第1章电路的基本知识
第1章电路基本知识

(1)支路:无分支的一段电路。支路中流过的电流叫做支路电 流。支路数用b表示。图1-26中共有3条支路,I1、I2、I3 分别为这三条支路的支路电流。
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1.6 基尔霍夫定律
(2)节点:三条或三条以上支路的联接点。节点数用n表示。 图1-26中,n=2。
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1.1 电路的基本概念
1. 1. 3电路的工作状态
一个电路可以呈现出三种状态。 (1)通路:开关接通,形成闭合回路,电路中有电流。 (2)开路或断路:开关断开或电路中某处断线,电路中无电流
。 (3)短路:电路中不应该联接的地方被联接起来了,此时电路
中电流往往很大,很容易损坏器件,在实际中应严禁短路现 象发生。
示,元件的功率为
P=-ui
(1-6)
直流电路中,有P=-UI
(1-7)
在国际单位制中,当电压u的单位为伏特(V),电流i的单位 为安培(A)时,功率的单位为瓦特,简称瓦(W)。实际中千 瓦((kW)也是功率常用的单位。
根据式(1-4),从t0到t时间内,电路吸收(消耗)的电能为
直流电路中,有W=P(t-t0)
第1章电路基本知识
1.1 电路的基本概念
1. 1. 1电路和电路的组成
电路是为实现和完成人们的某种需求,由电源、导线、开关 、负载等电气设备或元器件组成的,能使电流流通的整体。 简单地说,电流流通的路径称为电路。电路的基本作用是实 现电能的产生、传输和转换。电路可分为简单电路和复杂电 路。
一个完整电路一般由电源、负载和中间环节三部分组成。 (1)电源是产生并提供电能的设备,其作用是将化学能、光
电路的基本原理(第一章)

参考方向 实际方向
若 P = UI 0
a +
b U_ R
“吸收功率” I (负载)
若 P = UIa 0
I
+ + “发出功率”
-
U_ b
(电源)
(2)当U和I参考方向选择不一致的前提下
若 P = UI 0
a +
b U_ R
“吸收功率” I (负载)
若 P = UI 0
I
+
-
+
U_
“发出功率” (电源)
中间环节:连接电源和负载的部分,其传输和分 配电能的作用。例如:输电线路
举例:(电子电路,即信号电路)
放 大 器
电源 (信号源) 中间环节
负载
电路的作用之二:传递和处理信号。
1.2 电路模型
I
电 池
灯 泡
+ E
_
+
RU
_
电源
负载
理想电路元件:在一定条件下,突出其主要电磁性能, 忽略次要因素,将实际电路元件理想化
对任何节点,在任一瞬间,流入节点的电流等于 由节点流出的电流。或者说,在任一瞬间,一个节
点上电流的代数和为 0。 即: I =0
例
I2
I1 I3 I2 I4
I1
I3
或:
I4
I I I I 0
1
3
2
4
克氏电流定律的依据:电流的连续性
克氏电流定律的扩展
电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。
例 I1 A
I
a
+
RO
+
U
E_
-
b
I=0
第一章 电工基础知识

2、大小: 电源的电动势在数值上规定为:非电场力将单位正 电荷由电源的低电位端(负极)移到高电位端(正极), 非电场力所做的功。用“E”或“e”表示,单位“伏特”
E=Ag/q
(Ag为非电场力做功q为正电荷所带电量)
3、电动势的方向和一般表示法 电动势的方向:(同电压的方向相反)规定为非电 场力移动正电荷的方向,即 电位升高的方向。 电压源的一般表示法:
(四)电压和电位的异同
相同点: A 单位相同 B 都表示电场中某两点所具有能量的基本性质 不同点: A 电压值说明 (a,b两点) ab两点电场能量差值大小 a能量比b点大 电场在a点能量大小
电位值说明 (就a点而言) 正电荷一定由a点向参考点 移动 B 参考点的改变只影响电位值,不影响电压值
电源工作原理图
Fg
q
F
U
三、电源与电动势
(一)电源 1、定义:电源是产生电能的设备,它的作用 是产生和维持电路两端电位差。 2、分类:电压源、电流源。(常用电源) 3、原理:电源的内部存在一种非电场力,它可 以将正电荷逆电场方向由电位低端移向电位高端, 以消耗其它能量转化为电场能量。
(二)电动势
1、定义:表征电源产生(转换)电场能力大 小的物理量称为电源的电动势。
2、电流的方向 电流的方向习惯上规定为正电荷定向移动的方向。 在金属导体中,电流的方向与自由电子定向移动的相 反。 电流的参考方向 在电路分析中,电流的实际方向不易判定或随时 间改变时,可给电流假定一个参考方向,也称正方向。 在计算中: 如果电流为正值,则实际方向与参考方向相同; 如果电流为负值,则实际方向与参考方向相反。
第二节
欧姆定律
一、欧姆定律
二、伏安特性曲线
第二章
第一章电路基础知识中专

§1—4 电功和电功率
1.理解电功、电功率的概念。 2.掌握电功、电功率和焦耳热的计算方法。 3.能正确识读电气设备所标额定值的含义。
一、电功 电流做功的过程,实质上就是将电能转化为其 他形式的能的过程。
电流所做的功,称为电功,用字母W 表示。电
流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电
压U 、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积,即:
电路的组成
一、电路各组成部分的功能 1、电源是把其他形式的能量转换为电能的装置。 2、负载是消耗电能的装置, 也称为用电器。负 载的作用是把电能转换为其他形式的能量。 3、控制装置及导线用于连接电源和负载,使它 们构成电流的通路,把电源的能量输送给负载, 并根据需要控制电路的通、断。 4、 保护装置保证电路的安全运行。
之间的电压,即Uab=Ua-Ub,故电压又称电位差。
电路中某点的电位与参考点的选择有关,但 两点间的电位差与参考点的选择无关。
3. 电动势
电源力将单位正电荷从电源负极经电源内部移到 正极所做的功称为电源的电动势,用E 表示,单位 为伏特(V)。
电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路 时两极间的电压。电动势的方向规定为在电源内 部由负极指向正极。
遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻,它表示该段 电路电压与电流的比值为常数。
即: RU常数 I
电路端电压与电流的关系称为伏安特性。
线性电阻的伏安特性
I/A
是一条过原点的直线。
o
U/V
线性电阻的伏安特性
电源与负载的判别
(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,
例: 应用欧姆定律对下图电路列出式子,并求电阻R。
第一章电路基本知识

负载:指电动机、电灯等各类用电器,在电路中是接收 电能的装置,可将其它形式的能量转换成电能。
中间环节:将电源和负载连成通路的输电导线、控制电路 通断的开关设备和保护电路的设备等。
电工电子技术
第一节 电路及其主要物理量 直流电路基本知识
例:手电筒
s
1 3 2
弹簧
电池
电珠
开关 金属连片6
电工电子技术
直流电路基本知识第三节 电路的基本状态
三种状态: 开路状态 短路状态 有载状态
R0
A +
C + U2
S R
+ E –
电源
U1
– B
– D 负载
用U1表示电源的端电压UAB
用U2表示负载的端电压UCD
3
电工电子技术
一、有载状态
直流电路基本知识第三节 电路的基本状态
电路的一般工作状态。 (一)特征 (1)电路中的电流为
一般电容为线性电容。
2
电工电子技术
直流电路基本知识
第二节 电路模型
电容元件的种类
2
电工电子技术
直流电路基本知识
第二节 电路模型
电容元件
3
电工电子技术
直流电路基本知识
第二节 电路模型
3.电容元件上通过的电流与元件两端的电压 对时间的变化率成正比。 I +
电压变化越快, 电流越大
dq du i C dt dt
1 WC 0 uidt 0 Cudu Cu 2 2
t u
3
电工电子技术
直流电路基本知识
理想电路元件又分有有源和无源两大类
无源二端元件 有源二端元件
+ R
电路的基础知识

电压不仅有大小,也有方向。电压的实际方向 规定为电位降低的方向,因此电压也常被称为电压降。 电压是对电路中的两点而言的。例如,UAB表示单位 正电荷从电路中的A点运动到B点时电场力所作的功, 于是UAB的方向是由A指向B。在电路图中,电压的方 向有时也称为是电压的极性,用“+”、“-”两个符 号表示。和电流一样,在电路分析中,任意两点之间 电压的实际方向往往不能预先确定,只有先假定一个 参考方向,然后根据最终计算结果的正负来判断实际 的方向。如果计算结果为正值,则电压的实际方向与 假定的参考方向是一致的;否则,电压的实际方向与 假定的参考方向相反。
2.电功率 单位时间内电场力所作的功称为电功率。也可 以说成,单位时间内电路产生或消耗的电能叫 做电功率。如果用P表示电功率,则: P=W/t=UABI (1-8) 由此可见,某段电路上的电功率与这段电路两 端的电压和电路中的电流成正比。 在国际单位制中,电功率的单位为瓦特(W), 简称瓦。
图1-1手电筒的电路示意图电路的作用主要有两 方面:一是传输和转换电能,例如在电力系统中, 发电厂发出的电能需要经过电路网络传输至用户端, 而用户也要通过各种形式的电路将电能转换成日常 生活所需的其他能量;二是传递和处理信号,例如 电视机电路、计算机电路以及各种仪器仪表电路等。
二、电路模型 组成实际电路的器件和设备是多种多样的,当电流 流过这些仪器设备时将发生复杂的物理过程。例如,电 流流过白炽灯时,它不仅会发光,还会发热,同时还会 对其他正在使用的用电器造成轻微的电磁干扰。为了研 究电路的特性和功能,必须对实际的电器进行科学的抽 象,用一些近似化、理想化的模型来代替它们的功能, 这种模型称为理想电路元件。理想电路元件体现了实际 电器的主要电磁特性,忽略了其他次要性质。以白炽灯 为例,由于在大部分情况下它的功能是将电能转化成热 能,因此可以利用理想的电阻元件来代替它。把理想的 电路元件按照实际电路的逻辑规律连接起来便构成了电 路模型。我们常利用一些符合国家标准的图形符号和文 字符号来简单、直观地表示电路模型,称之为电路图。 电路图只反映各理想电路元件在电路中的作用及相互联 接方式,并不反映实际设备的内部结构、几何形状及相 互位置。
第一章--电工基础知识

UAB V
R
R0
R0
E
I
IR
132 110 11
2
B
第二章 直流电路 第二节 电阻的联接
第三节 电阻的串接、并联和混联
一、电阻串联电路 二、电阻并联电路 三、电阻混联电路
(三)电压
1、定义:电场中不同两点间的电位的差值叫这 两点间的电压。用字母“U”表示。
推导:
Uab = Ua-Ub = Wa/q-Wb/q =
电压的单位:
Wab/q
电压的单位同电位的单位一样为“伏特” 用字母 “V”表示。
2、电压在电路中的标注方法
电路
IU
有向线段标注法
电路
a
I
Uab
b
注脚标注法
A (a,b两点) a能量比b点大 电位值说明 电场在a点能量大小 (就a点而言) 正电荷一定由a点向参考点 移动
B 参考点的改变只影响电位值,不影响电压值
电源工作原理图
Fg q F
U
三、电源与电动势
(一)电源 1、定义:电源是产生电能的设备,它的作用
是产生和维持电路两端电位差。
2、分类:电压源、电流源。(常用电源)
电路
IU
电位标注法
3、电压的测量 用来测量电压的电表称为电压表。
电压表
直流电压表:接线柱有正负之分 交流电压表:接线柱无正负之分
无论直流还是交流,都须并联在电路中。
4、电压表的表示符号
直流电压表
(DC)
V
mV
μV
交流电压表 (AC)
V
mV
μV
5、电压的参考方向
电压是标量,其只能表示电位的高低。电压 的方向规定为从高电位(正极)指向低电位(负 极)的方向。
第一章 电路基础知识

第一章 电路基础知识§1-1电流和电压一、填空题1._ ___流通的路径称为电路,通常电路是由__ __、__ __、__ __和__ __组成。
2.习惯上规定__ __电荷移动的方向为电流的方向,因此,电流的方向实际上与电子移动的方向___ _。
3.金属导体中自由电子的定向移动方向与电流方向__ __。
4.电流分__ __和 两大类,凡____ ___ _的电流称为_ ___,简称 ;凡 的电流称为 ,简称 。
.5.若3 min 通过导体横截面的电荷量是1.8 C ,则导体中的电流是 A 。
6.测量电流时,应将电流表__ __接在电路中,使被测电流从电流表的__ __接线柱流进,从__ __接线柱流出;每个电流表都有一定的测量范围,称为电流表的__ __。
7.电压是衡量__ __做功能力的物理量;电动势表示电源____ __的能力。
8.电路中某点与__ __的电压即为该点的电位,若电路中a 、b 两点的电位分别为a U 、b U ,则a 、b 两点间的电压ab U =__ __;ba U = 。
9.参考点的电位为__ __,高于参考点的电位取__ __值,低于参考点的电位取_ ___值。
10.电动势的方向规定为在电源内部由__ __极指向 极。
11.测量电压时,应将电压表和被测电路__ __联,使电压表接线柱的正负和被测两点的电位__ __。
12.如图1-1所示,电压表的a 应接电阻的_ __端,b 应接电阻的__ __端。
电流表的a 应接电阻的__ __端。
一、判断题( )1.导体中的电流由电子流形成,故电子流动的方向就是电流的方向。
( )2.电源电动势的大小由电源本身性质所决定,与外电路无关。
( )3.电压和电位都随参考点的变化而变化。
图1-1( )4.我们规定自负极通过电源内部指向正极的方向为电动势的方向。
. 三、问答题1.电路主要由哪些部分组成?它们的主要功能是什么?2.简述电压、电位、电动势的区别。
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电电工工基基础础((第第33版版))
3. 导线
导线把电源和负载连接成闭合回路,输送和分配电能。
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4. 控制和保护装置
为了使电路安全可靠地工作,电路通常还装有开关、熔断器等器件, 对电路起控制和保护作用。
(a)常用开关
(c)熔断器
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1.4.2 电源电动势
在内电路中,有一种力能够不断地把正电荷从低电位移 到高电位,这种力叫做电源力。
衡量电源力做功能力大小的物理量叫做电源电动势。 在电源内部,电源力把正电荷从低电位(负极)移到 高电位(正极)反抗电场力所做的功W 与被移动电荷的电 荷量q 的比值就是电源电动势,简称电动势。
电源内部电源力由负极指向正极,因此电动势的方向 规定为由电源的负极(低电位)指向正极(高电位)。
要参数。 • 掌握欧姆定律、焦耳定律和最大功率输出定理等基本定律(定理)。
技能目标
• 能比较电位与电压、电压与电动势、电能与电功率,具有计算电路基 本物理量的能力。
• 会应用欧姆定律、焦耳定律和最大功率输出定理分析和解决生活生产 中的实际问题。
• 会使用仪表测量电流、电压、电阻、电能等基本电量。
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1.1 电路 1.2 电流 1.3 电压与电位 1.4 电源与电源电动势 1.5 电阻 1.6 欧姆定律 1.7 电能与电功率 1.8 负载获得最大功率的条件 1.9 技能训练
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1.1 电路
◎认识电路组成的基本要素,知道电路的工 作状态。
◎会识读简单的电路图。
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1.1.2 电路图
用统一规定的符号来表示电路,称为电路图。电路图是 用来说明电气设备之间连接方式的图。
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1.1.3 电路的工作状态
1. 通路 通路是指正常工作状态下的闭合电路。
2. 开路 开路,又叫断路,是指电源与负载之间未接成闭合电
路,即电路中有一处或多处是断开的。
在国际单位制中,电流的单位是安培,简称安,符号 是A。电流的常用单位还有毫安(mA)和微安(μA):
1A=103 mA=106μA
电流的方向习惯上规定为正电荷定向移动的方向。
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为了计算方便,常常事先假设一个电流方向,称为参考 方向,用箭头在电路图中标明。如果计算的结果电流为正 值,那么电流的真实方向与参考方向一致;如果计算的结 果电流为负值,那么电流的真实方向与参考方向相反。
直流电的文字符号用字母“DC”表示,图形符号用“—” 表示。交流电的文字符号用字母“AC”表示,图形符号用 “~”表示。
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1.3 电压与电位
◎说出电压、电位的概念,写出电压、电 位的公式。 ◎会比较电压与电位。
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1.3 .1 电压
3. 短路
短路是指电源不经负载直接被导线连接。
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应用
熔断器,俗称保险丝,是低压供配电系统和控制系统中 最常用的安全保护电器,主要用于短路保护,有时也可用 于过载保护。
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1.2Байду номын сангаас电流
◎说出电流的概念,写出电流的公式。 ◎说出电流的方向,区分电流的参考方 向和实际方向。
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1. 5 电阻
◎说出电阻的概念,写出电阻定律的公式。 ◎会应用电阻定律计算导体电阻。
电位
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1.4 电源与电源电动势
◎认识常见电源。 ◎说出电动势的概念,写出电压、电位的 公式。 ◎会比较电动势与电压。
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1.4.1 电源
在电路中,电源以外的部分叫外电路,电源以内 的部分叫内电路。
电电工工基基础础((第第33版版))
电电工工基基础础((第第33版版))
电压是两点间的电位差。在电路中,A、B 两点间的电 压等于A、B 两点间的电位之差,即
UAB=VA - VB
规定参考点的电位为零。
原则上参考点是可以任意选定的,但习惯上通常选择
大地为参考点。
在实际电路中也选取公共点或机壳作为参考点,一个
电路中只能选一个参考点。
1.3 .2
1.1.1 电路的基本组成
电路是电流流过的路径。一个完整的电路通常 至少要有电源、负载、连接导线、控制和保护装置 4部分组成
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1. 电源
电源是供给电能的装置,它把其他形式的能转换成电能。
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2. 负载
负载,也称用电设备或用电器,是应用电能的装置,它把电能转换 成其他形式的能量。
电压就是衡量电场力做功能力大小的物理量。
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A、B 两点间的电压UAB 在数值上等于电场力把电荷由A 点 移到B 点所做的功WAB 与被移动电荷的电荷量q 的比值。
在国际单位制中,电压的单位是伏特,简称伏,符号是V。 电压的常用单位还有千伏(kV)和毫伏(mV)。
1kV=103V 1V=103mV 规定电压的方向由高电位指向低电位,即电位降低的方向。
电电工工基基础础((第第33版版))
第1章 电路的基本知识 第2章 直流电路 第3章 电容器 第4章 磁与电 第5章 单相正弦交流电路 第6章 三相交流电路 *第7章 变压器与电动机 *第8章 安全用电与节约用电
电电工工基基础础((第第33版版))
第1章 电路的基本知识
知识目标
• 理解电流、电位、电压、电动势、电阻、电能、电功率等基本电量。 • 知道常用电阻器的类型,熟悉常用电阻器的型号,会识别电阻器的主
电电工工基基础础((第第33版版))
1.2.1 产生电流的条件
首先要有可以移动的电荷—自由电子。金属导体 中就有能移动的自由电子。同时,要获得持续的电 流,导体两端必须保持一定的电位差(电压),才 能持续不断地推动自由电子朝同一个方向移动。
电电工工基基础础((第第33版版))
1.2.2 电流
衡量电流大小或强弱的物理量叫做电流强度,简称电流。 电流的大小等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电 荷量所用的时间的比值