【正文】 第 1章 直流電路 第 1 章 直流電路 第 1章 直流電路 電路的作用和組成 一、什么是電路 電路就是電流流通的路徑。 E 二、電路的組成 電源： 將非電形態(tài)的能量轉(zhuǎn)換為電能。 負(fù)載： 將電能轉(zhuǎn)換為電形態(tài)的能量。 導(dǎo)線等： 起溝通電路和輸送電能的作用。 第 1章 直流電路 當(dāng)電路中的電流是不隨時(shí)間變化的直流電流時(shí)， 這種電路稱為 直流電路 。 當(dāng)電路中的電流是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的交 流電流時(shí)，這種電路稱為 交流電路 。 三、直流電路與交流電路 直流電路中變量的符號(hào)表示： 直流電路：用大寫字母 I、 U、 P 交流電路：用小寫字母表示瞬間變量 i、 u、 p 第 1章 直流電路 電路模型及電路變量 1. 電路模型 在電路分析中，不直接 研究實(shí)際電路，而是 研 究電路模型 。 電路模型： 理想電路 元件 連接構(gòu)成 S R0 R E 手電筒的電路模型 第 1章 直流電路 1. 電流 電流的實(shí)際方向：規(guī)定為正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。 單位：安 [培 ]（ A） 直流電路中： I = Q t i = dq dt （ A） I E US ＋ － ＋ － ＋ － UL ＋ 1. 電路變量 定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過電荷的變 化率 第 1章 直流電路 2. 電位 電場(chǎng)力將單位正電荷從電路 的某一點(diǎn)移至參考點(diǎn)時(shí)所消 耗的電能。 參考點(diǎn)的電位為零。 I E US ＋ － ＋ － ＋ － UL 直流電路中電位用 V 表示，單位為伏 [特 ]（ V）。 參考點(diǎn)的選擇： ① 選 大地為參考點(diǎn)： ② 選元件匯集的公共端或公共線為參考點(diǎn)： 第 1章 直流電路 3. 電壓 電場(chǎng)力將單位正電荷從電路 的某一點(diǎn)移至另一點(diǎn)時(shí)所消 耗的電能。 電壓就是電位差。 I US ＋ － ＋ E － ＋ － UL 單位：伏 [特 ]（ V）。 US 是電源兩端的電壓， UL 是負(fù)載兩端的電壓。 4. 電動(dòng)勢(shì) 電源中的局外力（非電場(chǎng)力）將單位正電荷從電源負(fù)極 移至電源正極時(shí)所轉(zhuǎn)換而來的電能稱為電源的 電動(dòng)勢(shì) 。 電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向：由低電位指向高電位。 符號(hào)： E 或 e，單位： V。 第 1章 直流電路 I E US ＋ － ＋ － ＋ － UL 電源產(chǎn)生的功率： PE = E I 5. 電功率 定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所轉(zhuǎn)換的電能。 符號(hào)： P（直流電路）。 單位： W。 負(fù)載取用的功率： PL = UL I 電源輸出的功率： P = US I US 第 1章 直流電路 電路中的參考方向 第 1章 直流電路 參考方向：假設(shè)正方向 在分析計(jì)算時(shí)，對(duì)電流、電壓人為規(guī)定的正方向 實(shí)際正方向： 物理中對(duì)電流、電壓規(guī)定的方向 電流：正電荷運(yùn)動(dòng)的方向 電壓：由高電位端指向低 電位端 例： I I a a b b 正值 負(fù)值 注意 ： 在以后的解題過程中，一定要先假定“正 方向” (即在圖中表明物理量的參考方向 ) ，然后再列方程計(jì)算。 第 1章 直流電路 一、參考方向的表示： 電流參考方向的表示： i ② 雙下標(biāo)表示 ① 箭頭表示 iAB A B 電壓參考方向的表示： u ③ “+”、“ ”表示 ① 箭頭表示 uAB A B ② 雙下標(biāo)表示 u + 第 1章 直流電路 i) 原則上參考方向可任意選擇。 ii) 為了分析方便，常選定 電壓和電流的參考方向一致 ，這樣設(shè)定的參考方向稱為 關(guān)聯(lián)參考方向 ，否則稱為 非關(guān)聯(lián)參考方向 。 i + u 關(guān)聯(lián)參考方向 i + u 非關(guān)聯(lián)參考方向 Rui ? Rui ??注意： 第 1章 直流電路 二、吸收功率 及 發(fā)出功率 的判斷： 負(fù)載 UL: 電壓與電流 真實(shí) 方向 相同 ， P=ULI0， 吸收 功率，在電路中 消耗電 能 I US ＋ － ＋ － UL 1) 真實(shí)方向 情況下 電源 US: 電壓與電流 真實(shí) 方向 相反 ， P=－ ULI0， 發(fā)出 功率，在電路中 提供 電能 結(jié)論： 判斷吸收功率還是發(fā)出功率的 實(shí)質(zhì) 是判斷元件的 電壓與電流真實(shí)方向是否一致 第 1章 直流電路 ① 關(guān)聯(lián)參考方向下： 如果 P0，該元件 吸收 功率， 消耗 能量，起 負(fù)載 作用； 如果 P0，該元件 發(fā)出 功率， 提供 能量，起 電源 作用 P=UI ② 非 關(guān)聯(lián)參考方向下： 如果 P0，該元件 吸收 功率， 消耗 能量，起 負(fù)載 作用； 如果 P0，該元件 發(fā)出 功率， 提供 能量，起 電源 作用 2)參考方向 情況下 第 1章 直流電路 例 1：如圖所示電路中，各元件電壓和電流的參考方向均已設(shè)定。已知： I1=2A, I2=1A, I3=1A, U1=7V, U2=3V, U3=4V, U4=8V, U5=4V, 求各元件消耗或向外發(fā)出的功率。 1 U1 + _ I1 3 5 I2 I3 2 4 U2 U3 U4 U5 + + + + _ _ _ _ 解：元件 1：為關(guān)聯(lián)參考方向 P1=U1I1=7 2=14w0, 吸收功率 ,負(fù)載 元件 2：為非關(guān)聯(lián)參考方向， P2=U2I1=3 2=6w0, 發(fā)出功率 ,電源 元件 3：為關(guān)聯(lián)參考方向 , P2=U3I2=4 (－ 1)=－ 4w, 發(fā)出功率 ,電源 第 1章 直流電路 例 1：如圖所示電路中，各元件電壓和電流的參考方向均已設(shè)定。已知： I1=2A, I2=1A, I3=1A, U1=7V, U2=3V, U3=4V, U4=8V, U5=4V, 求各元件消耗或向外發(fā)出的功率。 1 U1 + _ I1 3 5 I2 I3 2 4 U2 U3 U4 U5 + + + + _ _ _ _ 解：元件 4：為關(guān)聯(lián)參考方向 P4=U4I3=8 (－ 1)=－ 8w0 發(fā)出功率 ,電源 元件 5：為非關(guān)聯(lián)參考方向