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1、电工技术电工技术目录目录第第1章电路的基本概念与基本定律章电路的基本概念与基本定律1.1电路的基本组成电路的基本组成1.2电路的基本物理量电路的基本物理量1.3电路中电位的计算电路中电位的计算1.4欧姆定律欧姆定律1.5电路的基本元件电路的基本元件1.6电路的工作状态及设备的额定值电路的工作状态及设备的额定值下一页返回目录目录第第2章电路基本分析方法章电路基本分析方法2.1基尔霍夫定律基尔霍夫定律2.2电源模型的等效变换电源模型的等效变换2.3支路电流法支路电流法2.4节点分析法节点分析法2.5网孔分析法网孔分析法上一页下一页返回目录目录2.6叠加定理叠加定理2.7戴维南定理戴维南定理2.8电
2、路基本分析法典型例题电路基本分析法典型例题第第3章单相正弦交流电章单相正弦交流电3.1正弦量的基本概念正弦量的基本概念3.2正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法3.3基尔霍夫定律的相量形式基尔霍夫定律的相量形式3.4正弦电流电路中的电阻元件正弦电流电路中的电阻元件上一页下一页返回目录目录3.5正弦稳态电路中的电感元件正弦稳态电路中的电感元件3.6正弦稳态电路中的电容元件正弦稳态电路中的电容元件3.7复阻抗、复导纳及其等效变换复阻抗、复导纳及其等效变换3.8正弦稳态电路中的功率与功率因数的提高正弦稳态电路中的功率与功率因数的提高3.9谐振电路谐振电路3.10一般正弦电流电路的计算一般正弦电流电路
3、的计算上一页下一页返回目录目录第第4章三相正弦电路分析章三相正弦电路分析4.1三相正弦交流电源三相正弦交流电源4.2三相电路中负载的连接三相电路中负载的连接4.3三相对称负载电路计算三相对称负载电路计算4.4不对称三相电路的计算不对称三相电路的计算4.5三相电路的功率三相电路的功率上一页下一页返回目录目录第第5章动态电路分析章动态电路分析5.1换路定律换路定律5.2一阶动态电路的分析方法一阶动态电路的分析方法5.3零输入响应和零状态响应零输入响应和零状态响应5.4动态电路的全响应动态电路的全响应上一页下一页返回目录目录第第6章磁路及变压器章磁路及变压器6.1磁路的基本知识磁路的基本知识6.2变
4、压器变压器第第7章交直流电动机章交直流电动机7.1三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理7.2三相异步电动机的启动、调速和制动三相异步电动机的启动、调速和制动7.3直流电动机直流电动机上一页下一页返回目录目录第第8章电动机的继电接触控制章电动机的继电接触控制8.1常用控制电器常用控制电器8.2三相鼠笼式异步电动机的基本控制线路三相鼠笼式异步电动机的基本控制线路第第9章工业企业供电与安全用电章工业企业供电与安全用电9.1发电、输电和配电发电、输电和配电9.2安全用电安全用电9.3静电防护和电气防火、防爆、防雷及触电急救静电防护和电气防火、防爆、防雷及触电急救上一页下一页返回
5、目录目录第第10章电工测量章电工测量10.1常用的直读式电工测量仪表常用的直读式电工测量仪表10.2万用表万用表10.3钳形电流表钳形电流表10.4兆欧表兆欧表10.5接地电阻测量仪接地电阻测量仪10.6仪表的准确度与测量误差仪表的准确度与测量误差上一页返回第第1章电路的基本概念与基本定律章电路的基本概念与基本定律1.1电路的基本组成电路的基本组成1.2电路的基本物理量电路的基本物理量1.3电路中电位的计算电路中电位的计算1.4欧姆定律欧姆定律1.5电路的基本元件电路的基本元件1.6电路的工作状态及设备的额定值电路的工作状态及设备的额定值1.1电路的基本组成电路的基本组成1.1.1电路及电路模
6、型电路及电路模型1.电路的基本概念电路的基本概念 任何实际电路通常是由多种电气设备及元器件组成的，无论是任何实际电路通常是由多种电气设备及元器件组成的，无论是简单电路还是复杂电路，电路中各元件所表征出的电磁现象和能简单电路还是复杂电路，电路中各元件所表征出的电磁现象和能量转换和特征一般都比较复杂。为了便于对电路进行分析和计算，量转换和特征一般都比较复杂。为了便于对电路进行分析和计算，常把实际的元器件加以近似化、理想化，在一定的条件下忽略其常把实际的元器件加以近似化、理想化，在一定的条件下忽略其次要性质，如结构、材料、形状等，用足以表征其主要电磁特性次要性质，如结构、材料、形状等，用足以表征其主
7、要电磁特性的的“模型模型”来表示，即用理想元件来表示。例如，我们用来表示，即用理想元件来表示。例如，我们用“电阻电阻元件元件”这样一个理想电路元件来反映消耗电能的特征，因为当电这样一个理想电路元件来反映消耗电能的特征，因为当电流通过电阻元件时，在它内部进行着把电能转换成热能等不可逆流通过电阻元件时，在它内部进行着把电能转换成热能等不可逆的过程。这样，在电源频率不是很高的电路中，所有的电阻器、的过程。这样，在电源频率不是很高的电路中，所有的电阻器、电炉、电灯、电烙铁等实际元器件，都可以用电炉、电灯、电烙铁等实际元器件，都可以用“电阻元件电阻元件”这个这个模型来近似的表示。常见的电路元件有电阻元件
8、、电容元件、电模型来近似的表示。常见的电路元件有电阻元件、电容元件、电感元件、电压源、电流源。感元件、电压源、电流源。下一页返回1.1电路的基本组成电路的基本组成 由理想元件组成的与实际电气元器件相对应的电路，并用统由理想元件组成的与实际电气元器件相对应的电路，并用统一规定的符号表示而构成的电路，就是实际电路的模型，称为一规定的符号表示而构成的电路，就是实际电路的模型，称为“电路模型电路模型”，也叫实际电路的电路原理图，简称，也叫实际电路的电路原理图，简称“电路图电路图”。综上所述，电路是由电源、负载和中间环节组成，其中电源综上所述，电路是由电源、负载和中间环节组成，其中电源是提供电能的设备，
9、如发电机、信号源等；负载是指用电设备，是提供电能的设备，如发电机、信号源等；负载是指用电设备，如电灯、空调、冰箱等；中间环节是作电源和负载的连接件，如如电灯、空调、冰箱等；中间环节是作电源和负载的连接件，如开关、导线等。开关、导线等。上一页下一页返回1.1电路的基本组成电路的基本组成2.电路的基本组成电路的基本组成（1）电源（供能元件）：为电路提供电能的设备和器件（如电池、发）电源（供能元件）：为电路提供电能的设备和器件（如电池、发电机等）。电机等）。（2）负载（耗能元件）：使用（消耗）电能的设备和器件（如灯泡等）负载（耗能元件）：使用（消耗）电能的设备和器件（如灯泡等用电器件）。用电器件）。
10、（3）控制器件：控制电路工作状态的器件或设备（如开关等）。）控制器件：控制电路工作状态的器件或设备（如开关等）。（4）连接导线：将电器设备和元器件按一定方式连接起来（如各种铜、）连接导线：将电器设备和元器件按一定方式连接起来（如各种铜、铝电缆线等）。铝电缆线等）。上一页下一页返回1.1电路的基本组成电路的基本组成1.1.2电路的作用电路的作用1.实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换2.实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理上一页返回1.2电路的基本物理量电路的基本物理量1.2.1电流及电流的参考方向电流及电流的参考方向1.电流电流 电流是电路中一个具有大小和方向的基本物理量，
11、其定义为在电流是电路中一个具有大小和方向的基本物理量，其定义为在单位时间内通过导体截面的电通量或电荷量。当电流的量值和方单位时间内通过导体截面的电通量或电荷量。当电流的量值和方向都不随时间变化时，称为直流电流，简称直流，直流电流常用向都不随时间变化时，称为直流电流，简称直流，直流电流常用英文大写字母英文大写字母I表示。当量值和方向随着时间按周期性变化的电流，表示。当量值和方向随着时间按周期性变化的电流，称为交流电流，简称交流，常用英文小写字母称为交流电流，简称交流，常用英文小写字母i表示。表示。设在设在t=t2-t1时间内，通过导体横截面的电荷量为时间内，通过导体横截面的电荷量为q=q2-q1
12、，则，则在在t时间内的电流强度可用数学公式表示为时间内的电流强度可用数学公式表示为下一页返回1.2电路的基本物理量电路的基本物理量2.电流的单位电流的单位 在国际单位制（在国际单位制（SI）中，电流的单位为安培（简称安），用）中，电流的单位为安培（简称安），用A表示。常用的单位有千安（表示。常用的单位有千安（kA）、毫安（）、毫安（mA）、微安（）、微安（A）等。）等。3.电流的实际方向电流的实际方向 物理中对基本物理量的实际方向规定：电流是正电荷运动的物理中对基本物理量的实际方向规定：电流是正电荷运动的方向。也就是说，在物理学中，规定电流的方向是正电荷运动的方向。也就是说，在物理学中，规定电
13、流的方向是正电荷运动的方向，即电流的真实方向。如图方向，即电流的真实方向。如图1-4所示。所示。上一页下一页返回1.2电路的基本物理量电路的基本物理量4.电流的参考方向电流的参考方向 设定电流的参考方向是任意假定的电流方向，是任意选定的。设定电流的参考方向是任意假定的电流方向，是任意选定的。若电路分析中计算出的电流值为正值，则说明电流的参考方向与若电路分析中计算出的电流值为正值，则说明电流的参考方向与实际方向相同；若电路分析中计算出的电流值为负值，则说明电实际方向相同；若电路分析中计算出的电流值为负值，则说明电流的参考方向与实际方向相反。于是在指定的电流参考方向下，流的参考方向与实际方向相反。
14、于是在指定的电流参考方向下，电流值的正和负，就可以反映出电流的实际方向。指定参考方向电流值的正和负，就可以反映出电流的实际方向。指定参考方向的用意在于把电流看成代数量。电流的参考方向可以任意指定，的用意在于把电流看成代数量。电流的参考方向可以任意指定，一般用箭头表示，也可以用双下标表示。一般用箭头表示，也可以用双下标表示。上一页下一页返回1.2电路的基本物理量电路的基本物理量1.2.2电压及电压的参考方向电压及电压的参考方向1.电压电压 电压是电路中一个具有大小和方向（极性）的重要物理量，又电压是电路中一个具有大小和方向（极性）的重要物理量，又称其为电压差或电压降，它与电路中的某两点（如称其为
15、电压差或电压降，它与电路中的某两点（如a，b）有关。）有关。电压电压Uab的大小定义为：在电路中，单位正电荷经任意路径由节点的大小定义为：在电路中，单位正电荷经任意路径由节点a运动到节点运动到节点b电场力所做的功。用公式表示为电场力所做的功。用公式表示为上一页下一页返回1.2电路的基本物理量电路的基本物理量2.电压的单位电压的单位 在国际单位制（在国际单位制（SI）中，电压的单位为伏特（简称伏），用）中，电压的单位为伏特（简称伏），用V表示，常用单位还有千伏（表示，常用单位还有千伏（kV）、毫伏（）、毫伏（mV）。）。3.电压的实际方向电压的实际方向 物理中对基本物理量的实际方向规定：电压是高
16、电位指向低物理中对基本物理量的实际方向规定：电压是高电位指向低电位的方向，即电位降低的方向；而电动势是低电位指向高电位，电位的方向，即电位降低的方向；而电动势是低电位指向高电位，即电位升高的方向。即电位升高的方向。电压的方向又称为电压的极性，其定义为如该电场力做功的电压的方向又称为电压的极性，其定义为如该电场力做功的数值为正，则数值为正，则a，b两节点之间的电压为正，反之亦然。两节点之间的电压为正，反之亦然。上一页下一页返回1.2电路的基本物理量电路的基本物理量4.电压的参考方向电压的参考方向 电路中任意设定的电压极性称为电压参考极性。如在分析计电路中任意设定的电压极性称为电压参考极性。如在分
17、析计算电路中得到算电路中得到Uab0，说明电压的真实极性与参考极性一致；反之，说明电压的真实极性与参考极性一致；反之则不一致。则不一致。1.2.3电流和电压的关联参考方向电流和电压的关联参考方向 一个元件的电流或电压的参考方向可以独立地任意指定。如一个元件的电流或电压的参考方向可以独立地任意指定。如果指定流过元件的电流参考方向是从电压正极性的一端指向负极果指定流过元件的电流参考方向是从电压正极性的一端指向负极性的一端，即两者的参考方向一致，则把电流和电压的这种参考性的一端，即两者的参考方向一致，则把电流和电压的这种参考方向称为关联参考方向，如方向称为关联参考方向，如图图1-7所示，即沿电流参考
18、方向为电压所示，即沿电流参考方向为电压降低的参考方向；当两者不一致时，称为非关联参考方向。人们降低的参考方向；当两者不一致时，称为非关联参考方向。人们常常习惯采用关联参考方向。常常习惯采用关联参考方向。上一页下一页返回1.2电路的基本物理量电路的基本物理量关于电流和电压关联参考方向，需注意下面几点：关于电流和电压关联参考方向，需注意下面几点：（1）分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。电流、电压参考方）分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。电流、电压参考方向是任意选择的，但为了分析方便，一般采用电压电流的关联参向是任意选择的，但为了分析方便，一般采用电压电流的关联参考方向。考方向。（2）分
19、析计算电路时，电路图上所标注的均为参考方向。参考方向一）分析计算电路时，电路图上所标注的均为参考方向。参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注（包括方向和符号），在计算经选定，必须在图中相应位置标注（包括方向和符号），在计算过程中不得任意改变。过程中不得任意改变。（3）参考方向设定的不同，其表达式的符号也就不同，但实际方向是）参考方向设定的不同，其表达式的符号也就不同，但实际方向是不变的。不变的。上一页下一页返回1.2电路的基本物理量电路的基本物理量1.2.4电动势电动势 衡量电源做功能力的物理量叫做电源的电动势。常用符号衡量电源做功能力的物理量叫做电源的电动势。常用符号E或或e(t)表示，表
20、示，E表示大小与方向都恒定的电动势（即直流电源的电表示大小与方向都恒定的电动势（即直流电源的电动势），动势），e(t)表示大小和方向随时间变化的电动势，也可简记为表示大小和方向随时间变化的电动势，也可简记为e。电动势的国际单位制为伏特，记做电动势的国际单位制为伏特，记做V。电动势的大小等于电源力把单位正电荷从电源的负极，经过电动势的大小等于电源力把单位正电荷从电源的负极，经过电源内部移到电源正极所做的功。如设电源内部移到电源正极所做的功。如设W为电源中非静电力（电为电源中非静电力（电源力）把正电荷量源力）把正电荷量q从负极经过电源内部移送到电源正极所做的功，从负极经过电源内部移送到电源正极所做
21、的功，则电动势大小为则电动势大小为上一页下一页返回1.2电路的基本物理量电路的基本物理量1.2.5电功率与电能电功率与电能1.电功率电功率 电功率（简称功率）所表示的物理意义是电路元件或设备在电功率（简称功率）所表示的物理意义是电路元件或设备在单位时间内吸收或发出的电能。两端电压为单位时间内吸收或发出的电能。两端电压为U、通过电流为、通过电流为I的任的任意二端元件的功率大小为意二端元件的功率大小为 P=UI 功率的国际单位制单位为瓦特（功率的国际单位制单位为瓦特（W），常用的单位还有毫瓦），常用的单位还有毫瓦（mW）、千瓦（）、千瓦（kW）一个电路最终的目的是电源将一定的电功率传送给负载，负一
22、个电路最终的目的是电源将一定的电功率传送给负载，负载将电能转换成工作所需要的一定形式的能量。即电路中存在发载将电能转换成工作所需要的一定形式的能量。即电路中存在发出功率的器件（供能元件）和吸收功率的器件（耗能元件）。出功率的器件（供能元件）和吸收功率的器件（耗能元件）。上一页下一页返回1.2电路的基本物理量电路的基本物理量 电能是指在一定的时间内电路元件或设备吸收或发出的电能电能是指在一定的时间内电路元件或设备吸收或发出的电能量，用符号量，用符号W表示，其国际单位制为焦尔（表示，其国际单位制为焦尔（J），电能的计算公式），电能的计算公式为为 W=Pt=UIt 通常电能用千瓦小时（通常电能用千瓦
23、小时（kWh）来表示大小，也叫做度（电），）来表示大小，也叫做度（电），即即 1度（电）度（电）=1 kWh=3.6106J 即功率为即功率为1 000 W的供能或耗能元件，在的供能或耗能元件，在1小时的时间内所发小时的时间内所发出或消耗的电能量为出或消耗的电能量为1度。度。上一页返回1.3电路中电位的计算电路中电位的计算1.3.1电位电位 把任意一个节点选定为参考点，则其电位被指定为零电位。把任意一个节点选定为参考点，则其电位被指定为零电位。参考点是任意选取的，参考点电位为零。工程上选择大地、设备参考点是任意选取的，参考点电位为零。工程上选择大地、设备外壳或接地点为参考点。外壳或接地点为参考
24、点。在电路中的电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中各在电路中的电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中各点的电位也将随之改变；电路中两点间的电压值是固定的，不会点的电位也将随之改变；电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而变，即与零电位参考点的选取无关。也就是说，因参考点的不同而变，即与零电位参考点的选取无关。也就是说，若同一电路中参考点选择不同，则同一点或的电位也会不同，若同一电路中参考点选择不同，则同一点或的电位也会不同，但两点间的电位差但两点间的电位差Uab却保持不变。在直流电路中当电源的一个极却保持不变。在直流电路中当电源的一个极接地时，可省略电源不画，而用没有接地极的电
25、位代替电源。接地时，可省略电源不画，而用没有接地极的电位代替电源。下一页返回1.3电路中电位的计算电路中电位的计算求取电路中电位的一般步骤：求取电路中电位的一般步骤：（1）选定电路中某点作为参考点，并规定参考点的电位值为零；）选定电路中某点作为参考点，并规定参考点的电位值为零；（2）标出各电流参考方向并计算；）标出各电流参考方向并计算；（3）计算电路中各点与参考点间的电压即为各点的电位。）计算电路中各点与参考点间的电压即为各点的电位。1.3.2电位与电压的关系电位与电压的关系 电路中某点的电位其实就是该点与参考点之间的电压，即电路中某点的电位其实就是该点与参考点之间的电压，即Ua=Ua0，两点
26、间的电压等于两点间电位之差，即，两点间的电压等于两点间电位之差，即Uab=Ua-Ub上一页下一页返回1.3电路中电位的计算电路中电位的计算1.3.3等电位点等电位点 所谓等电位点是指电路中电位相同的点。所谓等电位点是指电路中电位相同的点。等电位点具有以下特点：等电位点具有以下特点：（1）等电位点之间的电压（电位差）为零。）等电位点之间的电压（电位差）为零。（2）若用导线或电阻元件等无源元件将等电位点连接在一起，则导线）若用导线或电阻元件等无源元件将等电位点连接在一起，则导线或连接元件上没有电流流过，电路的工作状态不变。或连接元件上没有电流流过，电路的工作状态不变。（3）若将两等电位点之间的无电
27、流支路断开，则电路的工作状态也不）若将两等电位点之间的无电流支路断开，则电路的工作状态也不变化。变化。上一页返回1.4欧姆定律欧姆定律 欧姆定律是一条重要的电学定律，是贯穿整个电学的主线。全欧姆定律是一条重要的电学定律，是贯穿整个电学的主线。全面正确地理解和透彻地掌握欧姆定律，是正确解答涉及电学问题面正确地理解和透彻地掌握欧姆定律，是正确解答涉及电学问题的前提和基础。欧姆定律是初中电路计算的桥梁，初中电路的基的前提和基础。欧姆定律是初中电路计算的桥梁，初中电路的基本计算都是通过欧姆定律来过渡的。其中电流、电压、电阻的测本计算都是通过欧姆定律来过渡的。其中电流、电压、电阻的测定与求解是电路计算的
28、三个基本物理量，而这三个基本物理量通定与求解是电路计算的三个基本物理量，而这三个基本物理量通过欧姆定律联系在一起。所谓部分欧姆定律（过欧姆定律联系在一起。所谓部分欧姆定律（VCR）是指流过电）是指流过电路中电阻的电流与加在电阻两端的电压成正比，与电阻的阻值成路中电阻的电流与加在电阻两端的电压成正比，与电阻的阻值成反比。用公式表示（通常取反比。用公式表示（通常取U、I参考方向为关联参考方向）为参考方向为关联参考方向）为返回1.5电路的基本元件电路的基本元件 电路中经常使用的元件一般有电压源、电流源、电阻、电感电路中经常使用的元件一般有电压源、电流源、电阻、电感和电容等。和电容等。表表1-1所示为
29、常用的几种电路元件及其图形符号。所示为常用的几种电路元件及其图形符号。1.5.1电阻元件电阻元件电阻元件是一个二端元件，电阻是电阻元件（电阻器）的简称。电阻元件是一个二端元件，电阻是电阻元件（电阻器）的简称。1.线性电阻线性电阻 线性电阻元件是这样的理想元件：在电压和电流取关联参考线性电阻元件是这样的理想元件：在电压和电流取关联参考方向时，在任何时刻其两端的电压和电流服从欧姆定律（方向时，在任何时刻其两端的电压和电流服从欧姆定律（VCR）U=RI。线性电阻元件的图形符号如。线性电阻元件的图形符号如图图1-13（a）所示。所示。下一页返回1.5电路的基本元件电路的基本元件2.线性电阻的特性线性电
30、阻的特性 线性电阻的特性是伏安特性曲线，为一条过原点的直线，满线性电阻的特性是伏安特性曲线，为一条过原点的直线，满足足U=RI的电阻称为线性电阻。线性电阻的电阻称为线性电阻。线性电阻R是一个与电压和电流无是一个与电压和电流无关的常数。由于电压和电流的单位是伏和安，因此电阻元件的特关的常数。由于电压和电流的单位是伏和安，因此电阻元件的特性称为伏安特性。性称为伏安特性。图图1-13（b）画出了线性电阻元件的伏安特性曲画出了线性电阻元件的伏安特性曲线，它是通过原点的一条直线，直线的斜率与元件的电阻线，它是通过原点的一条直线，直线的斜率与元件的电阻R有关。有关。3.线性电阻元件吸收的功率线性电阻元件吸
31、收的功率电压、电流相关联参考方向，线性电阻元件吸收的功率为：电压、电流相关联参考方向，线性电阻元件吸收的功率为：上一页下一页返回1.5电路的基本元件电路的基本元件1.5.2线性电容存储元件线性电容存储元件 电容是电容元件的简称，是一种能够贮存电场能量的元件，电容是电容元件的简称，是一种能够贮存电场能量的元件，是实际电容器的理想化模型。电容器主要用于交流电路及脉冲电是实际电容器的理想化模型。电容器主要用于交流电路及脉冲电路中，在直流电路中仅起隔断直流电流的作用。只有电容上的电路中，在直流电路中仅起隔断直流电流的作用。只有电容上的电压变化时，电容两端才有电流。在直流电路中，电容上即使有电压变化时，
32、电容两端才有电流。在直流电路中，电容上即使有电压，但压，但i=0，相当于开路，即电容具有隔直作用。其电路符号及其，相当于开路，即电容具有隔直作用。其电路符号及其伏安特性曲线如伏安特性曲线如图图1-14所示。所示。上一页下一页返回1.5电路的基本元件电路的基本元件1.5.3线性电感存储元件线性电感存储元件 电感元件是实际电感器的理想化模型，它具有储存磁场能量电感元件是实际电感器的理想化模型，它具有储存磁场能量的功能。实际电感器是由导线绕制而成的线圈。电感元件常用于的功能。实际电感器是由导线绕制而成的线圈。电感元件常用于交流电路中。为表示载流回路中电流产生磁场的作用，引入电感交流电路中。为表示载流
33、回路中电流产生磁场的作用，引入电感元件。只有电感上的电流变化时，电感两端才有电压。在直流电元件。只有电感上的电流变化时，电感两端才有电压。在直流电路中，电感上即使有电流通过，但路中，电感上即使有电流通过，但u=0，相当于短路。其电路符号，相当于短路。其电路符号及其伏安特性曲线如及其伏安特性曲线如图图1-15所示。所示。上一页下一页返回1.5电路的基本元件电路的基本元件1.5.4独立电压源独立电压源1.电压源电压源 电压源是一个理想元件，它能为外电路提供一定的能量，所以电压源是一个理想元件，它能为外电路提供一定的能量，所以又叫有源元件。凡是端电压可以按照某给定规律变化而与其电流又叫有源元件。凡是
34、端电压可以按照某给定规律变化而与其电流无关的电源，就称为理想电压源，简称为电压源。端电压为无关的电源，就称为理想电压源，简称为电压源。端电压为US，与流过电压源的电流无关，由电源本身确定，电流任意，由外电与流过电压源的电流无关，由电源本身确定，电流任意，由外电路确定。理想电压源的电路符号及伏安特性曲线如路确定。理想电压源的电路符号及伏安特性曲线如图图1-16所示。所示。2.实际电压源模型实际电压源模型 实际电压源一般都包含有内阻，可看成理想电压源与其内阻的实际电压源一般都包含有内阻，可看成理想电压源与其内阻的串联。其伏安特性还得考虑内阻的压降串联。其伏安特性还得考虑内阻的压降U=US-RSI。
35、实际电压源的。实际电压源的电路模型和伏安特性曲线如电路模型和伏安特性曲线如图图1-18所示。所示。上一页下一页返回1.5电路的基本元件电路的基本元件3.电压源的功率电压源的功率 当电压源的端电压当电压源的端电压US与电流与电流IS为关联方向时，电压源吸收的为关联方向时，电压源吸收的功率为功率为P吸吸=USIS；电压源发出的功率为；电压源发出的功率为P发发=USIS；当电压源的端电；当电压源的端电压压US与电流与电流IS为非关联方向时，电流源吸收的功率为为非关联方向时，电流源吸收的功率为P吸吸=-USIS；电流源发出的功率为电流源发出的功率为P发发=USIS。1.5.5独立电流源独立电流源1.电
36、流源电流源 电源除了用电压源模型表示外，还可以用电流源模型来表示。电源除了用电压源模型表示外，还可以用电流源模型来表示。理想电流源是另一种理想二端元件，即电流源输出电流的大小和理想电流源是另一种理想二端元件，即电流源输出电流的大小和方向与其端电压无关。理想电流源也是一个二端理想元件，简称方向与其端电压无关。理想电流源也是一个二端理想元件，简称为电流源。流过电流为为电流源。流过电流为iS，与电源两端电压无关，由电源本身确定，与电源两端电压无关，由电源本身确定，电压任意，由外电路确定。电压任意，由外电路确定。上一页下一页返回1.5电路的基本元件电路的基本元件 理想电流源的电路符号及伏安特性曲线如理
37、想电流源的电路符号及伏安特性曲线如图图1-20所示。所示。在在图图1-21中，电压源的电压和通过电压源的电流的参考方向中，电压源的电压和通过电压源的电流的参考方向取为非关联参考方向，此时，电流源发出的功率为：取为非关联参考方向，此时，电流源发出的功率为：2.实际电流源模型实际电流源模型 实际电流源一般也包含有内阻，可看成理想电流源与其内阻的实际电流源一般也包含有内阻，可看成理想电流源与其内阻的并联，其伏安特性还得考虑内阻的分流并联，其伏安特性还得考虑内阻的分流I=IS-GSU。实际电流源的。实际电流源的电路模型和伏安特性曲线如电路模型和伏安特性曲线如图图1-22所示。所示。上一页下一页返回1.
38、5电路的基本元件电路的基本元件3.电流源的功率电流源的功率 当电流源的端电压当电流源的端电压US与电流与电流IS为关联方向时，电流源吸收的为关联方向时，电流源吸收的功率为功率为P=USIS；电流源发出的功率为；电流源发出的功率为P=USIS；当电流源的端电压；当电流源的端电压US与电流与电流IS为非关联方向时，电流源吸收的功率为为非关联方向时，电流源吸收的功率为P=-USIS；电流；电流源发出的功率为源发出的功率为P=USIS。上一页返回1.6电路的工作状态及设备的额定值电路的工作状态及设备的额定值1.6.1负载的开路（断路）与短路负载的开路（断路）与短路 对于一电阻对于一电阻R，当其电阻值为
39、零，即，当其电阻值为零，即R=0，电流，电流i为任何有限为任何有限值时，其电压值总是为零，即值时，其电压值总是为零，即u=0，这时把它称为，这时把它称为“短路短路”。当其。当其电阻值为无限大，即电阻值为无限大，即R=（无穷大），电压为任何有限值时，其（无穷大），电压为任何有限值时，其电流总是为零，即电流总是为零，即i=0，这时把它称为，这时把它称为“开路开路”。理想导线的电阻。理想导线的电阻值为零。值为零。1.6.2电源的开路与短路电源的开路与短路1.理想电压源的开路与短路理想电压源的开路与短路电压源的开路与短路，如电压源的开路与短路，如图图1-24所示。所示。2.理想电流源的短路与开路理想电
40、流源的短路与开路下一页返回1.6电路的工作状态及设备的额定值电路的工作状态及设备的额定值 当电流源外部端子被短接，电阻为零，电流为电流源电流，当电流源外部端子被短接，电阻为零，电流为电流源电流，其电压等于零时，其电压等于零时，R=0，I=IS，U=0，电流源被视为短路。当电流，电流源被视为短路。当电流源外部端子被断开，电阻呈无穷大，电流为电流源电流，电压也源外部端子被断开，电阻呈无穷大，电流为电流源电流，电压也为无穷大，即为无穷大，即R，I=IS，U，电流源被视为开路。若强迫断，电流源被视为开路。若强迫断开电流源回路，电路模型为病态，理想电流源不允许开路。实际开电流源回路，电路模型为病态，理想
41、电流源不允许开路。实际电流源也不允许开路。电流源也不允许开路。1.6.3电路的工作状态电路的工作状态1.通路（闭路）状态通路（闭路）状态 通路（闭路）：电源与负载接通，电路中有电流通过，电气通路（闭路）：电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换，如设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换，如图图1-25所示。所示。上一页下一页返回1.6电路的工作状态及设备的额定值电路的工作状态及设备的额定值此状态为电路的正常工作状态，其工作电流为：此状态为电路的正常工作状态，其工作电流为：其工作电压为：其工作电压为：上一页下一页返回1.6电路的工作状态及设
42、备的额定值电路的工作状态及设备的额定值2.开路（断路）状态开路（断路）状态 开路（断路）：电路中没有电流通过，又称为空载状态，如开路（断路）：电路中没有电流通过，又称为空载状态，如图图1-26所示。所示。当电路处于开路（断路）状态时，其电流为当电路处于开路（断路）状态时，其电流为I=0，电压为，电压为U=U0C=US，电源输出的功率为，电源输出的功率为P=0。3.短路状态短路状态 短路（捷路）：如短路（捷路）：如图图1-27所示，电源两端的导线直接相连接，所示，电源两端的导线直接相连接，输出电流过大对电源来说属于严重过载，如没有保护措施，电源输出电流过大对电源来说属于严重过载，如没有保护措施，
43、电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。上一页下一页返回1.6电路的工作状态及设备的额定值电路的工作状态及设备的额定值1.6.4电气设备的额定值电气设备的额定值 额定值是制造厂为了使产品能在给定的工作条件下正常运额定值是制造厂为了使产品能在给定的工作条件下正常运行而规定的正常容许值。额定值有额定电压行而规定的正常容许值。额定值有额定电压UN与额定电流与额定电流IN或额或额定功率定功率PN。必须注意的是，电
44、气设备或元件的电压、电流和功率。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。为了保证电气设备和电路元的实际值不一定等于它们的额定值。为了保证电气设备和电路元件能够长期安全地正常工作，设备必须在额定电压、额定电流、件能够长期安全地正常工作，设备必须在额定电压、额定电流、额定功率等条件下工作。额定功率等条件下工作。额定电压额定电压电气设备或元器件在正常工作条件下允许施加电气设备或元器件在正常工作条件下允许施加的最大电压。的最大电压。额定电流额定电流电气设备或元器件在正常工作条件下允许通过电气设备或元器件在正常工作条件下允许通过的最大电流。的最大电流。额定功率额定功
45、率在额定电压和额定电流下消耗的功率，即允许在额定电压和额定电流下消耗的功率，即允许消耗的最大功率。消耗的最大功率。上一页下一页返回1.6电路的工作状态及设备的额定值电路的工作状态及设备的额定值 额定工作状态额定工作状态电气设备或元器件在额定功率下的工作状电气设备或元器件在额定功率下的工作状态，也称满载状态。态，也称满载状态。轻载状态轻载状态电气设备或元器件在低于额定功率下的工作状电气设备或元器件在低于额定功率下的工作状态，轻载时电气设备不能得到充分利用或根本无法正常工作。态，轻载时电气设备不能得到充分利用或根本无法正常工作。过载（超载）状态过载（超载）状态电气设备或元器件在高于额定功率下电气设
46、备或元器件在高于额定功率下的工作状态，过载时电气设备很容易被烧坏或造成严重事故。的工作状态，过载时电气设备很容易被烧坏或造成严重事故。轻载和过载都是不正常的工作状态，一般是不允许出现的。轻载和过载都是不正常的工作状态，一般是不允许出现的。上一页返回表表1-1常用的几种电路元件及其常用的几种电路元件及其图形符号图形符号返回图图1-4电流的实际方向电流的实际方向返回图图1-7关联参考方向与非关联参考方向关联参考方向与非关联参考方向返回图图1-13电阻元件及其伏安特性曲线电阻元件及其伏安特性曲线返回图图1-13电阻元件及其伏安特性曲线电阻元件及其伏安特性曲线返回图图1-14电容元件及其伏安特性曲线电
47、容元件及其伏安特性曲线返回图图1-15电感元件及其伏安特性曲线电感元件及其伏安特性曲线返回图图1-16理想电压源的电路符号及伏安特理想电压源的电路符号及伏安特性曲线性曲线返回图图1-18实际电压源的电路模型和伏安特实际电压源的电路模型和伏安特性曲线性曲线返回图图1-20理想电流源的电路符号理想电流源的电路符号及伏安特性曲线及伏安特性曲线返回图图1-21电流源及其外接电路电流源及其外接电路返回图图1-22实际电流源的电路模型和伏安特实际电流源的电路模型和伏安特性曲线性曲线返回图图1-24电源的开路与短路电源的开路与短路返回图图1-25电路的通路工作状态电路的通路工作状态返回图图1-26电路处于空
48、载状态电路处于空载状态返回图图1-27电路处于短路状态电路处于短路状态返回第第2章电路基本分析方法章电路基本分析方法2.1基尔霍夫定律基尔霍夫定律2.2电源模型的等效变换电源模型的等效变换2.3支路电流法支路电流法2.4节点分析法节点分析法2.5网孔分析法网孔分析法2.6叠加定理叠加定理2.7戴维南定理戴维南定理2.1基尔霍夫定律基尔霍夫定律2.1.1电路分析常用的几个专用名词电路分析常用的几个专用名词1.支路支路 电路中流过同一电流的几个元件相互连接起来的分支称为一条支电路中流过同一电流的几个元件相互连接起来的分支称为一条支路。路。2.节点节点 若以电路中的每个分支作为支路，则三条或三条以上
49、支路的连接若以电路中的每个分支作为支路，则三条或三条以上支路的连接点称为节点。点称为节点。3.路径路径 两节点间的一条通路为一条路径，路径是由支路构成的。两节点间的一条通路为一条路径，路径是由支路构成的。4.回路回路 回路是由支路所组成的闭合路径。回路是由支路所组成的闭合路径。5.网孔网孔 将电路画在平面上，内部不含支路的回路称为网孔。网孔一定是将电路画在平面上，内部不含支路的回路称为网孔。网孔一定是回路，但回路不一定是网孔。回路，但回路不一定是网孔。下一页返回2.1基尔霍夫定律基尔霍夫定律2.1.2基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCL）基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCL）指出：
50、）指出：“在集总参数电路中，任在集总参数电路中，任何时刻对任一节点，所有流出节点的支路电流的代数和恒等于零何时刻对任一节点，所有流出节点的支路电流的代数和恒等于零”。基尔霍夫电流定律，简写为。基尔霍夫电流定律，简写为KCL，对任一节点用数学表达式，对任一节点用数学表达式表示为：表示为：对任一节点，基尔霍夫电流定律（对任一节点，基尔霍夫电流定律（KCL）也可表示为：）也可表示为：上一页下一页返回2.1基尔霍夫定律基尔霍夫定律 即任何时刻，流出任一节点的支路电流等于流入该节点的支即任何时刻，流出任一节点的支路电流等于流入该节点的支路电流。路电流。KCL通常用于节点，但对于包围几个节点的闭合面也是通