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1、1.2 1.2 電路的基本定律電路的基本定律一、電阻元件和歐姆定律一、電阻元件和歐姆定律二、基爾霍夫定律二、基爾霍夫定律 KCL電流定律電流定律 KVL電壓定律電壓定律三、理想有源元件三、理想有源元件四、電源的基本狀態(tài)四、電源的基本狀態(tài)ABC定義定義物理量物理量關(guān)系關(guān)系實(shí)物實(shí)物R電路中消耗電路中消耗電能的元件電能的元件是單一參數(shù)是單一參數(shù)元件元件線性元件線性元件電阻電阻1.1.理想電阻元件理想電阻元件一、電阻元件和歐姆定律一、電阻元件和歐姆定律ABC定義定義物理量物理量關(guān)系關(guān)系實(shí)物實(shí)物R電阻電阻R = u / i在直流電路中,在直流電路中,R = U / I單位:歐姆(單位:歐姆()P = U
2、I = U2/R = RI21.1.理想電阻元件理想電阻元件ABC定義定義物理量物理量關(guān)系關(guān)系實(shí)物實(shí)物1.1.理想電阻元件理想電阻元件注意注意: 用歐姆定律列方程時(shí),一定要在圖中用歐姆定律列方程時(shí),一定要在圖中 標(biāo)明標(biāo)明參考方向參考方向。IRU (1) 內(nèi)容:流過(guò)電阻內(nèi)容:流過(guò)電阻 R 的電流與電阻兩端的的電流與電阻兩端的 電壓電壓 U 成正比。成正比。(2) 表達(dá)式:表達(dá)式:I 與與 U 的方向一致的方向一致RIU+ _2.2.歐姆定律歐姆定律 I 與與 U 的方向不一致的方向不一致IRU “+”、“”號(hào)的含義:號(hào)的含義:式中式中“+”、 “”號(hào)是對(duì)電壓電流參考方向是否一號(hào)是對(duì)電壓電流參考方
3、向是否一 致而言;致而言;I、U本身數(shù)值也有本身數(shù)值也有“+”、 “”號(hào)之分,是由物號(hào)之分,是由物 理量所設(shè)參考方理量所設(shè)參考方 向與實(shí)際方向是否一致決定。向與實(shí)際方向是否一致決定。RUI_+RUI+_(3) 廣義歐姆定律廣義歐姆定律 (支路中含有電動(dòng)勢(shì)時(shí)的歐姆定律支路中含有電動(dòng)勢(shì)時(shí)的歐姆定律)EIRUabREUIab當(dāng)當(dāng) UabE 時(shí),時(shí), I 0 表明方向與圖中參考方向一致。表明方向與圖中參考方向一致。當(dāng)當(dāng) UabE 時(shí),時(shí), I 0 表明方向與圖中參考方向相反。表明方向與圖中參考方向相反。E+_baIUabR+_電路元件電路元件U、I 之間函數(shù)關(guān)系,表現(xiàn)在直角之間函數(shù)關(guān)系,表現(xiàn)在直角坐標(biāo)
4、系中。坐標(biāo)系中。線性電阻伏安特性曲線為一通過(guò)原點(diǎn)的直線。線性電阻伏安特性曲線為一通過(guò)原點(diǎn)的直線。I(A)U(V)0(4) 伏安特性曲線伏安特性曲線二、基爾霍夫定律二、基爾霍夫定律 用來(lái)描述電路中各部分電壓或各部分電用來(lái)描述電路中各部分電壓或各部分電流間的關(guān)系流間的關(guān)系, ,其中包括克氏電流和克氏電壓其中包括克氏電流和克氏電壓兩個(gè)定律。兩個(gè)定律。名詞注釋?zhuān)好~注釋?zhuān)汗?jié)點(diǎn):節(jié)點(diǎn):三個(gè)或三個(gè)以上支路的聯(lián)結(jié)點(diǎn)三個(gè)或三個(gè)以上支路的聯(lián)結(jié)點(diǎn)支路:支路:電路中每一個(gè)分支電路中每一個(gè)分支回路:回路:電路中任一閉合路徑電路中任一閉合路徑網(wǎng)孔:網(wǎng)孔:內(nèi)部不含支路的回路內(nèi)部不含支路的回路支路:支路:ab、ad、 .
5、(共(共6條)條)回路:回路:abda、 bcdb、 . (共(共7 個(gè))個(gè))節(jié)點(diǎn):節(jié)點(diǎn):a、 b、 . (共共4個(gè))個(gè))例例I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-1 1、KCLKCL電流定律(節(jié)點(diǎn)電流定律)電流定律(節(jié)點(diǎn)電流定律) 對(duì)任何節(jié)點(diǎn),在任一瞬間,流入節(jié)點(diǎn)的電流等于對(duì)任何節(jié)點(diǎn),在任一瞬間,流入節(jié)點(diǎn)的電流等于由節(jié)點(diǎn)流出的電流?;蛘哒f(shuō),在任一瞬間,一個(gè)節(jié)由節(jié)點(diǎn)流出的電流。或者說(shuō),在任一瞬間,一個(gè)節(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和為點(diǎn)上電流的代數(shù)和為 0。 I1I2I3I44231IIIIKCL電流定律的電流定律的依據(jù)依據(jù):電流的連續(xù)性:電流的連續(xù)性 I =0即:即:例例
6、或或:04231IIII電流定律還可以擴(kuò)展到電路的任意封閉面。電流定律還可以擴(kuò)展到電路的任意封閉面。例例I1+I2=I3例例I=0KCLKCL電流定律的擴(kuò)展電流定律的擴(kuò)展廣義節(jié)點(diǎn)廣義節(jié)點(diǎn)I=?I1I2I3E2E3E1+_RR1R+_+_R2 2、KVLKVL電壓定律電壓定律回路電壓定律回路電壓定律 對(duì)電路中的任一回路,沿任意循行方向轉(zhuǎn)一周,對(duì)電路中的任一回路,沿任意循行方向轉(zhuǎn)一周,其電位升等于電位降。或,電壓的代數(shù)和為其電位升等于電位降?;?,電壓的代數(shù)和為 0。例如:例如: 回路回路 a-d-c-a33435544RIEERIRI電位升電位升電位降電位降即:即:0U或:或:033435544R
7、IEERIRII3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-RIUEab電位升電位升電位降電位降E+_RabUabI推廣:推廣: KVL電壓定律也適合開(kāi)口電路。電壓定律也適合開(kāi)口電路。注意:注意:電路開(kāi)口,但電壓回路閉合。電路開(kāi)口,但電壓回路閉合。例例討論題討論題A11433I求:求:I1、I2 、I3 能否很快說(shuō)出結(jié)果能否很快說(shuō)出結(jié)果?1 +-3V4V1 1 +-5VI1I2I3A615432IA7321III三、理想有源元件三、理想有源元件本身功耗忽略不計(jì),本身功耗忽略不計(jì),只起產(chǎn)生電能的作用只起產(chǎn)生電能的作用電壓源:電壓源:IREUUOS IRERU OOOSR
8、UII 實(shí)際電源電動(dòng)勢(shì)與其內(nèi)阻串聯(lián)構(gòu)成的一段電路。實(shí)際電源電動(dòng)勢(shì)與其內(nèi)阻串聯(lián)構(gòu)成的一段電路。+-ERO+US-+-ERO+US-RI內(nèi)阻內(nèi)阻RO=0,即為恒壓源即為恒壓源電流源:電流源:定值電流與內(nèi)阻并聯(lián)構(gòu)成的一段電路。定值電流與內(nèi)阻并聯(lián)構(gòu)成的一段電路。IIRU SOISRO+-UI內(nèi)阻內(nèi)阻RO=,即為恒流源即為恒流源ISRO+-UI1.1.理想電壓源(恒壓源)理想電壓源(恒壓源)輸出電壓輸出電壓是由它本身確定是由它本身確定的的定值定值,與輸出,與輸出電流和外電路情電流和外電路情況無(wú)關(guān)。況無(wú)關(guān)。輸出電流輸出電流不是定值,與輸不是定值,與輸出電壓和外電路出電壓和外電路情況有關(guān)。情況有關(guān)。 凡是與
9、恒壓源并聯(lián)的元件凡是與恒壓源并聯(lián)的元件電壓為恒定電壓。電壓為恒定電壓。. .理想電流源(恒流源)理想電流源(恒流源)輸出電流輸出電流是由它本身確定是由它本身確定的的定值定值,與輸出,與輸出電壓和外電路情電壓和外電路情況無(wú)關(guān)。況無(wú)關(guān)。輸出電壓輸出電壓不是定值,與輸不是定值,與輸出電流和外電路出電流和外電路情況有關(guān)。情況有關(guān)。 凡是與恒流源串聯(lián)的元件凡是與恒流源串聯(lián)的元件電流為恒定電流。電流為恒定電流。四、四、電源的基本狀態(tài)電源的基本狀態(tài) 有載工作、空載、短路。有載工作、空載、短路。伏安特性伏安特性EoUUIRIUUE 1、電源有載工作、電源有載工作 (開(kāi)關(guān)閉合)(開(kāi)關(guān)閉合) 電壓與電流關(guān)系電壓與
10、電流關(guān)系 R0 R時(shí),時(shí),U UE IUROUERdc+-ba+_R0R單位:?jiǎn)挝唬篧、kW 2EoUIU IR IPPPE 式中:式中:PE=UEI 是電源產(chǎn)生的功率是電源產(chǎn)生的功率 P=R0I2 是電源內(nèi)阻上所損耗的功率是電源內(nèi)阻上所損耗的功率 P=UI 是電源輸出的功率是電源輸出的功率 功率與功率平衡功率與功率平衡 IUROUERdc+-ba+_ 電源與負(fù)載的判別電源與負(fù)載的判別 電源:電源:和的實(shí)際方向和的實(shí)際方向相反相反,電流從電源,電流從電源 “ “+”+”端流出,發(fā)出功率。端流出,發(fā)出功率。 負(fù)載:負(fù)載:和的實(shí)際方向和的實(shí)際方向相同相同,電流從電源,電流從電源 “+”+”端流入,取用功率。端流入,取用功率。IUROUERdc+-ba+_方法一:方法一: 由電壓電流的實(shí)際方向判別由電壓電流的實(shí)際方向判別 方法二:由方法二:由 U、 I 參考方向判別參考方向判別參考方向參考方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向 當(dāng)當(dāng)U和和I I參考方向選擇一致的前提下參考方向選擇一致的前提下若若 P = UI 0“吸收功率吸收功率” (負(fù)載)(負(fù)載)aUb+_IR若若 P = UI 0“發(fā)出功率發(fā)出功率” (電源)(電源)aIUb+-+_ 當(dāng)當(dāng)U和和I I參考方向選擇不一致的前提下參考方向選擇不一致的前提下“吸收功率吸收功率” (負(fù)載)(負(fù)載)aUb+_IR若若 P = UI 0I
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