第一部分简单直流电路
电工电子技术 第一章直流电路 第七节戴维宁定理
5
E
B
1A
U U 9V
S
ABO
R 57 0
R0 57 +
US _ 9V
33
Ｕ
三、戴维宁定理中等效电阻的求解方法
求简单二端网络的等效内阻时，用串、并联 的方法即可求出。如前例：
A
R1 C
R2 D R0
R3
R4
B
R R // R R // R
0
1
2
3
4
求某些二端网络的等效内阻时，用串、并联的方 法则不行。如下图：
二、戴维南定理应用举例
例1 R1
R2
I5
R5
等效电路
R3
R4
E
+_
R1 +
R2 _
I5
E
R5
已知：R1=20 、 R2=30 R3
R4
R3=30 、 R4=20
E=10V
求：当 R5=10 时，I5=?
有源二端 网络
第一步：求开端电压US
A
R1
R2
C +_ D
US
E
R3
R4
B
U U U
S
AD
R1 C
R3
A R2
R0 D
R4 B
串/并联方法?
R0
不能用简单 串/并联 方法 求解， 怎么办？
方法（1）: 开路、短路法
有源 网络
有源
Uabo
网络
IS
求 开端电压 Uabo 与 短路电流 IS
等效 内阻
R 0
U abo
I
S
R + -E
R Uabo=E + E
第一章 直流电路
图示电路 （1）电路的支路 数b=3，支路电流 有i1 、i2、 i3三个。 （2）节点数n=2， 可列出2－1=1个独 立的KCL方程。 节点a
i1
R1 + us1 － Ⅰ
a
i2 i3
R3 Ⅱ R2 + us2 －
b
i1 i 2 i 3 0
（3）独立的KVL方程数为3－(2－1)=2个。 i1 R 1 i 3 R 3 u s 1 回路I 回路Ⅱ
• • 当电阻元件的电压和电流取非关联参考方向时，
欧姆定律表达为 • u=-R· 或i=-u/R i
•
电导：电阻元件的参数除电阻R外，还有 另一个参数，其数值为电阻的倒数，称为电导 G，单位为西门子(S)，即
• G=1/R
线性电阻的伏安特性
1.3 电阻的串、并联
图1-17为两个电阻R1 、R2并联，总电 流是i，每个电阻分得的分别为i1和i2：
对直流：I=Q/t
i dq dt ( 对变动电流，瞬时电流 的表达式 )
大写 I 表示直流电流,小写 i 表示电流的一般符号
正电荷运动方向规定为电流的实际方向。 电流的方向用一个箭头表示。 任意假设的电流方向称为电流的参考方向。
参考方向 a 实际方向 (a) i> 0
i
b a
参考方向
i
b
实际方向 (b ) i< 0
如果求出的电流值为正，说明参考方向 与实际方向一致，否则说明参考方向与实际 方向相反。
2. 电压、电位和电动势
电路中a、b点两点间的电压定义为单位正电荷由a点移 至b点电场力所做的功。
u ab
dW ab dq
电路中某点的电位定义为单位正电荷由该点移至参考点 电场力所做的功。 电路中a、b点两点间的电压等于a、b两点的电位差。
第1章 直流电路(电工学C)
理想电压源
本身功耗忽略不计， 只起产生电能的作用
理想电流源
理想电源元件的两种工作状态
进入理想无源元件
《电工学B》
第1章 直流电路
一、理想有源元件
1.理想电压源（恒压源）
I
+
+
US -
U=定值
-
图形符号
U
US
O
I
伏安特性
特点
（1）Ｕ恒定 （2）I=?
空载I=0 有载:I=U/R 短路I =∞
《电工学B》
第1章 直流电路
基尔霍夫电流定律的推广应用
＋UCC
RB
RC
B C IC
IB
E
IE
IC+ IB - IE＝0
可将KCL推广到 电路中任何一个 假定的闭合面。
——广义结点
I
5
6V+_ 1
2
I=0
I =? +_12V 1 5
《电工学B》
第1章 直流电路
例 1 图示的部分电路中，已知 I1＝3 A，I4＝－5 A， I5＝8 A，试求I2、I3和I6。
若从某点出发绕回路一周回到原点，电位的变
化等于零。 在电路的任何一个回路中，沿同一方向环行，
同一瞬间电位升等于电位降。
《电工学B》
第1章 直流电路
选择环行方向
+
+
电位升 = 电位降 US1 + U2 = US2 + U1
US1__ U1 R1
__US2 R2 U2
R3
+
US1 + U2 －US2 － U1 ＝ 0 I1
U_L
功率平衡：PE , PS , PL
第一章 直流电路
第二节 电阻
第一章 直流电路 3．电阻的参数标注方法 （3）色标法 色标电阻（色环电阻）器用四环、五环标法。电阻的色标位置和倍 率关系为颜色、有效数字、允许偏差（%）。其含义见表1-3所示。四色环电阻器 的前两个色环表示标称值二位有效数字，第三个色环表示倍率（10n）,第四个色环 表示误差。五色环电阻器的前三个色环表示标称值（三位有效数字）。五色环电阻 器的前三个色环表示标称值（三位有效数字）。
V
-
（a）电压测量实物接线
（b)电压测量原理电路图 图1-8 直流电流的测量
第一节 电路及其基本物理量
第一章 直流电路 3.电动势 电路中因其他形式的能量转换为电能所形成的电位差，叫做电动势。 用字母E 表示，单位是伏特。 电动势的方向规定在电源内部负极指向电源正极，即电位升高的方 向。 电源之所以能够持续不断地向电路提供电流，也是由于电源内部存 在电动势的缘故。电动势反映了电源内部能够将非电能转换为电能的 本领，代表了电场力将电源内部的正电荷从电源负极移到电源正极所 做的功，是电能累积的过程。而电压则是电场力将单位正电荷从高电 位移到低电位所做的功，是电能消耗的过程。
第一节 电路及其基本物理量
第一章 直流电路
二、电路图
电路图是人们为了研究和工程的需要，用约定的符号绘制的一种 表示电路结构的图形。
表1-1 部分电工图形符号
第一节 电路及其基本物理量
第一章 直流电路
三、电流
1．电流的形成
一切电的现象都起源于电荷的存在或电荷的运动。 电荷的有规则移动即形成电流。形成电流的形式多 种多样，例如，在金属导体中的电流是自由电子部 分脱离原子核的束缚；在电解液中，电流是正负离 子在溶液中定向自由运动形成的；在半导体中，自 由电子和空穴的有规则运动形成了电流。
第一章 直流电路
开路
U端 E
I 0
短路
R总
3.短路：
电流不经负载而经导线形成回路的状态。 特点： U 端 E Ir 0
I
E r
R总 r
短路电流很大，需加短路保护装置。
【例1－1】设内阻r = 0.2Ω，电阻R = 9.8Ω，电源电动势E = 2V，不计电压表和电流表对电路的影响，求开关在不同 位置时，电压表和电流表的读数各为多少？
（1）表示： 实线箭头加字母表示: 双下标表示：Iab表示电流由a流向b
i
（2）选择：原则上任意选，但若已知实际方向，则选择 参考方向尽量与实际方向一致。
（3）参考方向与实际方向的关系：同正异负。
同正异负：相同时参考方向下的字母为正数（+） 相异时参考方向下的字母为负数（-）
例 图示电路中，I1、I2分别等于多少？
5V
I1 5Ω 解：可以判断出电路中电流的实际 方向为逆时针方向。 I2 电流参考方向I1与实际方向相 反，I2与实际方向相同。
I1 5 5 1A
∴
I2
5 5
1A
8．电流测量注意事项
电流测量注意事项
万用表直流挡测电流
三、电压、电位和电动势 （一）电压
1. 分 类
水压和水流
R1=4Ω，要使R2获得最大功率，R2应为多大？这时R2获得的
功率是多少？
解题过程
§1－5 电阻的串联和并联
一、电阻的串联
串联(+)： 电阻首尾顺序相连 中间无分支 选择电流、电压参考方向如图 U
U11 U
I R1 I1
U U2 2
R2 I2
U U33
R3 I3
第1章直流电路
U I= f (U)
O
I
图1.7
图 1- 7线性电阻的伏安特性
由此可见， 线性电阻遵守欧姆定律。 电阻其电阻值随电压和电流的变化而变化， 其电压与 电流的比值不是常数，这类电阻称之为非线性电阻。 例如, 半导体二极管的正向电阻就是非线性的，它的伏安特性如图
R1U R2U R3U U1 ,U 2 ,U 3 . R R R
在实际中， 利用串联分压的原理， 可以扩大电压表的 量程，还可以制成电阻分压器。
例 1．1 现有一表头， 满刻度电流IQ= 50μA， 表头 的电阻RG=3kΩ，若要改装成量程为10V的电压表，如图 1 10 所示，试问应串联一个多大的电阻？ 解 当表头满刻度时，它的端电压为UG=50×106×3×103 = 0.15V。设量程扩大到10V时所需串联的电阻为 R，则R上分得的电压为 UR=10－0.15 = 9.85V，故
1 电路的组成
电路是由各种电气器件按一定方式用导线连接组成的总
体，它提供了电流通过的闭合路径。这些电气器件包括电源、
开关、负载等。 电源是把其它形式的能量转换为电能的装置，例如，发 电机将机械能转换为电能。负载是取用电能的装置，它把电 能转换为其它形式的能量。例如，电动机将电能转换为机械
能，电热炉将电能转换为热能，电灯将电能转换为光能。
成的放大电路，输出的便是放大了的电信号，从而实现了 放大功能；电视机可将接收到的信号，经过处理，转换成 图像和声音。
二 电路的基本物理量 1. 电流
电流是由电荷的定向移动而形成的。当金属导体处于
《简单直流电路》课件
目 录
• 直流电路的基本概念 • 欧姆定律与基尔霍夫定律 • 电阻的串联与并联 • 电功率与电能 • 安全用电与保护措施
01
直流电路的基本概念
定义与特点
总结词
简单明了地介绍了直流电路的定义和特点。
详细描述
直流电路是指电流保持恒定不变的电路，其特点是电流的大小和方向都不随时 间变化。在直流电路中，电子从电源的正极出发，经过电路的各个元件，最终 回到电源的负极。
利用欧姆定律和并联电路 特点进行计算。
串并联电路的分析方法
01
02
03
04
定义法
根据串并联电路的定义，判断 电路的串并联关系。
电流法
通过分析电流的流向，判断串 并联关系。
断路法
在电路中去掉一个元件，观察 其他元件是否正常工作，从而
判断串并联关系。
节点法
在电路中寻找节点，节点之间 的线路为串联，节点之间的元
保护接零
将电器设备的金属外壳与零线连接，以防止设备漏电对人 体造成伤害。
漏电保护装置与安全用电的关系
漏电保护装置的作用
当电器设备发生漏电时，能够自动切断电源，保护人身 安全。
安全用电的保障
正确使用漏电保护装置是安全用电的重要保障之一。
感谢您的观看
THANKS
02
欧姆定律与基尔霍夫定律
欧姆定律
总结词
描述电流、电压和电阻之间关系的定 律
详细描述
欧姆定律是电路分析中最基本的定律 之一，它指出在同一电路中，电流与 电压成正比，与电阻成反比。公式表 示为 I=U/R，其中 I 是电流，U 是电 压，R 是电阻。
基尔霍夫定律
总结词
解决电路中电压和电流分布问题的定律
第1章直流电路
1.1 电路模型
1.1.1 电路 1、概念：
a、电流的通路
b、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合起来，能使电流 流通的整体。 2、作用：(1)实现电能的传输、分配和转换；(2)其次 能实现信号的传递和处理。
(3)求图示电路的开口电压Uab
解：先把图1.8.5改画成图1.8.6，求电流I。
在回路1中，有 解得 6I＝12－6 I＝1A
根据基尔霍夫电压定律，在回路2中， 得 Uac＋Ucb－Uab＝0
即 解得 －2＋12－3×1－Uab＝0 Uab＝7 V
从上面的例子可看出，基尔霍夫电 压定律不但适用于闭合回路，对开口回 路同样适用，但需在开口处假设电压 （例中Uab ）。在列电压方程时，要注意 开口处电压方向。
P＝UI＞0，元件吸收功率
P＝UI＜0，元件发出功率
非关联参考方向：
P＝UI＞0，元件发出功率
P＝UI＜0，元件吸收功率
2、 试判断图1.4.4(a)、(b)中元件是发出功率还是吸收功率。 解： (a) P＝UI＞0，元件吸收功率 (b)P＝UI＝－10 W＜0，元件 发出功率。
1.5 电阻元件
电阻两端的电压与流过电阻的电流，根据欧姆定律得：
第1章 直流电路
1.1 电路模型
1.2 电路的基本物理量 1.3 电流、电压的参考方向 1.4 功率 1.5 电阻元件 1.6 电感元件、电容元件 1.7 电压源、电流源及其等效变换 1.8 基尔霍夫定律 1.9 支路电流法
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第一部分 简单直流电路学号 姓名 得分一．填空题：1.已知Ω=1R ，其两端电压为V 2，则关联参考方向下，电流为 A ，非关联参考方向下，电流为 A 。
2.图示电路中，当开关S 闭合时，ac U = V ，bc U = V ，当开关S 打开时，acU = V ，bcU = V 。
3. 已知图示电路，则a 、b 两点的电位分别为aU = V ， bU = V 。
4．如图1-1所示电路，S 打开时V A = ；SA = 。
5．如图1-13所示电路中，开关S 断开时，V A = ，开关S 闭合时V A = 。
6．如图1-7所示AB 端开路，V A = ，R AB = 。
7．如图1-18所示的A 点电位V A = V 。
8．如图1-45所示，S 打开时，V A = ，S 闭合时，V A = 。
图1-91ab9.电路如图1-51所示，开关S打开时，电路A点的电位V A= V。
10.图1-91所示电路中，则E= ，I1= ，I2= 。
11.图3-1所示电路中，a点电位V a=________，b点电位V b=________，I1=________，I2=_______。
12．如图1-2所示，Rab= 。
13．图1-17所示电路中，A、B间的等效电阻为Ω。
14．如图1-44所示电路中R1=R2=R3=R4=300Ω，R =600Ω，则开关K打开时，Rab = ；开关K闭合时，Rab = 。
ΩI图3-115.电路如图1-50所示，AB间的等效电阻为。
16.如图1-63所示电路中，当开关S断开时，R AB＝Ω，开关S闭合时，RAB＝Ω。
17.试求下图中ab端和cd端的等效电阻Rab= ，Rcd= 。
18．如图3所示的电路，等效电阻R ab= 。
19. 如图（9）中R ab= Ω。
20. 下图（10）所示的电路中开关S 打开时V A =______；开关S 闭合时，V A =________。
21. 图3-2所示电路中，a 、b 之间的等效电阻R ab =__________。
图3-222.如图1-64所示电路中，U AB = ，R ＝ Ω；23.如图1-65所示电路中，己知V A =100V ，V B =-30V ，I=0，试求R= Ω； 24．一只规格为“220V ，40W ”的白炽灯，当接于220V 直流电源工作10小时，消耗的电能是 度。
25.铜导线长1000m ，截面积1mm 2，ρ=0.0175Ω·mm 2/m 。
(t=20℃时，α=0.004/℃)，在120℃时铜导线的电阻值为 Ω 。
26.标有220V 、100W 的灯泡，经过一段导线接在220V 的电源上，它的实际功率为81W ，则导线上损耗的功率是 W ；有一台电动机，它的励磁绕组是铜线。
在室温20℃时，测得电阻为100Ω，运行2小时后，测得电阻为120Ω，此时电动机励磁绕组的温度t=__ __℃(α=0.004/℃)。
27.内阻0.1Ω，12V 的蓄电池，对外电路提供20A 电流时，其端电压为 V ，外电路等效电阻___ ___Ω。
28.负载大是指 。
电源实际输出功率的大小取决于 。
29. “8V 、2Ω”的电源只有接上 Ω电阻时，才能输出最大功率P max = 。
30.一段电阻为４Ω的导线，将其拉长为原来的一倍，它的电阻为 。
31.将“110V ，100W ”的白炽灯接于220V 的电源时，需要串联阻值为 Ω，功率为 W 的电阻。
32.图1-32所示电路中，S 断开时，U ab = ，S 闭合时，I= 。
A 8Ω图（9）10Ω图（10） U S1图（11）图1-32 图1-3333.在图1-1所示电路中，R1，R2，R3和R4的额定值均为6.3V，0.3A，R5的额定值为6.3V，0.45A。
为使上述电阻元件均处于额定工作状态，R X= Ω，Ry= Ω。
34．如图2所示的电路中，6V电压源发出的功率为0.12W，则I= U ab=二、是非题：（）1．电阻两端电压为110V时，电阻为10Ω，当电压升至20V时，电阻值将为20Ω。
（）2．“110V，40W”的灯泡在220V的电源上能正常工作。
（）3．若选择不同的零点位点时，电路中各点的电位将发生变化，但电路中任意两点的电压却不会改变。
（）4．电压的方向规定由高电位（+）指向低电位（－）。
电动势的方向规定为由低电位指向高电位。
（）5．．几个电阻并联后的总电阻值一定小于其中任一个电阻的阻值。
（）6．电路中某两点的电位都很高，则该两点间电压一定很大。
（）7. 当电路处于通路状态时，外电路负载上的电压等于电源的电动势。
（）8. 电源电动势的大小由电源本身的性质所决定，与外电路无关。
（）9．电源的端电压随外电路电阻增大而增大。
（）10. 在一定温度下，导体的电阻和它的长度成反比，和它的截面积成正比。
（）11. 在电阻串联电路中，电阻值越大，其两端的电压就越高。
（）12. 在电阻并联电路中，电阻值越大，流过它的电流也就越大。
（）13.测量电流时应把电流表串联在被测电路里，测量电压时应把电压表和被测部分并联。
（）14.在短路状态下，电源内电阻压降为零。
（）15.用万用表R×1K量程档测较大容量电容器，若测量时指针始终为零欧姆，不回摆，说明电容器已击穿。
（）16.电源效率最高时，负载获得的功率也最大。
（）17.当电路处于通路状态时，外电路电阻上的电压等于电源的电动势。
（）18．某电源的开路电压为60V，短路电流为2A，则负载能从该电源得到的最大功率为30W 。
（ ）19.在非线性电路中,同一时刻测得某电阻R 两端电压为U ，流过的电流为I ，则IUR =成立。
（ ）20．电位是相对值，与参考点的选择有关；而电压是绝对值，与参考点的选择无关。
（ ）21．当R L =r 0时负载获得最大功率，此后P L 随R L 增大而减小。
（ ）22．“220V ，40W ”的灯泡接到110V 的电压上时，消耗的功率为20W 。
（ ）23．在直流电路中，电源输出功率大小由负载决定。
（ ）24．有一根长100m ，截面积为0.1mm 2的铜导线，50°C 时的电阻值为19.6Ω (t=20°C 时，ρ=0.0175Ω·mm 2/m ，α=0.004/°C). （ ）25．一般来说，负载电阻减小，负载变大，电源输出功率增加。
（ ）26．功率大的用电器比功率小的用电器消耗的电能多。
三、选择题1．在下列规格的电灯泡中，电阻最大的规格是 （ ）A ．100W ，220VB ．100W ，110VC ．40W ，220VD ．40W ，110V 2．R 1和R 2为两个串联电阻，已知R 1=4R 2，且R 1上消耗的功率为1W ，则R 2上消耗的功率为（ ）A ．5WB ．20WC ．0.25WD ．400W3．在电路的基本组成中，用于把其他形式的能转换为电能的是（ ） A ．电源 B ．负载 C ．连接导线 D ．控制装置4．若电路中的电压为负值，则表示电压的实际方向与参考方向（ ） A ．相同 B ．相反 C ．可能有关 D ．无关 5．电流的形成是指（ ）A ．自由电子的定向移动B ．正电荷的定向移动C ．电荷的自由移动D ．电荷的定向移动 4．欲将一电流表改装成电压表，则应（ ）A ．并联分压电阻B ．串联分压电阻C ．并联分流电阻D ．串联分流电阻 5．有两电阻R 1和R 2，且R 1：R 2=1：2。
将他们并联在电路中，则两电阻上的电压之比为（ ）A ．1：1B 1：2C 2：1D 3：2 6．如果电路中的参考点改变，则（ ）A ．各点电位不变B ．各点电位都变C ．各点间电压改变D ．部分点电位改变 7．用万用表测量470Ω的电阻时，转换开关应置于A ．R ×1Ω挡B ．R ×10Ω挡C ．R ×100Ω挡D ．R ×1k Ω挡8．R1和R2为两个串联电阻，已知R1=2R2，若R2消耗的功率为1W ，则R1消耗的功率为（ ）A ．0．5WB ．1WC ．2WD ．4W9．直径和长度都相等的铜线和铝线串联在电路上时（ ）。
A 、铜线比铝线热 B 、铝线与铜线一样热C 、铝线比铜线热D 、铜线与铝线发热情况无法确定 10.混联电池组是由几组相同的串联电池组并联而成，它（ ）。
A 、仅增大了输出电流B 、既提高了输出电压又增大了输出电流C 、只提高了输出电压D 、先并后串才能增大输出电流11.一只标有20V ，8W 灯泡，现改接在10V 的电源下使用，则实际消耗的功率为（ ）。
A 、2WB 、3WC 、4WD 、8W12. 如图（20）电路中，电灯L1，L2都标有“220V 、100W ”；电灯L3，L4都标有“220V ，40W ”，将A 、B 两端接入电源，最暗的灯是（ ）。
A 、L1 B 、L2 C 、L3 D 、L4 13．在图1电路中，当R P 的值增大时（ ）。
A 、A 、B 点电位均上升 B 、A 点电位上升，B 点电位下降C 、A 点电位下降，B 点电位上升D 、A 、B 点电位均上升图20图114．电路如图1-1所示，开关S 由闭合到断开，A 点电位的变化为（ ） A 、10V →6V B 、10V →0V C 、-16V →0V D 、-6V →6VR315题图15．在图1-1所示的电路中，当R 为（ ）时，R L 获得最大功率。
A 、4ΩB 、5ΩC 、2ΩD 、0Ω 16．1度电可供“220V ，40W ”的灯泡正常发光的时间是（ ）。
A 、20小时B 、40小时C 、45小时D 、25小时17．如图3-63，已知I =0.8mA,I =1.2mA,R=50K Ω,则电压U=（ ）。
A 、-50V B 、20V C 、-20V D 、50V18.标明“100Ω，4W ”和“100Ω，25W ”的两个电阻并联时，允许通过的最大电流是（ ）A 、 0.7AB 、 0.4AC 、 1AD 、 0.8A四．分析计算（80分）1、图示电路中，已知：Ω=21R , Ω=42R ,Ω=33R ,VU S 91=, V U S 362= 求：（1）电流I ，电压adU 、dbU 。
（2）理想电压源1S U 和2S U 的功率， 并判断是吸收还是发出功率。
2．求下图电路的Rab ：（要有等效电路图）8%⑴ ⑵2U U S2ab 10Ω 63．图示电路中，已知：Ω=21R , Ω=42R ,Ω=33R ,V U S 91=, V U S 362= 求： （1）电流I ，电压ad U 、db U 。
（2）理想电压源1S U 和2S U 的功率，并判断是吸收还是发出功率。