電路分析基礎(chǔ)知識(shí)(編輯修改稿)
2025-09-01 10:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 功稱為電功率，簡(jiǎn)稱功率。它是描述傳送電能速率的一個(gè)物理量，用符號(hào)表示，即： 在式中，若電壓的單位為伏特，電流的單位為安培，則功率的單位為瓦特，簡(jiǎn)稱為“瓦”。用式計(jì)算電路的功率時(shí)，若電壓、電流的參考方向相關(guān)聯(lián)，則等式的右邊取正號(hào)，即；否則取負(fù)號(hào)，即。當(dāng)時(shí)，表明該元件吸收（消耗）功率，是負(fù)載（或起負(fù)載作用）；當(dāng)時(shí)，表明該元件發(fā)出（產(chǎn)生）功率，是電源（或起電源作用）。根據(jù)能量守恒的原則，在任何一個(gè)電路中，某些元件所產(chǎn)生的功率之和必然等于該電路中其它元件所消耗的功率之和，即，滿足功率平衡條件。當(dāng)已知元件的功率為時(shí)，則在秒內(nèi)消耗的電能為：電能 電能就等于電場(chǎng)力所做的功，單位是焦耳。工程上，常用千瓦小時(shí)作單位，俗稱“度”。例 在圖中，方框代表某一電路元件，其電壓、電流的參考方向如圖中所示，求圖中各元件的功率，并說(shuō)明該元件是吸收還是發(fā)出功率？解題思路：求解前，首先要看清電壓和電流的參考方向是否相關(guān)聯(lián)，若是關(guān)聯(lián)方向則用公式求解，反之用公式求解；其次還要注意電壓和電流自身的正負(fù)值；其三是要記住，無(wú)論電壓和電流的參考方向是否相關(guān)聯(lián)，只要計(jì)算結(jié)果為，則該元件吸收（消耗）功率為負(fù)載元件，若計(jì)算結(jié)果為，則該元件發(fā)出（產(chǎn)生）功率為電源元件。因?yàn)殡妷?、電流的參考方向相關(guān)聯(lián)，所以有 元件吸收功率。因?yàn)殡妷?、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)，所以有 元件發(fā)出功率。因?yàn)殡妷骸㈦娏鞯膮⒖挤较蜿P(guān)聯(lián)，所以有 元件發(fā)出功率。因?yàn)殡妷?、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)，所以有 元件吸收功率。例 在圖所示電路中，方框表示電源或電阻，各元件的電壓和電流的參考方向如圖所示。通過(guò)測(cè)量得知：， ， ，。①試標(biāo)出各電流和電壓的實(shí)際方向。②試求每個(gè)元件的功率，并判斷是電源還是負(fù)載。解題思路：當(dāng)電流或電壓的參考方向與實(shí)際方向相同時(shí)，電流或電壓為正值。若電流或電壓的參考方向與實(shí)際方向相反，則為負(fù)值。本題中均為負(fù)值，與實(shí)際方向相反，其余均為正值，與實(shí)際方向相同。 方框：與均為正值，與實(shí)際方向一致；方框：為正值，與實(shí)際方向一致，為負(fù)值，與實(shí)際方向相反；方框：與均為正值，與實(shí)際方向一致；方框：為正值，與實(shí)際方向一致，為負(fù)值，與實(shí)際方向相反。各電流和電壓的實(shí)際方向（用虛線表示）如圖所示。（2）計(jì)算各元件的功率方框：電壓和電流參考方向一致，代入數(shù)據(jù)得， 該元件吸收功率，為負(fù)載；方框：電壓和電流參考方向一致，代入數(shù)據(jù)得， 該元件發(fā)出功率，為電源；方框：電壓和電流的參考方向不一致，代入數(shù)據(jù)得， 該元件發(fā)出功率，為電源；方框：電壓和電流的參考方向不一致，代入數(shù)據(jù)得，該元件吸收功率，為負(fù)載。例 圖為某電路的一部分，三個(gè)元件中流過(guò)相同電流，已知元件的電壓，試求： 元件的功率，并說(shuō)明是吸收功率還是發(fā)出功率； 若已知元件發(fā)出的功率為，元件吸收的功率為，則元件上的電壓和元件上的電壓各為多少伏特？。解題思路：＋ U3 －acb＋ U1 －＋ U2 －I 元件的電壓的參考方向與電流的參考方向相反，此時(shí)，計(jì)算公式應(yīng)為，代入數(shù)據(jù)得：，該元件吸收功率，為負(fù)載。 元件的電壓的參考方向與電流的參考方向相關(guān)聯(lián)，且發(fā)出功率，則根據(jù)關(guān)聯(lián)方向中，當(dāng)時(shí)，表明該元件發(fā)出（產(chǎn)生）功率知，為負(fù)值，即 ，求得 ；同理，元件的電壓的參考方向與電流的參考方向相關(guān)聯(lián)，吸收功率，則根據(jù)關(guān)聯(lián)方向中，當(dāng)時(shí)元件吸收（消耗）功率知：為正值， 即 ，求得 。 上面三個(gè)例題說(shuō)明了判斷一個(gè)電路中哪個(gè)是電源（或起電源的作用），哪個(gè)是負(fù)載（或起負(fù)載作用）的基本方法。額定值 任何電氣元件和設(shè)備工作時(shí)所消耗的實(shí)際功率都與它們的工作條件有關(guān)，考慮使用的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和壽命，把元器件和設(shè)備安全工作時(shí)所允許的最大電流、電壓和功率分別稱為額定電流、額定電壓和額定功率，統(tǒng)稱為額定值。一般元器件和設(shè)備的額定值都標(biāo)示在明顯位置（或標(biāo)示在產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)和手冊(cè)中）。 元器件或設(shè)備在額定值時(shí)的工作狀態(tài)叫做額定工作狀態(tài)（或稱為滿載狀態(tài)）。在這種工作狀態(tài)下，元器件或設(shè)備的效能得到充分發(fā)揮，能源得到充分利用。 元器件或設(shè)備在低于額定值下的工作狀態(tài)叫做輕載工作狀態(tài)。過(guò)于輕載工作顯然不利于元器件或設(shè)備效能的發(fā)揮，造成能源浪費(fèi)，要注意避免。 元器件或設(shè)備工作在高于額定值時(shí)的狀態(tài)叫做過(guò)載或超載工作狀態(tài)，容易燒毀元器件或設(shè)備，一定要嚴(yán)格禁止這種情況的發(fā)生。第三節(jié) 電路的基本元件電路中理想元件有
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