第一章電路的基本概念與基本定律習(xí)題課

1、電流：電流：Uab 雙下標(biāo)雙下標(biāo)電壓：電壓：IE+_ 在分析與計(jì)算電路時(shí)，對(duì)在分析與計(jì)算電路時(shí)，對(duì)電量任意假定的方向。電量任意假定的方向。Iab 雙下標(biāo)雙下標(biāo)aRb箭箭 標(biāo)標(biāo)abRI正負(fù)號(hào)正負(fù)號(hào)+abU U+_物理量物理量實(shí)實(shí) 際際 方方 向向電流電流 I正電荷運(yùn)動(dòng)的方向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)E ( (電位升高的方向電位升高的方向) ) 電壓電壓 U( (電位降低的方向電位降低的方向) )高電位高電位 低電位低電位 單單 位位kA 、A、mA、A低電位低電位 高電位高電位kV 、V、mV、VkV 、V、mV、V電源力驅(qū)動(dòng)正電荷運(yùn)動(dòng)的方向電源力驅(qū)動(dòng)正電荷運(yùn)動(dòng)的方向?qū)嶋H方向與參考方向?qū)嶋H方向

2、與參考方向一致一致，電流，電流(或電壓或電壓)值為值為正值正值；實(shí)際方向與參考方向?qū)嶋H方向與參考方向相反相反，電流，電流(或電壓或電壓)值為值為負(fù)值負(fù)值。注意：注意： 在參考方向選定后，電流在參考方向選定后，電流 ( 或電壓或電壓 ) 值才有正負(fù)值才有正負(fù)之分。之分。 若若 I = 5A，則電流從，則電流從 a 流向流向 b；例：例：若若 I = 5A，則電流從，則電流從 b 流向流向 a 。abRIabRU+若若 U = 5V，則電壓的實(shí)際方向，則電壓的實(shí)際方向從從 a 指向指向 b；若若 U= 5V，則電壓的實(shí)際方向，則電壓的實(shí)際方向從從 b 指向指向 a 。 元件或支路的元件或支路的u，

3、i 采用相同的參考方向稱(chēng)之為采用相同的參考方向稱(chēng)之為關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)參考方向。反之，稱(chēng)為非關(guān)聯(lián)參考方向。參考方向。反之，稱(chēng)為非關(guān)聯(lián)參考方向。關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向i+- -+- -iuu分析電路前必須選定分析電路前必須選定電壓電壓和和電流電流的參考方向的參考方向 參考方向不同時(shí)，其表達(dá)式相差一負(fù)號(hào)，但電壓參考方向不同時(shí)，其表達(dá)式相差一負(fù)號(hào)，但電壓、電流的實(shí)際方向不變、電流的實(shí)際方向不變。例例電壓電流參考方向如圖中所標(biāo)電壓電流參考方向如圖中所標(biāo)，問(wèn)：對(duì)，問(wèn)：對(duì)A、B兩部分電路電壓兩部分電路電壓電流參考方向關(guān)聯(lián)否？電流參考方向關(guān)聯(lián)否？注意注意uBAi參考方向一經(jīng)選定，必須在圖

4、中相應(yīng)位置標(biāo)注參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注 ( (包括方向和包括方向和符號(hào)符號(hào)) )，在計(jì)算過(guò)程中不得任意改變，在計(jì)算過(guò)程中不得任意改變. .電功率和能量電功率和能量1.1.電功率電功率uitqqwtwpdddddd功率的單位：功率的單位：W ( (瓦瓦) () (Watt，瓦特，瓦特) )能量的單位：能量的單位：J ( (焦焦) () (Joule，焦耳，焦耳) )單位時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力所做的功單位時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力所做的功。qwuddtqidd2. 2. 電路吸收或發(fā)出功率的判斷電路吸收或發(fā)出功率的判斷u u, i 取取關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向P=ui 表表示元件吸收的功率示元件吸收的功率

5、P0 吸收正功率吸收正功率 ( (實(shí)際吸收；負(fù)載實(shí)際吸收；負(fù)載) )P0 發(fā)出正功率發(fā)出正功率 ( (實(shí)際發(fā)出實(shí)際發(fā)出) )；電源；電源P0 發(fā)出負(fù)功率發(fā)出負(fù)功率 ( (實(shí)際吸收實(shí)際吸收) )；負(fù)載；負(fù)載u u, i 取非取非關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向+ +- -iu+ +- -iu例例 求圖示電路中各方框求圖示電路中各方框所代表的元件吸收或所代表的元件吸收或產(chǎn)生的功率。產(chǎn)生的功率。已知：已知： U1=1V, U2= - -3V，U3=8V, U4= - -4V,U5=7V, U6= - -3V，I1=2A, I2=1A,，I3= - -1A 564123I2I3I1+U6U5U4U3U2U1

6、歐姆定律歐姆定律U、I 參考方向相同時(shí)，參考方向相同時(shí)，RU+IRU+I 通常取通常取 U、I 參考方向相同。參考方向相同。U = I R解：解：對(duì)圖（對(duì)圖（a）有，）有， U = IRRU6V+I2AR+U6V I2A例：例：應(yīng)用歐姆定律對(duì)下圖電路列出式子，并求電阻應(yīng)用歐姆定律對(duì)下圖電路列出式子，并求電阻R。（a）（b）對(duì)圖（對(duì)圖（b）有，）有， U = IR326 IUR326 IURIUo 遵循歐姆定律的電阻稱(chēng)為線(xiàn)性電阻，它表示該段遵循歐姆定律的電阻稱(chēng)為線(xiàn)性電阻，它表示該段電路電壓與電流的比值為常數(shù)。電路電壓與電流的比值為常數(shù)。線(xiàn)性電阻的伏安特性線(xiàn)性電阻的伏安特性常數(shù)常數(shù)即：即： IUR

7、 例：例： 有一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)，額定輸出功率有一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)，額定輸出功率PN為為2200W，額定輸出電壓額定輸出電壓UN為為220V，內(nèi)阻，內(nèi)阻RO為為1。試分析和計(jì)算。試分析和計(jì)算下列幾種情況下的電路參數(shù)。下列幾種情況下的電路參數(shù)。（1）電源的電動(dòng)勢(shì)電源的電動(dòng)勢(shì)E和額定輸出電流值和額定輸出電流值IN ；（2）當(dāng)負(fù)載電阻當(dāng)負(fù)載電阻RL分別為分別為229和和14時(shí)，電源的輸出電時(shí)，電源的輸出電流流I和輸出功率和輸出功率PE；（3）若電路發(fā)生短路時(shí)，計(jì)算短路電流若電路發(fā)生短路時(shí)，計(jì)算短路電流ISC 。 解：解： （1）由）由 PN=UNIN可知，電源的額定電流值可知，電源的額定電流值IN為為 發(fā)電

8、機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為 （2）當(dāng)）當(dāng)RL=229時(shí)，電源輸出的電流和功率分別為時(shí)，電源輸出的電流和功率分別為 NNN220010A220PIUNN0220 10 1230VEUI R L02301A2291NEIIRR 由此可見(jiàn)，此時(shí)電源處于由此可見(jiàn)，此時(shí)電源處于輕載工作狀態(tài)輕載工作狀態(tài)。 當(dāng)當(dāng)RL=14時(shí)，電源輸出的電流和功率分別為時(shí)，電源輸出的電流和功率分別為此時(shí)，電源處于此時(shí)，電源處于過(guò)載工作狀態(tài)過(guò)載工作狀態(tài)，這是不允許的。，這是不允許的。2ERLR0L0N()1 230230WPPPIRRP 2RLL1 229229WPI R NL023015.33A14 1EIIRR2ERLR

9、0L02N()(15.33)153526WPPPIRRP（3）電路發(fā)生短路時(shí)，求得短路電流為）電路發(fā)生短路時(shí)，求得短路電流為 可見(jiàn)，電路發(fā)生短路所形成的短路電流非常大。因此，可見(jiàn)，電路發(fā)生短路所形成的短路電流非常大。因此，在實(shí)際電路中必須采取必要的保護(hù)措施；同時(shí)在操作電氣在實(shí)際電路中必須采取必要的保護(hù)措施；同時(shí)在操作電氣設(shè)備設(shè)備 時(shí)，也要防止因人為因素造成短路事故。時(shí)，也要防止因人為因素造成短路事故。SCN0230230A231EIIR10V+-2A2 I討論題討論題?IA32410A72210A5210III哪哪個(gè)個(gè)答答案案對(duì)對(duì)? 二、舉例二、舉例 求圖示電路中求圖示電路中各點(diǎn)的電位各點(diǎn)的電位: :Va、Vb、Vc、Vd 。解：解：設(shè)設(shè) a為參考點(diǎn)，為參考點(diǎn)， 即即Va=0V設(shè)設(shè) b為參考點(diǎn)，即為參考點(diǎn)，即Vb=0Vbca20 4A6 10AE290V E1140V5 6A d+90V20 5 +140V6 cdbca20 4A6 10AE290V E1140V5 6A d圖示電路，計(jì)算開(kāi)關(guān)圖示電路，計(jì)算開(kāi)關(guān)S S 斷開(kāi)和閉合時(shí)斷開(kāi)和閉合時(shí)A點(diǎn)點(diǎn) 的電位的電位VA解解:（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)當(dāng)開(kāi)關(guān) S S 斷開(kāi)時(shí)斷開(kāi)時(shí)（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電路當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電路 如圖（如圖（b）電流電流