认识直流电路-文档资料共45页文档
合集下载
第1章 直流电路
电工与电子技术
1
第1章 直流电路
1.1 电路和电路模型 1.2 电路的物理量 1.3 电路的基本状态 1.4 电压源与电流源及其等效变换 1.5 基尔霍夫定律 1.6 支路电流法 1.7 节点电压法 1.8 叠加原理 1.9 等效电源定理 *1.10 受控电源电路
2
1.1 电路和电路模型
1.1 电路和电路模型
设
is
us Rs
Rs
u i = is – Rs
iS
Rs
i
+
u
–
i
+ u Rs u
－
43
1.4 电压源与电流源及其等效变换
3. 电压源与电流源及其等效变换
i
i
+
u–s Rs
+
u
RL
–
u+ iS Rs Rs u RL
–
电压源
电流源
由图a： u = us－ iRs 等效变换条件:
电压源不能短路！
36
1.4 电压源与电流源及其等效变换
2.理想电流源
定义
其输出电流总能保持定值或一定的
时间函数，其值与它的两端电压u
无关的元件。
iS
电路符号
+
_
u
37
1.4 电压源与电流源及其等效变换
理想电流源的电压、电流关系
① 电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无关；与 它两端电压方向、大小无关。
RL
U 理想电压源 Us
电压源
O
I
实际电源的外特性
由上图电路可得: u = us – iRs
若 R0<< RL ，U E ， 可近似认为是理想电压源。
1
第1章 直流电路
1.1 电路和电路模型 1.2 电路的物理量 1.3 电路的基本状态 1.4 电压源与电流源及其等效变换 1.5 基尔霍夫定律 1.6 支路电流法 1.7 节点电压法 1.8 叠加原理 1.9 等效电源定理 *1.10 受控电源电路
2
1.1 电路和电路模型
1.1 电路和电路模型
设
is
us Rs
Rs
u i = is – Rs
iS
Rs
i
+
u
–
i
+ u Rs u
－
43
1.4 电压源与电流源及其等效变换
3. 电压源与电流源及其等效变换
i
i
+
u–s Rs
+
u
RL
–
u+ iS Rs Rs u RL
–
电压源
电流源
由图a： u = us－ iRs 等效变换条件:
电压源不能短路！
36
1.4 电压源与电流源及其等效变换
2.理想电流源
定义
其输出电流总能保持定值或一定的
时间函数，其值与它的两端电压u
无关的元件。
iS
电路符号
+
_
u
37
1.4 电压源与电流源及其等效变换
理想电流源的电压、电流关系
① 电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无关；与 它两端电压方向、大小无关。
RL
U 理想电压源 Us
电压源
O
I
实际电源的外特性
由上图电路可得: u = us – iRs
若 R0<< RL ，U E ， 可近似认为是理想电压源。
认识直流电路课件
三极管
总结词
三极管是直流电路中常用的元件，用于 放大信号和控制电流。
VS
详细描述
三极管是一种半导体元件，其作用是放大 信号和控制电流。在直流电路中，三极管 可以用来放大信号、开关电路和组成各种 逻辑功能等。三极管的类型有很多种，如 NPN三极管、PNP三极管和场效应管等 ，每种类型的三极管都有其特定的应用场 景。
电容器
总结词
电容器是直流电路中常用的元件，用于储存电荷。
详细描述
电容器是一种储能元件，其作用是储存电荷。在直流电路中，电容器可以用来 平滑电流、过滤噪声和稳定电压等。电容器的容量通常由其电极面积和间距决 定，常见的电容器有电解电容、陶瓷电容和薄膜电容等。
电感器
总结词
电感器是直流电路中常用的元件，用于储存磁场能量。
基尔霍夫定律是电路分析中的重要定律，它 包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律， 用于解决复杂电路问题。
基尔霍夫电流定律指出，在任意一个封闭的 电路中，流入节点的电流总和等于流出节点 的电流总和。基尔霍夫电压定律指出，在任 意一个封闭的电路中，沿着闭合回路的电压 降总和等于零。这两个定律是解决复杂电路 问题的基础。
详细描述
电感器是一种储能元件，其作用是储存磁场能量。在直流电路中，电感器可以用来滤波、隔离和延迟电流等。电 感器的电感量通常由其线圈匝数、直径和磁芯材料决定，常见的电感器有空心线圈电感、磁芯电感和铁芯电感等。
二极管
总结词
二极管是直流电路中常用的元件，用于单向导电。
详细描述
二极管是一种半导体元件，其作用是单向导电。在直流电路中，二极管可以用来整流、开关和保护电 路等。二极管的类型有很多种，如硅二极管、锗二极管和肖特基二极管等，每种类型的二极管都有其 特定的应用场景。
第1章直流电路
第1章 目录
1.1 电路的作Βιβλιοθήκη 和组成第1章 1?1电路是电流流通的路径，它是由某些电器设备和元器
件为实现能量的传送和转换，或者实现信号的传递或
处理而组合后的总称。 电路的作用
1.电能的传输与转换
2. 传递与处理信号
发电机
升压 输电线 降压
变压器
变压器
电灯 电动机
?
话筒
扬声器 放
大 器
1 电源
2 中间环节
–
–
当R0=0时， U = E ，是一定值，则
U = E – R0 I I是任意的,由负载电阻和U确定，这
样的电源称为理想电压源或恒压源。
*凡与恒压源并联的元件,两端电压
等于恒压源的电压
1.5.2 电流源
将式 U = E – R0 I 两
边同除以 R0，则得
UR0=
E R0
–
I
= IS – I
IS
电流过大，将烧毁电源
第1章 1? 2
R0
R1
I
E
U R2
有 I 视电路而定
源
电
路
U=0
短接
1.3 参考点
电路中某一点的电位是指 由这一点到 参考点的电压
电路的参考点 可以任意选取 电路的参考点选定后,各点就有确定的数值 ----电位的单值性
通常认为参考点的电位为零
电路中各点的电位随参考点选的不同而改变， 但是任意两点间的电压不变。
最后，希望大家重视和学好这门课，更重要的 是用好这门课。
第1章 直流电路
1.1 电路的作用和组成 1.2 电路状态 1.3 参考点 1.4 电路中的参考方向 1.5 理想电路元件 1.6 基尔霍夫定律 1.7 支路电流法 1.8 叠加原理 1.9 戴维宁定理与诺顿定理 1.10 非线性电阻电路的分析
直流电路
上一页 下一页 返 回
2.5 电路元件特性方程
直流电路中， U=IR 交流电路中， u=iR
图2.27 电阻负载电路
上一页
下一页
返 回
2.5.2 电容元件特性方程
图2.28中电容元件的元件特性方程为： du i=C dt
图2.28 电容负载电路
上一页
下一页
返 回
2.5.3 电感元件特性方程
di 图2.29中电感的元件特性方程为： u = L dt
[例2-5] 有一磁电式安培计，当使用分流器时，表头的满 标值电流为5mA。表头电阻为20Ω。今欲使其量程（满 标值）为1A，问分流的电阻应为多大？ 解：
RA
R0 20 = = = 0.1005Ω I 1 −1 −1 I0 0.005
上一页
下一页
返 回
2.3.3 电压的测量
测量直流电压常用磁电式伏特计，测量交流电 压常用电磁式伏特计。
上一页
下一页
பைடு நூலகம்返 回
3.电感器
镇流器、电机、变压器的线圈都是电感线圈， 可以储存磁场能量。 用途：LC滤波器，调谐放大电路或谐振均衡， 去耦电路 分类：按结构特点可分为单层、多层、蜂房、 带磁芯及可变电感线圈。 主要技术参数：电感量L和品质因数Q。 电感量是指电感器通入电流后储存磁场能量的 大小，其单位是H、mH和μH。1H=103mH， 1mH=103μH。
上一页 下一页 返 回
U 6 解：在图2.12(a)中： I = = = 2A R 3
在图2.12(b)中：
U 6 I = − = − = −2 A R 3
在图2.12(c)中：
U −6 I=− =− = 2A R 3
在图2.12(d)中：
2.5 电路元件特性方程
直流电路中， U=IR 交流电路中， u=iR
图2.27 电阻负载电路
上一页
下一页
返 回
2.5.2 电容元件特性方程
图2.28中电容元件的元件特性方程为： du i=C dt
图2.28 电容负载电路
上一页
下一页
返 回
2.5.3 电感元件特性方程
di 图2.29中电感的元件特性方程为： u = L dt
[例2-5] 有一磁电式安培计，当使用分流器时，表头的满 标值电流为5mA。表头电阻为20Ω。今欲使其量程（满 标值）为1A，问分流的电阻应为多大？ 解：
RA
R0 20 = = = 0.1005Ω I 1 −1 −1 I0 0.005
上一页
下一页
返 回
2.3.3 电压的测量
测量直流电压常用磁电式伏特计，测量交流电 压常用电磁式伏特计。
上一页
下一页
பைடு நூலகம்返 回
3.电感器
镇流器、电机、变压器的线圈都是电感线圈， 可以储存磁场能量。 用途：LC滤波器，调谐放大电路或谐振均衡， 去耦电路 分类：按结构特点可分为单层、多层、蜂房、 带磁芯及可变电感线圈。 主要技术参数：电感量L和品质因数Q。 电感量是指电感器通入电流后储存磁场能量的 大小，其单位是H、mH和μH。1H=103mH， 1mH=103μH。
上一页 下一页 返 回
U 6 解：在图2.12(a)中： I = = = 2A R 3
在图2.12(b)中：
U 6 I = − = − = −2 A R 3
在图2.12(c)中：
U −6 I=− =− = 2A R 3
在图2.12(d)中：
第1章-直流电路
第一章直流电路第一节电路的基本概念一、电路的作用与组成电路就是电流流过的闭合路径。
它是许多电器元件或电器设备为实现能量的传输和转换，或为了实现信息的传递和处理而连接成的整体。
在现代化生产和生活中，电路随处可见，例如电网系统、各种电器控制系统；收音机、电视机等家用电器电路。
总之，实际电路都是由一些最基本的部件组成的。
最常见的手电筒电路就是一个最简单的电路，如图1-1所示。
它的组成，体现了所有电路的共性。
组成电路的最基本部件是：电源、负载和中间环节。
1.电源：提供电能或发出电信号的设备称为电源。
它把其他形式的能量转换成电能或者把某种电能转换成另一种电能或电信号的一种设备。
例如发电机、话筒等。
2.负载：用电的设备称为负载。
它将电能转换成机械能、热能或光能等其他形式的能量。
例如电动机、电炉、电灯等。
3.中间环节：它是连接电源和负载的桥梁，起传输和分配电能或者传递和处理信号的作用。
例如电网输电线路、扩音机系统等等。
根据电路中电源的种类不同，电路可分为直流电路和交流电路。
直流电路由直流电源供电，其电压、电流的大小和方向都不随时间而变化；交流电路由交流电源供电，其电压、电流的大小和方向都随时间而变化。
本章将介绍直流电路的基本概念、基本定律和基本分析方法，在第二章和第三章再介绍单相交流电路和三相交流电路。
二、电路的主要物理量图1-1是最简单的直流电路。
图中电压U和电流I是电路的基本物理量，在电路分析时需要弄清它们的方向或极性。
而电压和电流均有实际方向和参考方向，我们需要加以区分。
1.电流电荷在电场力作用下有规则的运动形成电流．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。
把单位时间内通过某一导体横截面的电荷量定义为电流强度．．．．（简称电流），用I来表示。
它是衡量电流强度弱的物理量。
电流的单位是安培（Ａ），还有毫安（mＡ）或微安（μA）。
它们的关系是：1Ａ＝103mＡ＝106μA习惯上，把正电荷运动的方向作为电流的实际方向，并在电路中用箭头标注；但在分析一些较复杂的电路时，难以确定电流实际方向。
章直流电路
+
U I R IU
–
R
+
U –
I
R
I U R
通常取 U、I 参考方向相同， 称为关联参考方向。
总目录 章目录 返回 上页 下页
例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。
+
UI 6V 2A
R
– a)
+
U 6V
I R
– –2A
b)
Байду номын сангаас
解：对图(a)有, I = U /R 所以 : RU63Ω I2
对图(b)有, I= – U/R 所:以 RU63Ω I 2
E2
I1 R1 +I3 R3 –E1 = 对回路2：
0
b
I2 R2+I3 R3 –E2 = 0
总目录 章目录 返回 上页 下页
（2）注意：
① 列方程前标注回路绕行方向；
② 应用 U = 0列方程时，项前符号的确定：
如果规定电压方向与绕行方向相同时取正号，
则相反时就取负号。
③ 开口电路可按回路处理 +
总目录 章目录 返回 上页 下页
2. 全电路欧姆定律
E、I 参考方向相同时， E、I 参考方向相反时，
I
I
E
U
R0
E
RL
U
R0
RL
E I
RL R0
E I
RL R0
通常取 E、I 参考方向相同。
总目录 章目录 返回 上页 下页
例：已知 E=3V，R0=0.4Ω, RL=9.6Ω , 求电流I、内 阻压降IR0及电源端电压U。
α表示。部分导体电阻率和温度系数如下页表所示。
第01章：直流电路
2019/10/7
电工基础教学部
8
目录
电工电子技术
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；
Uab的变化可能是 ____大__小_ 的变化，
或者是 __方__向___的变化。
2019/10/7
23
电工基础教学部
目录
例a
Is
RI
Uab=?
_
Us
+
电工电子技术
恒压源中的电流 如何决定？恒流 源两端的电压等 于多少？
b
解： ∵串联电流相同。
∴电压源中的电流 I= IS
恒流源两端的电压取决外电路
若计算结果为负(I′<0)，则实际方向与参考方向相反。
2019/10/7
电工基础教学部
9
目录
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
②参考方向的作用
.便于列写电路方程 .便于确定实际方向
2019/10/7
电工基础教学部
电工电子技术
③关联参考方向
a
IR
+U _
b
关联参考方向
U与 I 的方向一致
U=IR
aI R
+U _
b
非关联参考方向
U与 I 的方向相反
U = -I R
第一章 直流电路
返回
4.直流电动势的两种图形符号 返回
实验与实训练习
练习使用测电笔和万用表
• 一、测电笔的使用
测电笔又称试电笔，常用于检查低压导体和电气设 备是否带电。
使用测电笔时注意以下几点：
1、被测电压不得高于测电笔的标称电压值。 2、使用测电笔前，首先要检查测电笔内有无安全电阻，
然后度测某已知带电物体，看氖管能否正常发光，检查 无误后方可使用。 3、在光线明亮的场所使用测电笔时，应注意遮光，防止 光线太强看不清氖管是否发光而造成误判。 4、多数测电笔前端金属都制成一字旋具状，注意在用它 拧螺钉时用力过猛，以防损坏。测电笔实验：
电路
返回
返回
3、什么情况下使用标有“3”字样的接线柱， 什么情况下使用标有“15”字样的接线柱？ 所用量程的最大测量值必须大于被测电路 两端的电压
返回
• 怎样在电压表上读数 明确电压表可以测量的最大电压（量程） 确定电压表的一个小格代表多大的电压 （分度值） 接通电路后，读数
• 想想做做 测量每节电池的电压，然后把电池串联起 来，测量这个电池组的电压，看他们之间 有什么关系。 关系：电池串联后的电压=各个电池的电压 之和
返回
判断下列电压表的连接是否正确 返回
返回
返回
正确使用电压表
1 将电压表必须与被测用电器并联。 2 必须是电流从“＋” 接线柱流进，从“－”接线柱流 出。 3 被测电压不要超过电压表的量程。
注：电压表可以直接接到电源两端测量电源电压
返回
判断下列电压表分别测的是谁的电压？ 返回
（四）电位 1.概念
返回
二、练习使用万用表
1、磁电式万用表
－μ A +
D1
D2
E R
4.直流电动势的两种图形符号 返回
实验与实训练习
练习使用测电笔和万用表
• 一、测电笔的使用
测电笔又称试电笔，常用于检查低压导体和电气设 备是否带电。
使用测电笔时注意以下几点：
1、被测电压不得高于测电笔的标称电压值。 2、使用测电笔前，首先要检查测电笔内有无安全电阻，
然后度测某已知带电物体，看氖管能否正常发光，检查 无误后方可使用。 3、在光线明亮的场所使用测电笔时，应注意遮光，防止 光线太强看不清氖管是否发光而造成误判。 4、多数测电笔前端金属都制成一字旋具状，注意在用它 拧螺钉时用力过猛，以防损坏。测电笔实验：
电路
返回
返回
3、什么情况下使用标有“3”字样的接线柱， 什么情况下使用标有“15”字样的接线柱？ 所用量程的最大测量值必须大于被测电路 两端的电压
返回
• 怎样在电压表上读数 明确电压表可以测量的最大电压（量程） 确定电压表的一个小格代表多大的电压 （分度值） 接通电路后，读数
• 想想做做 测量每节电池的电压，然后把电池串联起 来，测量这个电池组的电压，看他们之间 有什么关系。 关系：电池串联后的电压=各个电池的电压 之和
返回
判断下列电压表的连接是否正确 返回
返回
返回
正确使用电压表
1 将电压表必须与被测用电器并联。 2 必须是电流从“＋” 接线柱流进，从“－”接线柱流 出。 3 被测电压不要超过电压表的量程。
注：电压表可以直接接到电源两端测量电源电压
返回
判断下列电压表分别测的是谁的电压？ 返回
（四）电位 1.概念
返回
二、练习使用万用表
1、磁电式万用表
－μ A +
D1
D2
E R