電工基礎(chǔ)(編輯修改稿)
2025-08-13 22:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 案例１ .３ 蓄電池是一種常見的電源，它多用于汽車、電力機(jī)車、應(yīng)急燈等，圖 。其中， RA、 RB是一對(duì)汽車照明燈； S是開關(guān)； US是 12V的蓄電池。 凡是向電路提供能量或信號(hào)的設(shè)備稱為 電源 。 電源有兩種類型，其一為 電壓源 ，其二為 電流源 。電壓源的電壓不隨其外電路而變化，電流源的電流不隨其外電路而變化，因此，電壓源和電流源總稱為獨(dú)立電源，簡稱 獨(dú)立源 。 電壓源 1．理想電壓源 理想電壓源簡稱為電壓源，是一個(gè)二端元件，它有兩個(gè)基本特點(diǎn)： （ 1）無論它的外電路如何變化，它兩端的輸出電壓為恒定值 US，或?yàn)橐欢〞r(shí)間的函數(shù) us(t)。 （ 2）通過電壓源的電流雖是任意的，但僅由它本身是不能決定的，還取決于外電路。 電壓 源在電路圖中的符號(hào)如圖 1． 21所示。 直流電壓源的伏安特性如圖 1． 22所示 。 2．實(shí)際電壓源 實(shí)際的直流電壓源可用數(shù)值等于 US的理想電壓源和一個(gè)內(nèi)阻 Ri相串聯(lián)的模型來表示，如圖 1． 23（ a）所示。 電壓源 實(shí)際直流電壓源的端電壓為： U= US UR=USIRi 例 1． 4 圖 1． 24所示電路，直流電壓源的電壓 US=10V。求： 電壓源 （ 1） R=∞時(shí)的電壓 U，電流 I； （ 2） R=10Ω時(shí)的電壓 U，電流 I； （ 3） R→0Ω 時(shí)的電壓 U，電流 I。 解：（ 1） R=∞時(shí)即外電路開路， US為理想電壓源，故 U=US=10V 則 0S ??? RURUI（ 2） R=10Ω時(shí) ， U=US=10V 則 A1A1010S ???? RURUI（ 3） R→0Ω 時(shí)， U=US=10V 則 電壓源 ???? RURUI S 電流源 1．理想電流源 理想電流源簡稱為電流源，是一個(gè)二端元件，它有兩個(gè)基本特點(diǎn)： （ 1）無論它的外電路如何變化，它的輸出電流為恒定值 IS，或?yàn)橐欢〞r(shí)間的函數(shù) iS（ t）。 （ 2）電流源兩端的電壓雖是任意的，但僅由它本身是不能決定的，還取決于外電路。 電流源在電路圖中的符號(hào)如圖 1． 25所示。 直流電流源的伏安特性如圖 1． 26所示。 電流源 2．實(shí)際電流源 實(shí)際直流電流源的輸出電流為： URII 39。iS1??實(shí)際的直流電流源可用數(shù)值等于 IS的理想電流源和一個(gè)內(nèi)阻 Ri‘相并聯(lián)的模型來表示，如圖 1． 27（ a）所示。 電流源 實(shí)際直流電流源的伏安特性，如圖 1． 27（ b）所示。 例 1． 5 圖 1． 28所示電路，直流電流源的電流 IS=1A。求： （ 1） R →∞ 時(shí)的電流 I，電壓 U； （ 2） R=10Ω時(shí)的電流 I，電壓 U； （ 3） R=0Ω 時(shí)的電流 I，電壓 U。 電流源 解：（ 1） R→∞ 時(shí)即外電路開路， IS為理想電流源，故 I=IS=1A 則 ??? IRU（ 2） R=10Ω時(shí)， I=IS=1A 則 V10V101RS ????? IIRU（ 3） R=0Ω時(shí)， I=IS=1A 則 V0V01S ????? RIIRU 電源的等效變換 電源的電路模型有電壓源模型和電流源模型 ， 如圖 1． 29所示 。 在圖 1． 29（ a） 電路中 ， 有： U=USIRi 式中 ， US為電壓源的電壓。 在圖 1． 29（ b） 電路中 ， 有： URII 39。iS1??式中， IS 為電流源的電流。 整理得 ： U=ISRi IRi 實(shí)際電壓源和實(shí)際電流源若要等效互換，其伏安特性方程必相同，則其電路參數(shù)必須滿足條件： Ri= Ri ； US=IS Ri 電源的等效變換 ′ ′ 在進(jìn)行等效互換時(shí)，電壓源的電壓極性與電流源的電流方向參考方向要求一致，也就是說電壓源的正極對(duì)應(yīng)著電流源電流的流出端。 應(yīng)用電源等效互換分析電路時(shí)還應(yīng)注意這樣幾點(diǎn)： （ 1）電源等效互換是電路等效變換的一種方法。 （ 2）有內(nèi)阻 Ri的實(shí)際電源，它的電壓源模型與電流源模型之間可以互換等效；理想的電壓源與理想的電流源之間不便互換。 （ 3）電源等效互換的方法可以推廣運(yùn)用。 例 1． 6 已知 Us1=4V， Is2=2A， R2=，試等效化簡圖 1． 30所示電路。 電源的等效變換 解：在圖 1． 30（ a）中，把電流源 IS2與電阻 R2的并聯(lián)變換為電壓源 US2與電阻 R2的串聯(lián)，電路變換如圖 1． 30（ b） ， 其中 V24V212S22S2 ????? IRU 在圖 1． 30（ b）中，將電壓源 US2與電壓源 US1的串聯(lián)變換為電壓源 US，電路變換如圖 1． 30（ c），其中 US =US2+US1=（ 24+4） V=28V 授課日期 班次 授課時(shí)數(shù) 2 課題： 教學(xué)目的：掌握基爾霍夫電流、電壓定律及其應(yīng)用；掌握支路電流法。 重點(diǎn)： 基爾霍夫電流、電壓定律及其應(yīng)用；支路電流法。 難點(diǎn)： 與重點(diǎn)相同 教具： 多媒體 作業(yè)： P38： ； 自用參考書： 《 電路 》 丘關(guān)源 著 教學(xué)過程 教學(xué)過程： 一 、 復(fù)習(xí)提問 ， 當(dāng)電容元件兩端有電壓時(shí) ， 則其中必有電流通過 ， 這種說法對(duì)嗎 ？ 為什么 ？ 2. 有人說 ， 當(dāng)電感元件兩端電壓為零時(shí) ， 電感中電流也必定為零 ， 這種說法對(duì)嗎 ？為什么 ？ 二 、 新授： ：支路 、 節(jié)點(diǎn) 、 回路 、 網(wǎng)孔 —— 舉例分析 —— 舉例分析 —— 舉例分析 課后小計(jì)： 基爾霍夫定律 支路 將兩個(gè)或兩個(gè)以上的二端元件依次連接稱為 串聯(lián) 。 電路中的每個(gè)分支都稱作 支路 。 節(jié)點(diǎn) 電路中 3條或 3條以上支路的連接點(diǎn)稱為 節(jié)點(diǎn) 。 回路 電路中的任一閉合路徑稱為 回路 。 網(wǎng)孔 平面電路中，如果回路內(nèi)部不包含其它任何支路，這樣的回路稱為網(wǎng)孔。因此，網(wǎng)孔一定是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔 。 基爾霍夫電流定律 KCL定律指出 ：對(duì)電路中的任一節(jié)點(diǎn)，在任一瞬間，流出或流入該節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和為零。即： 0)( ??
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