电工技术
第一章
2、电路模型
开关 电 源
US
S +
– R
负载 连接导线 实际电路
R0
电路模型
将实际电路中的元件用理想电路元件表示、 连接，称为实际电路的电路模型。
电工技术
开关S
镇流器L 启辉器Q
第一章
220V
电容器C 日光灯管R
实际电路
s us +
R C L
电路模型
电工技术
第一章
1.2 电路的主要物理量
UN与额定电流IN或额定功率PN 。必须注意的是，
电气设备或元件的电压、电流和功率的实际值不一
定等于它们的额定值。
例 1-2 ：设图示电路中的电源电压 US=125V ，
端电压 U=115V ，电流 I=4A ，求 PE 、 P 、内阻
R0及UR0?
a R0 + US － b I + U － d R c
电工技术
第一章
第一节
一、实际电路
电路与电路模型
电路：由电气器件或设备，按一定方式连接起来 ，完成能量的传输、转换或信息的处理、传递。 组成：电源、负载和中间环节。
开关S 镇流器L 220V 电容器C 日光灯管R 启辉器Q
日光灯实际电路
电工技术
第一章
二、电路模型
实际电路的 分析方法 用仪器仪表对实际电路进行测量，把 实际电路抽象为电路模型，用电路理 论进行分析、计算。
四、电动势
电动势是衡量外力即非电场力做功能力的物理量， 电动势越大，电源的能力越强。 电源力把单位正电荷从 “-” 极板经电源内部 定义： 移到 “+” 极板所做的功。 大小： 单位： 方向：
dW e dq
W E q
伏特（同电压）
实际方向（低电位 参考方向（任选）
高电位）
电源内部， 电压的实际 方向是正电 荷所受电场 力的方向， 从高指向低 电位，故与 电动势方向 相反！
dw uab dq Wab U ab Q
Uab Ua U b
2.单位： V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）
3.方向： 实际方向（高电位 参考方向（任选）
低电位）
电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处。
与电流方向的处理方法类似， 可任选一方向为电压的参考方向
a + u1 － b a － u2 + b
IS2 U S 220 733A R0 0.3
3．如图1-28所示电路，各电流的参考方向已 设定。已知I1=6A, I2=-2A, I3=4A。试确定I1、 I2、I3的实际方向。
• 解:I1由a点流向b点，I2由b点流向c点，I3由b点流向d 点
6.求图1-29中二端网络的功率。
• 解：（a）P=-UI=-5×2=-10W，发出功率 10W • （b）P=-UI=-5×（-2）=10W，消耗功 率10W • （c）P=UI=-5×（-2）=10W，消耗功率 10W
但是，在电路中各处电压、电流的方向很难事先 判断出来。因此电路内各处电压、电流的实际方向也 就不能事先确定。
为了解决以上的问题，在分析电路之前，首先假
定一个电压或电流方向（参考方向）。
根据参考方向列写电路方程，当计算结果为正时， 实际方向与参考方向一致；当计算结果为负时，实 际方向与参考方向相反。
注意：
第一章
电流的实际方向： 正电荷运动的方向或负电 荷运动的反方向(客观存在） 电流的参考方向： 任意假定
实际方向（2A）
实际方向（2A）
参考方向
参考方向
（参考方向与实际方向相同） （参考方向与实际方向相反）
i 0 ( i 2A)
i 0 ( i 2A)
电工技术
第一章
二、电压
1. 定义： 电场力把单位正电荷从一点移到另一点所做的功。
b
a
i
－ u +
b 非关联方向
(b)
如果采用关联方向，在标示时标出一种即
可。如果采用非关联方向，则必须全部标示。
电工技术
第一章
三、电位 1.定义：在电路中选定一个参考点（注意每次计算只 能选一个相对的参考点），取参考点的电位为零电位， 则电路中某一点与参考点之间的电压就被称为这一点 的电位。
2.单位与电压相同。 如图，选O为参考点， A点电位：
+ U =5V
－
( b)
I= - 2A + U =5V (c) －
P>0，吸收10W功率。
例： I=1A，U1=10V，U2=6V ，U3=4V。求各元件功率，并 分析电路的功率平衡关系。
I
+ U2 －
B
+
U1 A －
+
C U3 －
解：元件A：非关联方向， P1=-U1I=-10×1=-10W，P1<0，产生10W功率; 元件B：关联方向， P2=U2I=6×1=6W，P2 > 0，吸收6W功率;
1. i、u、e 的参考方向可任意假定。但一经选定，分 析过程中不应改变。 2. 电路中标出的方向一律指参考方向。 3. 同一元件的 u、 i 同方向，称为关联参考方向。
+
U
–
I R或 U
I
+
R U
–
I R 或U
I
R
–
+
关联参考方向
–
+
非关联参考方向
五、电能和电功率 电场力在单位时间内所做的 功称为电功率，简称功率。 功率与电流、电压的关系： 关联方向时： p =ui 非关联方向时： p =－ui
U N 220 RN 2.2 I N 100
(4)短路电流为：
I SC U S 240 1200A R0 0 .2
例1-4 ：图示电路已知US=220V，内阻R0=0.3Ω， 导线电阻r=0.4Ω，负载电阻R=8.9Ω，求： （1）电路正常情况下的电流I； （2）负载短路时，电源通过的电流IS1； （3）电源短路时，电源通过的电流IS2。
例： 当ua =3V u1 =1V
ub = 2V时 u2 =－1V
最后求得的u为正值，说明电压的实际方向 与参考方向一致，否则说明两者相反。
对一个元件，电流参考方向和电压参考 方向可以相互独立地任意确定，但为了方便 起见，常常将其取为一致，称关联方向；如 不一致，称非关联方向。
a
i
+ u － (a) 关联方向
分析：电动势与电压的关系
电动势正方向表示电位升 电压正方向表示电位降 例如：
A A
e
B
u
e
B
u
uAB VA VB 5V e VA VB 5V
uAB VA VB 5V e VB VA 5V
ue
u e
在电路的分析计算中，不仅要算出电压、电流 的大小，还要确定这些量在电路中的实际方向。 在复杂电路分析中，必须列写电路方程，如果不知 道电压、电流的方向就写不出电路方程。
dW p dt
p＞0时吸收功率，p＜0时发出功率。
I=2A
+ U =5V
－
( a)
I=- 2A
例1.1：求图示各元件的功率. （a）关联方向， P=UI=5×2=10W， P>0，吸收10W功率。 （b）关联方向， P=UI=5×(－2)=－10W， P<0，产生10W功率。 （c）非关联方向， P=－UI=－5×(－2)=10W，
解：(1)电源发出的功率为：
PE U S I 125 4 500 W
(2)负载吸收的功率为：
P UI 115 4 460W
R0 + US －
a
I + U － R
c
b
d
(3)电源内阻压降为：
U R0 U S U 125115 10V
U R 0 10 （4）电源内阻： R0 2.5 I 4
例 题 1-3 ： 设 图 示 电 路 中 的 电 源 额 定 功 率 PN=22kW，额定电压UN=220V，内阻R0=0.2Ω ，R为可调节的负载电阻。求： （1）电源的额定电流IN； （2）电源开路电压U0C； （3）电源在额定工作情况下的负载电阻RN； （4）负载发生短路时的短路电流ISC。
1、 理想电路元件
实际的电路是由一些按需要起不同作用的元 件或器件所组成，如发电机、变压器、电动机、 电池、电阻器等，它们的电磁性质是很复杂的。
电工技术 例如：一个白炽灯在有电流通过时 消耗电能 （电阻性） R
第一章
i
产生磁场 L 储存磁场能量 （电感性）
忽略L
R
理想电路元件
为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下 常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质， 把它看成理想电路元件。
c
d
三、有载工作状态
电源与负载接成闭合回路，电路便处于有载（通 路）工作状态。
三、有载工作状态
电源与负载接成闭合回路，电路便处于有载（通 路）工作状态。
US I R0 R
a R0 + US － b
I
c
+ U － d R
U IR
U U S IR0
P=UI：电源输出的功率
P PE P
自动化教研室
• 1、理论方面 • （1）掌握交、直流电路分析当中有关的基 本概念、基本定理、定律和基本方法 • （2）理解电路的类型及特点，理解本门课 程的衔接及与后续课程的关系。了解电工 技术的发展概况及发展方向。 • （3）掌握安全用电常识。了解电工仪表的 种类和符号，掌握常用电工仪表的使用方 法和原理。 • （4）掌握变压器的工作原理，三相异步电 动机、控制电动机及控制线路工作原理