【正文】 （消耗）功率之和等于各元件發(fā)出（提供）功率之和，這一規(guī)律稱為電路的功率平衡，即： EP P P???式中： EP EI?，是電源產(chǎn)生的功率； 20P R I? ?，是電源內(nèi)阻上損耗的功率； P UI?，是電源輸出的功率。m W W?? 31 10k W W?對于關聯(lián)參考方向的電路，如圖 (a)，有 P=UI 對于非關聯(lián)參考方向的電路，如圖 (b)，有 P=UI 試判斷如圖所示四個二端網(wǎng)絡的工作狀態(tài)，說明它們是發(fā)出功率（是電源）還是吸收功率（是負載）。 例 113 如圖所示電路中， U=5V， I=1V，求 R=? 解： 5 5( 1 )URAI? ? ? ? ?? 1．電功率 的定義 電功率 (簡稱功率 )所表示的物理意義是電路元件或設備在單位時間內(nèi)吸收或發(fā)出的電能，用符號 P或 p表示。 遵循歐姆定律的電阻稱為線性電阻，它表示該段電路電壓與電流的比值為常數(shù)。 U = I R U = – IR 解： 對圖 (a)有 , U = IR 例： 應用歐姆定律對下圖電路列出式子，并求電阻 R。 歐姆定律的應用 U、 I 參考方向相同時， U、 I 參考方向相反時， R U + – I R U + – I 表達式中有兩套正負號： ① 式前的正負號由 U、 I 參考方向的關系確定； ② U、 I 值本身的正負則說明實際方向與參考 方向之間的關系。 43 6 5( 3 ) 2 ( 6)5bc be e d dcU U U U UU U UV? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ???解： 12 3 73 ( 4) 32af ab be e fU U U U UU U UV? ? ? ?? ? ?? ? ? ??? 在分析和計算電路時，電壓和電流參考方向的假定原則上是任意的，但為簡便起見，需要將電壓與電流的參考方向聯(lián)系起來考慮。 例 112 如圖所示電路中，已知 U2=－ 3V， U3=－ 4V， U5=－ 6V， U6=2V， U7=3V。 若 I = 5A， 則電流從 a 流向 b； 例： 若 I = –5A，則電流從 b 流向 a 。 U實 際 方 向參 考 方 向( + ) ( )( a ) U 0U實 際 方 向參 考 方 向( + )( )( b ) U 0 實際方向與參考方向 一致 ，電流 (或電壓 )值為 正值 ； 實際方向與參考方向 相反 ，電流 (或電壓 )值為 負值 。 I30, 故 I3的實際方向與參考方向相同， I3由 b點流向 d點。 aI1I2I3cbdaI1I2I3cbd解 ： I10, 故 I1的實際方向與參考方向相同， I1由 a點流向 b點。 元件參考方向實際方向 I ＞ 0元件參考方向實際方向 I ＜ 0如果電流的 實際方向 與 參考方向 一致 ，電流為正值，如圖左圖所示； 如果兩者相反，電流為負值，如圖右圖所示。隨時間變化的電流用 i表示，它等于電荷 [量 ]q對時間 t的變化率，即 QIt?0l imtq dqit dt?????? 電流的 實際方向 規(guī)定為正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向。 電路模型 電流及其參考方向 1. 電流 的定義 單位時間內(nèi)通過電路某一橫截面的電荷 [量 ]稱為電流。 電源 是將非電形態(tài)的能量轉換為電能的供電設備，例如蓄電池、發(fā)電機和信號源等； 負載 是將電能轉換成非電形態(tài)能量的用電設備，例如電動機、照明燈和電爐等； 中間環(huán)節(jié) 主要是連接導線 。 內(nèi)部不含電源的網(wǎng)絡稱為 無源網(wǎng)絡 ，含有電源的網(wǎng)絡稱為 有源網(wǎng)絡 。單元一 電路的基礎知識及其分析方法 、電路模型等基本知識； ； 3. 了解實際電源的兩種模型及其等效變換； 4. 理解電路的基本定律并能正確應用； 5. 了解電路的有載工作、開路與短路狀態(tài)， 6. 理解電功率和額定值的意義； 7. 掌握分析電路相關定律定理及各種分析方法； 學習目標 : 單元一 電路的基礎知識及其分析方法 電路的基礎知識 電源的相關知識 電路的基本狀態(tài) 基爾霍夫定律 電路的分析方法 電路的基礎知識 電路 是為了某種需要而將某些電工設備或元件按一定方式組合起來的電流通路。 電路有時又稱 電網(wǎng)絡 ，簡稱 網(wǎng)絡 。 (a) 無源二端網(wǎng)絡 (b) 有源二端網(wǎng)絡 電路及電路的組成和作用 電路由 電源 、 負載 和 中間環(huán)節(jié) 三部分組成。 (1) 實現(xiàn)電能的傳輸與轉換 電源 : 提供 電能的裝置 負載 : 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 升壓 變壓器 降壓 變壓器 電燈 電動機電爐 ... 輸電線 電路的組成和作用 直流電源 直流電源 : 提供能源 信號處理： 放大、調(diào)諧、檢波等 負載 信號源 : 提供信息 放大器 揚聲器 話筒 (2) 實現(xiàn)信號的傳遞和處理 理想 電路元件 理想 有源元件 理想 無源元件 理 想 電 壓 源 理 想 電 流 源 電 阻 R 電 感 L 電 容 C 學習這部分內(nèi)容要注 意掌握每一種元件的 定義及其兩端的電壓、 電流關系。因此，在直流電路中電流用 I 表示，它與電荷 [量 ]Q、 時間 t的關系為 式中 Q的單位為庫 [侖 ](C)； t的單位為秒 (s)； I的單位為安 [培 ](A) ，實用中還有毫安 (mA)和微安 (μA)等。 電流的參考方向 是為分析電路方便，任意假定一 個方向作為電流的方向，在電路圖中用箭頭表示。 例 1 如圖所示，各電流的參考方向已設定，已知 I1=10A, I2=2A, I3=8A，試確定 I I I3的實際方向。 I20, 故 I2的實際方向與參考方向相反， I2由 b點流向 c點。 兩點間的電壓在數(shù)值上等于單位正電荷在電場力作用下，從電路中的一點移至另一點時電場力所做的功。 3. 實際方向與 參考方向的關系 注意： 在參考方向選定后，電流 ( 或電壓 ) 值才有正負之分。 a b R I a b R U + – 若 U = 5V，則電壓的實際方向從 a 指向 b； 若 U= –5V，則電壓的實際方向從 b 指向 a 。 求： U4和 U1，并根據(jù)圖中所示參考極性和已知電壓值，用箭頭虛線標出各電壓的實際方向。 當電壓與電流參考方向一致時，即電流從電壓的“ +”流向“ ”，則稱為關聯(lián)參考方向，如圖(a)(d)所示； 若不一致，則稱為非關聯(lián)參考方向，如圖 (b)(c)所示。 通常取 U、 I 參考方向相同。 對圖 (b)有 , U = – IR Ω326 : ??? IUR所以 Ω326: ?????? IUR所以R U 6V + – 2A R + – U 6V I (a) (b) I –2A 電路端電壓與電流的關系稱為伏安特性。 I/A U/V o 線性電阻的伏安特性 線性電阻的概念： 常數(shù)即： ?? IUR 線性電阻的伏安特性是一條過原點的直線。 在國際單位制（ SI）中，功率單位為瓦特(W)，常用的單位還有毫瓦 (mW)、千瓦 (kW)，它們與 W的換算關系是 31 10 。 例 114 5 2 10P U I W? ? ? ?5 2 10I W? ? ?，為負載（吸收功率） ，為負載（吸收功率） ，為負載（吸收功率） (c) (d) 例 114 ? ?5 2 10P U I W? ? ? ? ? ? ?????(a) ( 5 2) 10I W? ? ? ? ?， 為電源（發(fā)出功率） (b) 解： 在如圖 1117電路 (a)中， Iab=1A，求該元件的功率；電路（ b）中，如元件發(fā)出功率為 5W，試求電流 Iab=? 例 115 (a) 2 1 2ab abP U I W? ? ? ?,為負載（吸收功率） (b)因為 ( 2)ab ab abI I? ? ?又因為發(fā)出功率為 P =5W 所以，有 5 ( 2) abWI? ? ? ?則 ??負號表明電流方向應由 b到 a。 P（ 吸收 ） =P（ 發(fā)出 ） 功率平衡式也可表述為： 4. 額定值 額定值 : 電氣設備在正常運行時的規(guī)定使用值 電氣設備的三種運行狀態(tài) 欠載 (輕載 )： I IN ， P PN (不經(jīng)濟 ) 過載 (超載 )： I IN ， P PN (設備易損壞 ) 額定工作狀態(tài)： I = IN ， P = PN (經(jīng)濟合理安全可靠 ) 1. 額定值反映電氣設備的使用安全性； 2. 額定值表示電氣設備的使用能力。h 即功率為 1000W的供能或耗能元件，在 1小時的時間內(nèi)所發(fā)出或消耗的電能量為 1度。 0ttW uidt? ?通常電能用千瓦小時 (kW J。t=60x120=7200Wh R、 L、 C認知； 電路元件伏安特性的繪制。 一種是電壓的形式，稱為 電壓源 ； 一種是電流的形式，稱為 電流源 。 OS REI ? 若 R0 RL ， U ? E ， 可近似認為是理想電壓源。 對直流電壓，有 U ? E。 特點 : (1) 內(nèi)阻 R0 = 0 I E + _ U + _ 設 E = 10 V，接上 RL 后，恒壓源對外輸出電流。 由上圖