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1、马红梅,电工及电子技术,华科电信学院,电工电子,电工,电子,电工及电子技术,继电接触器控制系统,磁路,电路,三相异步电动机,可编程控制器,数字电子,模拟电子,实验课程安排（采矿专业）,实验课程安排（材科专业）,实验课程安排,答疑：每周二 3、4节崇实楼307电机实验室,第1章 电路及其分析方法,1.1 电路的作用于及组成部分1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向,1.1 电路的作用及组成部分,一、电路的作用,1.传输和处理信号,2.实现电能的传输和转换,二、电路的结构,电路=电源+中间环节+负载,电源:提供电能的装置,中间环节：传递、分配和控制电能的作用,负载:取用电能的装置,例如：一
2、个白炽灯在有电流通过时，,消耗电能(电阻性),产生磁场储存磁场能量(电感性),忽略 L,为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质，把它看成理想电路元件。,1.2 电路模型,激 励：电源或信号源的电压或电流。,响 应：激励在电路中产生的电压或电流。,电路实体,电路模型,电路模型：用理想电路元件组成的电路。,电路分析：讨论激励与响应的关系。,1.3 电压和电流的参考方向,物理中对基本物理量规定的方向,一.电压、电流的实际正方向,问题的提出：,中物理量的实际方向，电路如何求解？,在复杂电路中难于判断元件,解决办法：,在解题前先任意设定一个正方向，作为,根据
3、电路的定律、定理，列出物理量间,参考方向；,相互关系的代数表达式；,根据计算结果，确定实际方向；,若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；,若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反；,1.参考方向：任意假定的方向。,二.电压、电流的参考方向,物理量的正方向,实际正方向,参考正方向,当所假设电流正方向与实际电,值为正，反之为负。,流正方向一致时，所得电流的数,电流：,电压：,值才有正负之分。,2.参考方向的表示方法：,（高电位在前，低电位在后）,注意:,在参考方向选定后,电流(或电压),关联参考方向：当a、b两点间所选择的电压参 考方向由a指向b时，也选择电流的参考方向 经电路由a指向b，这种
4、电压与电流参考方向 一致的定义方式称为关联参考方向。否则称 为非关联参考方向,实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值；实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。,3.实际方向与参考方向的关系,I=0.28A,I=0.28A,电动势为E=3V方向由负极指向正极；,例1:电路如图所示。,电流I的参考方向与实际方向相同，I=0.28A,由流向,反之亦然。,电压U的参考方向与实际方向相反,U=2.8V;,即:U=U,电压U的参考方向与实际方向相同,U=2.8V,方向由指向；,2.8V,2.8V,4.欧姆定律,欧姆定律：流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。,或,(1),(2),当电流和电
5、压的正方向定义为关联方向时，欧姆定 律如(1)式,当电流和电压的正方向定义为非关联方向时，欧姆 定律如(2)式,例2：应用欧姆定律对如下各图列出表达式，并 求出电阻值。,解：对于(a)图,对于(b)图,对于(c)图,对于(d)图,问当Uab分别为3V和1V时，,解：,假设电路中电流和电压的参考方向如图所示,列电路方程,数值计算,时,时,（实际方向与假设方向一致）,（实际方向与假设方向相反）,注意,在解题的过程中，一定要先假定正方向，,为避免出错，常把 U 和 I 的方向按相,的情况。若不一致，应加负号。,然后再列方程计算，缺少参考方向的物,理量是没有物理意义的。,同方向假设。,1.4 电源有载
6、工作、开路和短路,负载端电压,U=IR,特征:,一、电源有载工作,电流的大小由负载决定。,在电源有内阻时，I U。,或 U=E IR0,当 R0R 时，当负载变化时，U变化不大，即带负载能力强。,R0越大斜率越大,二.功率与功率平衡,UI=EI R0I2,P=PE P,电源产生功率,内阻消耗功率,电源输出功率,功率的单位：瓦特(W)或千瓦(kW),电源产生功率,=,负载取用功率,+,内阻消耗功率,功率平衡式,U=E R0I,功率的平衡关系：,功率的计算及电源与负载的判别,U、I 参考方向不同，P=UI 0，电源；P=UI 0，负载。,U、I 参考方向相同，P=UI 0，负载；P=UI 0，电源
7、。,(a)根据 U、I 的实际方向判别,（b）根据 U、I 的参考方向判别,电源：U、I 实际方向相反，即电流从“+”端流 出。（发出功率）,负载：U、I 实际方向相同，即电流从“-”端流 出。（吸收功率）,例1.4.1 如图，U=220V,I=5A,内阻,试求电源的电动势E1和负载的反电动势E2；,试说明功率的平衡。,例1,已知：图中 UAB=3 V，I=2 A,解 因为此例中电压、电流的参考方向相同,求：N 的功率，并说明它是电源还是负载。,想一想，若根据电压电流的实际方向应如何分析？,P=UI=3(2)=6 W,所以是电源。,三.电气设备的额定值与实际值,额定值:电气设备在正常运 行时的规定使用值,电气设备的三种运行状态,欠载(轻载)：,过载(超载)：,额定状态：,U,+,I,P,电源输出的电流和功率由负载的大小决定,S1,S2,S3,I IN，P PN,(不经济),I=IN，P=PN,(经济合理安全可靠),I IN，P PN(设备易损坏),1.4.2 电源开路,开路电压,1.4.3 电源短路,短路电流,谢谢！,
