无论电阻上的电压电流电阻参考方向是否一致关系式U=Ri恒…

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2012-09-18 12:49 标签： 电压电流电阻
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第一章电路的基本概念和基本定律2013重点解析.ppt109页
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（3）电压：在电场力作用下对单位正电荷所做的功，即 ，它也等于两点之间的电位差Uab＝Va-Vb ,其真实方向是高电位指向低电位，电压的单位是V（伏特） （4）电位：指电路中各点对参考点之间的电压（参考点电位为零）。参考点的位置不同，其他各点的电位不同，但两点之间的电压值不变。 （5）电功率：电路元件在单位时间内吸收或释放的能量，单位是瓦特（W）。 对电源:
（电源发出功率） PO＝ROI2 （电源内部损耗的功率） 对电阻负载:PR＝UI＝RI2是负载吸收功率。 在电压、电流为关联参考方向下，P＝UI 0时，电路元件吸收功率， P＝UI 0时，电路元件提供功率； 在电压、电流为非关联参考方向下，
P＝-UI 0时，电路元件吸收功率，P＝-UI 0时，电路元件提供功率。 3.电阻元件 它的特性就是消耗电能，在任何时刻线性电阻元件二端的电压和电流关系都符合欧姆定律。 4.欧姆定律 （1）部分电路欧姆定律：U＝RI
（2）全电路欧姆定律
5.电路的工作状态 电路有三种工作状态，即有载、断路、短路状态。 有载工作时，电路中为一切电气设备，器件，都不应过载运行。额定值作可以保证设备运行安全，可靠，经济合理，并具有一定的使用寿命。 短路时，电路中产生很大的短路电流，会危害设备的安全，应尽量避免。 断路时，…… 6.电源元件 电压源：电压源的端电压是由电源自身结构决定的，它与流过它的电流大小无关，流过电压源的电流大小取决于与它相连的外电路。 电流源：电流源发出的电流由电源自身结构决定，它与电源两端的电压无关，电流两端的电压大小取决于它相连的外电路
注意：电压源和电流源的等效变换
【习题1】： 在下图中，电压源US
10V，问开关打开时，电阻两端电压
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电工技术第一章 电路的基本概念和基本定律习题解答
导读：第一章电路的基本概念和基本定律，本章是学习电工技术的理论基础，介绍了电路的基本概念和基本定律：主要包括电压、电流，的参考方向、电路元件、电路模型、基尔霍夫定律和欧姆定律、功率和电位的计算等，1．电路的基本概念，（1）电路：电流流通的路径，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成，（2）电路的组成：电源、中间环节、负载，（3）电路的作用：①电能的传输与转换，2．电路元件与电路模型，（
电路的基本概念和基本定律
本章是学习电工技术的理论基础，介绍了电路的基本概念和基本定律：主要包括电压、电流
的参考方向、电路元件、电路模型、基尔霍夫定律和欧姆定律、功率和电位的计算等。
主要内容：
1．电路的基本概念
（1）电路：电流流通的路径，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成
（2）电路的组成：电源、中间环节、负载。
（3）电路的作用：①电能的传输与转换；②信号的传递与处理。
2．电路元件与电路模型
（1）电路元件：分为独立电源和受控电源两类。
①无源元件：电阻、电感、电容元件。
②有源元件：分为独立电源和受控电源两类。
（2）电路模型：由理想电路元件所组成反映实际电路主要特性的电路。它是对实际电路电
磁性质的科学抽象和概括。采用电路模型来分析电路，不仅使计算过程大为简化，而且能更清晰
地反映该电路的物理本质。
（3）电源模型的等效变换
①电压源与电阻串联的电路在一定条件下可以转化为电流源与电阻并联的电路，两种电
源之间的等效变换条件为：US?ISR0或IS?US
②当两种电源互相变换之后，除电源本身之外的其它外电路，其电压和电流均保持与变
换前完全相同，功率也保持不变。
3．电路的基本物理量、电流和电压的参考方向以及参考电位
（1）电路的基本物理量包括：电流、电压、电位以及电功率等。
（2）电流和电压的参考方向：为了进行电路分析和计算，引入参考方向的概念。电流和电
压的参考方向是人为任意规定的电流、电压的正方向。当按参考方向来分析电路时，得出的电流、
电压值可能为正，也可能为负。正值表示所设电流、电压的参考方向与实际方向一致，负值则表
示两者相反。当一个元件或一段电路上的电流、电压参考方向一致时，称它们为关联参考方向。
一般来说，参考方向的假设完全可以是任意的。但应注意：一个电路一旦假设了参考方向，
在电路的整个分析过程中就不允许再作改动。
（3）参考电位：人为规定的电路种的零电位点。电路中某点的电位就是该点与参考点之间
的电压，而电压是两点之间的电位差。电位是相对的，与电位参考点的选取有关；电压是绝对的，与电位参考点的选取无关。
4．电功率及元件性质的判断
（1） 电功率：元件上的电功率等于该元件两端的电压与通过该元件电流的乘积。
电压、电流取关联参考方向时，P = UI或p=ui；
电压、电流取非关联参考方向时，P = -UI或p=-ui
注意引入了参考方向后电压电流本身有正负号。
（2）元件性质的判断
根据电压和电流的实际方向确定某一元件是电源还是负载，即：
若U、I 实际方向相反，即电流从“+”端流出，说明元件发出功率，是电源。
若U、I 实际方向相同，即电流从“-”端流出，说明元件吸收功率，是负载。
5．电路的基本定律
（1）欧姆定律：电阻元件上电流与电压的关系。
U、I为关联参考方向时， U = RI
U、I为非关联参考方向时， U = -RI
在分析电路元件上的电流、电压关系时，一般采用关联参考方向。
（2）基尔霍夫定律：包括电压定律（KVL）和电流定律(KCL)。
①KCL：对电路中的任一结点，在任一瞬时，流入该结点的电流之和等于流出该结点的电流
②KVL：在任一瞬时，从回路中任一点出发，沿回路绕行一周，则在这个方向上电位升之和
等于电位降之和。
KVL和KCL用于任意时刻、任意性质的元件、任意变化的电流和电压，两定律只与电路结
[练习与思考]解答
1-1-1 Uab是否表示a端的电位高于b端的电位？
解：不一定。Uab表示a、b两点之间电压的参考方向为由a指向b，即a 点的参考极性为“+”，
b点的参考极性为“―”。如果Uab&0，则意味着a点实际电位高于b点；如果Uab&0，则意味着a
点实际电位低于b点；
1-1-2 下图1-9a所示是一电池电路，当U=3V，E=5V时，该电池作电源(供电)还是作负载(充电)用？图1-9b也是一电池电路，当U=5V，E=3V时，则又如何？
解：根据图1-9a所示的电路，I?E?U3?5?A??1A ，电流I的实际方向是从电池ER2
U?E3?5?A??1A,电流的实际方向从电池E的正R2的正极流入，因此它实际起到负载的作用（充电）。 根据图1-9 b所示的电路，得到I?
极流出，因此它实际起到电源的作用（供电）。
练习与思考1-1-2图
1-1-3 某白炽灯的电压为220V，功率为100W，问该白炽灯电阻是多大？此时电流是多大？ 1002202
?0.455A ?484?
I?解：R?220100
1-1-4 根据日常观察，电灯在深夜时要比黄昏时亮一些，为什么？
解：黄昏时候并联于电源的负载多，在线路等效电阻上产生的损耗压降就大，发电机输出电压一定时，用户端实际获得的电压就要降低，因此电灯要暗一些。深夜时候并联于电源的负载少，线路上的损耗压降低，用户端实际获得的电压比黄昏时候高，因此电灯相对要亮一些。
当线圈两端的电压为零时，线圈中有无储能？当通过电容器的电流为零时，电容器中有无储能？
2解：线圈两端电压为零，意味着其中流过的电流的变化率为零，但电流不一定为零，Li就1
是电感元件中的磁场能量；电容器中的电流为零，说明其两端电压的变化率为零，但电
1压不一定为零，Cu2就是电容元件中的电场能量。 2
1-2-2如果电感元件的电压电流选取关联参考方向，其电压与电流的关系式为u=Ldi/dt。但如果选为非关联参考方向，这一关系式还成立吗？功率应如何表示？
解：如果电压、电流取非关联参考方向，则u=-Ldi/dt，功率p=-ui。
1-2-3 试求一个10μF的电容元件充电到10V时的电荷及其储存电能。
2解： q?Cu?10?10?6?10?10?4库
21?10?10?6?焦 2
1-2-4 一个理想电压源向外电路供电时，若再并联一个电阻，这个电阻是否会影响原来外电路的响应情况？而一个理想电流源向外电路供电时，若再串联一个电阻，这个电阻是否会影响原来外电路的响应情况？
解：均不影响原来外电路的响应情况。
1-3-1 结点示意图如图1-30所示，已知I1、I2的数值为正值，试问I3的数值为正还是为负，为什么？
解：由KCL得I1+I2+I3=0，I1、I2的数值为正值，则I3的数值为负。
1-3-2 求图1-31中bc两点间的电压Ubc。
解：根据图1-31得， ad间2?电阻的电流为零，所以Uad=0
由推广的KVL定律得
Uab+Uad+Ubc=Udc即10+0+Ubc=3
所以Ubc= -7V。
练习与思考1-3-1图
练习与思考1-3-2图
1-4-1 图1-37所示电路中，若增加电位器RP的数值，则A点电位与灯RL的亮度将如何变化？ 解：Is是理想电流源，增加电位器RP的数值，电路中的电流不变，所以灯RL的亮度不变。由于电路中的电流不变，但电阻值变大，所以A点电位升高。
练习与思考1-4-1图
练习与思考1-4-2图
1-4-2 计算图
1-38电路中A点的电位。
解：VA=20?1?1?30V
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