电工电子基础第一章
电工电子学课件_______第一章
uab
b
13
关联参考方向与非关联参考方向 对一个元件，电流参考方向和电压参考方向 可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常 常将其取为一致，称关联参考方向；如不一致， 称非关联参考方向。 i
a
i u
b a
+
−
u
+
b
(a)关联参考方向
(b)非关联参考方向
如果采用关联参考方向，在标注时标出一种即可。 如果采用非关联参考方向，则必须全部标注。
b （b）
三、电路中的功率
定义： 单位时间内元件吸收（消耗）或发出（释 放）的电能。 dw 数学表达式： p dt 单位：瓦特 W 方向：在电压、电流取关联参考方向下，p=ui 表 示的是该元件吸收（消耗）功率的大小。即为：
i i
w
+ u
w
+ u
p>0
18
p<0
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
34
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
实际电压源 I + − Rs Us
U Us
RL
0 理想电压源 实际电压源
U
I
电源内阻，表 示内部损耗 U = Us – IRs
Rs越小 特性曲线越平坦
当Rs = 0 时，实际电压源模型就变成电压源模型
35
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
2.电流源
Uab
15
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
Uab是否表示a端的电位高 于b端的电位？
a
Uab 元件
b
Uab只表示a、b两端电位的参考 方向为由a指向b。实际两点电 位哪点高，要看是Uab>0，还是 Uab<0。若Uab>0，则a端电位高 于b端电位。反之， b 端电位高 于a端电位。
电工与电子技术基础习题答案清华大学第3版
第1章电路的基本定律与分析方法【思1.1.1】(a) 图Uab ＝IR＝5×10＝50V，电压和电流的实际方向均由a指向b。
(b) 图U ab＝－IR＝－5×10＝－50V，电压和电流的实际方向均由b指向a。
(c) 图U ab＝IR＝－5×10＝－50V，电压和电流的实际方向均由b指向a。
(d) 图U ab＝－IR＝－(－5)×10＝50V，电压和电流的实际方向均由a指向b。
【思1.1.2】根据KCL定律可得(1) I2＝－I1＝－1A。
(2) I2＝0，所以此时U CD＝0，但V A和V B不一定相等，所以U AB不一定等于零。
【思1.1.3】这是一个参考方向问题，三个电流中必有一个或两个的数值为负，即必有一条或两条支路电流的实际方向是流出封闭面内电路的。
【思1.1.4】(a) 图UAB ＝U1＋U2＝－2V，各点的电位高低为VC＞VB＞VA。
(b) 图U AB＝U1－U2＝－10V，各点的电位高低为V B＞V C＞V A。
(c) 图U AB＝8－12－4×(－1)＝0，各点的电位高低为V D＞V B(V A＝V B)＞V C。
【思1.1.5】电路的电源及电位参考点如图1-1所示。
当电位器R W的滑动触点C处于中间位置时，电位V C＝0；若将其滑动触点C右移，则V C降低。
【思1.1.6】(a) 当S闭合时，V B＝V C＝0，I＝0。
当S断开时，I＝1233+＝2mA，V B＝V C＝2×3＝6V。
(b) 当S闭合时，I＝－63＝－2A，VB＝－321+×2＝－2V。
当S断开时，I＝0，V B＝6－321+×2＝4V。
【思1.1.7】根据电路中元件电压和电流的实际方向可确定该元件是电源还是负载。
】根据电路中元件电压和电流的实际方向可确定该元件是电源还是负载。
当当电路元件上电压与电流的实际方向一致时，表示该元件吸收功率，为负载；当其电压与电流的实际方向相反时，表示该元件发出功率，为电源。
电工入门基础知识(电子教材)
目录第一章直流电路 (5)§1—1电学的基本物理量 (5)一、电量 (5)二、电流 (5)三、电压 (6)四、电动势、电源 (7)五、电阻 (8)六、电功、电功率 (9)七、电流的热效应 (10)§1—2电路 (11)一、电路的组成和作用 (11)二、电路图 (12)三、电路的三种状态 (12)§1—3欧姆定律 (13)一、一段电阻电路的欧姆定律 (13)二、全电路欧姆定律 (13)§1—4电阻的串联、并联电路 (15)一、电阻的串联电路 (15)二、电阻的并联电路 (17)§1—5电工测量基本知识 (18)一、万用表的外形及基本组成 (19)二、万用表的使用步骤 (21)三、万用表的使用注意事项 (21)习题 (22)第二章电磁的基本知识 (23)§2—1磁的基本知识 (23)一、磁现象 (23)二、磁场、磁感应线 (24)三、磁通、磁感应强度 (24)四、磁导率 (25)§2—2电流的磁场 (26)一、通电直导线的磁场 (26)二、通电螺线管的磁场 (27)三、磁场对载流直导线的作用 (28)四、磁场对通电线圈的作用 (29)§2—3电磁感应 (29)一、电磁感应现象 (29)二、法拉第定律 (31)三、楞次定律 (31)四、电磁感应定律 (33)§2—4自感、互感 (33)一、自感 (33)二、互感 (35)习题 (35)第三章正弦交流电路 (37)§3—1正弦交流电的产生 (37)一、正弦交流电的特点种 (37)二、正弦交流电的产生 (38)§3—2正弦交流电的三要素 (40)一、周期、频率、角频率 (40)二、瞬时值、最大值、有效值 (41)三、相位、初相和相位差 (41)§3—3正弦交流电的表示法 (43)一、三角函数式法 (43)一、纯电阻电路 (45)二、纯电感电路 (45)三、纯电容电路 (47)§3—5三相交流电路 (49)一、三相电动势的产生 (49)二、三相电源绕组的联结 (50)三、三相交流电路负载的联结 (51)§3—6常用电气照明电路 (53)一、白炽灯照明电路 (53)二、节能灯照明电路 (54)三、日光灯照明电路 (55)习题............................................................................................................................ 错误!未定义书签。
《电工电子技术》PPT 第1章
P=dW / dt
功率P也可以表示为 P=dW / dq = dq/dt =ui 直流时有 P=UI
功率的单位是瓦[特]，符号为W。功率常用的单位还有千瓦 (kW)，毫瓦(mW)等。它们之间的换算关系是
1W= 10-3 kW =103 mW
第1章 电路的基本概念与基本定律
若电压与电流的参考方向不一致时，表 达式应加“—”号，即
1V= 10-3 kV =103 mV
第1章 电路的基本概念与基本定律
2.电动势的概念
电动势是描述电源力对正电荷做功能力的物理 量。定义为：电源力把单位正电荷从电源负极移 到正极所做的功，用符号e表示。其定义式为
I
e dWBA/dq
A
B
图1-5 电荷的移动回路
电压的方向与电动势的方向相反。若忽略电源内部的其他能 量转换，根据能量守恒定律，电源的电压在数值上等于电动 势。
第1章 电路的基本概念与基本定律
2.电容使用常识
选用电容时要考虑的参数有两个：电容的容量 大小即电容的标称值、电容的耐压。
表1-1 常用电容的标称容量
标称容量在标注时，容量小于10000pF用pF做单位，大于 10000pF用μF做单位。大于100pF而小于1μF的电容常常不注 单位。没有小数点的，单位是pF；有小数点的，单位是μF。
4.关联参考方向
在规定了电压和电流的参考方向后，若电压和 电流的参考方向选取一致，称为关联参考方向， 若不一致，则称为非关联参考方向。
a) 关联参考方向
b)非关联参考方向
图1-7 电压和电流的参考方向
第1章 电路的基本概念与基本定律
1.2.3电功率和电能
1.电功率 电能的转换速率称为电功率，简称功率，用符
电工基础第五版第一章电子课件
第一章 电工基础知识
电压的实际方向即为正电荷在电场中的受力方向。已知电流参考方向，则电压参考方向 最好选择与电流一致，称为关联参考方向。
电压的参考方向有3种表示方法。
箭头表示
极性符号
双下标表示
参考方向由正指向负 参考方向由a指向b表示
第22页，共50页。
第一章 电工基础知识
通常规定交流36V 以下及直流48V 以下为安全电压，在潮湿、高温、有导电尘埃的环境中应 使用12V 电压。
表示电流越容易通过。
第31页，共50页。
第一章 电工基础知识
二、常用电阻器 1.常用电阻器的外形和符号
第32页，共50页。
第一章 电工基础知识
第33页，共50页。
第一章 电工基础知识
2.电阻器的主要参数
（1）标称阻值
标称阻值即电阻器的标准电阻值。
（2）允许偏差
允许偏差是指电阻真实值与标称值之间的误差值。
第一章 电工基础知识
【例】 某电烤箱电阻是5Ω，工作电压是220V，将其看作纯电阻负载，通电15min能放出多少能量? 消 耗的电能是多少度?
解:热量 电能
第43页，共50页。
第一章 电工基础知识
四、负载的额定值
电气设备长期安全工作时各个参数所允许的最大值称为额定值。常见的额定值有额定电流、 额定电压、额定功率等。
断。
保护装置保证电路的安全运行。
第4页，共50页。
第一章 电工基础知识
二、电路的基本功能 电路的基本功能有两大类。
一是进行能量的传输、分配和转换。
电能传输示意图
第5页，共50页。
第一章 电工基础知识
二是进行信息的传递和处理。
电工电子技术基础_习题解答
第1章习题1-1 判断题1．电荷的定向移动形成电流。
（√）2．直流电路中，电流总是从高电位流向低电位。
（√）3．电阻的体积越大，其额定的耗散功率越大。
（√）4．电阻的额定功率越大，它消耗的电能就越大。
（×）5．电阻串联时，各电阻上消耗的功率与其电阻的阻值成反比。
（×）6．电流表必须串联在电路中应用，而电压表则必须并联在电路中应用。
（√）7．在选择电器时，电器的额定电压一定要等于电源的额定电压。
（√）8．额定功率越大的电器，其消耗的电能一定多。
（×）9．电压源和电流源是同一电源的两种不同的等效模型。
（√）10．电容器和电阻器虽然结构不同，其实是同一类型的电气元件。
（×）11．电容器并联总电容量增加；电容器串联总电容量减小。
（√）12．对于同一个电容器，两端的电压越高其储存的电场能量越小。
（√）1-2 计算题1 一直流电流流过导体，已知在1min内通过导体横截面的电荷量为6000C，问该电流有多大？如果在1s内通过导体横截面的电荷量为6000C，问该电流有多大？解：根据I=Q/t, 有（1）I=6000C/60s=100A（2）I=6000C/1s=6000A2 试在图1-30中标出电流、电动势、电压的实际方向，并问通过电流表A1和A2的电流是否相等？B、C、D各点的电位谁高谁低？图1-30 题2图解：因为A1、A2是串联关系，流过的电流相等；电位的排序为：B＞C＞D3 有两条长度为1 km 、截面积为2 mm 2的导线，一条是铝线，一条是铜线，这两条导线在常温下的电阻各为多少？要想使铝导线的电阻与铜导线的电阻相同，铝导线的截面积应增加为多大？解：（1）铝导线常温下的电阻：=⨯⨯⨯==--63610210100283.0S l R 铝铝ρ14.15Ω （2）铜导线常温下的电阻：=⨯⨯⨯==--63610210100175.0S l R 铜铜ρ8.75Ω （3）铝导线的电阻与铜导线的电阻相同时铝导线的截面积为：2636m m 23.31073.810100283.0=⨯⨯⨯=--铝S 4 有两只灯泡，额定功率都为40 W ，一只额定电压为36V ，另一只额定电压为12V ，两只灯泡工作时的电阻各为多少？如果将两只灯泡串联后接于48V 的电源上，哪只灯泡的电压超过了额定电压？将会有什么现象发生？解：（1）工作电压为36VR =U 2/P =32.4Ω （2）工作电压为12VR =U 2/P =3.8Ω（3）串联接于48V 电源上 两电阻之和为R =32.4+3.8=36.2Ω 根据串联电阻分压公式有2.4348364.3211=⨯==U R R U V U 2=48-43.2=4.8V额定电压为36V 的灯泡过压，灯丝会烧断。
电工电子技术课件第1章
参考方向关联 U
U
情况下，吸收
非关联
的电功率为：
P UI
P UI
若 P > 0，电路实际吸收功率，元件为负载；
（U和I的实际方向相同，是负载）
若 P < 0，电路实际发出功率元件为电源。
（U和I的实际方向相反，则是电源）
例1.1 试 判断(a)、(b) 中元件是吸收功率还是 发出功率。
+
I= -1A
三、电流的实际方向
正电荷运动的方向。(客观存在）
电流的方向可用箭头表示,
也可用字母顺序表示( iab )
iR
a
b
1.2.2 电压
一、电位
定义：电场力把单位正电荷从一点移到参考点所做
的功。
（电路中电位参考点：接地点，Vo= 0） 单位： V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）
二、电压
定义： 电场力把单位正电荷 从一点移到另一点所 做的功。
A
A
U
U
B
U=4V
B
U= -4V
电源两端的电压
结论：
当电压的参
电动势正方向表示电位升
考方向与电动
电压正方向表示电位降
势的参考方向
A
相反时 U E
A
当电压的参
E
U
E
U 考方向与电动 势的参考方向
B
E 5V
B
E 5V
相同时
U E
U VA VB 5V U VB VA 5V
UE
U E
注意：
1.6.1 电感元件
一、线性电感（L为常数） i
N — 匝数 Φ — 磁通
Ψ — 磁链 N
韦伯（Wb）
第1章 电路的基本知识
图1-17
非关联 放出功率
关联 吸收功率
电工电子技术基础
对于直流电或正弦交流电，电阻所吸收的功率可以写为
P IU U
2
I R
2
R
Байду номын сангаас
(1-7)
电功率P也可表述为：单位时间内电流所做的功，单位是 瓦(W),或KW、mW、μ W等。 二.电功〔电能) 定义为：电流通过负载所做的功，与电功率的关系为：
电工电子技术基础
例1-1 指出 图1-6 ( a ), ( b)中电流的真实方向，电流参考方向 已用箭头表示在图上。
a
i 2A a
b
a
图1-6
i 3 A b
b
解：
(a) 电流i为正值,说明实际电流方向与参考方向一致, 电流的真实方向为由a到b;
(b) 电流i为负值,说明实际方向与参考方向相反, 电流的真实方向为由b到a。
+
－
图1-4 电工电子技术基础
② 电流的参考方向
在较复杂的电路中,某支路ab其实际电流方 向在求解前往往很难判断.但描述电路元件性质 和连接方式规律的公式的列写都与电流的方向
有关。
电工电子技术基础
为此在进行分析之前,我们必须给各支路的电流 一个假定的正方向用箭头表示,称为电流的参考方向, 也称为假定方向。
储存的电场能
t
ui d t
0
u
Cu d u
1 2
Cu
2
0
C 是储能元件
电工电子技术基础
§ 1.5 电压源与电流源
一个电源可以用两种模型来表示。用电压的形式 表示称为电压源，用电流的形式表示称为电流源。
J__《电工电子技术基础》电子教案_电工电子技术课件_第1章___电路分析基础
功的单位为焦耳，时间单位为秒时，电功率的单位是“瓦 ” -3
（3）效率
1W=10 KW
输出功率与输入功率的比值称为效率，用“η”表示
P2 P2 100% 100% P P2 P 1
计算功率时应注意的问题
在进行功率计算时，如果假设 U、I 参考方向关联。 则某部分电路功率 P > 0 , 说明U、I 实际方向与 参考方向一致，说明电路吸收电功率，为负载。 当某部分电路功率 P < 0 时, 则说明 U、I 实际方 向与参考方向相反，此部分电路发出电功率，为电源。
电阻混联电路的等效电阻计算，关键在于正确找出电路 的联接点，然后分别把两两结点之间的电阻进行串、并 联简化计算，最后将简化的等效电阻相加即可求出。
第四页
2. 负载获得最大功率的条件
I R0
US
左图所示的闭合全电路中，电流为：
RL
＋ －
US I R0 RL
将式子整理为：
负载上获得的功率为： US 2 P I RL ( )2 R R0 RL
下，电感线圈的 等效电路模型？
–
3. 电感元件在直
流时相当于短路 ， L 是否为零？ 电容元件在直流 时相当于开路，C 是否为零？
4. 理想电源和实际
电源有何区别？理 想电源之间能否等 效互换？实际电源 模型的互换如何？
第四页
1.4 电路定律及电路基本分析方法
1. 电阻的串联与并联
I U1 R1 R2 U I R U I I1 R1 电阻的并联
2.电路的组成和功能
（1） 电路的组成
电路一般由电源、负载和中间环节组成。
电源： 如发电机、电池等，电源可将其它形式的能 量转换成电能，是向电路提供能量的装置。
电工电子课后习题答案第一章
第1章 电路的基本概念和基本定律本章的主要任务是学习电路的基本概念、基本物理量和基本定律，为掌握电路的分析计算方法奠定必要的基础。
本章基本要求(1) 正确理解理想电路元件、电路模型的概念；(2) 正确理解电流、电压的参考方向的概念，并掌握电流、电压参考方向的使用；(3) 计算元件或电路的功率，并判别元件或电路是吸收功率还是发出功率；(4) 掌握理想元件的电压与电流关系式；(5) 掌握基尔霍夫定律（KCL 和KVL ）的应用；(6) 了解电路的三种工作状态：额定工作状态、过载工作状态和欠载工作状态。
理解电气器件、设备的额定值。
本章习题解析1－1 试求图1－1所示电路的电压U ab 和U ba 。
图1－1解 (a)电压U 的参考方向如图所示，已知U ＝10V ，故有10==U U ab V10-=-=-=U U U ab ba V(b)直流电压源的电压参考方向如图所示，故有5=ab U V5-=-=ab ba U U V1－2 根据图1－2所示的参考方向和电压、电流的数值确定各元件电流和电压的实际方向，并计算各元件的功率，说明元件是吸收功率还是发出功率。
(a) (b)(c) (d)图1－2解 (a)因为电流为＋2mA ，电压为＋5V ，所以电流、电压的实际方向与参考方向相同。
电阻元件的功率为101010102533=⨯=⨯⨯==--UI P mW电阻元件的电压与电流取关联参考方向，计算结果P >0，说明电阻元件吸收功率。
(b)因为电流、电压随时间t 按照正弦规律变化，所以当电流i >0、电压u >0时，它们的实际方向与参考方向一致；当电流i <0、电压u <0时，它们的实际方向与参考方向相反。
电阻元件的功率为)(sin )sin()sin(t t t ui p ωωω255=⨯==W电阻元件的电压与电流取关联参考方向，计算结果p >0，说明电阻元件吸收功率。
(c)因为电流为－2mA ，所以电流的实际方向与参考方向相反；电压为＋5V ，所以电压的实际方向与参考方向相同。
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第1章习题参考答案
1.2
A
： U、I参考方向关联,P吸=U×I=2×1=2W
B：
U、I非关联参考方向 P吸=-UI=-U×2=10 U=-5V
C： U、I参考方向非关联 P吸=-UI=-2×1=-2W，元件C实为发出2W的功率
D: U、I参考方向非关联 P发=UI=10W， 所以I=2A
E: U、I参考方向关联,P发=-10W即P吸=10W P吸=UI=U×2=10 所以U=5V
F: U\I参考方向关联，所以 P吸=UI=(-5) ×(-2)=10W,P发=-P吸=-10W
1.3 140V电压源吸收功率P140v=-140×4=-560(W)
电压为80V的电阻元件吸收功率P80v=80×4=320(W)
电压为60V的电阻元件吸收功率P60v=60×10=600(W)
电压为30V的电阻元件吸收功率P30v=30×6=180(W)
电压为90V的电压源吸收功率P90v=-90×6=-540(W)
由于P140v+P140v+P60v+P30v+P90v=0，所以功率平衡
1.4 140V电压源实为提供560W功率，90V电压源实为提供540W功率，两者均
为电源，电阻元件都消耗功率，所以是负载。
1.6
12V电压源吸收的功率为：
P12v=12×2=24V
R消耗的功率P1=I2R=22×1=4W
2A电流源吸收的功率为：P2A=-2×(12+1×2)=-28W
由此可以看出电压源和电阻在吸收功率，它们都是负载，而电流源实际上是提供
28W功率，在电路中起电源的作用。
1.16计算电阻元件的未知量，并计算电阻消耗的功率
（a）
U、I关联参考方向，吸收P=UI=5W
(b)
U、I非关联参考方向，吸收P=-UI=-（-5）×1=5W
（c）
U、I关联参考方向，吸收P=UI=（-5）×（-1）=5W
(d)
U、I关联参考方向，吸收P=UI=（-5）×（-1）=5W
（e）
U、I关联参考方向，吸收25PIRW
(f)
U、I非关联参考方向，吸收25UPWR
（g）
U、I关联参考方向，吸收25UPWR
1.18
因为diuLdt， 当i 为常数时，0u ，本题中，10iA 故0u
如果10sin100itA ， 则1000cos100diuLtVdt
1.20 因为duiCdt， 当u 为常数时，0i ，本题中，10uV 故0i
如果10sin100utV ， 则0.1cos100duiCtAdt
1.21
由312:0.31KCLIIIA ，由453:9.3KCLIIIA
由642:9.6KCLIIIA
1.22
由广义节点KCL得I=6A
对于ab支路由KVL: 1220,abUI 得11IA
因为0,abU所以,cacbUU, 即23II, 由节点c的KCL得233IIA
由b节点的KCL得4132IIIA， 由d节点KCL得44RIIIA
因为0,abU所以2adbdUUV，由欧姆定律：20.54adRURI
1.23
由KCL: I1 =0 ,因为UC =6V,
由KVL:2×I2+1×I2 -3=0, 得I2 =1A
所以UA = UC -1×I2 =6-1×1 =5(V)