山东理工大学：《电工技术》课程教学资源（课件讲稿）第一章 电路的基本概念与基本定律（任课教师：魏佩瑜）

归东程卫大军 同 Shandong University of Technology 电工技术 任课教师：魏佩瑜教授 电工电子教研室 2011-11-1 1

2011-11-1 1 任课教师：魏佩瑜教授 电工电子教研室

第1章电路的基本概念与基本定律 1.1电路的作用与组成部分 1.2电路模型 1.3电路的基本物理量 1.4电路的基本元件 1.5电源有载工作、开路与短路 1.6基尔霍夫定律 1.7电路中电位的概念及计算 2011-11-1 2

2011-11-1 2 第1章 电路的基本概念与基本定律 电路的基本概念与基本定律 1.1 电路的作用与组成部分 电路的作用与组成部分 1.2 电路模型 1.3 电路的基本物理量 电路的基本物理量 1.4 电路的基本元件 电路的基本元件 1.5 电源有载工作、开路与短路 电源有载工作、开路与短路 1.6 基尔霍夫定律 1.7 电路中电位的概念及计算 电路中电位的概念及计算

第1章 电路的基本概念与基本定律 本章要求： 1.熟练掌握电压与电流参考方向的意义； 2.熟练掌握电路的基本定律并能正确应用； 3.熟练掌握电路元件的VCR(或VAR); 4。了解电路的有载工作、开路与短路状态，掌握 电功率和额定值的意义； 5.会计算电路中各点的电位。 2011-11-1 3

2011-11-1 3 本章要求: 1.熟练掌握电压与电流参考方向的意义； 熟练掌握电压与电流参考方向的意义； 2. 熟练掌握电路的基本定律并能正确应用； 熟练掌握电路的基本定律并能正确应用； 3. 熟练掌握电路元件的 熟练掌握电路元件的VCR(或VAR)； 4. 了解电路的有载工作、开路与短路状态，掌握 了解电路的有载工作、开路与短路状态，掌握 电功率和额定值的意义； 电功率和额定值的意义； 5. 会计算电路中各点的电位。 会计算电路中各点的电位。 第1章 电路的基本概念与基本定律 电路的基本概念与基本定律

1.1电路的作用与组成部分 电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备 或电路元件按一定方式组合而成。 1.1.1电路的作用 (1)实现电能的传输、分配与转换 电灯 发电机 升压 输电线 降压 电动机 变压器 变压器 电炉 000 (2)实现信号的传递与处理 话筒 放大 扬声器 还可以实现测量、自动 控制和贮存信息等 O 2011-11-1 4

2011-11-1 4 1.1 电路的作用与组成部分 电路的作用与组成部分 (1) 实现电能的传输、分配与转换 实现电能的传输、分配与转换 (2)实现信号的传递与处理 实现信号的传递与处理 放大 器 话筒 扬声器 电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备 或电路元件按一定方式组合而成。 发电机 升压 变压器 降压 变压器 电灯 电动机 电炉 ... 输电线 还可以实现测量、自动 还可以实现测量、自动 控制和贮存信息等 控制和贮存信息等 1.1.1 电路的作用

1.1.2电路的组成部分 负载：取用 电源：提供 电能的装置 电能的装置 电灯 发电机 升压 输电线 降压 电动机 变压器 变压器 电炉 ● 中间环节：传递、分 配和控制电能的作用 2011-11-1 5

2011-11-1 5 1.1.2 电路的组成部分 电路的组成部分 电源: 提供 电能的装置 负载: 取用 电能的装置 中间环节：传递、分 配和控制电能的作用 发电机 升压 变压器 降压 变压器 电灯 电动机 电炉 ... 输电线

1.1.2电路的组成部分 信号处理： 放大、调谐、检波等 信号源： 提供信息 话筒 扬声器 器 直流电源： 负载 提供能源 直流电源 电路种类繁多，但都基于同一个理论，即电路理论。 电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工 作；由激励所产生的电压和电流称为响应。 2011-11-1 6

2011-11-1 6 直流电源 直流电源: 提供能源 负载 信号源: 提供信息 1.1.2 电路的组成部分 电路的组成部分 放大 器 话筒 扬声器 电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工 作；由激励所产生的电压和电流称为响应。 信号处理： 放大、调谐、检波等 电路种类繁多，但都基于同一个理论，即电路理论

1.2电路模型 开关 © 灯泡 蟲 导线 实际电路 电路图（模型） 电气原理图 8电路模型：由反映实际电路部件主要电磁性质的理 想电路元件及其组合而组成。 理想电路元件：有某种确定的电磁性能的理想元件。 理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件、 电压源和电流源元件等。 2011-11-1 7

2011-11-1 7 1.2 电路模型 � 电路模型：由反映实际电路部件主要电磁性质的理 电路模型：由反映实际电路部件主要电磁性质的理 想电路元件及其组合而组成。 想电路元件及其组合而组成。 理想电路元件：有某种确定的电磁性能的理想元件。 理想电路元件：有某种确定的电磁性能的理想元件。 理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件、 电压源和电流源元件等。 实际电路 电路图(模型) 10BASE-T wall plate 导线 电 池 电 池 开关 灯泡 RSS + RLL -USS S 电气原理图

手电筒的电路模型 开关 电池是电源元件，其 参数为电动势E和内阻 Ro R 灯泡主要具有消耗电能 的性质，是电阻元件，其 干电池！ 导线 电珠 参数为电阻R; 筒体用来连接电池和灯 今后分析的都是指电 泡，其电阻忽略不计，认 路模型，简称电路。在 为是无电阻的理想导体。 电路图中，各种电路元 件都用规定的图形符号 开关用来控制电路的通 表示。 断。 2011-11-1 8

2011-11-1 8 手电筒的电路模型 手电筒的电路模型 电池是电源元件，其 参数为电动势 E 和内阻 Ro； 灯泡主要具有消耗电能 的性质，是电阻元件，其 参数为电阻R； 筒体用来连接电池和灯 泡，其电阻忽略不计，认 为是无电阻的理想导体。 开关用来控制电路的通 断。 今后分析的都是指电 今后分析的都是指电 路模型，简称电路。在 路模型，简称电路。在 电路图中，各种电路元 电路图中，各种电路元 件都用规定的图形符号 件都用规定的图形符号 表示。 + R0 R 开关 E I 电珠 + U 干电池 ⎝ 导线

1.3电路的基本物理量 ◆电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、 能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关 心的物理量是电流、电压和功率。 1.3.1电流 ·电流：带电粒子有规则的定向运动。 ·电流强度：单位时间内通过导体横截面的电荷量。 衫 lim子 2- △e→0 △t dt ·单位：A(安)、kA、mA、μA 1kA=103A,1mA=103A,1μA=106A 2011-11-1 9

2011-11-1 9 �电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、 电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、 能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关 能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关 心的物理量是电流、电压和功率。 心的物理量是电流、电压和功率。 • 电流：带电粒子有规则的定向运动。 电流：带电粒子有规则的定向运动。 1.3.1 电流 i(t) = del lim ∆t→0 ∆q(t) ∆t dq(t) dt • 电流强度：单位时间内通过导体横截面的电荷量。 电流强度：单位时间内通过导体横截面的电荷量。 • 单位：A (安)、kA、mA、 µA 1kA=1033A， 1mA=10-3-3A ， 1µA=10-6-6A 1.3 电路的基本物理量 电路的基本物理量

·方向：正电荷的运动规定为电流的实际方向 元件（导线）中电流流动的实际方向只有两种可能： 实际方向 B 12 22 实际方向 90V 20A + 100V B + 32 问题：对于复杂电路 52 110V 电路中的电流随时间变化 电流的实际方问往往很难事 -@t 先判断。 21 2011-11-1 10

2011-11-1 10 元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能： 中电流流动的实际方向只有两种可能： • 方向：正电荷的运动 方向：正电荷的运动规定为电流的实际方向 为电流的实际方向 �问题：对于复杂电路 问题：对于复杂电路 A 实际方向 B A B 实际方向 − + 90V 1Ω 20A 2Ω − + 100V 3Ω 4Ω + − 110V 5Ω o i，u ωt π 2π 电路中的电流随时间变化 电路中的电流随时间变化 电流的实际方向往往很难事 电流的实际方向往往很难事 先判断