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ch1电路及其分析方法
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1.6 电阻串并联联接的等效变换
1.6.1 电阻的串联
I
特点: + + (1)各电阻一个接一个地顺序相联； U1 R1 (2)各电阻中通过同一电流； – U + (3)等效电阻等于各电阻之和； U2 R 2 R =R1+R2 – – (4)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。 两电阻串联时的分压公式： I R1 R2 U1 U U2 U + R1 R2 R1 R2 U R 应用： 降压、限流、调节电压等。 –
A
I1
1
E2
2
R2
B
I3
3
R3
I2
支路：电路中的每一个分支。（流同一电流） 结点：三条或三条以上支路的联结点
回路：由支路组成的闭合路经。 回路绕行方向： 人为规定的回路的绕向 独立回路及选取方法：至少有一条其他回路没有包含的支路。 网孔：内部不含支路的回路。 网孔是回路的一个子集，按网孔选定的回路都是独立的。
1．定律:
B
在任一瞬间，回路中沿任意回路绕行方向，回路中各 段电压的代数和恒等于零。（或电动势等于电压降）。 即： U = 0 （ 电位降低取正，电位升高取负） 或： E= I R （当E和I的正方向与回路绕向相同取正， 相反取负。）
2、 KVL 推广应用于假想的闭合回路
A + + U + UA _
5、关联方向：
1) 若把U 与I 的参考方向按相同方向假设，则称为关联方向 2) 若把U 与I 的参考方向按相反方向假设，则称为非关联方向
6、
欧姆定律
的参考方向关联， 的参考方向非关联，
I
若：U、I 若：U、I
则：U = IR 则：U = －IR
1.6 电阻串并联联接的等效变换
1.6.1 电阻的串联
I
特点: + + (1)各电阻一个接一个地顺序相联； U1 R1 (2)各电阻中通过同一电流； – U + (3)等效电阻等于各电阻之和； U2 R 2 R =R1+R2 – – (4)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。 两电阻串联时的分压公式： I R1 R2 U1 U U2 U + R1 R2 R1 R2 U R 应用： 降压、限流、调节电压等。 –
A
I1
1
E2
2
R2
B
I3
3
R3
I2
支路：电路中的每一个分支。（流同一电流） 结点：三条或三条以上支路的联结点
回路：由支路组成的闭合路经。 回路绕行方向： 人为规定的回路的绕向 独立回路及选取方法：至少有一条其他回路没有包含的支路。 网孔：内部不含支路的回路。 网孔是回路的一个子集，按网孔选定的回路都是独立的。
1．定律:
B
在任一瞬间，回路中沿任意回路绕行方向，回路中各 段电压的代数和恒等于零。（或电动势等于电压降）。 即： U = 0 （ 电位降低取正，电位升高取负） 或： E= I R （当E和I的正方向与回路绕向相同取正， 相反取负。）
2、 KVL 推广应用于假想的闭合回路
A + + U + UA _
5、关联方向：
1) 若把U 与I 的参考方向按相同方向假设，则称为关联方向 2) 若把U 与I 的参考方向按相反方向假设，则称为非关联方向
6、
欧姆定律
的参考方向关联， 的参考方向非关联，
I
若：U、I 若：U、I
则：U = IR 则：U = －IR
CH1-常用低压控制电器
◘
额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。
CH1 常用低压控制电器
第三节 继电器
◘ 作用：控制、放大、联锁、保护和调节
◘ 分类：
• 按用途分：控制和保护继电器 • 按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、 • 机械式 • 按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力
• 按动作时间分：瞬时、延时继电器
可取代阻容式、空气式、电动机式等时间继电器。我国生产的产品有
JSJ系列和JS14P系列等。
CH1 常用低压控制电器
◘ 时间继电器的选用
• 选用时间继电器时，首先应考虑满足控制系统所提出的工艺要求和
控制要求，并根据对延时方式的要求选用通电延时型或断电延时型。 对于延时要求不高和延时时间较短的，可选用价格相对较低的空气
第一节 概述
电器是接通和断开电器或调节、控制和保护电器及电气设
备 用的电工器具。
一、低压电器的分类
2. 按动作原理分：手动电器、自动电器
塑壳式断路器（即可手动，又可自动）
CH1 常用低压控制电器
第一节 概述
电器是接通和断开电器或调节、控制和保护电器及电气设
备 用的电工器具。
一、低压电器的分类
3. 按功能分：
CH1 常用低压控制电器
三、接触器的符号
KM
线圈
KM
动合(常开)主触点 KM
KM
动合(常开)辅助触点 动断(常闭)辅助触点
CH1 常用低压控制电器
四、接触器的主要技术指标 额定电压
交流接触器： 127、220、380、500V 直流接触器： 110、220、440V
额定电流
交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A
ch1 电路的基本概念
A UAB B
UDA
UBC
D
UCD
C
解：(1)由基本的KVL定律可得: UAB ＋ UBC ＋ UCD ＋ UDA ＝ 0 即：5＋（－4）＋ UCD ＋（－3）＝ 0 则 UCD ＝ 2V
[毫安mA 微安uA] 1uA = 10-6A 换算：1mA = 10-3A
二、电压和电动势及其参考方向：
1、电压：
（1）电压：电场力把电位正电荷从电路中的一点 移到另外一点所作的功，为这两点之间的电压。 dw u dq
（2）分类：直流电压U、交流电压u。
（3）实际方向：规定由高电位端指向低电位端。
外力在电源内部克服电场力把单位正电荷从负
极移到正极所做的功。
（2）实际方向：在电源内部由负极指向正极。 （3）单位：伏特（V：Volt)
三、电功率：
1、概念：描述电路元件中电能变换的速度，其值为 单位时间内元件所吸收或输出的电能。
dw p ui dt 2、单位：瓦（W）
P UI
3、计算：
5、正负：当电流的实际方向与其参考方向一致时，其值 为正；当电流的实际方向与其参考方向相反时， 其值为负。
I
1
I
10
1
10V I1=1A
10V
10
I1=-1A
6、表示方法： a、用箭头来表示，箭头的方向为其参考方向；
b、用双下标表示，例如Iab表示电流参考方向由a
指向b。
7、单位：安培（A：Ampere）
1 2 W Li 2
（储能元件）
1.4 电源元件
一、独立电源：
能够独立向外电路提供能量的电源，分为电压 源和电流源。
1、理想电源： 是实际电源的理想化模型，分为理想电压源和 理想电流源。
UDA
UBC
D
UCD
C
解：(1)由基本的KVL定律可得: UAB ＋ UBC ＋ UCD ＋ UDA ＝ 0 即：5＋（－4）＋ UCD ＋（－3）＝ 0 则 UCD ＝ 2V
[毫安mA 微安uA] 1uA = 10-6A 换算：1mA = 10-3A
二、电压和电动势及其参考方向：
1、电压：
（1）电压：电场力把电位正电荷从电路中的一点 移到另外一点所作的功，为这两点之间的电压。 dw u dq
（2）分类：直流电压U、交流电压u。
（3）实际方向：规定由高电位端指向低电位端。
外力在电源内部克服电场力把单位正电荷从负
极移到正极所做的功。
（2）实际方向：在电源内部由负极指向正极。 （3）单位：伏特（V：Volt)
三、电功率：
1、概念：描述电路元件中电能变换的速度，其值为 单位时间内元件所吸收或输出的电能。
dw p ui dt 2、单位：瓦（W）
P UI
3、计算：
5、正负：当电流的实际方向与其参考方向一致时，其值 为正；当电流的实际方向与其参考方向相反时， 其值为负。
I
1
I
10
1
10V I1=1A
10V
10
I1=-1A
6、表示方法： a、用箭头来表示，箭头的方向为其参考方向；
b、用双下标表示，例如Iab表示电流参考方向由a
指向b。
7、单位：安培（A：Ampere）
1 2 W Li 2
（储能元件）
1.4 电源元件
一、独立电源：
能够独立向外电路提供能量的电源，分为电压 源和电流源。
1、理想电源： 是实际电源的理想化模型，分为理想电压源和 理想电流源。
测控电路第5版_CH1绪论
第二节 对测控电路的主要要求(2)
影响测控电路精度的主要因素有哪些？ 其中那几个因素是最基本的？
1、噪声与干扰★ 2、失调与漂移，主要是温漂★ 3、线性度与保真度 4、输入与输出阻抗的影响
第二节 对测控电路的主要要求(3)
为什么说测控电路是测控系统中最灵活 的环节，它体现在哪些方面？
1、模数转换与数模转换 2、信号形式的转换 3、量程的变换 4、信号的选取 5、信号处理与运算
谢谢光临
Thanks for listening
请提问
Question, please
锁 存 器
锁 存 指 令
计 算 机
电路
辨向电路
指令传感器 手动采样
图1-7 增量码数字式测量电路的基本组成
第四节 测控电路的类型与组成(7)
测量电路 传感器 扰动量
给定 机构
设定 电路
放大 电路
转换 电路
执行 机构
被控 对象
输 出
控制电路
图1-8 开环控制系统的基本组成
第四节 测控电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的类型与组成(8)
第三节
测控电路的输入信号 与输出信号(1)
一、模拟式信号
(一)非调制信号
x 2 1
0 图1-2 非调制模拟信号
t
举例： 温度信号； 流量信号； 力信号
第三节
测控电路的输入信号 与输出信号(2)
(二)已调制信号 例：用电感传感器测量工件轮廓形状 几个重要概念： 1、载波频率（carrying frequency) 2、载波信号（carrying signal) 3、调制信号（modulating signal) 4、已调信号（modulated signal) 5、调幅信号（amplitude modulated signal) 6、调频信号（frequency modulated signal)
第1讲电路的基本概念及定律
dw du p= = ui = Cu dt dt
1 1 Cudu = Cu 2 ( t ) − Cu 2 ( t 0 ) u ( t0 ) 2 2 WC>0，充电，以电场能量的形式储存； >0，充电，以电场能量的形式储存；
wC = ∫
u( t )
WC<0，放电，元件释放电能； <0，放电，元件释放电能； 五、非线性电容 非线性电容的电容值C不等于一个常数， 非线性电容的电容值C不等于一个常数，即：
R u i B
电阻符号为： 电阻符号为：
A
根据欧姆定律： 根据欧姆定律： u = Ri 电压单位为伏特，电流单位为安培，则电阻R单位为欧姆（Ω）。 电压单位为伏特，电流单位为安培，则电阻R单位为欧姆（
i = Gu
G=1 R
R A
u
G为电导，单位为西门子（S）。 为电导，单位为西门子（ 欧姆定律在非关联参考方向情况下
学习方法 1 掌握基本概念、基本理论和基本的分析 方法 2 通过习题来巩固和加深所学理论 、培 养分析能力和运算能力 3 在实验中体会电学现象
考核方法 平时成绩占30% 考试成绩占70%
六、作业 1、作业写在活页纸上，不用作业本 2、作业请学习委员按学号排序
第1讲 电路的基本概念及定律 讲
1-1 电路的作用、组成及电路模 电路的作用、 型 1-2 电路变量及电路的参考方向 1-3 1-4 1-5 理想电路元件 电路的状态 基尔霍夫定律
电感的符号为： 电感的符号为：
1-2 电路变量及电路的参考方向
一、电流和电流的参考方向 <一> 电流（又叫电流强度） 电流（又叫电流强度）
dq 单位时间内通过的电量， 单位时间内通过的电量，即：i = dt 正电荷定向移动的方向为电流的实际方向 电流的实际方向。 正电荷定向移动的方向为电流的实际方向。
1 1 Cudu = Cu 2 ( t ) − Cu 2 ( t 0 ) u ( t0 ) 2 2 WC>0，充电，以电场能量的形式储存； >0，充电，以电场能量的形式储存；
wC = ∫
u( t )
WC<0，放电，元件释放电能； <0，放电，元件释放电能； 五、非线性电容 非线性电容的电容值C不等于一个常数， 非线性电容的电容值C不等于一个常数，即：
R u i B
电阻符号为： 电阻符号为：
A
根据欧姆定律： 根据欧姆定律： u = Ri 电压单位为伏特，电流单位为安培，则电阻R单位为欧姆（Ω）。 电压单位为伏特，电流单位为安培，则电阻R单位为欧姆（
i = Gu
G=1 R
R A
u
G为电导，单位为西门子（S）。 为电导，单位为西门子（ 欧姆定律在非关联参考方向情况下
学习方法 1 掌握基本概念、基本理论和基本的分析 方法 2 通过习题来巩固和加深所学理论 、培 养分析能力和运算能力 3 在实验中体会电学现象
考核方法 平时成绩占30% 考试成绩占70%
六、作业 1、作业写在活页纸上，不用作业本 2、作业请学习委员按学号排序
第1讲 电路的基本概念及定律 讲
1-1 电路的作用、组成及电路模 电路的作用、 型 1-2 电路变量及电路的参考方向 1-3 1-4 1-5 理想电路元件 电路的状态 基尔霍夫定律
电感的符号为： 电感的符号为：
1-2 电路变量及电路的参考方向
一、电流和电流的参考方向 <一> 电流（又叫电流强度） 电流（又叫电流强度）
dq 单位时间内通过的电量， 单位时间内通过的电量，即：i = dt 正电荷定向移动的方向为电流的实际方向 电流的实际方向。 正电荷定向移动的方向为电流的实际方向。
ch1 基本概念及定义
7
注意：
1）闭口系与系统内质量不变 的区别； 2）开口系与绝热系的关系； 3）孤立系与绝热系的关系。
8
Simple compressible system
最重要的热力系统
只交换热量以及可逆的功中的体积变化功
Moving Boundary Work
简单可压缩系统
体积变化功
Compression Work
状态参数的积分特征
状态参数变化量与路径无关，只与初终态有关。 数学上： 1
1, a
a
dz
1
2
dz dz z2 z1
1,b
2
2
b
2
d z 0
山高度变化
11
例：温度变化
状态参数的微分特征
设 z =z (x , y)
dz是全微分
z z dz dx dy x y y x
pb
pv 当 p < p p p p b v b p
26
注意： 只有绝对压力 p 才是状态参数
不同环境大气压力发生变化，即使绝对压 力不变，表压力和真空度仍有可能变化。
p > pb
p < pb
pe p pb
pv pb p
27
3 比体积及密度 Specific volume
18
温度测量 Temperature measurement
要求：感应元件应随物体的冷热程度不同有显著的变化。
物质 （水银，铂电阻） 温度计
特性 （体积膨胀，阻值）
基准点 Reference state 刻度 Scale 温标 Temperature scale
ch1电路的基本概念与基本定律.ppt
(1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中 各点的电位也将随之改变；
(2) 电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考 点的不同而变， 即与零电位参考点的选取无关。
• 借助电位的概念可以简化电路作图
c 20 a 5
c 20 d
+140V
E1
+ 4A 6
140V -
6A +
10A
E2
- 90V
b
5 d
点评：这是一个基本的题，训练对参考方向和功率平衡的理解， 要求熟练掌握。
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试求图中部分电路中的电流I，I1和电阻R。
设Uab=0
解：广义的电I流 6定 A 律 由电压定 Ua律 b2+2I1 0I1 -1 Ua b0Up aUp b而Rp aRp b4I4 6A23A 由电流定 IR 律 3-(-1)4A且I13+(-1)2A Uab0IRRI11 R0.5
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（3）由于电路元件上U，I参考方向一致，所以电源发出的功率 Ps=|U1I 1 + U2I2| =|140×(-4)+(-90)× 6|=1100W （负载取用的功率） PL=U3I3 + U4I 1 + U5I2 =60×10+ (-80)×(-4)+30×6=1100W （功率平衡）
1. 根据 U、I 的实际方向判别
电源： U、I 实际方向相反，即电流从“+”端流出，
负载：
（发出功率）；
U、I 实际方向相同，即电流从“-”端流出。 （吸收功率）。
2. 根据 U、I 的参考方向判别
U、I 参考方向相同，P =UI 0，负载；
CH1
5
+ _ + CCVS + I1 _ U2 I1 +
5 + U2
IS
+
IS
+ E
U1 _
I1 I1 I1
_
5 5
5 5
-
I1 I1 I1
I1 U2
+ +
E
I1 VCVS R1 + R 1
+ _
2.电容元件
电路 的其 它部 分
i(t)
+
0.2F
v(t)
2s t
i(t) 1A -1A
1s
w (t) v(t) 5V 2.5J
1s
2s
t
1s
2s
t
Ch1电路的基本概念和基本定律 1.2电阻、电感、电容元件
3.电感元件 1)电感是存贮磁场能量的元件 2）电感的伏安关系
u d di L dt dt
Ch1电路的基本概念和基本定律 1.1电路中的基本物理量
电路中电位的计算 例4 如图，确定电路中各点的电位
c d
c´
I
d´
b
a
Ch1电路的基本概念和基本定律 1.1电路中的基本物理量
例5
如图，分别求K断开和接通时a点的电位
K断开
K合上
Ch1电路的基本概念和基本定律 1.1电路中的基本物理量
K 1 n
n 1 1 ＝ L并 k 1 L k
Ch1电路的基本概念和基本定律
1.3 电压源和电流源
电压源
电流源 受控源
关键问题 理想电源和电源模型
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电工电子学B
1.2 电路的基本物理量
一、电流及其参考方向：
1、电流：电荷在导体中有规则的定向移动形成电流，亦 叫电流强度，简称电流i。 i dq dt
2、分类：直流电流I、交流电流i。
3、实际方向：习惯上规定正电荷移动的方向为电流的实 际方向。
4、参考方向：任选某一方向为其参考方向，也叫其正方 向。
路模型。
导线
电 池
2021/2/24
开关
Ro
+
R
灯
E
-
S
Hale Waihona Puke 泡手电筒的电路模型
电工电子学B
几个概念：
激励：作用于电路上的电源或信号源的电压或电流， 也称为输入。
响应：由激励在电路各部分产生的电压或电流，也称 为输出。
电路分析：在已知电路结构和元件参数的条件下，分 析电路的激励与响应之间的关系。
2021/2/24
电工电子学B
本章的基本要求：
一、理解电压与电流参考方向的意义 二、能正确而熟练的应用电路基本定律 三、了解电路的三种状态及额定值的意义 四、会计算电路中某点的电位
2021/2/24
电工电子学B
1.1 电路的作用和组成
电路：由各种元件相互连接而构成的电流的通路。
一、电路的作用： 1、实现电能的传输、转换；
2021/2/24
电工电子学B
5、正负：当电流的实际方向与其参考方向一致时，其值 为正；当电流的实际方向与其参考方向相反时， 其值为负。
I1
I1
10V
10
10V
10
I1=1A
I1=-1A
2021/2/24
电工电子学B
6、表示方法： a、用箭头来表示，箭头的方向为其参考方向； b、用双下标表示，例如Iab表示电流参考方向由a指向b。
三、电功率： 1、概念：描述电路元件中电能变换的速度，其值为单位时
间内元件所吸收或输出的电能。
p dw ui dt
2、单位：瓦（W）
P UI
3、计算：
（1）当电流和电压为关联参考方向时： p u i
（2）当电流和电压为非关联参考方向时：p u i
（3）若 p 0，表示该元件吸收功率； （负载）
若 p 0 , 表示该元件产生功率。（电源）
举例：教材P4 例1－1
2021/2/24
电工电子学B
确定图中各元件上的电流、电压和功率，并指出是吸收 功率还是输出功率
I
E+ 10V -
R1 20
I = E /(R1+R2) =10/(20+30) =0.2A
+U1
+
U2
_
R2
30
U1= R1 I = 20*0.2 = 4V U2= R2 I = 30*0.2 = 6V
第一章 电路的基本概念
南京工业大学信息科学与工程学院电子系
2021/2/24
电工电子学B
第一章 电路的基本概念
1.1 电路的作用和组成 1.2 电路的基本物理量 1.3 电阻、电容和电感元件 1.4 电源元件 1.5 电路的工作状态 1.6 电路的基本定律 1.7 电路中电位的概念及计算
2021/2/24
电
灯
2、实现信号的传递与处理。 池
泡
话筒
2021/2/24
放 扬声器 大 器
电工电子学B
二、电路的组成及模型：
1、组成：电源、负载和中间环节。
电源: 提供 电能的装置
池电
灯
泡
中间环节：传递、分 配和控制电能的作用
2021/2/24
电工电子学B
负载: 取用 电能的装置
2、模型：
为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模 型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来 模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电
u －R i （非关联参考方向） 令G 1/R G 称为电导 单位：西门子（S：Siemens）
2021/2/24
电工电子学B
功率： p ui Ri2 u2 R
能量：W
t
pdt
t Ri2dt
（耗能元件）
t0
t0
非线性电阻元件：伏安曲线不是通过坐标原点的一条直 线。
2021/2/24
7、单位：安培（A：Ampere） [毫安mA 微安uA] 换算：1mA = 10-3A
1uA = 10-6A
2021/2/24
电工电子学B
二、电压和电动势及其参考方向：
1、电压： （1）电压：电场力把电位正电荷从电路中的一点移到
另外一点所作的功，为这两点之间的电压。 u dw
dq （2）分类：直流电压U、交流电压u。
（3）实际方向：规定由高电位端指向低电位端。
（4）参考方向：任选某一方向为其参考方向，也叫其正 方向。
2021/2/24
电工电子学B
（5）正负：电压值为正时，电压的实际极性和参考极性相 同，否则相反。
+
实际方向
（参考方向） U
U>0
+
实际方向
（参考方向） U
U<0
2021/2/24
电工电子学B
（6）表示方法： a、用极性“＋”、“－”表示，参考方向由正指向负；
PE= -E I = -10*0.2 = -2W 输出功率 P1= U1 I = 4*0.2 = 0.8 W 吸收功率
P2= U2 I = 6*0.2 = 1.2 W 吸收功率
2021/2/24
电工电子学B
1.3 电阻、电感和电容元件
一、电阻元件：
i
u
R
i
0
u
tan R
R为电阻，单位：欧姆（）
线性电阻元件：伏安曲线为通过坐标原点的一条直线。 欧姆定律： u R i （关联参考方向）
+
U
I
关联参考方向
+
U
I
非关联参考方向
2021/2/24
电工电子学B
3、电动势： （1）概念：描述了电源中外力做功的能力，它的大小等于
外力在电源内部克服电场力把单位正电荷从负 极移到正极所做的功。
（2）实际方向：在电源内部由负极指向正极。
（3）单位：伏特（V：Volt)
2021/2/24
电工电子学B
电工电子学B
二、电容元件：
i
+
C 称为电容器的电容
+
u
C 对线性电容元件有：q = Cu
线性电容元件：库伏特性曲线在u－q平面上为通
过原点的直线。
单位：法拉（F）[微法F 纳法nF 皮法pF]
1F=10-6F 1nF=10-9F 1pF=10-12F
2021/2/24
电工电子学B
电压、电流关系：i dq dCu C du （直流相当于断路） dt dt dt
b、用双下标表示，例如Uab表示其参考方向由a指向b。
（7）单位：伏特（V：Volt) [毫伏mV 微伏uV 千伏kV ] 换算：1mV ＝ 10－3V 1uV ＝ 10－6V 1kV ＝ 103V
2021/2/24
电工电子学B
2、关联与非关联参考方向： 关联参考方向：电流和电压的参考方向一致； 非关联参考方向：电流和电压的参考方向不一致；