第1部直流电路

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1、总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 电路是电流的通路电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备，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。或电路元件按一定方式组合而成。 电工电工电路电路总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页电子电子电路电路电源电源负负载载中间中间环节环节信号源信号源负负载载处理处理电路电路返回返回基本的理想元件有如下基本的理想元件有如下五种五种：理想元件理想元件是指只有一种电磁性质的假想元件。是指只有一种电磁性质的假想元件。电阻元件电阻元件是具有消耗电能

2、性质的假想元件，其性质是具有消耗电能性质的假想元件，其性质用用参数参数R表示；表示；总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回电感元件电感元件是具有将电能转换成磁场能并储存起来性是具有将电能转换成磁场能并储存起来性质的假想元件，其性质用质的假想元件，其性质用参数参数L表示；表示；电容元件电容元件是具有将电能转换成电场能并储存起来性是具有将电能转换成电场能并储存起来性质的假想元件，其性质用质的假想元件，其性质用参数参数C表示；表示；理想电压源理想电压源的输出电压恒定不变，也称为恒压源，的输出电压恒定不变，也称为恒压源，其恒压性用其恒压性用E或或US表示；表示；理想电流源理想电流源的输出电流

3、恒定不变，也称为恒压源，的输出电流恒定不变，也称为恒压源，其恒流性用其恒流性用IS表示；表示； 将实际元件用理想元件或其将实际元件用理想元件或其组合等效替代，所得组合等效替代，所得到的电路称为实际电路的电路模型，简称电路。到的电路称为实际电路的电路模型，简称电路。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回大小：大小：单位时间内通过导体横截面的电荷量。单位时间内通过导体横截面的电荷量。 电流是电荷在电场力的作用下作定向运动形成的电流是电荷在电场力的作用下作定向运动形成的,其大小和方向都与电荷有关。其大小和方向都与电荷有关。 tQI dtdqi

4、 直流直流交流交流单位：单位：A、KA、mA、A实际方向：实际方向：正正电荷的运动方向。电荷的运动方向。 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回大小：大小：在电路中，任意两点在电路中，任意两点a、b的电压的电压Uab等于电场力将单位等于电场力将单位正电荷从正电荷从a点移到点移到b点所做的功。点所做的功。 直流直流交流交流单位：单位：V、KV、mV实际方向：实际方向：高电位高电位 低电位即电位降落的方向。低电位即电位降落的方向。 QWU abdqdwu ab电荷运动回路电荷运动回路总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回大小：大小：电源的电动势电源的电动势Eba等于等于电源力将

5、单位正电荷从负极电源力将单位正电荷从负极b b经电源内部移到正极经电源内部移到正极a a所做的所做的功。功。单位：单位：V、KV、mV实际方向：实际方向：低电位低电位 高电位即电位升高电位即电位升高高的方向。的方向。 电荷运动回电荷运动回路路QWE ba电流电流的实际方向的实际方向可用可用箭头、双下标箭头、双下标；电压、电动势电压、电动势用用正负极性、箭头、双下标正负极性、箭头、双下标。 Iab总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回参考方向的表示方法：参考方向的表示方法：总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回参考方向：参考方向： 在分析、计算电路时，人为在分析、计算电路时，

6、人为假定的方向。假定的方向。aRbIE+_ U+_电流：电流：电压、电动势电压、电动势：Iab 双下标双下标箭箭 标标abRIUab 双下标双下标Eba正负极性正负极性+abUE+_总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 实际方向与参考方向实际方向与参考方向一致一致，电量值为，电量值为正值正值； 实际方向与参考方向实际方向与参考方向相反相反，电量值为，电量值为负值负值。若若 I = 5A，则电流从则电流从 a 流向流向 b；若若 I = 5A，则电流从，则电流从 b 流向流向 a 。若若 U = 5V，则电压的实际方向，则电压的实际方向从从 a 指向指向 b；若若 U= 5V，则电压

7、的实际方向，则电压的实际方向从从 b 指向指向 a 。例：例：abRIabRU+总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回若若 E = 5V，则电动势的实际方，则电动势的实际方向从向从 b指向指向 a ；若若 E= 5V，则电动势的实际方，则电动势的实际方向从向从 a指向指向 b 。+abE注意：注意： 在参考方向选定后，电流在参考方向选定后，电流 、电压、电压 、电动势的值、电动势的值才有正负之分。才有正负之分。 在电路分析中，如果没有特别指明，所标的电量在电路分析中，如果没有特别指明，所标的电量方向均指参考方向。方向均指参考方向。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回电阻电

8、阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量。是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量。 说明：说明： 不同的导体其电阻率不同，用途也不同。不同的导体其电阻率不同，用途也不同。 导体电阻还与温度有关，通常用导体电阻还与温度有关，通常用电阻温度系数电阻温度系数表示。部分导体电阻率和温度系数如表示。部分导体电阻率和温度系数如下页下页表所示。表所示。SlR l导体长度（导体长度（m）；）；S导体截面积导体截面积(m2);导体电阻率（导体电阻率（m）单位：单位：、K、M总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回材料材料名称名称电阻率电阻率/m m电阻温度系数电阻温度系数/1/1/用途用途 银银铜铜铝铝0.

9、016510-60.017510-60.028310-60.00380.00400.0042导线导线线圈线圈引线引线触点触点 锰铜锰铜康铜康铜镍铬镍铬铁铬铝铁铬铝碳碳0.4210-60.40.51 10-61.110-61.410-610.010-6 0.0000050.0000050.000130.00005-0.0005 电阻器电阻器电热丝电热丝总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回U、I 参考方向参考方向相同相同时，时， U、I 参考方向参考方向相反相反时，时，RUI RUI 通常取通常取 U、I 参考方向相同，参考方向相同，称为关联参考方向。称为关联参考方向。RU+IRU+I

10、总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回解：解：对图对图(a)有有, I = U /R应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。对图对图(b)有有, I= U/R326 : IUR所以所以326: IUR所以所以RU6V+2AR+U6V Ia)b)I2A总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回E、I 参考方向参考方向相同相同时，时， E、I 参考方向参考方向相反相反时，时，0RREI L0RREI L 通常取通常取 E、I 参考方向相同。参考方向相同。 RL R0EI U RL R0EI U 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回

11、返回解：解：已知已知 E=3V，R0=0.4, , RL=9.6 , , 求电流求电流I、内、内阻压降阻压降IR0及电源端电压及电源端电压U。3 . 04 . 06 . 930LRREIV12. 04 . 03 . 00 IRVL88. 26 . 93 . 0 IRU3 . 04 . 06 . 930LRREIV12. 04 . 03 . 00 IRVL88. 26 . 93 . 0 IRU RL R0EI U RL R0EI U 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 电功：电功：t时间内，电场力（或电源力）做的功，时间内，电场力（或电源力）做的功，用用WR(或或WE)表示表示。

12、根据电压定义根据电压定义EItEQW E单位时间内电场力（或电源力）所做的功单位时间内电场力（或电源力）所做的功称为电称为电功率，用功率，用PR（或（或PE）表示）表示。EIP EUItUQW R 根据电动势定义根据电动势定义 电阻的功率电阻的功率 电源的功率电源的功率RURIUIP22 R总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回功率单位：功率单位：瓦（瓦（W）、千瓦（）、千瓦（KW）、毫瓦）、毫瓦(mW)电功单位：电功单位：焦（焦（J），千瓦），千瓦时（时（kW h) ) 1kW h=3.6106JU、I 参考方向参考方向相同相同时，时， U、I 参考方向参考方向相反相反时，时，UI

13、P UIP P0 元件吸收功率，是负载元件吸收功率，是负载P0 元件发出功率，是电源元件发出功率，是电源。正负值的意义：正负值的意义：IAU+IBU+总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回解：解：对图对图(a)有有, , P=UI=-10W，A发出功率，是发出功率，是电源电源。：计算图中各元件的功率，并指出各元件的性质。计算图中各元件的功率，并指出各元件的性质。对图对图(b)有有, P= UI=20W，B吸收功率，是吸收功率，是负载负载。I-1AAU10V+a)b) I2AB+U-10V总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回电流的热效应电流的热效应：电流通过金属导体会发热的

14、现象电流通过金属导体会发热的现象。RtIQ2 电流热效应应用广泛。电流热效应应用广泛。汽车上的照明灯、熔断器汽车上的照明灯、熔断器、双金属片式断路器、双金属片式断路器 、电热式机油压力表和水温表电热式机油压力表和水温表的指针偏转的指针偏转等。等。 焦（焦（J） 电流热效应的存在容易使导线发热，老化绝缘外电流热效应的存在容易使导线发热，老化绝缘外皮，严重时引起漏电或短路事故。皮，严重时引起漏电或短路事故。焦耳定律：焦耳定律：电流通过金属导体产生的热量电流通过金属导体产生的热量Q与电流与电流的平方的平方I2、导体电阻、导体电阻R 以及通电时间以及通电时间t 成正比。成正比。总目录总目录上页上页章目

15、录章目录下页下页返回返回 通路：通路：电流通过电源电流通过电源和负载形成回路的状态。和负载形成回路的状态。U IR0RL ES 通路状态下，电源被接通路状态下，电源被接上负载，此时电源的工上负载，此时电源的工作状态称为作状态称为有载状态有载状态。 开路：开路：电路中的某处被断开时的状态。电路中的某处被断开时的状态。 特征：特征：电路中没有电流流动。电路中没有电流流动。 电源的负载被断开，此时的电源状态称电源的负载被断开，此时的电源状态称空载状态空载状态。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回开路可以分为控制性开路和故障性开路。开路可以分为控制性开路和故障性开路。 控制性开路控制性开路

16、是利用开关将处于通路状态的电路是利用开关将处于通路状态的电路断开。断开。 故障性开路故障性开路是一种突发性、意想不到的断路状是一种突发性、意想不到的断路状态。态。例如，在汽车电路中，电源与负载之间的连接线例如，在汽车电路中，电源与负载之间的连接线松脱，负载与导体的金属部分接触不良，都会引松脱，负载与导体的金属部分接触不良，都会引起断路故障。所以在接线时要牢固可靠，尽量避起断路故障。所以在接线时要牢固可靠，尽量避免断路故障发生。免断路故障发生。 在汽车电路发生断路故障时，通常用试灯或万在汽车电路发生断路故障时，通常用试灯或万用表（直流电压挡）去寻找电路的断路点。用表（直流电压挡）去寻找电路的断路

17、点。 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 方法：方法：将试灯一端（或电压表负表笔）接在电源将试灯一端（或电压表负表笔）接在电源负极，另一端依次触及电路接线点负极，另一端依次触及电路接线点a a、b b、c c、d d。如。如果灯亮说明此接线点至电源正极间无断路，如果灯果灯亮说明此接线点至电源正极间无断路，如果灯不亮说明此接线点与前一接线点间有断路。不亮说明此接线点与前一接线点间有断路。用这种用这种办法逐步缩小查找范围，直至找到断路点。办法逐步缩小查找范围，直至找到断路点。 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回U=0 短路：短路：电路的任意两端被导体接通时的状态。电路的

18、任意两端被导体接通时的状态。 电源短路时，流过大电流，烧损电源及导线，为电源短路时，流过大电流，烧损电源及导线，为避免该情况的发生，在电源附近要安装短路保护器。避免该情况的发生，在电源附近要安装短路保护器。 特征：特征：被接通的两端被接通的两端电压为零电压为零。 IR0RL Eab 短路可能发生在电源上，短路可能发生在电源上，也会发生在负载上，也会发生在负载上，前者前者称为电源短路，后者称为称为电源短路，后者称为负载短路。图中的短路为负载短路。图中的短路为电源短路。电源短路。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 短路除了有害的一面以外，还有有利的一面。短路除了有害的一面以外，还有有

19、利的一面。在汽车上利用短路法能快速的找到故障点。在汽车上利用短路法能快速的找到故障点。 若按下起动按钮，起动机不转。经查若按下起动按钮，起动机不转。经查电源、熔电源、熔断器断器FU及及搭铁线搭铁线均无故障。于是就可采用短接法均无故障。于是就可采用短接法查找故障所在位置。查找故障所在位置。 汽车起动系统原理图汽车起动系统原理图总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回支路：支路：电路中的每一个分支。电路中的每一个分支。 一条支路流过一个电流，称为支路电流。一条支路流过一个电流，称为支路电流。结点：结点：三条或三条以上支路的联接点。三条或三条以上支路的联接点。回路：回路：由支路组成的闭合路径

20、。由支路组成的闭合路径。网孔：网孔：内部不含支路的回路。内部不含支路的回路。ba E2R2 R3R1E1I1I2I31 12 23 3总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 在任一瞬间，流向任一结点的电流之和等于流出在任一瞬间，流向任一结点的电流之和等于流出该结点的电流之和。该结点的电流之和。I1+I2 = I3I1I2I3ba E2R2 R3R1E1即即: 入入= 出出 结点结点a: 结点结点b: I3 = I1+I2 实质实质: 电流连续性的体现。电流连续性的体现。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一电流定律可以推广应用于包围部

21、分电路的任一假设的闭合面。假设的闭合面。I =?I = 0IA + IB + IC = 0ABCIAIBIC2 +_+_I5 1 1 5 6V12V总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回解：解：已知已知 I1=2A，I2=-3A，I3= -2A，求，求 I4根据基尔霍夫电流定律得根据基尔霍夫电流定律得42IIII 31A33)3()2(2214 IIII总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回对对I1 R1 +I3 R3 E1 = 0 I2 R2+I3 R3 E2 = 0 I1I2I3ba E2R2 R3R1E11 12 2即：即： U = 0对回路对回路1：对回路对回路2：

22、总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 列方程前列方程前标注标注回路绕行方向；回路绕行方向； U = 0 I2R2 E2 + UBE = 0 应用应用 U = 0项前符号的确定：项前符号的确定： 如果规定电压方向与绕行方向相同时取正号，如果规定电压方向与绕行方向相同时取正号，则相反时就取负号。则相反时就取负号。 开口电路可按回路处理开口电路可按回路处理 （E1UBEE+B+R1+E2R2I2_绕绕行行总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回解：解：已知一闭合电路，其组成元件为任意的，若已知一闭合电路，其组成元件为任意的，若UAB=5V，UBC=-4V，UDA=-3V，求，求U

23、CD ，UCA对回路对回路ABCDA有有0 DACDBCABUUUUVDAABBCCD2)3(5)4( UUUU0 CABCABUUUVBCABCA1)4()5( UUU对开口电路对开口电路ABCA有有总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 求图示电路中求图示电路中各点的电位及电各点的电位及电压压。解：解：设设 a为参考点，为参考点， 即即Va=0V设设 b为参考点，即为参考点，即Vb=0Vc20 4A6 10AE290V E1140V5 6A dba总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回BDC100k R19V50k 6VA

24、 R2R2R1100k 50k CAB-9V6V总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 21UUU R =R1+R2总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 降压、限流、调节电压等。降压、限流、调节电压等。两电阻串联时的分压公式：两电阻串联时的分压公式：URRRU2111 URRRU2122 ：图为一分压器，已知输入图为一分压器，已知输入Ui=1V电位器电阻电位器电阻RP=4.7k，固定电阻，固定电阻R=0.3k，求输出，求输出当当RP滑动触点在最下端时，有滑动触点在最下端时，有 解：解：V06. 013 . 07 . 43 .

25、 0 iPoURRRU总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回当当RP滑动触点在最上端时，有滑动触点在最上端时，有 Vio1 UU故故 ：0.061V 21III 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回(3) 等效电阻的倒数等于等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；各电阻倒数之和；两电阻并联时的分流公式：两电阻并联时的分流公式：IRRRI2121 IRRRI2112 21111 RRR (4)并联电阻上电流的分配并联电阻上电流的分配与电阻成反比。与电阻成反比。两电阻并联的等效电阻：两电阻并联的等效电阻：2121RRRRR 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回例：例：将

26、将解：解：212121/RRRRRRR 273600500600500600/500R 250500500500500500/500R 20205002050020/500R两个并联电阻的等效电阻两个并联电阻的等效电阻 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回：已知电源电压已知电源电压US=12V，1=2，2=12 3=R4=3。求。求R4上的上的分流分流I4。解：解： 6)/(4321RRRRRAS2612 RUIA3434224 IRRRI电路的等效电阻为电路的等效电阻为总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 发电机、蓄电池等都是发电机、蓄电池等都是实际电源实际电源，在电

27、路分析中，在电路分析中，常用电路模型表示常用电路模型表示。实际电源的电路模型实际电源的电路模型有两种：有两种：电压源模型电压源模型和和电流源模型电流源模型。两种电路模型的特点不。两种电路模型的特点不同，但在一定条件下可以相互转换。同，但在一定条件下可以相互转换。电压源模型电压源模型U0=EU OSREI 电压源外特性电压源外特性总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回设设 E = 10 V，接上，接上RL 后，恒压源对外输出电流。后，恒压源对外输出电流。外特性曲线外特性曲线总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回0SRUII 电流源电流源外特性外特性电流源模型电流源模型总目录总

28、目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回设设 IS = 10 A，接上，接上RL 后，恒流源对外输出电流。后，恒流源对外输出电流。RL外特性曲线外特性曲线 IUOIISU+_IS总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回0R 0RU 0IREU 00RIRIUS 0RIES 00RR 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 注意事项：注意事项：总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回解解:+abU2 5Va)+ a5AbU3 b)+ ab2.5AU2 a)+ +abU3 15Vb)+ 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回解：解：2 +-+-6V4VI2A 3

29、 4 6 1 2A3 6 2AI4 2 1 1AI4 2 1 1A2 4A总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回I4 2 1 1A2 4A1 I4 2 1A2 8V+-I4 1 1A4 2AI2 1 3AA2A3122 I总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回电容：电容：UQC uqC 或或单位：单位：法（法（F） 1F=1C/1V1 FF（微法）（微法）=10-6F 1pF(皮法皮法)=10-12F。电容器的电容与极板的尺寸及其间介质的介电常数电容器的电容与极板的尺寸及其间介质的介电常数等关。等关。(F)dSCS 极板面积

30、（极板面积（m2）d 板间距离（板间距离（m）介电常数（介电常数（F/m）总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回iCu+ RSABc+-URC串联电路串联电路tCuiRUUCuCiCui 、 的变化规律的变化规律sVAs 0 CuS合上前合上前RC 充充 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回iCu+ RSABc+-UCui 、 的变化规律的变化规律RC 放放 UuC 充电结束充电结束tOCui总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回RC 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 nCCCC 21 nCCCC111121 nUUUU 21总目录总目录上页上页

31、章目录章目录下页下页返回返回总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回电压相同电压相同时，时，C大大的，的，Q多多 UQC 电荷量相同电荷量相同时，时，C小小的，的，U高高。nCCCC 21nUUUU 21总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回nCCCC111121 nUUUU 21 充电开始充电开始ARUI5 . 01 充电结束充电结束VURRRUC80212 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回1.5pF F标记为标记为1.5p标记标记完整标记法完整标记法数值和单位均标出数值和单位均标出103pF=10103pF229F=2210-1F省略标记法省略标记法只标出数值，单位省略只标出数值，单位省略完整标记法完整标记法直标法直标法数码法数码法省略标记法省略标记法微法级纯小数微法级纯小数皮法级纯整数皮法级纯整数0.01F标记标记0.011000pF标记标记1000总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回