【正文】 第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 55 （ 2） 若干個(gè) 理想電流源并聯(lián) ， 其 對(duì)外 可以用 一個(gè) 理想電流源來(lái)等效替代，這個(gè)等效電流源的電流即為上述電流源的 代數(shù)和 ； 1SI 2SI SI21 SSS III ?第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 56 （ 3） 一個(gè) 理想電壓源與任意元件并聯(lián) ， 其 對(duì)外可以用一個(gè)理想電壓源來(lái)等效替代，這個(gè)等效電壓源的電壓即為上述理想電壓源的電壓； ?SU?SU R第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 57 （ 4）一個(gè) 理想電流源與任意元件串聯(lián) ， 其 對(duì)外可以用一個(gè)理想電流源來(lái)等效替代，這個(gè)等效電流源的電流即為上述理想電流源的電流； ?SUSISI第1章 直流電路 例 1: 求下列各電路的等效電源 解 : + – a b U 2? 5V (a) + + – a b U 5V (c) + a + 2V 5V U + b 2? (c) + (b) a U 5A 2? 3? b + (a) a + – 5V 3? 2? U + a 5A b U 3? (b) + 第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 59 2AI I I I12122V?? ?? ?? ??2V2A 圖 1 圖 2+例 .將圖 1電路改為圖 2電路，其負(fù)載電流 I1和 I2將（ ）。 （吸收功率） 。 第1章 直流電路 （ 2）實(shí)際電流源 0S RUII ?I RL U0=ISR0 電流源的外特性 I U 理想電流源 O IS 實(shí)際電流源是由理想電流源 IS 和內(nèi)阻 R0 并聯(lián)的電源模型。 輸出電壓 U 不是定值，與輸出電流和外電路的情況有關(guān)。 理想電壓源 O 電壓源 第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 45 （ 1）理想電流源 理想電流源是 實(shí)際 電流源的一種理想化模型 。 輸出電壓 U 等于源電壓 US ，是由其本身所確定的定值， 與輸出電流和外電路的情況無(wú)關(guān)。理想 電壓源兩端的電壓為一恒定值或給定的時(shí)間函數(shù)，而與流過(guò)它的電流無(wú)關(guān) 。 受控電源也分為受控電壓源和受控電流源，但它們的輸出電壓和電流是受電路中其它某處的電壓或電流控制的。 基本的電路元件包括： *耗能元件：電阻； *儲(chǔ)能元件：電容、電感； *電源元件：電壓源、電流源； *受控源元件：受控電壓源、受控電流源。 a b R I a b R U + – 若 U = 5V，則電壓的實(shí)際方向從 a 指向 b； 若 U= –5V，則電壓的實(shí)際方向從 b 指向 a 。 第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 35 (2) 參考方向的表示方法 電流： Uab 雙下標(biāo) 電壓： (1) 參考方向 I E + _ 在分析與計(jì)算電路時(shí)，對(duì)電量任意假定的方向。 S1 S2 電源短路 短路的特點(diǎn)： 短路處的電壓等于零 U＝ 0 短路處的電流應(yīng)視電路情況而定 I 視電路而定 有 源 電 路 EL1 EL2 第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 34 電路中的參考方向 在分析和計(jì)算電路時(shí)，需要知道電壓和電流的方向。 第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 31 額定值 : 電氣設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)的規(guī)定使用值 電氣設(shè)備的三種運(yùn)行狀態(tài) 欠載 (輕載 )： I IN ， P PN (不經(jīng)濟(jì) ) 過(guò)載 (超載 )： I IN ， P PN (設(shè)備易損壞 ) 額定工作狀態(tài)： I = IN ， P = PN (經(jīng)濟(jì)合理安全可靠 ) 1. 額定值反映電氣設(shè)備的使用安全性； 2. 額定值表示電氣設(shè)備的使用能力。Ro+I178。 電路的這一狀態(tài)稱(chēng)為 通路 。 單位轉(zhuǎn)換：千瓦時(shí)（ kW 電源產(chǎn)生的功率： PE = E I 符號(hào)： P（直流電路）。 UCD= VC–VD= 15V 第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 25 電動(dòng)勢(shì)（針對(duì)電源）（ e， E） A E I U R0 R B C 電動(dòng)勢(shì)是為了衡量電源力對(duì)電荷做功的能力而引進(jìn)的物理量。 如 Uab=VaVb dqdWu ?第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 22 當(dāng)電路的結(jié)構(gòu)與參數(shù)確定之后，電路中各點(diǎn)之間的電壓是絕對(duì)的，與參考點(diǎn)無(wú)關(guān)；而各點(diǎn)的電位是相對(duì)的，與參考點(diǎn)有關(guān)。 電壓就是電位差。 tQIdtdqi ?? 或第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 20 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。在電路圖中，各種電路元件都用規(guī)定的圖形符號(hào)表示。 R + Ro E – S + U – I 手電筒的電路模型 手電筒的電路實(shí)體 電池 開(kāi)關(guān) 導(dǎo)線 燈泡 理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等。若網(wǎng)絡(luò)中不含電源就稱(chēng)之為無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，若網(wǎng)絡(luò)中含有電源就稱(chēng)之為有源網(wǎng)絡(luò)。 交流電路： 當(dāng)激勵(lì)為隨 時(shí)間變化的交流電時(shí)，我們 稱(chēng)這種電路為交流電路。 第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 13 從電源來(lái)看，電源本身的電流通路稱(chēng)為 內(nèi)電路 ， 電源以外的電流通路稱(chēng)為 外電路 。 S E 第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 9 (1) 實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換 (2)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理 放大器 揚(yáng)聲器 話筒 二、電路的作用 發(fā)電機(jī) 升壓 變壓器 降壓 變壓器 電燈 電動(dòng)機(jī)電爐 ... 輸電線 第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 10 三、電路的組成 電源： 將非電形態(tài)的能量 轉(zhuǎn)換為電能。 是由某些元、器件為完成一定功能、按一定 方式組合后的總稱(chēng)。 S E 第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 11 電源 : 提供 電能的裝置 負(fù)載 : 取用 電能的裝置 中間環(huán)節(jié)： 傳遞、分 配和控制電能的作用 發(fā)電機(jī) 升壓 變壓器 降壓 變壓器 電燈 電動(dòng)機(jī)電爐 ... 輸電線 第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 12 直流電源 直流電源 : 提供能源 信號(hào)處理： 放大、調(diào)諧、檢波等 負(fù)載 信號(hào)源 : 提供信息 放大器 揚(yáng)聲器 話筒 電源或信號(hào)源的電壓或電流稱(chēng)為激勵(lì)，它推動(dòng)電路工作；由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱(chēng)為響應(yīng)。 第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 14 直流電路： 當(dāng)激勵(lì)為不 隨時(shí)間變化的直流電時(shí)，我 們稱(chēng)這種電路為直流電路。 )s in ( ?? ?? tIi m第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 15 電路有時(shí)又稱(chēng)電網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)電路中的某一部分只有兩個(gè)端鈕與外電路連接，則稱(chēng)這部分電路為二端網(wǎng)絡(luò)，又稱(chēng)單端口網(wǎng)絡(luò)。 例： 手電筒電路由電池、燈泡、開(kāi)關(guān)和筒體組成。 今后分析的都是指電路模型，簡(jiǎn)稱(chēng)電路。 我們習(xí)慣上規(guī)定正電荷運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。 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 大連理工大學(xué)電氣工程系 21 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 耗的電能稱(chēng)為這兩點(diǎn)間的電壓。 我們規(guī)定電壓的實(shí)際方向?yàn)橛筛唠娢欢酥赶虻碗娢欢?，即電位降低的方向? 解：①以 A點(diǎn)為參考點(diǎn) A 2? 10V + – 5V + – 3? B C D I I= 10+5 3+2 =3A VC=3 3=9V VD= –3 2= – 6V UCD= VC–VD= 15V 第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 24 A 2? 10V + – 5V + – 3? B C D ② 以 B點(diǎn)為參考點(diǎn) VD= – 5V VC=10V 小結(jié)： 電路中某一點(diǎn)的電位等于該點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓； 電路中各點(diǎn)的電位隨參考點(diǎn)選取的不同而不同， 但是任意兩點(diǎn)間的電壓不變。 第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 26 5. 電功率 定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所轉(zhuǎn)換的電能。 單位： J(焦耳 )。 電源輸出的功率： P = US I US dtdWp ?第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 27 對(duì)電路中基本物理量規(guī)定的實(shí)際方向 物理量 實(shí) 際 方 向 電流 I 正電荷運(yùn)動(dòng)的方向 電動(dòng)勢(shì) E (電位升高的方向 ) 電壓 U (電位降低的方向 ) 高電位 ? 低電位 單 位 kA 、 A、 mA、μA 低電位 ? 高電位 kV 、 V、 mV、μV kV 、 V、 mV、μV 第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 28 當(dāng)電源與負(fù)載接通，電路中有 了電流及能量的輸送和轉(zhuǎn)換。 I R0 RL ? E U ? I EI = I178。 如：額定電壓 → UN 額定電流 → IN 額定功率 → PN等。 U 視電 路而定 第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 33 三、短路 當(dāng)某一部分電路的兩端用電 阻可以忽略不計(jì)的導(dǎo)線或開(kāi) 關(guān)連接起來(lái)，使得該部分電 路中的電流全部被導(dǎo)線或開(kāi) 關(guān)所旁路，這一部分電路所 處的狀態(tài)稱(chēng)為 短路 或 短接 。 若根據(jù)參考方向求得的電壓和電流為正值，則說(shuō)明它們的實(shí)際方向與參考方向相同；若求得的電壓和電流為負(fù)值，則說(shuō)明它們的實(shí)際方向與參考方向相反。 若 I = 5A， 則電流從 a 流向 b； 例： 若 I = –5A，則電流從 b 流向 a 。 第1章 直流電路 大連理工大學(xué)電氣工程系 38 構(gòu)成電路模型的最小單元稱(chēng)為電路元件，簡(jiǎn)稱(chēng)元件。它們?cè)陔娐分衅鹬?lì)的作用，由它們引起電路中其他元件上的電壓和電流，它們是一個(gè)完整的電路中不可缺少的組成部分。 第1章