《电工基础》
第一章 电路的基本概念和基本定律
主要制作：廖芳 2011年9月
第1章 主要内容
知识要点，技能要点，重点、难点 1.1 电路和电路模型 1.2 电路的主要物理量 1.3 电阻元件 1.4 电路的基本定律 1.5 电路的工作状态 1.6 独立电源及其等效变换 1.7 受控源 1.8 负载获得最大功率的条件 第1章 小结
2.电压、电位、电动势及其参考方向 （1）电压 在电场中，单位正电荷从a点移动到b点电场力 所作的功，定义为ab两点间的电压Uab 。
电压的基本单位：伏特（V）。电压的常用单 位：千伏（KV），毫伏（mV），微伏（μV）。
1V＝103 mV ＝106μV＝10-3KV
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1.2 电路的主要物理量
电压的实际方向：从高电位指向低电位。 电压的参考方向：人为规定的方向。 关联参考方向：在外电路中将电流和电压的参考 方向选择为一致的方向，称为关联参考方向；否则 称为非关联参考方向。
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第1章 知识要点
［知识要点］ 1.电路的组成部分及其作用； 2.电路的主要物理量和电阻元件特性； 3.全电路欧姆定律和基尔霍夫定律； 4.电源及其等效变换； 5.电路的工作状态及负载获得最大功率的条件。
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第1章 技能要点
［技能要点］ 1. 指针式万用表与数字万用表的结构与使用； 2. 双踪稳压电源的结构和使用； 3. 基尔霍夫定律在实际电路中的运用； 4. 电路中的实际元件及其实际电路构成。
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第1章 重点、难点
［重点、难点］ 1. 电路组成及其各部分作用； 2. 参考方向； 3．基尔霍夫定律； 4．电源的等效变换。
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1.1 电路及电路模型
➢ 电路及其组成 ➢ 电路模型
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1.1 电路及电路模型
1. 电路及其组成 电路是电流通过的路径。它主要由电源、负载和 中间环节三部分构成。 （1）电源：提供电能的装置，它把非电能转换 成电能。 （2）负载：消耗电能的装置，它把电能转化成 非电能。 （3）中间环节：是用来连接电源和负载，起传 递和控制电能的作用。
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1.2 电路的主要物理量
电位的单位：与电压的单位相同，伏特（V）。
电位与电压的关系:在电路中，任意两点之间的电 位之差，称为这两点的电压。电压也叫电位差。
U ab U a U b Uab: 指a、b两点的电压，方向从a点指向b点。
Ua、Ub: 分别为a点和b点的电位。
∵
U ba U b U a U a U b
∴
U ba U ab
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1.2 电路的主要物理量
（3）电动势 电源电动势的定义：在电源内部，外力将单位正 电荷由负极移到正极所作的功称为电源电动势，用字 母E或US表示，其使用单位也是伏特（V）。 ① 电源电动势的实际方向：从低电位（负极）指 向高电位（正极），与电源电压的实际方向相反。 ② 在电源的内部，电流从低电位流向高电位，与 电源外部的电流实际流向相反。
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1.1 电路及电路模型
2. 电路模型 用理想元件构成的电路叫电路模型。 下图为手电筒电路对应的电路模型，其中理想电 路元件Us代表干电池，S代表开关，R代表小灯泡。
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1.1 电路及电路模型
部分理想电路元件的电路符号：
(a)电阻元件 (b)电感元件 (c)电容元件 (d)理想电压源 (e)理想电流源
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1.2 电路的主要物理量
3.电功率 （1）电能及其转换 电源发出的电能大小：
WS U S Q U S I t WL W
实际工程计算中，电能的单位常常用千瓦·小时 （KW·h）来表示，1千瓦·小时俗称1度电。
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1.2 电路的主要物理量
例1.1 一盏标称值为220V/40W的日光灯，每天 点亮5小时，问每月（按30天计算）消耗多少度电？ 若每度电费为0.60元，问每月需付电费多少元？
(a)实际方向与参考方向相同Βιβλιοθήκη (b) 实际方向与参考方向相反
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1.2 电路的主要物理量
（1）直流电流：方向不随时间而变化的电流，用 大写字母I表示。
（2）交流电流：大小和方向随时间按一定规律变 化的电流，用小写字母i表示。
（a）直流电流（恒定电流）
（b）正弦交流电流
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1.2 电路的主要物理量
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1.1 电路及电路模型
手电筒实际电路
电源内部的电路叫做内电路，电源之外的部分 （负载、开关、连接导线等）叫做外电路。
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1.1 电路及电路模型
按电路功能不同，电路分为电力电路和信号电 路两大类。
（１）电力电路：指能够实现电能传输和转换 功能的电路，其特点是：信号强、功率大，属于 强电范畴。
（２）信号电路：指能够实现信号的传递、处 理和存储功能的电路，其特点是：信号弱、功率 小，属于弱电范畴。
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1.2 电路的主要物理量
➢ 电流及其参考方向 ➢ 电压、电位、电动势及其参考方向 ➢ 电功率
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1.2 电路的主要物理量
1. 电流及其参考方向 电荷的定向运动形成电流。 电流的大小用电流强度I或i来描述，是指单位 时间内，通过导体横截面的电量。即
i或
dq dt
I Q t
电流的基本单位：安培，简称安（A）。电流
的常用单位：毫安（mA），微安（μA）;
1Ａ＝103 mA ＝106μA
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1.2 电路的主要物理量
（1）电流的实际方向：正电荷移动的方向。 （2）电流的参考方向：人为规定的电流方向。 （3）实际方向与参考方向的关系：根据电流的 参考方向进行计算时，若计算结果为正值（I＞0）， 说明电流的实际方向与参考方向相同；若计算结果 为负值（I＜0），说明两者相反。
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1.2 电路的主要物理量
（2）电位 电位：电路中的某点与电位参考点之间的电压。 电位参考点（零电位点）的选定：理论上可以任意 选定。在电工技术中，常选大地为电位参考点；在电 子线路中，一般都把信号的输入端、输出端和电源的 公共端接在一起（有时将该点与机壳相连），并取该 点（通常称为“地”端）作为电位参考点。 要确定电路中的电位，首先要选定电位参考点。 在同一个电路网络中，只能选择一个电位参考点。
解： 220V/40W的日光灯每月消耗的电能为：
40 5 30 6000 W h 6KW h 6度电