《电路分析基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 绪论 1.3 电功率和电能 1.4 电阻元件

1.3电功率和电能 1.4电阻元件 、教学要求 (一)掌握电路中功率的计算; (二)理解线性电阻的特点 二、重点 功率的计算

一、教学要求 （一）掌握电路中功率的计算； （二）理解线性电阻的特点； 二、重点 功率的计算 1.3 电功率和电能 1.4 电阻元件

1.3电功率和电能 、电功率 由电压定义:电场力做功为dw=udq 由电流定义:dq=dt dw=udq=uidt 1、定义 电功率(简称功率)为单位时间内电流所做的功。 用p(交流)或P(直流)表示。 表达式:关联方向时:p dh =ui(交流) dt P=UI(直流) 非关联方向时:P=-U 单位:W,KW

1.3 电功率和电能 一、电功率 由电压定义：电场力做功为 dw=udq 由电流定义：dq=idt ∴ dw=udq=uidt 1、定义 电功率（简称功率）为单位时间内电流所做的功。 用p（交流）或P（直流）表示。 表达式： ( ) : W, KW : : ( ) 单 位 非关联方向时 直 流 关联方向时 交 流 P U I P U I ui dt dw p = − = = =

2、元件的功率 由P=U或P=U计算: 若结果为正(P>0):元件消耗功率(电阻性负载); 若结果为负(P<0):元件提供功率(电源) 二、电能(电流所做的功) y=UIt 常用单位:度 单位:J(焦)1度=1千瓦小时(KWh)=3.6×10° 例13(p7)图示为某电路的一部分。已知上2A,U1=2V (1)求元件1的功率P1,并说明是消耗功率还是向外提供功率 (2)若P2=10W(提供),P3=12W(消耗),求U2及U3 解:(1)P1=-U1=-(-2)×2=4W(消耗) (2)P,=U2=-10W 10 (提供), 2 5 2 P3=U3lF12W(消 22 耗) P,12 U 6 2

2、元件的功率 由P=UI或P=-UI计算： 若结果为正（P＞0）：元件消耗功率（电阻性负载）； 若结果为负（P＜0）：元件提供功率（电源）。 二、电能（电流所做的功） 单位: J(焦) W = UIt KW h J 6 1 1 ( ) 3.6 10 : 度 = 千 瓦小 时  =  常用单位 度 例1.3 （p7）图示为某电路的一部分。已知I=2A，U1=-2V。 （1）求元件1的功率P1，并说明是消耗功率还是向外提供功率。 （2）若P2=10W（提供），P3=12W（消耗），求U2及U3。 + - U2 2 - + U3 3 - + U1 1 I 解：（1）P1= -U1 I= -（-2）×2=4W（消耗） （2）P2=U2 I= -10W （提供）， P3=U3 I=12W（消 耗） V I P U V I P U 6 2 12 5 2 10 3 3 2 2 = = = = − −  = =

例1.4(p8)图示方框代表电源或电阻,各电压、电流的参考 方向均已设定。已知I1=2A,l2=1A,I3=-1A,U1=7V, U2=3,U3=4V,U4=8V,U5=4V。求各元件消耗或向外提 供的功率。 解: (1)元件1、4的电压、电流为关+ 联方向 33 55 P1=U1l1=7×2=14W(消耗) 432=8×(-1)=8W(提供) (2)元件2、3、5的电压、电流为非关联方向 P2=-U2I1=-3×2=-6W(提供) P3=U3l2=-4×1=-4W(提供) Ps=-U53=-4×(-1)=4W(消耗) 提供的功率:P2+P3+P4=6+4+8=18W 消耗的功率:P1+P5=14+4=18w 功率平衡,结论是正确的

例1.4 （p8）图示方框代表电源或电阻，各电压、电流的参考 方向均已设定。已知I1=2A， I2=1A， I3= -1A， U1=7V ， U2=3V， U3=4V ， U4=8V ， U5=4V 。求各元件消耗或向外提 供的功率。 解： （1）元件1、4的电压、电流为关 联方向 P1= U1 I1= 7×2=14W（消耗） P4=U4 I3= 8×（-1）= -8W（提供） （2）元件2、3、5的电压、电流为非关联方向 P2= -U2 I1= -3 × 2= -6W（提供） P3= -U3 I2= -4 × 1= -4W（提供） P5= -U5 I3= -4 × （-1）=4W（消耗） + - U3 3 + - U4 4 + - U2 2 - + U5 5 + - U1 1 I1 I3 I2 提供的功率：P2+ P3 + P4=6+4+8=18W 消耗的功率：P1+P5= 14+4=18W ∴ 功率平衡，结论是正确的

练习:电路如图,试根据给定的量值及参考方向,求 端钮的电压和电路的功率? 2A 解: Emv U1=3-2×4=5(V) a b 401 Pa=U·I-(-5)×2=10(W) b 3=3×2=6(W)--提供电能 2A a 23V U=3+2×4=11(V) 4/0ab Pa=Ua·I=11×2=22(W) P3=3×2=6(W)-消耗电能 关联参考方向:Ug=Ig.R;P=U·I 非关联参考方向:Ug=IR·R;P=U·I

练习：电路如图，试根据给定的量值及参考方向，求 端钮的电压和电路的功率？ 解： Pab=-Uab · I= -（-5） ×2 =10（W） Uab=3-2 ×4 =-5（V） Uab=3+2 ×4 =11（V） Pab=Uab · I= 11×2 =22（W） 关联参考方向： UR=IR · R; P=U·I 非关联参考方向：UR=-IR · R; P=-U · I P3V=-3×2 =-6（W）---提供电能 P3V= 3×2 =6（W）---消耗电能

1.4电阻元件 、电阻元件及伏安特性 1、电阻 电阻是导体阻碍电流流动的本领,电流通过电阻 时,在其上消耗功率,沿电流方向要产生电压降。 如 R b U 2、电阻元件 其主要电磁性能是消耗能量,而不考虑其它电磁 性能的理想化元件。 3、伏安特性 通过电阻的电流与其两端电压的关系。 分为线性电阻和非线性电阻

1.4 电阻元件 一、电阻元件及伏安特性 1、电阻 电阻是导体阻碍电流流动的本领，电流通过电阻 时，在其上消耗功率，沿电流方向要产生电压降。 如 2、电阻元件 其主要电磁性能是消耗能量，而不考虑其它电磁 性能的理想化元件。 3、伏安特性 ------通过电阻的电流与其两端电压的关系。 ------分为线性电阻和非线性电阻。 a b R + U -

(1)线性电阻的伏安特性-电阻值与电压、电流无 关,其伏安特性是通过直角坐标原点的直线。 直线斜率的大小表示电阻 U R 的大小 斜率大:表示电阻大; 斜率小:表示电阻小。 ID(mA) (2)非线性电阻 100 的伏安特性-电 C 阻值与电压、电流 60 正向特性 40 的大小有关,其伏 20 180-120-60 安特性是曲线。如 B反向特性|0 040.8Ub(V) 晶体二极管

（1）线性电阻的伏安特性-----电阻值与电压、电流无 关，其伏安特性是通过直角坐标原点的直线。 直线斜率的大小表示电阻 的大小。 斜率大：表示电阻大； 斜率小：表示电阻小。 （2）非线性电阻 的伏安特性-----电 阻值与电压、电流 的大小有关，其伏 安特性是曲线。如 晶体二极管。 0.4 0.8 UD(V) I D(mA) 20 40 60 80 100 -180 -120 -60 -0.1 -1 -10 uA O A C 正向特性 B反向特性 I U 0 R

4、电导电阻的倒数 G 单位:西门子(S) R U 5、欧姆定律 关联方向:U=IR 非关联方向:U=-R 二、电阻元件的功率 关联方向:P=UI=12R R 非关联方向:P=-UI=2R U R 可见,电阻元件的功率始终大于零,说明电阻总 是消耗能量的。 作业:p21 1.31.4

4、电导-----电阻的倒数 5、欧姆定律 关联方向：U=IR 非关联方向：U=-IR 二、电阻元件的功率 : (S) 1 单位 西门子 U I R G = = R U P U I I R R U P U I I R 2 2 2 2 : : = − = = = = = 非关联方向 关联方向 可见，电阻元件的功率始终大于零，说明电阻总 是消耗能量的。 作业：p21 1.3 1.4