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电路与模拟电子技术_第1章 电路的基本概念和基本定律
Ub=Ubd=I3R3=2A×5Ω=10V Ua=Uab+Ubd=I1R1+Ubd=3A×10Ω+10V=40V
或
Ua=Uad=E1=40V
Uc=Ucb+Ubd=I2R2+Ubd=-0.5A×10Ω+10V=5V
1kW×1h=1度电
(1.3)
【例1.3】 有一个电饭锅,额定功率为750W,每天使用 2小时;一台25吋电视机,功率为150W,每天使用4小时; 一台电冰箱,输入功率为120W,电冰箱的压缩机每天工作 8小时。计算每月(30天)耗电多少度? 解: (0.75kW×2 h+0.15kW×4h +0.12kW×8h)×30天 =(1.5度+ 0.6度 +0.96度)×30
P=U I=3V×80mA=240mW=0.24W
结果为正,说明收录机是吸收功率。 电池 流与压是非关联参考方向 P=-U I=-3V×80mA=-0.24W 结果为负,说明电池是发出功率。
【例1.2】 如果例 1.1 题中的电池已经降为 2V, 现将收录 机换为充电器 , 充电电流为- 150mA ,问此时电池的功率 为多少,是吸收功率还是发出功率?充电器的功率为多少, 是吸收功率还是发出功率? 解:电池为非关联 P=-U I=-2V×(-150mA)=0.3W 结果为正吸收功率,电池是充电器的负载。 充电器为关联 P=U I=2V×(-150mA)=-0.3W 结果为负发出功率,充电器是电路中的电源。 规定:1千瓦的用电设备使用1小时消耗的电量为1度电。
图1.12(b)非关联 U=-I R=-2A×6Ω=-12V 图1.12(c)非关联 U=-I R=-2A值,说明图1.12(a)中的电压
实际方向与所标的参考方向一致;图 1.12(b)、(c)电压为负值,
说明图1.12(b)、(c)中的电压实际方向与所标的参考方向相反。
电压等于电路中两点间的电位差 Uab=Ua-Ub
电位是电路中某点到参考点之间的电压
参考点是任意选择的一点“⊥”(零电位点,“接地” 点),
选b点为参考点Ub=0, Uab=Ua-Ub=Ua。
3.电动势E
E是电源力将单位正电荷从低电位点b移动 到高电位点a所做的功
E的方向是从低电位(电源负极)指向高
第 1章 电路的基本概念和基本定律
电路是学习电子技术的基础。
本章主要介绍:
三个物理量 (电流、电压、功率)
三种状态 (开路、负载和短路) 三个定律(欧姆定律、电流定律和电压定律) 一个概念(电位)
1.1 电路
电路是电流流通的路径 1.1.1 电路的作用 电路的作用是进行电能的传输和转换,或是实现信号的 传递和处理。 1.1.2 电路的组成 电路是由某些电气设备和元器件按一定方式连接组成。 电路可分成电源、负载和中间环节三个部分 电源是提供电能的设备,是电路工作的能源,电源的作 用是将非电能转换成电能。 负载是用电设备,是电路中的主要耗电器件。负载的作 用是将电能转换成非电能。 中间环节是指电源与负载之间的部分。
《电路与模拟电子技术》 绪论
本课程是一门实践性较强的专业基础课。 学习目的:掌握电路基础知识和模拟电子的基本理 论及分析方法,为后续课打基础,为工程实践培养 操作技能。
共11章, 1-5章 电路基础知识、6-10章 模拟电 子技术、11章 技能训练及应用实践三个部分。章 末有小结和习题便于自学。
上篇 电路基础知识
电位(电源正极)
1.2.3 功率
电场力在单位时间内所做的功,单位 瓦 W。 关联参考方向:元件上电流和电压的参考方向一致。 P=U I (1.1) 非关联参考方向:电流和电压的参考方向不一致 。 P=-U I (1.2) P>0 吸收功率(消耗功率)为负载; P<0 发出功率(产生功率)为电源。
【例1.1】 有一个收录机供电电路,用万用表测出收 录机的供电电流为80mA,供电电源为3V,忽略电源的内阻 ,收录机和电源的功率各是多少?根据计算结果说明是发 出功率还是吸收功率? 解:收录机 流与压是关联参考方向
忽略电路元器件的次要因素,将其理想化,并用规 定的电气图形符号表示所组成的电路,称为电路
1.1.3 电路模型
1.2 电流、电压、功率 1.2.1 电流
电荷的定向运动形成电流。电流的方向不变为直流I。 方向和大小都变化为交流 i。
1A=103 mA=106μA, 1 kA=103A
规定:正电荷运动的方向为电流的实际方向。
=91.8度
答:每月耗电91.8度
1.3 欧姆定律
流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,与电阻本身成反比。 U I= (1.4) R 式中 R 为电阻,单位为欧姆 Ω ,常用的单位还有 kΩ 和 MΩ (兆 欧),1MΩ=106Ω。 电阻一定时,电压愈高电流愈大;
电压一定,电阻愈大电流就愈小。
根据欧姆定律可以推导出功率与电阻的关系式为: P=U I=I
假设的电流流向称为电流的参考方向。
1.2.2 电压 1.电压
电场力将单位正电荷从电场中的a 点移到b点所做的功, 称其为a、b两点间的电压。直流电压Uab,交流电压uab。 1V=103mV=106μV, 1kV=103V
习惯上把电位降低的方向作为电压的实际方向。 电压实际方向和电压参考方向
2.电压与电位
【例1.5】 一个100W的灯泡,额定电压为220V, 求灯泡的电流和电阻?
P 解: I= U
R=
=
100 220
=0.45A
U = 220 = 489Ω I 0.45
【例1.6】
电路如图1.13 所示,E1=40V、E2=5V、R1=R2=10Ω、R3=5Ω、
I1
=3A、I2=-0.5A、I3=2A。取d点为参考点,求各点的电位及电压Uab 和Ubc。 解:各点的电位 d点为参考点,Ud=0V
U2 2 R= R
(1.5)
在电路分析时,如果电流与电压的参考方向不一致,既为非 关联参考方向时,如图1.12 (b)、(c)所示,欧姆定律的表达式为:
U I=- R
或 U=-I R
(1.6)
【例1.4】 已知图 1.12 中的电阻为 6Ω ,电流为 2A ,求电阻两端 的电压U。
解:图1.12(a)关联 U=I R=2A×6Ω=12V