电路基本物理量.ppt

丁群燕丁群燕电工工电子技子技术1a1、电流1.2 电路的基本物理量 • • 电流的大小i dqdt=……（1-1）稳恒直流情况下I Q t=……（1-2）1A=103mA=106μA=109nA单位换算 • • 电流的方向 习惯上上规定以正定以正电荷移荷移动的方向的方向为电流的正方向流的正方向 电路路图上上标示的示的电流方向流方向为参考方向参考方向参考方向参考方向，参考方向是，参考方向是为列写列写方程式提供依据的，方程式提供依据的，实际方向根据方向根据计算算结果来定2a3a2、电压、电位和电动势1)4a 2)电位位 电位：位：参考点：参考点：电路中某点的是路中某点的是对参考点的参考点的电压零零电位点、位点、O点、点、“地地”•电力工程中以大地力工程中以大地为参考点参考点•电子子线路以路以输入、入、输出的公共出的公共线为参考点参考点放大器放大器5a3））电动势（（1）定）定义：在：在电源内部，非静源内部，非静电力所做的功力所做的功W与被移送的与被移送的电荷荷q的比的比值叫叫电源的源的电动势v（（2）定）定义式式：：E=W/qv（（3））单位：伏（位：伏（V））v（（4）物理意）物理意义：表示：表示电源把其它形式的能（非静源把其它形式的能（非静电力做功）力做功）转化化为电能的本能的本领大小。

大小电动势越大，越大，电路中每通路中每通过1C电量量时，，电源将其它形式的能源将其它形式的能转化成化成电能的数能的数值就越多v【注意】：① 电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关v②电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压v③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功6a2、电压、电位和电动势Ia a 电位V是相对于参考点的电压 参考点的电位:Vb=0；；a点电位：：Va=E-IR0=IRb b+ U–RL_SE+R0 电动势E只存只存在在电源内部，源内部，其数其数值反映了反映了电源力作功的源力作功的本本领，方向，方向规定由定由电源源负极极指向指向电源正极源正极 路端路端电压U电压的大小反映的大小反映了了电场力作功的力作功的本本领；；电压是是产生生电流的根本原流的根本原因；其方向因；其方向规定定由由“高高”电位端位端指向指向“低低”电位位端7a • • 三者的定三者的定义义式式2、电压、电位和电动势Uab=Wa－WbqVa=Wa－W0qE=W源q 显然电压、电位和电动势的定义式形式相同，因此它们的单位一样，都是伏特[V]。

电压等于两点电位之差： • • 三者的区别和联系Uab=Va－－Vb 电源的开路电压在数值上等于电源电动势； 电路中某点电位数值上等于该点到参考点的电压8a 日常生产和生活中，电能（或电功）也常用度作为量纲：1度度=1KW•h=1KV•A•h3. 电能、电功率（1）电能 电能的转换是在电流作功的过程中进行的因此，电流作功所消耗电能的多少可以用电功来量度电功：式中单位：U【V】；I【A】；t【s】时，电功W为焦耳【J】1度电的概念1000W的电炉加热1小时；100W的电灯照明10小时；40W的电灯照明25小时9a 电功率反映了电路元器件能量转换的本领如100W的电灯表明在1秒钟内该灯可将100J的电能转换成光能和热能；电机1000W表明它在一秒钟内可将1000J的电能转换成机械能2）电功率 电工技术中，单位时间内电流所作的功称为电功率电功率用“P ”表示：国际单位制：U 【V】，I【A】，电功率P用瓦特【W】 通常情况下，用通常情况下，用电电器的器的实际实际功率并不等于功率并不等于额额定定电电功率当实际实际功率小于功率小于额额定功率定功率时时，用，用电电器器实际实际功率达不到功率达不到额额定定值值，，当当实际实际功率大于功率大于额额定功率定功率时时，用，用电电器易器易损损坏。

坏 用电器额定工作时的电压叫额定电压，额额定定电压电压下的下的电电功功率称率称为额为额定功率定功率；额定功率通常标示在电器设备的铭牌数据上，作为用电器正常工作条件下的最高限值10a • • 关联和非关联4、参考方向aI负载负载元件元件＋＋U－－b关关联联参考方向参考方向aI电电源源元件元件＋＋U－－b 实际电源上的电压、电流方向总是非关非关联联的，实际负载上的电压、电流方向是关关联联的 因此，假定某元件是电源时，其电压、电流方向应选取非关联参考方向；假定某元件是负载时，其电压、电流方向应选取关联参考方向非关非关联联参考方向参考方向11a • • 关于参考方向的有关注意事项4、参考方向(1)分析电路前应选选定定电压电流的参考方向参考方向，并标在图中；(2)参考方向一经选定，在计算过程中不得任意改变参考方向是列写方程式的需要，是待求值的假定方向而不是真实方向，因此不必追求它们的物理实质是否合理4)参考方向也称为假定正方向，以后讨论均在参考方向下进 行，实际方向由计算结果确定3)电阻、电抗或阻抗一般选取关联参考方向，独立源上一般选取非关联参考方向5)在分析、计算电路的过程中，出现“正、负”、“加、减”及“相同、相反”这几个名词概念时，不可混为一谈。

12a分析分析计算算电路路时，人，人为任意任意设定的定的电量方向量方向 参考方向（假参考方向（假设方向、正方向）方向、正方向）I = 5AI′Rab= －－5A例例Rab注意：注意：引入参考方向后，物理量引入参考方向后，物理量为代数量代数量 若若计算算结果果为正正(I > 0)，，则实际方向与参考方向一致；方向与参考方向一致；若若计算算结果果为负(I′<0)，，则实际方向与参考方向相反方向与参考方向相反电流方向流方向a b？？电流方向流方向b a？？13aI①①参考方向的表示方法参考方向的表示方法参考极性参考极性abUab 双下双下标箭箭 标_+USabR③③关关联参考方向参考方向关关联参考方向参考方向 U与与 I 的方向一致的方向一致 +_IUabR_IUabR+非关非关联参考方向参考方向 U与与 I 的方向相反的方向相反 U = I RU = -I R14a15abR1R2E2E1+-R3+_acdbR1R2R3a+E1-E2cd设b b点点为参考点参考点: :c c点的点的电位位为: : Uc = E1d d点的点的电位位为: : Ud = -E2电子子电路的路的习 惯画法画法 16aR1R2+15V-15V 参考参考电位在哪里位在哪里？R1R215V+-正正电源源负电源源电子子电路的路的习惯画法画法：：电源源电压用用电位位值给出出正正电位位值表示表示正正电源源，，电源的源的负极接地极接地。

负电位位值表示表示负电源源，，电源的源的正极接地正极接地15V+-17a想想、练练 电压、电位、电动势有何异同？ 电功率大的用电器，电功也一定大，这种说法正确吗？为什么？18a▪ 电路分析中引入参考方向的目的是为分析和计算 电路提供方便和依据思考 回答 • 在电路分析中，引入参考方向的目的是什么？• 应用参考方向时，你能说明“正、负”、“加、减”及“相同、相 反”这几对名词的不同之处吗？ ▪ 应用参考方向时，“正、负” 指在参考方向下，电压电流数值前面的正、负号，若参考方向下某电流为“－2A”，说明其实际方向与参考方向相反，参考方向下某电压为“＋20V”，说明其实际方向与参考方向一致；“加、减”指参考方向下电路方程式各项前面的正、负符号； “相同”是指电压、电流参考方向关联，“相反”指的是电压、电流参考方向非关联 19aS断开断开时各各电阻阻为同一同一电流流其中：其中：UD=+12V ；；UC=－－12V S闭合上合上时：：例例试求开关求开关S断开和断开和闭合合时电路中各点的路中各点的电位位解：解： 电位位计算算AB4kΩ6kΩC20kΩS－－12V+12VDUA = －－ 4V UB = －－ 7.2V UD=+12V ；； UC=－－12VUA = 2V UB = 020aUa = 5V a 点点电位：位：ab1 5AUb －－5V b 点点电位：位：例例试求求图示示电路中各点的路中各点的电位及位及电压UabUb= 0V b点点电位：位：Ua = 0V a 点点电位：位：ab1 5A可可见:电位与参考点的位与参考点的选择有关有关；； 电压与参考点的与参考点的选择无关无关. Uab = Ua- UbUab = 5VUab = 5V21a①①电位与参考点的位与参考点的选择有关有关；； 电压与参考点的与参考点的选择无关无关例例试分分别以以电路中的路中的a、、b、、c点点为参考点参考点求求电位和位和电压。

注意：注意：②②电压等于等于电位之差如位之差如Uab=Ua- Ub+_3V+_6Vabc参考点参考点电位和位和电压UaUbUcUabUbcUcaa为参考点参考点0V-3V-9V3V6V-9Vb 为参考点参考点3V0V-6V3V6V-9Vc为参考点参考点9V6V0V3V6V-9V22a例例10 V2  +–5 V+–3  B BC CD DIA A 解解以以A A点点为为参考参考电电位位时时I =10 + 53 + 2= 3 AVC = 3   3 = 9 VVD=  3   2= – 6 VUCD = VC  VD = 15 V以以B B点点为为参考参考电电位位时时VD = – 5 VVC = 10 VUCD = VC – VD= 15 V* * 电电路中某一点的路中某一点的电电位等于位等于该该点到参考点的点到参考点的电压电压；；****电电路中各点的路中各点的电电位随参考点位随参考点选选的不同而改的不同而改变变，但是任意，但是任意两点两点间间的的电压电压不不变变 电电路如下路如下图图所示，分所示，分别别以以A A、、B B为为参参考点考点计计算算C C和和D D点的点的电电位及位及U UCDCD。

23a下下下下图电图电路中若路中若路中若路中若选选定定定定C C为为参考点，当参考点，当参考点，当参考点，当开关断开和开关断开和开关断开和开关断开和闭闭合合合合时时，判断各点的，判断各点的，判断各点的，判断各点的电电位位位位值值求下求下图电路中开路中开关关S闭合和断开合和断开时B点的点的电位试述述电压和和电位的异位的异同，若同，若电路中两点路中两点电位都很高，位都很高，则这两点两点间电压是否也很高？是否也很高？+ +A2Ω4V- -BCDS+ +12VA26KΩ4V- -12VBS4KΩ2KΩ24a想想想想 练练1、某用电器的额定值为“220V，100W”，此电器正常工作1010小时，消耗多少焦耳电能？合多少度电？2、一只标有“220V，60W”的电灯，当其两端电压为多少伏时电灯能正常发光？正常发光时电灯的电功率是多少？若加在灯两端的电压仅有110伏时，该灯的实际功率为多少瓦？额定功率有变化吗？ 3、把一个电阻接在6伏的直流电源上，已知某1分钟单位时间内通过电阻的电量为3个库仑，求这1分钟内电阻上通过的电流和电流所做的功各为多少？3A3A，，1080J1080J3600000J3600000J，，1 1度度电电220V220V，，60W60W；；15W15W，不，不变变。

仔细理解下面的例题 图示电路，若已知元件吸收功率为－20W，电压U为5V，求电流IUI元元 件件I=PU=－－－－205=－－4A 解解解解 图示电路，已知元件中通过的电流为－100A，电压U为10V，电功率P并说明元件性质UI元元 件件 解解解解P=UI =10×(-100) =1000W元件吸收正功率，说明元件是负载27a。