哈尔滨工业大学电工学chapter01

哈尔滨工业大学国家精品课程电工学课件

第 1 章 电路的基本概念基本定律

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目1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7

录

电路的作用与组成部分 电路模型 电压和电流的参考方向 欧姆定律 电源有载工作、开路与短路 基尔霍夫定律 电路中电位的概念及计算

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1.1 电路的作用与组成部分1.1.1 电路的作用(1)电能的传输和转换 (2)信号的传递和处理

1.1.2 电路的组成(1)电源 (2)负载 (3)中间环节 返回

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发电机

升压 变压 器

输电线

降压 变压 器

电灯 电动机 电炉

电力系统电路示意图

信号源 (电源)

话筒

扬声器

放 大 器扩音机电路示意图

负载

中间环节

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1.2 电路模型电路元件的理想化在一定条件下突出元件主要的电磁性质 ，忽略其次要因素，把它近似地看作理想电 路元件。

为什么电路元件要理想化?便于对实际电路进行分析和用数学描述 ，将实际元件理想化(或称模型化)。 返回

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I 开关 E干电池

+

U

R电珠

R0

-

手电筒的电路模型

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1.3 电压和电流的参考方向电压和电流的方向实际方向

参考方向

参考方向在分析计算时人为规定的 方向。返回

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电流、电动势、电压的实际方向物理量 单位 A、kA、mA、 电流 I μ A 实际方向 正电荷移动 的方向

电动势 E V、kV、mV、 μ V电压 U V、kV、mV、 μ V

电源驱动正电荷的 方向电位降低的方向 賫

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问题

在复杂电路中难于判断元件中物理量的 实际方向，如何解决？

解决方法(1) 在解题前任选某一个方向为参考方向(或称正 方向);(2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关 系的代数表达式； (3) 根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与参考方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。

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1.4 欧 姆 定 律U R I« £ U ­ £ U½ RI £ ¨a© £ £ I« £ U ­ £ U£ £ RI ½ ­ ¨ b© £ £ I£ ­ U £ « U£ £ RI ½ ­ I

欧姆定律：流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。

£ c£ ¨ ©

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注意: 当电压和电流的参考方向一致时 U=RI 当电压和电流的参考方向相反时 U=-RI

伏安特性I

I

o

U

o

U

线性电阻伏安特性

非线性电阻伏安特性

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例题1.1应用欧姆定律对下图的电路列出式子，并求电阻R

£ «I 6V 2A U

« £I R 6V ­ 2A £ U

£ ­I R £ 6V 2A ­ U

­ £I R R 6V ­ 2A £ U

£ ­

(a)

­ £

(b)

£ «

(c)

« £

(d)

解

(a) R U

6 3 W I 2 U 6 (b) R 3 W I - 2 U - 6 3 W (c) R I 2 (d) R U - 6 3 W I - 2

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例题1.2 计算下图的电阻R值，已知Uab=-12V。a + I=-2A + b n R m E1=5V + U m E2=3V

解a点电位比b点电位低12V n点电位比b点电位低12-5=7V

m点电位比b点

电位高3V 于是 n点电位比m点电位低7+3=10V 即 Unm=-10V 由欧姆定律得 R=Unm/I=5 W

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1.5 电源有载工作、开路与短路1.5.1 aI 电源有载工作

E R0 b

+ U -

d R c

开关闭合开关断开

有载 开路 短路

cd短接

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1.电压和电流由欧姆定律可列上图的电流 负载电阻两端电压

E I R0 R

U RIU E - R0 I

U E O I电源的外特性曲线

由上两式得

当

R0<<R时

U E返回

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功率

2.功率与功率平衡设电路任意两点间的电压为 U ,流入此部分

电路的电流为 I, 则这部分电路消耗的功率为:

P U IP=PE- P电源输出 的功率 电源产生 的功率

W为瓦[特] KW为千瓦

功率平衡：由U=E-R0I得 UI=EI-R0I2电源内阻上 损耗功率

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