电工技能培训-3电路的基本概念与基本定律

下一页总目录章目录返回上一页同学们好！四川黄龙五彩池下一页总目录章目录返回上一页第1章电路的基本概念与基本定律1.1电路与电路模型1.3电阻元件1.2电压的基本物理量1.5基尔霍夫定律1.4独立电源1.6电路中电位的概念及计算（第三讲）☻☻☻下一页总目录章目录返回上一页电源与负载的判别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。1.根据U、I的实际方向判别2.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）。下一页总目录章目录返回上一页基尔霍夫电流定律(KCL定律)即:Ｉ入=Ｉ出在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。实质:电流连续性的体现。或:Ｉ=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1对结点a：I1+I2=I3或I1+I2–I3=0基尔霍夫电流定律（KCL）反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。下一页总目录章目录返回上一页在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。基尔霍夫电压定律（KVL定律)即：U=0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。对回路1：对回路2：E1=I1R1+I3R3I2R2+I3R3=E2或I1R1+I3R3–E1=0或I2R2+I3R3–E2=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E112基尔霍夫电压定律（KVL）反映了电路中任一回路中各段电压间相互制约的关系。下一页总目录章目录返回上一页在图中，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=60VU4=-80V,U5=30VA41-IA62IA103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？下一页总目录章目录返回上一页解：（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：①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。②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）。下一页总目录章目录返回上一页（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=|U1I1+U2I2|=|140×(-4)+(-90)×6|=1100W（负载取用的功率）PL=U3I3+U4I1+U5I2=60×10+(-80)×(-4)+30×6=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。下一页总目录章目录返回上一页电路化简问题a→b:Uab=IRR+(IR-I)×1=0-+---+5.0102)1(34)1(33264R010226I114pbpa11RIRIUAIAIAAIRUUUIIUARabRpbpaabab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下一页总目录章目录返回上一页•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。下一页总目录章目录返回上一页1.6电路中电位的计算电位：电路中某点至参考点的电压，记为“VX”。通常设参考点的电位为零。1.电位的概念电位的计算步骤:(1)任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；(2)标出各电流参考方向并计算；(3)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；某点电位为负，说明该点电位比参考点低。下一页总目录章目录返回上一页2.举例求图示电路中各点的电位:Va、Vb、Vc、Vd。解：设a为参考点，即Va=0VVb=Uba=–10×6=-60VVc=Uca=4×20=80VVd=Uda=6×5=30V设b为参考点，即Vb=0VVa=Uab=10×6=60VVc=Ucb=E1=140VVd=Udb=E2=90Vbac204A610AE290V+-E1140V56A+-dUab=10×6=60VUcb=E1=140VUdb=E2=90VUab=10×6=60VUcb=E1=140VUdb=E2=90V下一页总目录章目录返回上一页结论：(1)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；(2)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，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bca204A610AE290V+-E1140V56A+-d+90V205+140V6cd下一页总目录章目录返回上一页例1:图示电路，计算开关S断开和闭合时A点的电位VA解:(1)当开关S断开时(2)当开关闭合时,电路如图（b）电流I2=0，电位VA=0V。电流I1=I2=0，电位VA=6V。电流在闭合路径中流通2KA+I12kI2–6V(b)2k+6VA2kSI2I1(a)下一页总目录章目录返回上一页例2：电路如下图所示，(1)零电位参考点在哪里？画电路图表示出来。(2)当电位器RP的滑动触点向下滑动时，A、B两点的电位增高了还是降低了？A+12V–12VBRPR1R212V+–12V+–BARPR2R1I解：（1）电路如左图，零电位参考点为+12V电源的“–”端与–12V电源的“+”端的联接处。当电位器RP的滑动触点向下滑动时，回路中的电流I减小，所以A电位增高、B点电位降低。（2）VA=–IR1+12VB=IR2–12下一页总目录章目录返回上一页•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•P251-18，1-20