电工电子技术复习资料.ppt

(1)概念： 负载消耗（吸收）的功率；
(2)公式： 电源产生（提供）的功率。
关联时： 非关联时：
I
+U — I
+U —
(3)功率的正负：
P= U I P = -U I
若 P 0 吸收（取用）功率，元件为负载
若 P 0 发出（产生）功率，元件为电源
右下图电路，若已知元件吸收功率为－20W，
电压U=5V，求电流I。
1.2 电路定律及电路基本分析方法
名词 支路：一个或几个二端元件首尾相接中间没有分岔，
使各元件上通过的电流相等。（m）
结点：三条或三条以上支路的联接点。（n） 回路：电路中的任意闭合路径。（l） 网孔：其中不包含其它支路的单一闭合路径。
a
+
+
m=3
US1_ 1
US2 3 1 _ 22
3 R3
R1
R2
1.1.3电路中的功率
电功率反映了电路元器件能量转换的本领。功率用
“p ”表示：
p ui
工程上更关心平均功率，如果电压u和电流i是时间t的周 期函数，则平均功率为
P 1
T pdt 1
T
uid t
T0
T0
式中T是电压、电流的变化周期。
在直流情况下，电压和电流都是常数，则
P UI
功率的正负
理解电流、电压参考方向的问 题；掌握基尔霍夫定律及其具体 应用；实际电源和理想电源的区别。
1.1电路模型与参考方向
1.1.1电路与电路模型 电路——电流流通的路径。 （1）电路的组成
电源： 电路中提供电能的装置。如发电机、蓄电池等。
负载： 在电路中接收电能的设备。如电动机、电灯等。
中间环节：电源和负载之间不可缺少的连接、控制和保护 部件，如连接导线、开关设备、测量设备以及 各种继电保护设备等。
1. 实际方向
+I- +U-E+
I
+
+
E
_ Us
R
U _
物理量 单 位
实际方向
电流 I A, kA,mA,μA 正电荷定向移动的方向 电压 U V, kV,mV,μV 电场力作用,电位降落的方向 电动势 E V, kV,mV,μV 电源力作用,电位升高的方向
2. 参考方向（假设方向、正方向） 分析计算电路时，人为任意设定的电量方向
电流方向 a b？
电流方向 b a？
例a
I = 5A ba
R
I′ = －5A
b R
注意：引入参考方向后，物理量为代数量
若计算结果为正(I > 0)，则实际方向与参考方向一致；
若计算结果为负(I′<0)，则实际方向与参考方向相反。
①参考方向的表示方法
I 箭标
R
双下标 a
Uab
b
参考极性 a
+
US_ b
例：
i1
i2 • i4
i3
根据 i(t) 0
可列出KCL：i1 – i2+i3 – i4= 0
•电源：非电能 电能
电池
开关 灯泡
电源
手电筒电路
·中间环节：连接电源和负载
•负载：电能 非电能 负载
（2）电路的功能
电力系统中：
电路可以实现电能的 传输、分配和转换。
电子技术中：
电路可以实现电信号的 传递、存储和处理。
发电机
升压 变压
器
输电线
降压 变压
器
电力系统电路示意图
电灯 电动机
电炉
信号源
U+
元件
元件吸收正功率，说明元件是负载。
电路由哪几部分 组成？试述电路 的功能？
理想电路元件 与实际元器件 有何不同？
如何判断元件 是电源还是负 载？
为何要引入参考 方向？参考方向 和实际方向有何 联系与区别？
何谓电路 模型？
学好本课程，应注意抓好四个主要环节：提前预习、 认真听课、及时复习、独立作业。还要处理好三个基本 关系：听课与笔记、作业与复习、自学与互学。
话筒
（电源）
扬声器
放
大
负载
器
中间环节 扩音机电路示意图
(3) 电路模型和电路元件
开关 电 源
连接导线
中间环节 S
负
载
R0
+
_ US
电源
I
+
RL U 负
–载
实体电路
电路模型
与实体电路相对应、由理想元件构成的电路图，称为 实体电路的电路模型。
实际电路器件品种繁多，其电磁特性多元而复杂，采取 模型化处理可获得有意义的分析效果。
n=2 l=3
网孔=2
b
例
b
I1
I2
a I4
I3
R1 I
US3
R5 R3
支路：共 ？条 6条
节点：共 ？个 4个
c
回路：共 ？个 7个
网孔：？个 有几个网眼 就有
几个网孔
基尔霍夫第一定律（KCL）
基尔霍夫定律包括结点电流定律和回路电压两个定律，
是一般电路必须遵循的普遍规律。
+
I
US
I
–
R
R0
设参考方向下US=100V，I=－5A，则说 明电源电压的实际方向与参考方向一致； 电流为负值说明其实际方向与图中所标示的参考方向相反。
参考方向一经设定，在分析和计算过程中不得随意改动。 方程式各量前面的正、负号均应依据参考方向写出，而电量 的真实方向是以计算结果和参考方向二者共同确定的。
②参考方向的作用
.便于列写电路方程 .便于确定实际方向
③关联参考方向
aI R
+U _
b
关联参考方向
U与 I 的方向一致
U=IR
a
IR
+U _
b
非关联参考方向
U与 I 的方向相反
U = -I R
为什么要在电 路图中预先标出 参考方向？
在电路图上预先标出电压、电流的参考 方向，目的是为解题时列写方程式提供依 据。因为，只有参考方向标定的情况下， 方程式各电量前的正、负号才有意义。
白炽灯电路
消耗电能的电 特性可用电阻 元件表征
由于白炽灯中耗能 的因素大大于产生 磁场的因素，因此
R L 可以忽略。
i
产生磁场的电 特性可用电感 元件表征
白炽灯的电
L 路模型可表
示为：
R
理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其 电特性单一、确切，可定量分析和计算。
1.1.2 电流、电压的参考方向
基尔霍夫电流定律是将物理学中的“液体流动的连续
性”和“能量守恒定律”用于电路中，它指出：任一时
刻，流入任一结点的电流的代数和恒等于零。数学表达
式：
i 0（任意波形的电流）
I 0（直流电路的电流）
I4
I1
若以指向结点的电流为正，背
离结点的电流为负，则根据KCL，
a I3
I2
对结点 a 可以写出： –I1 + I2 – I3 –I4 = 0
分析：
I
+
U 元件
由图可知UI为关联参考方向，因此:
I P 20 4A U5
I为负值，说明它的实际方向与图上标示的参考方向相反。
• 举例2：右下图电路，若已知元件中电流为I=－100A，
电压U=10V，求电功率P，并说明元件是电源还是负载。
解：UI非关联参考，因此:
I
P UI 10 (100) 1000W