030 91.891.8度度 答答:每月耗電每月耗電91.891.8度度江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)三任務(wù)三 基爾霍夫定律基爾霍夫定律主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、幾個有關(guān)的電路名詞一、幾個有關(guān)的電路名詞二、基爾霍夫電流定律二、基爾霍夫電流定律三、基爾霍夫電壓定律三、基爾霍夫電壓定律四、基爾霍夫定律驗(yàn)證實(shí)訓(xùn)四、基爾霍夫定律驗(yàn)證實(shí)訓(xùn)江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)三任務(wù)三 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 一、幾個有關(guān)的電路名詞一、幾個有關(guān)的電路名詞 1 1支路支路 電路中具有兩個端鈕且通過同電路中具有兩個端鈕且通過同一電流的每個分支叫做支路。一電流的每個分支叫做支路。2節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn) 電路中三條和三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)叫做節(jié)點(diǎn)。電路中三條和三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)叫做節(jié)點(diǎn)。初學(xué)者往往把圖中的初學(xué)者往往把圖中的a點(diǎn)與點(diǎn)與4點(diǎn)看成是兩個節(jié)點(diǎn)，這是點(diǎn)看成是兩個節(jié)點(diǎn)，這是錯誤的，因?yàn)殄e誤的，因?yàn)閍點(diǎn)與點(diǎn)與4點(diǎn)是用理想導(dǎo)體相聯(lián)的，從電的角度點(diǎn)是用理想導(dǎo)體相聯(lián)的，從電的角度來看，它們是相同的端點(diǎn)，可以合并成一點(diǎn)。電路圖可以來看，它們是相同的端點(diǎn)，可以合并成一點(diǎn)。電路圖可以改畫，只要保證各元件間的聯(lián)接關(guān)系不變即可。改畫，只要保證各元件間的聯(lián)接關(guān)系不變即可。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)三任務(wù)三 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 3.3.回路回路 電路中任一閉合路徑叫做回電路中任一閉合路徑叫做回路。只有一個回路的電路稱為單路。只有一個回路的電路稱為單回路電路?；芈冯娐?。4 4網(wǎng)孔網(wǎng)孔 內(nèi)部不含有支路的回路叫網(wǎng)內(nèi)部不含有支路的回路叫網(wǎng)孔?？?。5 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) 一般把含元件較多的電路稱一般把含元件較多的電路稱為網(wǎng)絡(luò)。實(shí)際上，電路與網(wǎng)絡(luò)這為網(wǎng)絡(luò)。實(shí)際上，電路與網(wǎng)絡(luò)這兩個名詞并無明確的區(qū)別，通常兩個名詞并無明確的區(qū)別，通常可以混用。可以混用。支路：共支路：共3條條節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)：a、b(共共2個）個）回路：共回路：共3個個aI1I2U2+-R1R3R2+_I3bU1#1#2#3江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)三任務(wù)三 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 二、基爾霍夫電流定律二、基爾霍夫電流定律 基爾霍夫電流定律簡稱基爾霍夫電流定律簡稱KCLKCL，它描述電路中各電流的，它描述電路中各電流的約束關(guān)系。約束關(guān)系。KCLKCL可表述為：可表述為：對于任一集總電路中的任一節(jié)點(diǎn)，在任一時刻，流出對于任一集總電路中的任一節(jié)點(diǎn)，在任一時刻，流出(或流進(jìn)或流進(jìn))該節(jié)點(diǎn)的所有支路電流的代數(shù)和為零。即：該節(jié)點(diǎn)的所有支路電流的代數(shù)和為零。即：例如，圖例如，圖1-61-6各支路電流的參考方向已選定并標(biāo)于圖各支路電流的參考方向已選定并標(biāo)于圖中，對節(jié)點(diǎn)中，對節(jié)點(diǎn)a a應(yīng)用基爾霍夫電流定律可寫出應(yīng)用基爾霍夫電流定律可寫出 圖圖1-6 KCL的說明的說明江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)三任務(wù)三 基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫電流定律還可以擴(kuò)展到電路的任意封閉面?；鶢柣舴螂娏鞫蛇€可以擴(kuò)展到電路的任意封閉面。圖圖1-7 KCL的推廣應(yīng)用（一）的推廣應(yīng)用（一）江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)三任務(wù)三 基爾霍夫定律基爾霍夫定律圖圖1-8 KCL的推廣應(yīng)用（二）的推廣應(yīng)用（二）應(yīng)用應(yīng)用KCL，還可以判斷兩個網(wǎng)絡(luò)之間的某種電流關(guān)系，如，還可以判斷兩個網(wǎng)絡(luò)之間的某種電流關(guān)系，如圖圖1-8(a)所示。所示。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)三任務(wù)三 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 三、基爾霍夫電壓定律三、基爾霍夫電壓定律 基爾霍夫電壓定律簡稱為基爾霍夫電壓定律簡稱為KVL,KVL,它是描述回路中各段電壓它是描述回路中各段電壓之間相互關(guān)系的定律。之間相互關(guān)系的定律。KVLKVL可表述為：可表述為：對于任一集總電路中的任一閉合回路，在任一時刻，沿對于任一集總電路中的任一閉合回路，在任一時刻，沿回路繞行一周，回路內(nèi)各段電壓的代數(shù)和為零。即：回路繞行一周，回路內(nèi)各段電壓的代數(shù)和為零。即：用基爾霍夫電壓定律列寫方程時，首先需要選定回路的用基爾霍夫電壓定律列寫方程時，首先需要選定回路的繞行方向。凡電壓的參考方向與繞行方向相同時，該電壓前繞行方向。凡電壓的參考方向與繞行方向相同時，該電壓前面取面取“+”號，凡電壓的參考方向與繞行方向相反時，該電號，凡電壓的參考方向與繞行方向相反時，該電壓前面取壓前面取“-”號。號。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)三任務(wù)三 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 例例 圖圖1-91-9為一復(fù)雜電路中的為一復(fù)雜電路中的一個回路。已知各元件電壓為一個回路。已知各元件電壓為 ,解解 根據(jù)圖中所標(biāo)出的回路的繞行方根據(jù)圖中所標(biāo)出的回路的繞行方向和各段電壓的參考方向，列出向和各段電壓的參考方向，列出KVLKVL方程，得方程，得 將已知數(shù)據(jù)代入，得將已知數(shù)據(jù)代入，得 為負(fù)值說明的實(shí)際極性與圖中所假設(shè)的極性相反。為負(fù)值說明的實(shí)際極性與圖中所假設(shè)的極性相反。圖圖1-9江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)三任務(wù)三 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 KVL不僅適用于閉合回路，還可以不僅適用于閉合回路，還可以推廣到不閉合回路推廣到不閉合回路，但要將開口處的電壓列入方程。如圖但要將開口處的電壓列入方程。如圖1-10.圖圖1-10 KVL的推廣應(yīng)用的推廣應(yīng)用江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)三任務(wù)三 基爾霍夫定律基爾霍夫定律KCLKCL、KVLKVL小結(jié)：小結(jié)：小結(jié)：小結(jié)：(1)(1)KCLKCL是是對對支支路路電電流流的的線線性性約約束束，KVLKVL是是對對支支路路電電壓壓的的線性約束。線性約束。(2)KCL(2)KCL、KVLKVL與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無關(guān)。與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無關(guān)。(3)(3)KCLKCL表表明明在在每每一一結(jié)結(jié)點(diǎn)點(diǎn)上上電電荷荷是是守守恒恒的的；KVLKVL是是電電壓壓與與路徑無關(guān)的路徑無關(guān)的具體體現(xiàn)。具體體現(xiàn)。(4)(4)KCLKCL、KVLKVL只只適適用用于于集集總總參參數(shù)數(shù)的的電電路路。（由由集集總總參參 數(shù)數(shù)元元件件構(gòu)構(gòu)成成的的電電路路稱稱為為集集總總參參數(shù)數(shù)電電路路，而而集集總總參參數(shù)數(shù)元元件就是理想元件。）件就是理想元件。）江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)四任務(wù)四 電阻元件及其串并聯(lián)電阻元件及其串并聯(lián)主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、電阻元件一、電阻元件二、電阻元件的串、并聯(lián)二、電阻元件的串、并聯(lián)三、開路與短路三、開路與短路四、電路中各點(diǎn)電位的分析四、電路中各點(diǎn)電位的分析江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)四任務(wù)四 電阻元件及其串并聯(lián)電阻元件及其串并聯(lián) 一、電阻元件一、電阻元件 電阻元件是從實(shí)際電阻器抽象出來的模型，它是一種對電流電阻元件是從實(shí)際電阻器抽象出來的模型，它是一種對電流呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件。如電阻器、燈泡、電烙鐵和電爐等。呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件。如電阻器、燈泡、電烙鐵和電爐等。1 1歐姆定律歐姆定律 歐姆定律：施加于電阻元件上的電壓與通過的電流成正比。歐姆定律：施加于電阻元件上的電壓與通過的電流成正比。關(guān)聯(lián)方向下：關(guān)聯(lián)方向下：2 2電導(dǎo)電導(dǎo) 電阻的倒數(shù)稱為電導(dǎo)，它是表示材料導(dǎo)電能力的一個參數(shù)，電阻的倒數(shù)稱為電導(dǎo)，它是表示材料導(dǎo)電能力的一個參數(shù)，即：即：電導(dǎo)的單位為西電導(dǎo)的單位為西 門子門子(S)(S)，江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)四任務(wù)四 電阻元件及其串并聯(lián)電阻元件及其串并聯(lián) 3 3線性電阻元件線性電阻元件 在任何時刻，兩端電壓與其電流的關(guān)系都服從歐姆定律在任何時刻，兩端電壓與其電流的關(guān)系都服從歐姆定律的電阻元件稱為線性電阻元件。的電阻元件稱為線性電阻元件。電阻元件的伏安特性曲線。電阻元件的伏安特性曲線。線性電阻元件的伏安特性曲線是過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線。線性電阻元件的伏安特性曲線是過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線。圖圖1-11 線性電阻元件及其伏安特性曲線線性電阻元件及其伏安特性曲線江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)四任務(wù)四 電阻元件及其串并聯(lián)電阻元件及其串并聯(lián) 4.4.非線性電阻元件非線性電阻元件 非線性電阻元件的伏安特性曲線是一條曲線，其電壓和非線性電阻元件的伏安特性曲線是一條曲線，其電壓和電流不成正比，不服從歐姆定律。電流不成正比，不服從歐姆定律。如圖如圖1-121-12為二極管的伏安特性曲線。為二極管的伏安特性曲線。圖圖1-12 二極管及其伏安特性曲線二極管及其伏安特性曲線江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)四任務(wù)四 電阻元件及其串并聯(lián)電阻元件及其串并聯(lián)5.電阻元件的功率電阻元件的功率線性時不變電阻吸收的功率為線性時不變電阻吸收的功率為 電氣設(shè)備的額定值：電氣設(shè)備的額定值：額定電壓額定電壓、額定電流、額定電流、額定功率額定功率 電阻的單位為歐姆電阻的單位為歐姆，常用的單位還有，常用的單位還有k和和M（兆（兆歐），歐），1M106，功率的單位是瓦特，功率的單位是瓦特W.江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)四任務(wù)四 電阻元件及其串并聯(lián)電阻元件及其串并聯(lián)例例 兩個標(biāo)明兩個標(biāo)明220V220V、60W60W的白熾燈，若分別接在的白熾燈，若分別接在380V380V和和110V110V電電源上，消耗的功率各是多少（假定白熾燈電阻是線性的）？源上，消耗的功率各是多少（假定白熾燈電阻是線性的）？解：根據(jù)題意可解得兩白熾燈的解：根據(jù)題意可解得兩白熾燈的電阻電阻R=R=806.6667 =806.6667 當(dāng)接在當(dāng)接在380V380V的電源上時，消耗的的電源上時，消耗的功率功率P P=179W =179W；當(dāng)接在當(dāng)接在110V110V的電源上時，消耗的的電源上時，消耗的功率功率P P=15 W.=15 W.江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)四任務(wù)四 電阻元件及其串并聯(lián)電阻元件及其串并聯(lián)二、電阻元件的串、并聯(lián)二、電阻元件的串、并聯(lián)1.電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)n個電阻串聯(lián)可等效為一個電阻個電阻串聯(lián)可等效為一個電阻江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)四任務(wù)四 電阻元件及其串并聯(lián)電阻元件及其串并聯(lián)2、電阻的串聯(lián)具有分壓作用、電阻的串聯(lián)具有分壓作用 由由KVL和歐姆定律，得和歐姆定律，得 上式表明：上式表明：串聯(lián)電阻中的任一電阻的電壓等于總電壓乘以該電阻串聯(lián)電阻中的任一電阻的電壓等于總電壓乘以該電阻對總電阻的比值。對總電阻的比值。推而廣之。若有推而廣之。若有n個電阻串聯(lián)，則第個電阻串聯(lián)，則第k個電阻的電壓為個電阻的電壓為 江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)四任務(wù)四 電阻元件及其串并聯(lián)電阻元件及其串并聯(lián)3 3 3 3電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)n n個電阻并聯(lián)可等效為一個電阻個電阻并聯(lián)可等效為一個電阻江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)四任務(wù)四 電阻元件及其串并聯(lián)電阻元件及其串并聯(lián)4 4 4 4電阻的并聯(lián)具有分流作用電阻的并聯(lián)具有分流作用電阻的并聯(lián)具有分流作用電阻的并聯(lián)具有分流作用兩個電阻并聯(lián)時：兩個電阻并聯(lián)時：江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)四任務(wù)四 電阻元件及其串并聯(lián)電阻元件及其串并聯(lián)三、開路與短路三、開路與短路 電阻有兩種值得注意的特殊情況電阻有兩種值得注意的特殊情況開路與短路。開路與短路。1 1開路開路 如果一個電阻阻值如果一個電阻阻值 ，則其兩端電壓為任意數(shù)值，則其兩端電壓為任意數(shù)值，流過電阻的電流均為流過電阻的電流均為0 0，稱該電阻為開路，如圖，稱該電阻為開路，如圖1-15(a)1-15(a)。開路又稱斷路。開路又稱斷路。2 2短路短路 如果一個電阻阻值如果一個電阻阻值 ，則流過任意數(shù)值的電流其電阻，則流過任意數(shù)值的電流其電阻兩端電壓均為兩端電壓均為0 0，稱該電阻為短路，如圖，稱該電阻為短路，如圖1-15(b)1-15(b)。圖圖1-15 開路與短路開路與短路江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)四任務(wù)四 電阻元件及其串并聯(lián)電阻元件及其串并聯(lián)開路狀態(tài)：開路狀態(tài)：電源與負(fù)載斷開，稱為開路狀態(tài)電源與負(fù)載斷開，稱為開路狀態(tài),又稱又稱空載狀態(tài)?？蛰d狀態(tài)。開路狀態(tài)電流為零，負(fù)載不工作開路狀態(tài)電流為零，負(fù)載不工作UIR0，而開路處的端電壓，而開路處的端電壓U0E。短路狀態(tài)：短路狀態(tài)：電源兩端沒有經(jīng)過負(fù)載而直接連在一起時電源兩端沒有經(jīng)過負(fù)載而直接連在一起時,稱為稱為短路狀態(tài)。短路狀態(tài)。短路是電路最嚴(yán)重、最危險的事故，是禁止的狀態(tài)。短路是電路最嚴(yán)重、最危險的事故，是禁止的狀態(tài)。短路電流短路電流ISE/R0很大，如果沒有短路保護(hù)，會發(fā)生火災(zāi)。很大，如果沒有短路保護(hù)，會發(fā)生火災(zāi)。產(chǎn)生短路的原因主要是接線不當(dāng)，線路絕緣老化損壞等。應(yīng)在電路產(chǎn)生短路的原因主要是接線不當(dāng)，線路絕緣老化損壞等。應(yīng)在電路中接入短路保護(hù)。中接入短路保護(hù)。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)四任務(wù)四 電阻元件及其串并聯(lián)電阻元件及其串并聯(lián)四、電路中各點(diǎn)電位的分析四、電路中各點(diǎn)電位的分析 1 1電位的有關(guān)概念電位的有關(guān)概念 電位是電位是電路中某點(diǎn)到參考點(diǎn)之間的電壓。當(dāng)我們選定電路中某點(diǎn)到參考點(diǎn)之間的電壓。當(dāng)我們選定電路中電路中b b點(diǎn)為參考點(diǎn)，就是規(guī)定點(diǎn)為參考點(diǎn)，就是規(guī)定b b點(diǎn)的電位為零。由于參考點(diǎn)點(diǎn)的電位為零。由于參考點(diǎn)的電位為零，所以的電位為零，所以參考點(diǎn)參考點(diǎn)又叫零電位點(diǎn)。又叫零電位點(diǎn)。參考點(diǎn)是可以任意選定的，但一經(jīng)選定之后，各點(diǎn)電位參考點(diǎn)是可以任意選定的，但一經(jīng)選定之后，各點(diǎn)電位的計算即以該點(diǎn)為準(zhǔn)。如果換一個參考點(diǎn)，則各點(diǎn)電位也就的計算即以該點(diǎn)為準(zhǔn)。如果換一個參考點(diǎn)，則各點(diǎn)電位也就不同，即電位隨參考點(diǎn)的選擇而異。不同，即電位隨參考點(diǎn)的選擇而異。在工程中常選大地作為參考點(diǎn)，即認(rèn)為大地電位為零。在工程中常選大地作為參考點(diǎn)，即認(rèn)為大地電位為零。注意：電位是相對的，與參考點(diǎn)有關(guān)。注意：電位是相對的，與參考點(diǎn)有關(guān)。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)四任務(wù)四 電阻元件及其串并聯(lián)電阻元件及其串并聯(lián) 2 2電路中各點(diǎn)電位的分析電路中各點(diǎn)電位的分析 要計算電路中各點(diǎn)的電位，首先選定要計算電路中各點(diǎn)的電位，首先選定e e點(diǎn)為參考點(diǎn)，點(diǎn)為參考點(diǎn)，即即e e點(diǎn)的電位為零點(diǎn)的電位為零 下面依次求出各點(diǎn)的電位。下面依次求出各點(diǎn)的電位。求一點(diǎn)的電位往往有幾條路徑，電路中兩點(diǎn)求一點(diǎn)的電位往往有幾條路徑，電路中兩點(diǎn)電壓是與電壓是與路徑無關(guān)的路徑無關(guān)的。所以，在求電路中某點(diǎn)電位時，盡量選取最。所以，在求電路中某點(diǎn)電位時，盡量選取最簡單的路徑。簡單的路徑。圖圖1-16 電路中各點(diǎn)的電位電路中各點(diǎn)的電位江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)五任務(wù)五 電圧源與電流源電圧源與電流源 主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、電壓源一、電壓源二、電流源二、電流源三、實(shí)際電源的電路模型三、實(shí)際電源的電路模型江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)五任務(wù)五 電圧源與電流源電圧源與電流源 一、電壓源一、電壓源 電壓源電壓源-電壓源的圖形符號如圖電壓源的圖形符號如圖1-17(a)1-17(a)所示。所示。恒定電壓源恒定電壓源(或直流電壓源或直流電壓源)-)-為恒定值為恒定值,有時用有時用圖圖1-17(b)1-17(b)所示的圖形符號表示，電壓值用所示的圖形符號表示，電壓值用 表示。表示。圖圖1-17 電壓源電壓源 電壓源具有兩個基本性質(zhì)電壓源具有兩個基本性質(zhì):(1)它的端電壓是一個定值它的端電壓是一個定值 ，或是一個確定的時間函數(shù)，或是一個確定的時間函數(shù) ，與流過的電流無關(guān)。與流過的電流無關(guān)。(2)流過電壓源的電流由與之相流過電壓源的電流由與之相聯(lián)接的外電路所決定。聯(lián)接的外電路所決定。電壓源的輸出電壓與輸出電流電壓源的輸出電壓與輸出電流之間的關(guān)系（伏安特性）也稱為之間的關(guān)系（伏安特性）也稱為電電源的外特性。源的外特性。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)五任務(wù)五 電圧源與電流源電圧源與電流源 電壓源的伏安特性：電壓源的伏安特性：為一條不通過原點(diǎn)且與電流軸平行的直線為一條不通過原點(diǎn)且與電流軸平行的直線江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)五任務(wù)五 電圧源與電流源電圧源與電流源 恒壓源中的電流由外電路決定恒壓源中的電流由外電路決定設(shè)設(shè):U=10VIU+_abUab2 R1當(dāng)當(dāng)R1 、R2 同時接入時：同時接入時：I=10AR22 例例 當(dāng)當(dāng)R1接入時接入時：I=5A則：則：江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)五任務(wù)五 電圧源與電流源電圧源與電流源 例例 單回路電路如圖單回路電路如圖1-191-19所所示。已知示。已知 ，求電流求電流 i 和電壓和電壓 。解解 ：由：由KVLKVL和歐姆定律，得和歐姆定律，得化簡，得化簡，得 圖圖1-19江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)五任務(wù)五 電圧源與電流源電圧源與電流源 二、電流源二、電流源 電流源的圖形符號如圖電流源的圖形符號如圖1-20(a)1-20(a)所示。所示。電流源具有兩個基本性質(zhì)電流源具有兩個基本性質(zhì)：(1)(1)它發(fā)出的電流是一個定值它發(fā)出的電流是一個定值 或是一個確定的時間或是一個確定的時間函數(shù)函數(shù) ，與兩端電壓無關(guān)。當(dāng)電壓為零值時，它發(fā)出的，與兩端電壓無關(guān)。當(dāng)電壓為零值時，它發(fā)出的電流仍為電流仍為 或或 。(2)(2)電流源兩端的電壓由與之相連接的外電路所決定。電流源兩端的電壓由與之相連接的外電路所決定。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)五任務(wù)五 電圧源與電流源電圧源與電流源 電流源的伏安特性：電流源的伏安特性：一條不通過原點(diǎn)且與電壓軸平行的直線。一條不通過原點(diǎn)且與電壓軸平行的直線。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系恒壓源與恒流源特性比較恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒壓源恒流源恒流源不不 變變 量量變變 化化 量量U+_abIUabUab=U（常數(shù)）（常數(shù)）Uab的大小、方向均為恒定，的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對外電路負(fù)載對 Uab 無影響。無影響。IabUabIsI=Is （常數(shù)）（常數(shù)）I 的大小、方向均為恒定，的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對外電路負(fù)載對 I 無影響。無影響。輸出電流輸出電流 I 可變可變-I 的大小、方向均的大小、方向均由外電路決定由外電路決定端電壓端電壓Uab 可變可變-Uab 的大小、方向的大小、方向均由外電路決定均由外電路決定任務(wù)五任務(wù)五 電圧源與電流源電圧源與電流源 江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系任務(wù)五任務(wù)五 電圧源與電流源電圧源與電流源 例例 計算圖計算圖1-211-21所示電路所示電路中電壓源的電流中電壓源的電流 及電流源的及電流源的端電壓端電壓 。解：由電壓源的基本性質(zhì)可解：由電壓源的基本性質(zhì)可知：電壓源的兩端電壓與外電路知：電壓源的兩端電壓與外電路無關(guān)。故，電流源兩端的電壓無關(guān)。故，電流源兩端的電壓 為為2V2V，極性如圖所示。又，電阻電，極性如圖所示。又，電阻電壓亦為壓亦為2V2V，由此可知電阻電流應(yīng)，由此可知電阻電流應(yīng)為為2/3A2/3A。由由KCLKCL可得：可得：圖圖1-21江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系RS越大越大斜率越大斜率越大伏安特性伏安特性IUUSUIRS+-USRLU=US IRS當(dāng)當(dāng)RS=0 時，時，電壓源電壓源模型就變成模型就變成恒壓源恒壓源模型模型R RS S稱為電源的內(nèi)阻或輸出電阻稱為電源的內(nèi)阻或輸出電阻任務(wù)五任務(wù)五 電圧源與電流源電圧源與電流源 三、實(shí)際電源的電路模型三、實(shí)際電源的電路模型1.實(shí)際電壓源模型實(shí)際電壓源模型-由理想電壓源串聯(lián)一個電阻組成由理想電壓源串聯(lián)一個電阻組成江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系ISRSabUabIIsUabI外外特特性性 RSR RS S越大越大特性特性越越陡陡I=IS Uab/RS2.實(shí)際電流源模型實(shí)際電流源模型-由理想電流源并聯(lián)一個電阻組成由理想電流源并聯(lián)一個電阻組成當(dāng)當(dāng) 內(nèi)阻內(nèi)阻R RS S=時，時，電流源電流源模型就變成模型就變成恒流源恒流源模型模型任務(wù)五任務(wù)五 電圧源與電流源電圧源與電流源 江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系