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单元一： 电路基本定理及基本方法

单元一： 电路基本定理及基本方法. 电路及电路的基本物理量. 电阻与电阻的连接. 电压源、电流源及其等效变换. 叠加定理. 支路电流法. 电阻的测量 直流电桥. 戴维南定理和诺顿定理. 网孔电流法. 基尔霍夫定律. 节点电压法. 电路及电路 的基本物理量. 介绍课程的内容、要求、考核方式，特别是每人单独通过的单项能力考核。. 介绍本次课程要使用的电工实验台的启、停，及直流稳压电源、直流电流表、直流电压表、基尔霍夫定律实验的电路板。. 能力目标.

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单元一： 电路基本定理及基本方法

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  1. 单元一：电路基本定理及基本方法 电路及电路的基本物理量 电阻与电阻的连接 电压源、电流源及其等效变换 叠加定理 支路电流法 电阻的测量 直流电桥 戴维南定理和诺顿定理 网孔电流法 基尔霍夫定律 节点电压法

  2. 电路及电路 的基本物理量

  3. 介绍课程的内容、要求、考核方式，特别是每人单独通过的单项能力考核。介绍课程的内容、要求、考核方式，特别是每人单独通过的单项能力考核。

  4. 介绍本次课程要使用的电工实验台的启、停，及直流稳压电源、直流电流表、直流电压表、基尔霍夫定律实验的电路板。

  5. 能力目标 弄清电路变量的参考方向与实际方向的关系，能够正确使用直流电流表测量电流、用直流电压表测量电压、电位。能对电功率的正负做出正确的解释。

  6. 知识目标 了解电路的作用与组成，掌握电路变量及其参考方向，掌握电功率的计算 .

  7. 任务一：请同学们自己设计一简单直流电路，并请同学介绍电路元件、电路的作用与组成

  8. 电路是电流的流通路径, 它是由一些电气设备和元器件按一定方式连接而成的

  9. 电路的构成 电源、负载、导线、控制和保护装置

  10. 电路的作用 • 实现能量转换和电能传输及分配 (2) 信号处理和传递

  11. 理想电路元件 在一定条件下对实际器件加以理想化, 只考虑其中起主要作用的某些电磁现象 电阻元件 二端元件 电感元件 多端元件 电容元件 电路模型

  12. 任务二：对基尔霍夫电路板上各支路的电流进行测量

  13. I2为负值 ？？？

  14. 电流方向 电流实际方向：规定正电荷运动的方向为电流的实际方向。

  15. 电流的参考方向 为分析电路方便，在未知元件电流实际方向的前提下，常可任意规定某一方向作为电流的参考方向或假定的正方向。

  16. 任务三：对基尔霍夫电路板上各元件的电压进行测量，分别以A、D为参考点测出其余各点的电位任务三：对基尔霍夫电路板上各元件的电压进行测量，分别以A、D为参考点测出其余各点的电位

  17. 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，称为 A、B 两点间的电压。 即

  18. 电压的参考方向 在元件电压未知的情况下，任意选定一个电压的方向称为电压的参考方向

  19. 关联参考方向 元件的电压参考方向与电流参考方向都可以任意选定，当元件的电压参考方向与电流参考方向是一致的, 称为关联参考方向。反之则为非关联参考方向

  20. 分析电路时，首先应该规定电流电压的参考方向。参考方向可任意标定，参考方向标定后，电流、电压、电动势之值可正可负；计算结果存在两种情况： ① “ ＋ ” 说明参考方向与实际方向相同； ② “ － ” 说明参考方向与实际方向相反。

  21. 注意： ①选定参考方向后，不能再更改 ②计算结果的正、负只说明电压（电流）实际方向与参考方向不同，分析时必须与图中参考方向结合起来才有物理意义。

  22. 电位 正电荷在电场中某点所具有的能量与电荷所带电量的比称为该点的电位。电路中的选定某点作为电位零点，此点就是参考点，其它各点电位与参考点的选择有关，某点的电位等于该点与参考点间的电压差。 电路中两点间的电压等于两点间的电位差。

  23. 功率 单位时间内消耗的电能即电场力在单位时间内所做的功。 称为功率。 在直流电路中

  24. 如果电路的电流、电压选用关联参考方向, 则所得的功率应看成电路消耗电功率，此时电路为负载。 计算所得功率为负值时, 表示该电路实际发出功率。此电路为电源。

  25. 如果电流、电压选择非关联参考方向, 则所得的功率应看成该电路发出的功率, 即计算所得功率为正值时, 表示电路实际发出功率; 计算所得功率为负值时, 表示电路吸收功率。

  26. 电能的计算 从t0到t时间内, 电路吸收（消耗）的电能为 直流时， 有

  27. 例 1-1：如图所示为直流电路, U1=4V, U2=-8V, U3=6V, I=4A, 求各元件接受或发出的功率P1、 P2和P3, 并求整个电路的功率P 解 ：P1的电压参考方向与电流参考方向相关联 元件1接受功率 P1=U1I=4×4=16W

  28. P2和P3的电压参考方向与电流参考方向非关联, 元件2发出功率P2=U2I=(-8)×4=-32W (实为接受32W) 元件3发出功率P3=U3I=6×4=24W 整个电路的功率P, 设接受功率为正, 发出功率为负, 故 P=16+32-24=24W（接受24W）

  29. 基尔霍夫定律

  30. 能力目标 • 能正确判断节点、支路及回路，网孔 • 能熟练使用直流电流表、直流电压表. • 能弄清节点电流、回路电压的关系 • 能应用基尔霍夫定律分析解决问题

  31. 知识目标 • 掌握节点、支路及回路网孔的概念，掌握基尔霍夫定律

  32. 请同学根据电路图介绍电路术语 • 支路: • 节点: • 回路: • 网孔:

  33. 支路: 电路中流过同一电流的一个分支称为一条支路 节点: 三条或三条以上支路的联接点称为节点。 回路: 由若干支路组成的闭合路径,其中每个节点只经过一次, 这条闭合路径称为回路。 网孔: 网孔是回路的一种。平面电路中, 在回路内部不另含有支路的回路称为网孔

  34. 流入、流出某节点的电流有何关系？

  35. 任务一：测量图示电路中与节点A相连的各支路电流任务一：测量图示电路中与节点A相连的各支路电流

  36. 总结：流入、流出节点A的电流关系是 • 或 • 即

  37. 基尔霍夫电流定律（KCL） ： • 对电路中的任一节点而言, 任何时刻, 流出（或流入）节点的所有支路电流的代数和恒等于零, 这就是基尔霍夫电流定律, 简写为KCL。

  38. 下图所示，流入流出闭合面内的电流的关系又如何呢？下图所示，流入流出闭合面内的电流的关系又如何呢？ • 请同学们课后用ewb虚拟仿真验证 • 成立吗？

  39. 任务 二：测定任务一电路中各元件的电压 ,求出各回路各元件电压之和

  40. 注意：先给定各元件电压参考方向，其次指定回路绕行方向，当各元件参考方向与绕行方向一致取“+”，反之取“-” • 对回路FADEF • UFA+UAD+UDE+UEF=

  41. 对电路中的任一回路而言, 任何时刻, 沿回路绕行一周, 所有支路电压的代数和恒等于零, 这就是基尔霍夫电压定律,简写为KVL • 基尔霍夫电压定律（KVL） ：

  42. KVL不仅适用于电路中的闭合回路,也适用与任意闭合路径，下图所示电路中，虽然a、b间开路，但有电压存在，计算间的电压时仍可按闭合回路来处理。选回路绕行方向为顺时针方向，则有

  43. 任务三：用KCL、KVL分析电路问题 • 例 ：试计算图示电路中各元件的功率

  44. 解 ： 为计算功率, 先计算电流、电压。 • 元件 1 与元件 2 串联, • 元件 1 发出功率 • 元件 2 接受功率 • 元件 3 与元件 4 串联

  45. 元件 3 发出功率 即吸收25W。 • 取回路cabdc, 应用KVL, 有 得 • 元件 4 接受功率

  46. 取节点a, 应用KCL, 有 • 得 • 取回路adba, 应用KVL, 有 • 得 • 元件5吸收功率

  47. 根据功率平衡: 100=20+25+15+40 • 证明计算无误

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