电工学Ⅰ电工技术.ppt

电工学Ⅰ电工技术
物理科学与技术系
张成强
电路及电路模型
克希荷夫定律及其应用
电路基本分析方法
非线性电阻电路
教学基本要求
分析与思考题
练习题
第一章直流电路
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教学基本要求
1. 了解电路的作用和组成。
。
、开路和短路状态。理解额定值、功率平衡的概念。
4. 理解参考方向和关联参考方向的意义。
5. 了解电路模型的概念。理解理想电阻元件耗能、理想电压源的恒压和理想电流源的恒流特性。
6. 理解电路的基尔霍夫定律。
7. 掌握用支路电流法、叠加定理和等效电源定理分析电路的方法。
8. 了解非线性电阻元件的伏安特性及静态和动态电阻的概念。了解非线性电阻电路图解分析法。
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电
源
一、电路的作用和组成
电路——电流流通的路径。
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+
-
US
电路及电路模型
电路的作用
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3
电路的组成
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E
电源:
E
将非电形态的能量转化为电能的供电设备。
负载:
将电能转化为非电形态的能量的用电设备。
中间环节:
传递、分配和控制电能
简单照明电路
—内电路
—外电路
电路:又称电网络,简称网络。
分二端网络、三端网络、四端网络等,
或无源网络和有源网络。
还可称系统。
二、电路的基本物理量
1. 电流
2. 电位
单位时间内通过电路某一横截面的电荷量。
单位:安[培](A)
电流方向:规定为正电荷运动的方向。
内电路:电源负极→正极
外电路:电源正极→负极
+
-
I
电场力将单位正电荷从电路某一点移至参考点消耗的电能。用V 表示。单位:伏[特](V)。
参考点也称接地,用表示,其电位为零。
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当电源有一个极接地时,省略电源,用不接地极的电位代替之。
a
20
6
E2
90V


E1
140V
5
-
+
b
- 90V
20
5
+140V
6
a
b
电源简化画法:
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4. 电动势
3. 电压
E
I
+
-
电场力将单位正电荷从电路某一点移至另一点消耗的电能。用U 表示。单位:伏[特](V)。
电压:两点的电位差。如Uab = Va - Vb
某点电位:该点与参考点的电压。
即Va=Va-Vo=Uao
电压方向:规定高电位→低电位,即电位降低方向。
+
+
-
-
US
UL
电源中的局外力(非电场力)将单位正电荷从电源的负极移至正极所转换而来的电能。用E 表示。单位:伏[特](V)。
电动势方向:电源负极→正极,即电位升高方向。
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5. 功率
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单位时间所转换的电能。
用P 表示。单位:瓦[特](W)。
电源产生的电功率:PE = EI
E
I
+
-
+
+
-
-
US
UL
电源输出的电功率:PS = USI
负载消耗(取用)的电功率:PL = ULI
6. 电能
时间t 内所转换的电功率。W = P t
单位:焦[耳](J)。
工程上用千瓦时(kW·h),1 kW·h = ×106J。