电工技能培训-3电路的基本概念与基本定律

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1、下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 同学们好同学们好！ 四川 黄龙 五彩池 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 第第1章章 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 电路与电路与电路模型电路模型 1.3 电阻元件电阻元件 1.2 电压的基本物理量电压的基本物理量 1.5 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 1.4 独立电源独立电源 1.6 电路中电位的概念及计算电路中电位的概念及计算 （第三讲） 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 电源与负载的判别电源与负载的判别 U、I 参考方向不同，参考方向不同

2、，P = UI 0，电源电源； P = UI 0，负载负载。 U、I 参考方向相同，参考方向相同，P =UI 0，负载负载； P = UI 0，电源电源。 1. 根据根据 U、I 的的实际方向判别实际方向判别 2. 根据根据 U、I 的的参考方向判别参考方向判别 电源：电源： U、I 实际方向相反，即电流从“实际方向相反，即电流从“+”+”端流出，端流出， （发出功率）（发出功率）； 负载：负载： U、I 实际方向相同，即电流从“实际方向相同，即电流从“- -”端流出。端流出。 （吸收功率）（吸收功率）。 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 基尔霍夫电流定律基尔霍

3、夫电流定律( (KCL定律定律) 即即: 入 入= 出 出 在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结 点的电流。点的电流。 实质实质: 电流连续性的体现。电流连续性的体现。 或或: = 0 I1 I2 I3 b a + + - - E2 R2 + + - - R3 R1 E1 对结点对结点 a： I1+I2 = I3 或或 I1+I2I3= 0 基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCLKCL）反映了电路中任一）反映了电路中任一 结点处各支路电流间相互制约的关系。结点处各支路电流间相互制约的关系。 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回

4、上一页上一页 在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中 各段电压的代数和恒等于零。各段电压的代数和恒等于零。 基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL定律定律) ) 即：即： U = 0 在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行 一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。 对回路对回路1： 对回路对回路2： E1 = I1 R1 +I3 R3 I2 R2+I3 R3=E2 或或 I1 R1 +I3 R3 E1 = 0 或或 I2 R2+I3 R3 E2 = 0 I

5、1 I2 I3 b a + + - - E2 R2 + + - - R3 R1 E1 1 1 2 2 基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL） 反映了电路中任反映了电路中任 一回路中各段电压间相互制约的关系。一回路中各段电压间相互制约的关系。 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 在图中，五个元件代表电源或负载。电流和电压的参 考方向如图中所示，今通过实验测量得知 U1= 140V, U2 = -90V, U3 = 60V U4 = -80V, U5 = 30V A4 1 -IA6 2 I A10 3 I （1）试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性 （可另画

6、一图）； （2）判断哪些元件是电源？哪些是负载？ （3）计算各元件的功率，电源发出的功率和负载取用 的功率是否平衡？ 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 解：解： （1）各电流的实际方向和各电压的实际极性如图所示。 （2）判断电源或负载，有两种方法：用电压、电流实际方向 判别：电压、电流实际方向相反为电源，发出功率；电压、电 流实际方向相同为负载，吸收功率。用电压、电流的参考方 向计算：电压、电流的参考方向方向一致时，功率P=UI。若 P0为负载；P0为电源。 图1.01中元件1，2是电源（U，I的 实际方向相反）；元件3，4，5是 负载（U，I的实际方向相同）。

7、 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 （3）由于电路元件上U，I参考方向一致，所以电源发出的功率 Ps=|U1I 1 + U2I2| =|140(-4)+(-90) 6|=1100W （负载取用的功率） PL=U3I3 + U4I 1 + U5I2 =6010+ (-80)(-4)+306=1100W （功率平衡） 点评：这是一个基本的题，训练对参考方向和功率平衡的理解， 要求熟练掌握。 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 电路化简问题 ab: Uab = IR R + ( IR - I ) 1= 0 -+- -+ 5 . 0 10

8、2) 1(34) 1(3 3264R0 1022 6I 1 1 4pbpa 11 R IRIU AIAI AAIRUUU IIU A Rab R pbpaab ab 且由电流定律 而 由电压定律 解：广义的电流定律 试求图中部分电路中的电流I，I1和电阻R。 设Uab=0 p 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 上讲我们介绍了一些基本的概念 电源特性 基尔霍夫定律 本讲将介绍一些重要的内容 电位的计算 这些都中学不曾接触过的！是本学期最基础的 内容。 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 1.6 电路中电位的计算电路中电位的计算 电位：

9、电路中某点至参考点的电压，电位：电路中某点至参考点的电压，记为“记为“VX” 。 通常设参考点的电位为零。通常设参考点的电位为零。 1. 1. 电位的概念电位的概念 电位的计算步骤电位的计算步骤: : (1) (1) 任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；任选电路中某一点为参考点，设其电位为零； (2) (2) 标出各电流参考方向并计算；标出各电流参考方向并计算； (3) (3) 计算各点至参考点间的电压即为各点的电位计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。 某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为正，说明该点电位比参考点高； 某点电位为负，说明该点电位比参考点低。某点电位为负，说明

10、该点电位比参考点低。 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 2. 举例举例 求图示电路中求图示电路中 各点的电位各点的电位: :Va、 Vb、Vc、Vd 。 解：解： 设设 a为参考点，为参考点， 即即Va=0V Vb=Uba= 106= - -60V Vc=Uca = 420 = 80 V Vd =Uda= 65 = 30 V 设设 b为参考点，即为参考点，即Vb=0V Va = Uab=106 = 60 V Vc = Ucb = E1 = 140 V Vd = Udb =E2 = 90 V b a c 20 4A 6 10A E2 90V + + - - E1

11、140V 5 6A + + - - d Uab = 106 = 60 V Ucb = E1 = 140 V Udb = E2 = 90 V Uab = 106 = 60 V Ucb = E1 = 140 V Udb = E2 = 90 V 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 结论：结论： (1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中 各点的电位也将随之改变；各点的电位也将随之改变； (2) 电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考 点的不同而变，点的不同而变， 即与零电位参考点的选取

12、无关。即与零电位参考点的选取无关。 借助电位的概念可以简化电路作图借助电位的概念可以简化电路作图 b c a 20 4A 6 10A E2 90V + + - - E1 140V 5 6A + + - - d +90V 20 5 +140V 6 c d 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 例例1: 图示电路，计算开关图示电路，计算开关S S 断开和闭合时断开和闭合时A点点 的电位的电位VA 解解: (1)当开关当开关S S断开时断开时 (2) 当开关闭合时当开关闭合时, ,电路电路 如图（如图（b） 电流电流 I2 = 0， 电位电位 VA = 0V 。 电流电流

13、 I1 = I2 = 0， 电位电位 VA = 6V 。 电流在闭合电流在闭合 路径中流通路径中流通 2K A + I I1 1 2k I I2 2 6V (b) 2k +6V A 2k S I I2 2 I I1 1 (a) 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 例例2： 电路如下图所示，电路如下图所示，(1) 零电位参考点在哪里？画零电位参考点在哪里？画 电路图表示出来。电路图表示出来。(2) 当电位器当电位器RP的滑动触点向下滑的滑动触点向下滑 动时，动时，A、B两点的电位增高了还是降低了？两点的电位增高了还是降低了？ A +12V 12V B RP R1 R

14、2 12V + + 12V + + B A RP R2 R1 I 解：（解：（1）电路如左图，）电路如左图， 零电位参考点为零电位参考点为+12V 电源的“电源的“”端与端与12V 电源的“电源的“+”端的联接处。端的联接处。 当电位器当电位器RP的滑动触点向下滑动时，回路中的电的滑动触点向下滑动时，回路中的电 流流 I 减小，所以减小，所以A电位增高、电位增高、B点电位降低。点电位降低。 （2） VA = IR1 +12 VB = IR2 12 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 本讲小结 电位的计算 中学不曾接触过！本课程最基础的内容。 作业 P25 1-18， 1-20