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1、1.2 1.2 电路的基本定律电路的基本定律一、电阻元件和欧姆定律一、电阻元件和欧姆定律二、基尔霍夫定律二、基尔霍夫定律 KCL电流定律电流定律 KVL电压定律电压定律三、理想有源元件三、理想有源元件四、电源的基本状态四、电源的基本状态一、电阻元件和欧姆定律一、电阻元件和欧姆定律1.1.理想电阻元件理想电阻元件ABC定义定义物理量物理量关系关系实物实物R电路中消耗电路中消耗电能的元件电能的元件是单一参数是单一参数元件元件线性元件线性元件电阻电阻ABC定义定义物理量物理量关系关系实物实物R电阻电阻R=u/i在直流电路中，在直流电路中，R=U/I单位：欧姆（单位：欧姆（）P=UI=U2/R=RI2
2、1.1.理想电阻元件理想电阻元件ABC定义定义物理量物理量关系关系实物实物1.1.理想电阻元件理想电阻元件电阻按材料分一般有：碳膜电阻、金属膜电阻、电阻按材料分一般有：碳膜电阻、金属膜电阻、水泥电阻、线饶电阻等。水泥电阻、线饶电阻等。一般的家庭电器使用碳膜电阻较多，因为它成一般的家庭电器使用碳膜电阻较多，因为它成本低廉。本低廉。金属膜电阻精度要高些，使用在要求较高的设金属膜电阻精度要高些，使用在要求较高的设备上。备上。水泥电阻和线饶电阻都是能够承受比较大功率水泥电阻和线饶电阻都是能够承受比较大功率的的.线饶电阻的精度也比较高，常用在要求很高的线饶电阻的精度也比较高，常用在要求很高的测量仪器上。
3、测量仪器上。小功率碳膜和金属膜电阻，一般都用色环表示小功率碳膜和金属膜电阻，一般都用色环表示电阻阻值的大小。电阻阻值的大小。色环电阻分为四色环和五色环色环电阻分为四色环和五色环.四色环四色环:黑黑0 0 棕棕1 1 红红2 2 橙橙3 3 黄黄4 4 绿绿5 5 蓝蓝6 6 紫紫7 7 灰灰8 8 白白9 9 金、银表示误差金、银表示误差各色环表示意义如下：各色环表示意义如下：第一条色环：阻值的第一位数字；第一条色环：阻值的第一位数字；第二条色环：阻值的第二位数字；第二条色环：阻值的第二位数字；第三条色环：第三条色环：1010的幂数；的幂数；第四条色环：误差表示第四条色环：误差表示。例如：电阻
4、色环：棕绿红金例如：电阻色环：棕绿红金第一位：第一位：1 1；第二位：第二位：5 5；1010的幂为的幂为2 2（即（即100100）；）；误差为误差为5%5%即阻值为：即阻值为：15X100=150015X100=1500欧千欧欧千欧=1.5K=1.5K精确度更高的精确度更高的“五色环五色环”电阻，用五条电阻，用五条色环表示电阻的阻值大小，具体如下：色环表示电阻的阻值大小，具体如下：第一条色环：阻值的第一位数字；第一条色环：阻值的第一位数字；第二条色环：阻值的第二位数字；第二条色环：阻值的第二位数字；第三条色环：阻值的第三未数字；第三条色环：阻值的第三未数字；第四条色环：阻值乘数的第四条色环
5、：阻值乘数的1010的幂数；的幂数；第五条色环：误差（常见是棕色，误差第五条色环：误差（常见是棕色，误差为为1%1%）四色环电阻误差为四色环电阻误差为5-10%5-10%，五色环常为，五色环常为1%1%，精度提高了。，精度提高了。例如：有电阻：黄紫红澄棕例如：有电阻：黄紫红澄棕前三位数字是：前三位数字是：472472第四位表示第四位表示1010的的3 3次方，即次方，即10001000阻值为：阻值为：472X1000472X1000欧欧=472=472千欧（即千欧（即472K472K）注意注意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中用欧姆定律列方程时，一定要在图中 标明标明参考方向参考方向。(1)内
6、容：流过电阻内容：流过电阻 R 的电流与电阻两端的的电流与电阻两端的 电压电压 U 成正比。成正比。(2)表达式：表达式：I 与与 U 的方向一致的方向一致RIU+_2.2.欧姆定律欧姆定律 I 与与 U 的方向不一致的方向不一致 “+”、“”号的含义：号的含义：式中式中“+”、“”号是对电压电流参考方向是否一号是对电压电流参考方向是否一 致而言；致而言；I、U本身数值也有本身数值也有“+”、“”号之分，是由物号之分，是由物 理量所设参考方理量所设参考方 向与实际方向是否一致决定。向与实际方向是否一致决定。RUI_+RUI+_(3)广义欧姆定律广义欧姆定律 (支路中含有电动势时的欧姆定律支路中
7、含有电动势时的欧姆定律)当当 UabE 时，时，I 0 表明方向与图中参考方向一致。表明方向与图中参考方向一致。当当 UabE 时，时，I 0 表明方向与图中参考方向相反。表明方向与图中参考方向相反。E+_baIUabR+_电电路路元元件件U、I 之之间间函函数数关关系系，表表现现在在直直角角坐标系中。坐标系中。线性电阻伏安特性曲线为一通过原点的直线。线性电阻伏安特性曲线为一通过原点的直线。I(A)U(V)0(4)伏安特性曲线伏安特性曲线二、基尔霍夫定律二、基尔霍夫定律 用用来来描描述述电电路路中中各各部部分分电电压压或或各各部部分分电电流流间间的的关关系系,其其中中包包括括克克氏氏电电流流和
8、和克克氏氏电电压压两个定律。两个定律。名词注释：名词注释：节点：节点：三个或三个以上支路的联结点三个或三个以上支路的联结点支路：支路：电路中每一个分支电路中每一个分支回路：回路：电路中任一闭合路径电路中任一闭合路径网孔：网孔：内部不含支路的回路内部不含支路的回路支路：支路：ab、ad、.（共（共6条）条）回路：回路：abda、bcdb、.（共（共7 个）个）节点：节点：a、b、.(共共4个）个）例例I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-1 1、KCLKCL电流定律（节点电流定律）电流定律（节点电流定律）对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于对任何节点，在任
9、一瞬间，流入节点的电流等于由节点流出的电流。或者说，在任一瞬间，一个节由节点流出的电流。或者说，在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为点上电流的代数和为 0。I1I2I3I4KCL电电流定律的流定律的依据依据：电流的连续性：电流的连续性 I=0即：即：例例或或：电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。例例I1+I2=I3例例I=0KCLKCL电流定律的扩展电流定律的扩展广义节点广义节点I=?I1I2I3E2E3E1+_RR1R+_+_R2 2、KVLKVL电压定律电压定律回路电压定律回路电压定律 对对电电路路中中的的任任一一回回路路，沿沿任任意意循循行行方方向
10、向转转一一周周，其电位升等于电位降。或，电压的代数和为其电位升等于电位降。或，电压的代数和为 0。例如：例如：回路回路 a-d-c-a电位升电位升电位降电位降即：即：或：或：I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-电位升电位升电位降电位降E+_RabUabI推广：推广：KVL电压定律也适合开口电路。电压定律也适合开口电路。注意：注意：电路开口，但电压回路闭合。电路开口，但电压回路闭合。例例讨论题讨论题求：求：I1、I2、I3 能否很快说出结果能否很快说出结果？1+-3V4V1 1+-5VI1I2I3三、理想有源元件三、理想有源元件理想电压源理想电流源本身功耗忽略
11、不计，本身功耗忽略不计，只起产生电能的作用只起产生电能的作用电压源：电压源：实际电源电动势与其内阻串联构成的一段电路。实际电源电动势与其内阻串联构成的一段电路。+-ERO+US-+-ERO+US-RI内阻内阻RO=0，即为恒即为恒压源压源电流源：电流源：定值电流与内阻并联构成的一段电路。定值电流与内阻并联构成的一段电路。ISRO+-UI内阻内阻RO=，即为恒即为恒流源流源ISRO+-UI1.1.理想电压源（恒压源）理想电压源（恒压源）特点特点输出电压输出电压是由它本身确定是由它本身确定的的定值定值，与输出，与输出电流和外电路情电流和外电路情况无关。况无关。输出电流输出电流不是定值，与输不是定值
12、，与输出电压和外电路出电压和外电路情况有关。情况有关。凡是与恒压源并联的元件凡是与恒压源并联的元件电压为恒定电压。电压为恒定电压。.理想电流源（恒流源）理想电流源（恒流源）输出电流输出电流是由它本身确定是由它本身确定的的定值定值，与输出，与输出电压和外电路情电压和外电路情况无关。况无关。输出电压输出电压不是定值，与输不是定值，与输出电流和外电路出电流和外电路情况有关。情况有关。特点特点 凡是与恒流源串联的元件凡是与恒流源串联的元件电流为恒定电流。电流为恒定电流。四、四、电源的基本状态电源的基本状态 有载工作、空载、短路。有载工作、空载、短路。伏安特性伏安特性IUUE 1、电源有载工作、电源有载
13、工作（开关闭合）（开关闭合）电压与电流关系电压与电流关系 R0 R时，时，U UE IUROUERdc+-ba+_R0R单位：单位：W、kW 式中：式中：PE=UEI 是电源产生的功率是电源产生的功率 P=R0I2 是电源内阻上所损耗的功率是电源内阻上所损耗的功率 P=UI 是电源输出的功率是电源输出的功率 功率与功率平衡功率与功率平衡 IUROUERdc+-ba+_ 电源与负载的判别电源与负载的判别 电源：电源：和的实际方向和的实际方向相反相反，电流从电源，电流从电源“+”“+”端流出，发出功率。端流出，发出功率。负载：负载：和的实际方向和的实际方向相同相同，电流从电源，电流从电源 “+”“
14、+”端流入，取用功率。端流入，取用功率。IUROUERdc+-ba+_方法一：方法一：由电压电流的实际方向判别由电压电流的实际方向判别 方法二：由方法二：由 U、I 参考方向判别参考方向判别参考方向参考方向实际方向方向 当当U和和I I参考方向选择一致的前提下参考方向选择一致的前提下若若 P=UI 0“吸收功率吸收功率”（负载）（负载）aUb+_IR若若 P=UI 0“发出功率发出功率”（电源）（电源）aIUb+-+_ 当当U和和I I参考方向选择不一致的前提下参考方向选择不一致的前提下“吸收功率吸收功率”（负载）（负载）aUb+_IR若若 P=UI 0IUb+-+_若若 P=UI 0“发出功率发出功率”（电源）（电源）2、电源开路（开关断开）、电源开路（开关断开）I=0U=U0=UEP=0 IUROUERdc+-ba+_PE=0，P=0开路电压开路电压 3、电源短路、电源短路 U=0I=IS=UE/R0P=0 PE=P=R0I2,IUROUERdc+-ba+_短路电流短路电流