1、第一讲电与电路的基本概念,一、电的概念,电是一种特殊的能量，称为“电能” 电荷的抵消/定向移动；电力系统提供的电能是一种商品；,二、电路,什么是电路？ 电路是由元器件（电气设备/元件）按照预定目标组合起来的，电流所流经的通路；电路的作用：信号传递与处理、能量的传输与转换；,实际电路 vs.电路模型,二、电路,几个基本物理量： 电流（电流强度）； 如何判断电流正方向？ 电压：电位差；负载：把电能转换成为其他形式的能的装置；电能（电功）：电源与负载之间所转换的能量；电功率：单位时间内产生/消耗的电能；,二、电路,几种基本的电路元件： 电源：将其他形式的能转换成电能的元件。例如：电池、发电机等电源分
2、为 电压源和电流源；（表示符号？）理想电源和实际电源； 独立电源和受控电源；,二、电路,几种基本的电路元件： 电阻：表示消耗电能的元件，R（）或者 G（S）,色标的读法？,伏安特性,二、电路,几种基本的电路元件： 电感：把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感器，当电流通过线圈时，将产生磁通，是一种储存磁场能量的部件。表示产生磁场，储存磁场能量的元件，L（H）,伏安关系,在实际应用当中，往往将电机中的线圈看作感性元件,二、电路,几种负载类型： 电容：在外电源作用下，两极板上分别带上等量异号电荷，撤去电源，板上电荷仍可长久地集聚下去，是一种储存电场能量的部件。表示产生电场，储存电场能量的元件，C（F
3、）,电力电容器配有专用的充电、放电设备,伏安关系,三、电气设备的额定值,额定值是制造厂为了使产品能在给定的工作条件下正常运行而规定的正常容许值。额定值有额定电压UN与额定电流IN或额定功率PN 。必须注意的是，电气设备或元件的电压、电流和功率的实际值不一定等于它们的额定值。,四、电路的工作状态,1、负载状态,P=UI：电源输出的功率PS=USI：电源产生的功率P=I2R0：内阻消耗的功率,2、空载状态,3、短路状态,例：设图示电路中的电源额定功率PN=22kW ，额定电压UN=220V，内阻R0=0.2，R为可调节的负载电阻。求：（1）电源的额定电流IN；（2）电源开路电压U0C；（3）电源在
4、额定工作情况下的负载电阻RN；（4）负载发生短路时的短路电流ISC。,+,U,S,R,0,S,R,I,+,U,解：(1)电源的额定电流为：,(2)电源开路电压为：,(3)电源在额定状态时的负载电阻为：,(4)短路电流为：,五、电路的基本定律,欧姆定律：欧姆定律适用于直流电路中的电阻，用于确定电阻的伏安关系。,基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律 ( KCL )和基尔霍夫电压定律( KVL )。它反映了电路中所有支路电压和电流所遵循的基本规律，是分析集总参数电路的基本定律。基尔霍夫定律与元件特性构成了电路分析的基础。,基尔霍夫定律（Kirchhoffs Laws）：,几个名词,电路中通过同一电流的分
5、支。(b),三条或三条以上支路的连接点 ( n ),b=3,n=2,（1）支路 (branch),电路中每一个两端元件就叫一条支路,(2) 节点 (node),由支路组成的闭合路径。( l ),两节点间的一条通路。由支路构成。,内部不含任何支路的回路称网孔。,l=3,+,_,R1,uS1,+,_,uS2,R2,R3,3,(3) 路径(path),(4) 回路(loop),(5) 网孔(mesh),网孔是回路，但回路不一定是网孔,基尔霍夫电流定律 (KCL),令流出为“+”，流入为“”，有：,例,在集总参数电路中，任意时刻，对任意结点流出或流入该结点电流的代数和等于零。,流进的电流等于流出的电流
6、,出,入,i,i,or,4,i,2,i,3,i,1,i,5,i,对结点B,对结点C,3,2,1,I,I,I,+,=,（2）选定回路绕行方向， 顺时针或逆时针.参考方向与之一致电压取“”,U1US1+U2+U3+U4+US4= 0,基尔霍夫电压定律 (KVL),在集总参数电路中，任一时刻，沿任一闭合路径绕行，各支路电压的代数和等于零。,I1,+,US1,R1,I4,_,+,US4,R4,I3,R3,R2,I2,_,（1）标定各元件电压参考方向,已知U1=5V， U3=3V，I=2A ，求U2、I2、R1、R2和US。,解：I2=U32=32=1.5A,U2= U1U3=53=2V,R2=U2I2 =21.5=1.33,I1=II2=21.5=0.5A,R1=U1I1 =50.5=10,US= UU1=235=11V,六、简单直流电阻电路分析,简单电路就是可以利用电阻串、并联方法进行分析的电路。应用这种方法对电路进行分析时，先利用电阻串、并联公式求出该电路的总电阻，然后根据欧姆定律求出总电流，最后利用分压公式或分流公式计算出各个电阻的电压或电流。,n个电阻串联可等效为一个电阻,电阻的串联,
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