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总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回第第1 1章章 直流电路直流电路1.11.1 电路的基本概念及基本定律电路的基本概念及基本定律电路的基本概念及基本定律电路的基本概念及基本定律1.21.2 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法1.31.3 电容器电容器电容器电容器总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回第第1 1章章 直流电路直流电路本章要求本章要求本章要求本章要求:理解电路的基本概念，理解电路的基本概念，理解电路的基本概念，理解电路的基本概念，掌握电路的基本定律掌握电路的基本定律掌握电路的基本定律掌握电路的基本定律掌握电路中电位的意义及计算掌握电路中电位的意义及计算掌握电路中电位的意义及计算掌握电路中电位的意义及计算理解电源的等效变换法，理解电源的等效变换法，理解电源的等效变换法，理解电源的等效变换法，掌握电阻串并联的特掌握电阻串并联的特掌握电阻串并联的特掌握电阻串并联的特点及电路的计算点及电路的计算点及电路的计算点及电路的计算了解电容器的充放电特性，理解电容了解电容器的充放电特性，理解电容了解电容器的充放电特性，理解电容了解电容器的充放电特性，理解电容C C C C的意义的意义的意义的意义总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回1.1 电路的基本概念及基本定律电路的基本概念及基本定律 电路是电流的通路电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。或电路元件按一定方式组合而成。1.1.1 电路概述电路概述1.1.电路的作用电路的作用电路的作用电路的作用（1 1）电能的产生、传输控制和转换）电能的产生、传输控制和转换）电能的产生、传输控制和转换）电能的产生、传输控制和转换 电工电工电路电路总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页（2 2）电信号的产生、传输处理和变换）电信号的产生、传输处理和变换）电信号的产生、传输处理和变换）电信号的产生、传输处理和变换2.2.电路的组成电路的组成电路的组成电路的组成电子电子电路电路电源电源负负载载中间中间环节环节信号源信号源负负载载处理处理电路电路返回返回3.3.电路模型电路模型电路模型电路模型基本的理想元件有如下基本的理想元件有如下五种五种：理想元件理想元件是指只有一种是指只有一种电磁性磁性质的假想元件。的假想元件。电阻元件阻元件是具有消耗是具有消耗电能性能性质的假想元件，其性的假想元件，其性质用用参数参数R表示；表示；总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回电感元件感元件是具有将是具有将电能能转换成磁成磁场能并能并储存起来性存起来性质的假想元件，其性的假想元件，其性质用用参数参数L表示；表示；电容元件容元件是具有将是具有将电能能转换成成电场能并能并储存起来性存起来性质的假想元件，其性的假想元件，其性质用用参数参数C表示；表示；理想理想电压源源的的输出出电压恒定不恒定不变，也称，也称为恒恒压源，源，其恒其恒压性用性用E或或US表示；表示；理想理想电流源流源的的输出出电流恒定不流恒定不变，也称，也称为恒恒压源，源，其恒流性用其恒流性用IS表示；表示；将将实际元件用理想元件或其元件用理想元件或其组合等效替代，所得合等效替代，所得到的到的电路称路称为实际电路的路的电路模型，路模型，简称称电路。路。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回汽车照明电路的电路模型汽车照明电路的电路模型1.1.电流电流电流电流大小：大小：单位位时间内通内通过导体横截面的体横截面的电荷量。荷量。电流是流是电荷在荷在电场力的作用下作定向运力的作用下作定向运动形成的形成的,其大小和方向都与其大小和方向都与电荷有关。荷有关。1.1.2 电路的基本物理量电路的基本物理量直流直流交流交流单位：位：A、KA、mA、A实际方向：方向：正正电荷的运荷的运动方向。方向。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回2.2.电压电压电压电压大小：大小：在电路中，任意两点在电路中，任意两点a、b的电压的电压Uab等于等于电场力将力将单位位正正电荷从荷从a点移到点移到b点所做的功。点所做的功。直流直流交流交流单位：位：V、KV、mV实际方向：方向：高高电位位 低低电位即位即电位降落的方向。位降落的方向。电荷运荷运动回路回路总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回3.3.电动势电动势电动势电动势大小：大小：电源的电动势电源的电动势Eba等于等于电源力将单位正电荷从负极电源力将单位正电荷从负极b b经电源内部移到正极经电源内部移到正极a a所做的所做的功。功。单位：位：V、KV、mV实际方向：方向：低低电位位 高高电位即位即电位升位升高高的方向。的方向。电荷运荷运动回路回路电流流的的实际方向方向可用可用箭箭头、双下、双下标；电压、电动势用用正正负极性、箭极性、箭头、双下、双下标。Iab总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回（1 1）电流、电压、电动势的参考方向）电流、电压、电动势的参考方向）电流、电压、电动势的参考方向）电流、电压、电动势的参考方向参考方向的表示方法：参考方向的表示方法：总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回参考方向：参考方向：在分析、计算电路时，人为在分析、计算电路时，人为假定的方向。假定的方向。aRbIE+_ U+_电流：电流：电压、电动势电压、电动势：Iab 双下标双下标箭箭 标标abRIUab 双下标双下标Eba正负极性正负极性+abUE+_（2 2）实际方向与参考方向的关系）实际方向与参考方向的关系）实际方向与参考方向的关系）实际方向与参考方向的关系总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 实际方向与参考方向实际方向与参考方向一致一致，电量值为，电量值为正值正值；实际方向与参考方向实际方向与参考方向相反相反，电量值为，电量值为负值负值。若若 I=5A，则电流从则电流从 a 流向流向 b；若若 I=5A，则电流从则电流从 b 流向流向 a。若若 U=5V，则电压的实际方向则电压的实际方向从从 a 指向指向 b；若若 U=5V，则电压的实际方向则电压的实际方向从从 b 指向指向 a。例：例：abRIabRU+（2 2）实际方向与参考方向的关系）实际方向与参考方向的关系）实际方向与参考方向的关系）实际方向与参考方向的关系总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回若若 E=5V，则电动势的实际方则电动势的实际方向从向从 b指向指向 a；若若 E=5V，则电动势的实际方则电动势的实际方向从向从 a指向指向 b。+abE注意：注意：在参考方向选定后，电流在参考方向选定后，电流、电压、电压、电动势的值、电动势的值才有正负之分。才有正负之分。在电路分析中，如果没有特别指明，所标的电量在电路分析中，如果没有特别指明，所标的电量方向均指参考方向。方向均指参考方向。4.4.导体的电阻导体的电阻导体的电阻导体的电阻总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回电阻电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量。是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量。电阻定律电阻定律电阻定律电阻定律说明：说明：不同的导体其电阻率不同，用途也不同。不同的导体其电阻率不同，用途也不同。导体电阻还与温度有关，通常用导体电阻还与温度有关，通常用电阻温度系数电阻温度系数表示。部分导体电阻率和温度系数如表示。部分导体电阻率和温度系数如下页下页表表所示。所示。l导体长度（导体长度（m）；）；S导体截面积导体截面积(m2);导体电阻率导体电阻率（m）单位：单位：、K、M总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回材料材料名称名称电电阻率阻率/m电电阻温度系数阻温度系数/1/用途用途 银银铜铜铝铝0.016510-60.017510-60.028310-60.00380.00400.0042导线导线线线圈圈引引线线触点触点 锰铜锰铜康康铜铜镍铬镍铬铁铬铝铁铬铝碳碳 0.4210-60.40.51 10-61.110-61.410-610.010-6 0.0000050.0000050.000130.00005-0.0005 电电阻器阻器电热丝电热丝部分导体的电阻率部分导体的电阻率部分导体的电阻率部分导体的电阻率 和电阻温度系数和电阻温度系数和电阻温度系数和电阻温度系数1.1.3 欧姆定律欧姆定律总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回1.1.部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律U、I 参考方向参考方向相同相同时，时，U、I 参考方向参考方向相反相反时，时，通常取通常取 U、I 参考方向相同，参考方向相同，称为关联参考方向。称为关联参考方向。RU+IRU+I总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回解：解：对图对图(a)有有,I=U/R例：例：例：例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。对图对图(b)有有,I=U/RRU6V+2AR+U6V Ia)b)I2A总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回2.2.全电路欧姆定律全电路欧姆定律全电路欧姆定律全电路欧姆定律E、I 参考方向参考方向相同相同时，时，E、I 参考方向参考方向相反相反时，时，通常取通常取 E、I 参考方向相同。参考方向相同。RL R0EI U RL R0EI U 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回解：解：例例例例：已知已知 E=3V，R0=0.4,RL=9.6 ,求电流求电流I、内、内阻压降阻压降IR0及电源端电压及电源端电压U。RL R0EI U RL R0EI U 1.1.4 功率及其计算功率及其计算总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回1.1.实际方向下功率的计算实际方向下功率的计算实际方向下功率的计算实际方向下功率的计算 电功：功：t时间内，内，电场力（或力（或电源力）做的功，源力）做的功，用用WR(或或WE)表示表示。根据根据电压定定义单位位时间内内电场力（或力（或电源力）所做的功源力）所做的功称称为电功率，用功率，用PR（或（或PE）表示）表示。根据根据电动势定定义 电阻的功率阻的功率 电源的功率源的功率总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回功率单位：功率单位：瓦（瓦（W）、千瓦（、千瓦（KW）、毫瓦）、毫瓦(mW)电功功单位：位：焦（焦（J），千瓦），千瓦时（kW h)1kW h=3.6106J2.2.参考方向下功率的计算参考方向下功率的计算参考方向下功率的计算参考方向下功率的计算U、I 参考方向参考方向相同相同时，时，U、I 参考方向参考方向相反相反时，时，P0 元件吸收功率，是负载元件吸收功率，是负载P0 元件发出功率，是电源元件发出功率，是电源。正负值的意义：正负值的意义：IAU+IBU+总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回解：解：对图对图(a)有有,P=UI=-10W，A发出功率，是发出功率，是电源电源。例例例例：计算图中各元件的功率，并指出各元件的性质。计算图中各元件的功率，并指出各元件的性质。对图对图(b)有有,P=UI=20W，B吸收功率，是吸收功率，是负载负载。I-1AAU10V+a)b)I2AB+U-10V总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回3.3.电流的热效应电流的热效应电流的热效应电流的热效应电流的流的热效效应：电流通流通过金属金属导体会体会发热的的现象象。电流流热效效应应用广泛。用广泛。汽汽车上的照明灯、熔断器上的照明灯、熔断器、双金属片式断路器、双金属片式断路器、电热式机油式机油压力表和水温表力表和水温表的指的指针偏偏转等。等。焦（焦（J）电流流热效效应的存在容易使的存在容易使导线发热，老化，老化绝缘外外皮，皮，严重重时引起漏引起漏电或短路事故。或短路事故。焦耳定律：焦耳定律：电流通流通过金属金属导体体产生的生的热量量Q与与电流流的平方的平方I2、导体体电阻阻R 以及通以及通电时间t 成正比。成正比。1.1.5 电路的三种状态电路的三种状态总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回1.1.通路通路通路通路 通路：通路：电流通过电源电流通过电源和负载形成回路的状态。和负载形成回路的状态。U IR0RL ES 通路状态下，电源被接通路状态下，电源被接上负载，此时电源的工作上负载，此时电源的工作状态称为状态称为有载状态有载状态。2.2.开路（断路）开路（断路）开路（断路）开路（断路）开路：开路：电路中的某处被断开时的状态。电路中的某处被断开时的状态。特征：特征：电路中没有电流流动。电路中没有电流流动。电源的负载被断开，此时的电源状态称电源的负载被断开，此时的电源状态称空载状态空载状态。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回开路可以分为控制性开路和故障性开路。开路可以分为控制性开路和故障性开路。控制性开路控制性开路是利用开关将处于通路状态的电路是利用开关将处于通路状态的电路断开。断开。故障性开路故障性开路是一种突发性、意想不到的断路状是一种突发性、意想不到的断路状态。态。例如，在汽车电路中，电源与负载之间的连接线例如，在汽车电路中，电源与负载之间的连接线松脱，负载与导体的金属部分接触不良，都会引松脱，负载与导体的金属部分接触不良，都会引起断路故障。所以在接线时要牢固可靠，尽量避起断路故障。所以在接线时要牢固可靠，尽量避免断路故障发生。免断路故障发生。在汽在汽车电路路发生断路故障生断路故障时，通常用，通常用试灯或万灯或万用表（直流用表（直流电压挡）去）去寻找找电路的断路点。路的断路点。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 方法：方法：将试灯一端（或电压表负表笔）接在电源将试灯一端（或电压表负表笔）接在电源负极，另一端依次触及电路接线点负极，另一端依次触及电路接线点a a、b b、c c、d d。如。如果灯亮说明此接线点至电源正极间无断路，如果灯果灯亮说明此接线点至电源正极间无断路，如果灯不亮说明此接线点与前一接线点间有断路。不亮说明此接线点与前一接线点间有断路。用这种用这种办法逐步缩小查找范围，直至找到断路点。办法逐步缩小查找范围，直至找到断路点。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回3.3.短路短路短路短路U=0 短路：短路：电路的任意两端被导体接通时的状态。电路的任意两端被导体接通时的状态。电源短路时，流过大电流，烧损电源及导线，为电源短路时，流过大电流，烧损电源及导线，为避免该情况的发生，在电源附近要安装短路保护器。避免该情况的发生，在电源附近要安装短路保护器。特征：特征：被接通的两端被接通的两端电压为零电压为零。IR0RL Eab 短路可能发生在电源上，短路可能发生在电源上，也会发生在负载上，也会发生在负载上，前者前者称为电源短路，后者称为称为电源短路，后者称为负载短路。图中的短路为负载短路。图中的短路为电源短路。电源短路。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 短路除了有害的一面以外，还有有利的一面。短路除了有害的一面以外，还有有利的一面。在汽车上利用短路法能快速的找到故障点。在汽车上利用短路法能快速的找到故障点。若按下起若按下起动按按钮，起，起动机不机不转。经查电源、熔源、熔断器断器FU及及搭搭铁线均无故障。于是就可采用短接法均无故障。于是就可采用短接法查找故障所在位置。找故障所在位置。汽车起动系统原理图汽车起动系统原理图1.1.6 基尔霍夫定律基尔霍夫定律总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回支路：支路：电路中的每一个分支。电路中的每一个分支。一条支路流过一个电流，称为支路电流。一条支路流过一个电流，称为支路电流。结点：结点：三条或三条以上支路的联接点。三条或三条以上支路的联接点。回路：回路：由支路组成的闭合路径由支路组成的闭合路径。网孔：网孔：内部不含支路的回路。内部不含支路的回路。ba E2R2 R3R1E1I1I2I31 12 23 3总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回1.1.基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCLKCL定律定律定律定律)在任一瞬间，流向任一结点的电流之和等于流出在任一瞬间，流向任一结点的电流之和等于流出该结点的电流之和。该结点的电流之和。I1+I2=I3 电流定律电流定律电流定律电流定律（KCLKCL）反映了电路中任一结点处各反映了电路中任一结点处各反映了电路中任一结点处各反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。支路电流间相互制约的关系。支路电流间相互制约的关系。支路电流间相互制约的关系。(1)(1)定律定律定律定律I1I2I3ba E2R2 R3R1E1 即即:入入=出出 结点结点a:结点结点b:I3=I1+I2 实质实质:电流连续性的体现。电流连续性的体现。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。假设的闭合面。（2 2）推广）推广）推广）推广I=?I=0IA+IB+IC=0ABCIAIBIC2+_+_I5 1 1 5 6V12V总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回解：解：例例例例：已知已知 I1=2A，I2=-3A，I3=-2A，求，求 I4根据基尔霍夫电流定律得根据基尔霍夫电流定律得总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 对对任一回路，沿假定的绕行方向走一周，回路任一回路，沿假定的绕行方向走一周，回路任一回路，沿假定的绕行方向走一周，回路任一回路，沿假定的绕行方向走一周，回路中各段电压的代数和恒等于零。中各段电压的代数和恒等于零。中各段电压的代数和恒等于零。中各段电压的代数和恒等于零。（1 1）定律定律定律定律I1 R1+I3 R3 E1=0 I2 R2+I3 R3 E2=0 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律（KVLKVL）反映了电路中任一反映了电路中任一反映了电路中任一反映了电路中任一回路中各段电压间相互制约的关系。回路中各段电压间相互制约的关系。回路中各段电压间相互制约的关系。回路中各段电压间相互制约的关系。2.2.基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVLKVL定律定律定律定律)I1I2I3ba E2R2 R3R1E11 12 2即：即：U=0对回路对回路1：对回路对回路2：总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 列方程前列方程前标注标注回路绕行方向；回路绕行方向；U=0 I2R2 E2+UBE=0 应用应用 U=0列方程时，列方程时，列方程时，列方程时，项前符号的确定：项前符号的确定：如果规定电压方向与绕行方向相同时取正号，如果规定电压方向与绕行方向相同时取正号，则相反时就取负号。则相反时就取负号。开口电路可按回路处理开口电路可按回路处理（2 2 2 2）注意：）注意：）注意：）注意：E1UBEE+B+R1+E2R2I2_绕绕行行总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回解：解：例例例例：已知一闭合电路，其组成元件为任意的，若已知一闭合电路，其组成元件为任意的，若UAB=5V，UBC=-4V，UDA=-3V，求，求UCD，UCA对回路对回路ABCDA有有对开口电路对开口电路ABCA有有总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回1.1.7 电位的概念及计算电位的概念及计算电位：电路中某点至参考点的电压，电位：电路中某点至参考点的电压，电位：电路中某点至参考点的电压，电位：电路中某点至参考点的电压，记为记为记为记为“V VX X”。通常设参考点的电位为零。通常设参考点的电位为零。通常设参考点的电位为零。通常设参考点的电位为零。1.1.电位的概念电位的概念电位的概念电位的概念 电位的计算步骤电位的计算步骤电位的计算步骤电位的计算步骤:(1)(1)任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；(2)(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；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)(3)计算各点至参考点间的电压即为各点的电位计算各点至参考点间的电压即为各点的电位计算各点至参考点间的电压即为各点的电位计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为负，说明该点电位比参考点低。某点电位为负，说明该点电位比参考点低。某点电位为负，说明该点电位比参考点低。某点电位为负，说明该点电位比参考点低。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回2.2.举例举例举例举例 求图示电路中求图示电路中各点的电位及电各点的电位及电压压。解：解：设设 a为参考点，为参考点，即即Va=0VV Vb b=U Ubaba=106=106=60V60VV Vc c=U Ucaca =420=80 V=420=80 VV Vd d =U Udada=65=30 V=65=30 V设设 b为参考点，即为参考点，即Vb=0VV Va a =U Uabab=106=60 V=106=60 VV Vc c =U Ucbcb=E E1 1=140 V=140 VV Vd d =U Udbdb=E E2 2=90 V=90 VU Uabab =106=60 V106=60 VU Ucbcb =E E1 1=140 V=140 VU Udbdb =E E2 2=90 V=90 VU Uabab =106=60 V106=60 VU Ucbcb =E E1 1=140 V=140 VU Udbdb =E E2 2=90 V=90 Vc20 4A6 10AE290V E1140V5 6A dba总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 结论：结论：结论：结论：(1)(1)电位值是相对的电位值是相对的电位值是相对的电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中，参考点选取的不同，电路中，参考点选取的不同，电路中，参考点选取的不同，电路中 各点的电位也将随之改变；各点的电位也将随之改变；各点的电位也将随之改变；各点的电位也将随之改变；(2)(2)电路中两点间的电压值是固定的电路中两点间的电压值是固定的电路中两点间的电压值是固定的电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考，不会因参考，不会因参考，不会因参考 点的不同而变，点的不同而变，点的不同而变，点的不同而变，即与零电位参考点的选取无关。即与零电位参考点的选取无关。即与零电位参考点的选取无关。即与零电位参考点的选取无关。借助电位的概念可以简化电路作图借助电位的概念可以简化电路作图借助电位的概念可以简化电路作图借助电位的概念可以简化电路作图BDC100k R19V50k 6VA R2R2R1100k 50k CAB-9V6V总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回思考题思考题1.什么是等电位点？两个等电位点用导线连通后，什么是等电位点？两个等电位点用导线连通后，什么是等电位点？两个等电位点用导线连通后，什么是等电位点？两个等电位点用导线连通后，导线中是否有电流？导线中是否有电流？导线中是否有电流？导线中是否有电流？答：答：答：答：2.2.在直流电路中如何用万用表测量直流电位？在直流电路中如何用万用表测量直流电位？在直流电路中如何用万用表测量直流电位？在直流电路中如何用万用表测量直流电位？答：答：答：答：电位相等的点为等电位点。电位相等的点为等电位点。电位相等的点为等电位点。电位相等的点为等电位点。两个等电位点用导线连通后，导线中无电流两个等电位点用导线连通后，导线中无电流两个等电位点用导线连通后，导线中无电流两个等电位点用导线连通后，导线中无电流流过。流过。流过。流过。将万用表转换开关转到直流电压档，然后把将万用表转换开关转到直流电压档，然后把将万用表转换开关转到直流电压档，然后把将万用表转换开关转到直流电压档，然后把黑表笔触及电位参考点、红表笔接触各测量黑表笔触及电位参考点、红表笔接触各测量黑表笔触及电位参考点、红表笔接触各测量黑表笔触及电位参考点、红表笔接触各测量点，此时万用表的电压读数即为各点的电位。点，此时万用表的电压读数即为各点的电位。点，此时万用表的电压读数即为各点的电位。点，此时万用表的电压读数即为各点的电位。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回1.2 电路的基本分析方法电路的基本分析方法 1.2.1 电阻串并联的特点电阻串并联的特点特点特点特点特点:（3 3）等效电阻等于各电阻之和；）等效电阻等于各电阻之和；）等效电阻等于各电阻之和；）等效电阻等于各电阻之和；（1 1）各电阻中通过同一电流；）各电阻中通过同一电流；）各电阻中通过同一电流；）各电阻中通过同一电流；各电阻一个接一个地顺序相接，且电流相同。各电阻一个接一个地顺序相接，且电流相同。各电阻一个接一个地顺序相接，且电流相同。各电阻一个接一个地顺序相接，且电流相同。1.1.电阻的串联电阻的串联电阻的串联电阻的串联串联串联串联串联:（2 2）总电压等于分电压之和；）总电压等于分电压之和；）总电压等于分电压之和；）总电压等于分电压之和；R=R1+R2R R1 1R R2 2I IU U+U U2 2+U U1 1+I IU U+R R(4)(4)串联电阻上串联电阻上串联电阻上串联电阻上电压的分配电压的分配电压的分配电压的分配与电阻成正比。与电阻成正比。与电阻成正比。与电阻成正比。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回应用：应用：应用：应用：降压、限流、调节电压等。降压、限流、调节电压等。两电阻串联时的分压公式：两电阻串联时的分压公式：例例例例：图为一分一分压器，已知器，已知输入入Ui=1V，电位器位器电阻阻RP=4.7k，固定，固定电阻阻R=0.3k，求，求输出出U Uo o变变化范化范化范化范围围。当当RP滑滑动触点在最下端触点在最下端时，有，有 解：解：总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回当当RP滑滑动触点在最上端触点在最上端时，有，有 故故 输输出出出出电压电压的的的的变变化范化范化范化范围围：0.061V 2.电阻的并联电阻的并联特点特点特点特点:(1)(1)各电阻两端的电压相同；各电阻两端的电压相同；各电阻两端的电压相同；各电阻两端的电压相同；(2)(2)总电流等于各分电流之和；总电流等于各分电流之和；总电流等于各分电流之和；总电流等于各分电流之和；各电阻接在两个公共结点之间，具有相同各电阻接在两个公共结点之间，具有相同各电阻接在两个公共结点之间，具有相同各电阻接在两个公共结点之间，具有相同的电压。的电压。的电压。的电压。并联并联并联并联:I I1 1I I2 2R R1 1U UR R2 2I I+总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回(3)等效电阻的倒数等于等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；各电阻倒数之和；两电阻并联时的分流公式：两电阻并联时的分流公式：(4)并联电阻上电流的分配并联电阻上电流的分配与电阻成反比。与电阻成反比。应用：应用：应用：应用：分流、调节电流等。分流、调节电流等。分流、调节电流等。分流、调节电流等。I I1 1I I2 2R R1 1U UR R2 2I I+R RU UI I+两电阻并联的等效电阻：两电阻并联的等效电阻：总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回例：例：将将一个一个一个一个500500500500的的的的电电阻，分阻，分阻，分阻，分别别与与与与500500500500、600600600600、20202020电电阻并阻并阻并阻并联联，问问并并并并联联后的等效后的等效后的等效后的等效电电阻分阻分阻分阻分别别是多少？是多少？是多少？是多少？解：解：两个并联电阻的等效电阻两个并联电阻的等效电阻 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回例例例例：已知已知电源源电压US=12V，电电阻阻阻阻R R1=2，R R2=12 R R3=R4=3。求。求R4上的上的分流分流I4。解：解：电路的等效电阻为电路的等效电阻为总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回1.2.2 电源的两种模型及等效变换电源的两种模型及等效变换 发电机、蓄电池等都是发电机、蓄电池等都是实际电源实际电源，在电路分析中，在电路分析中，常用电路模型表示常用电路模型表示。实际电源的电路模型实际电源的电路模型有两种：有两种：电压源模型电压源模型和和电流源模型电流源模型。两种电路模型的特点不。两种电路模型的特点不同，但在一定条件下可以相互转换。同，但在一定条件下可以相互转换。由上图电路可得由上图电路可得由上图电路可得由上图电路可得:U U=E IR E IR0 0 R RL LR R0 0+-E EU U+电压源是由电动势电压源是由电动势电压源是由电动势电压源是由电动势 E E和内阻和内阻和内阻和内阻 R R0 0 串联组成。串联组成。串联组成。串联组成。I I 电压源模型电压源模型U0=E I IUO O电压源外特性电压源外特性1.1.1.1.电压源电压源电压源电压源(模型模型模型模型)总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回若若若若 R R0 0=0=0则则则则 U U E E，称为，称为，称为，称为理想电压源理想电压源理想电压源理想电压源(恒压源）恒压源）恒压源）恒压源）。若若若若 R R0 0 R RL L，I I I IS S ，可，可，可，可近似认为是理想电流源。近似认为是理想电流源。近似认为是理想电流源。近似认为是理想电流源。电流源模型电流源模型R R0 0U UR R0 0U UI IS S+I I则则则则 I I I IS SI IS S太阳能电池、放大状态晶体管太阳能电池、放大状态晶体管太阳能电池、放大状态晶体管太阳能电池、放大状态晶体管 O O2.2.2.2.电流源电流源电流源电流源(模型模型模型模型)总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 恒流源两端的电压恒流源两端的电压恒流源两端的电压恒流源两端的电压 U U 由外电路决定。由外电路决定。由外电路决定。由外电路决定。设设 IS=10 A，接上接上RL 后，恒流源对外输出电流。后，恒流源对外输出电流。RL当当当当 R RL L=1=1 时，时，时，时，I I=10A=10A，U U=10 V=10 V当当当当 R RL L=10 =10 时，时，时，时，I I=10A=10A，U U=100V=100V外特性曲线外特性曲线 IUOIISU+_电流恒定，电压随负载变化。电流恒定，电压随负载变化。电流恒定，电压随负载变化。电流恒定，电压随负载变化。IS理想电流源（恒流源）理想电流源（恒流源）理想电流源（恒流源）理想电流源（恒流源）例例例例1 1 1 1：总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回由图由图由图由图a a：由图由图由图由图b b：I IR RL LR R0 0+E EU U+a a电压源电压源电压源电压源R RL LU UI IS SI I+b b电流源电流源电流源电流源等效变换条件等效变换条件等效变换条件等效变换条件:3.3.电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 等效变换等效变换等效变换等效变换时，两电源的时，两电源的时，两电源的时，两电源的参考方向参考方向参考方向参考方向要一一对应。要一一对应。要一一对应。要一一对应。理想电压源与理想电流源之间无等效关系。理想电压源与理想电流源之间无等效关系。理想电压源与理想电流源之间无等效关系。理想电压源与理想电流源之间无等效关系。电压源和电流源的等效关系只电压源和电流源的等效关系只电压源和电流源的等效关系只电压源和电流源的等效关系只对对对对外外外外电路而言，电路而言，电路而言，电路而言，对电源对电源对电源对电源内部则是内部则是内部则是内部则是不等效的。不等效的。不等效的。不等效的。注意事项：注意事项：例：当例：当例：当例：当R RL L=时，时，时，时，电压源的内阻电压源的内阻电压源的内阻电压源的内阻 R R0 0 中不损耗功率，中不损耗功率，中不损耗功率，中不损耗功率，而电流源的内阻而电流源的内阻而电流源的内阻而电流源的内阻 R R0 0 中则损耗功率。中则损耗功率。中则损耗功率。中则损耗功率。任何一个电动势任何一个电动势任何一个电动势任何一个电动势 E E 和某个电阻和某个电阻和某个电阻和某个电阻 R R 串联的电路，串联的电路，串联的电路，串联的电路，都可化为一个都可化为一个都可化为一个都可化为一个电流为电流为电流为电流为 I IS S 和这个电阻并联的电路。和这个电阻并联的电路。和这个电阻并联的电路。和这个电阻并联的电路。R R0 0+E Ea ab bI IS SR R0 0a ab bR R0 0+E Ea ab bI IS SR R0 0a ab b总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回求下列各电路的等效电源求下列各电路的等效电源求下列各电路的等效电源求下列各电路的等效电源解解:+abU2 5Va)+a5AbU3 b)+ab2.5AU2 a)+abU3 15Vb)+例例例例1:1:总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回例例例例2 2：解：解：统一电源形式统一电源形式统一电源形式统一电源形式试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示电路中电路中电路中电路中1 1 电阻中的电流。电阻中的电流。电阻中的电流。电阻中的电流。2 +-+-6V4VI2A 3 4 6 1 2A3 6 2AI4 2 1 1AI4 2 1 1A2 4A总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回解：解：解：解：I4 2 1 1A2 4A1 I4 2 1A2 8V+-I4 1 1A4 2AI2 1 3A总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回1.3 电容器电容器 1.3.1 电容器的构成及电容量电容器的构成及电容量 电容器是用来存储电荷的一种容器电容器是用来存储电荷的一种容器电容器是用来存储电荷的一种容器电容器是用来存储电荷的一种容器。将两个金属。将两个金属。将两个金属。将两个金属导体用绝缘物质隔开，再引出导线，就构成一只电导体用绝缘物质隔开，再引出导线，就构成一只电导体用绝缘物质隔开，再引出导线，就构成一只电导体用绝缘物质隔开，再引出导线，就构成一只电容器。容器。容器。容器。两个金属导体叫两个金属导体叫两个金属导体叫两个金属导体叫极板极板极板极板，绝缘物质叫绝缘物质叫绝缘物质叫绝缘物质叫介质介质介质介质。空气。空气。空气。空气蜡纸、云母、陶瓷等。蜡纸、云母、陶瓷等。蜡纸、云母、陶瓷等。蜡纸、云母、陶瓷等。电容器存储电荷的能电容器存储电荷的能电容器存储电荷的能电容器存储电荷的能力用电容量表示，简称力用电容量表示，简称力用电容量表示，简称力用电容量表示，简称电容电容电容电容(C)(C)。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回电容：电容：或或单位：单位：法（法（F）1F=1C/1V1 FF（微法）微法）=10-6F 1pF(皮法皮法)=10-12F。电容器的电容与极板的尺寸及其间介质的介电常数电容器的电容与极板的尺寸及其间介质的介电常数等关。等关。S 极板面积（极板面积（m2）d 板间距离（板间距离（m）介电常数介电常数（F/m）总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回1.3.2 电容器的充放电特性电容器的充放电特性1.1.1.1.充电过程充电过程充电过程充电过程+RSAB+-URC串联电路串联电路tU 、的变化规律的变化规律充电时间常数：充电时间常数：充电时间常数：充电时间常数：充电速度的快慢取决于充电速度的快慢取决于充电速度的快慢取决于充电速度的快慢取决于R R、C C的大小的大小的大小的大小充电时间常数充电时间常数充电时间常数充电时间常数 充充充充 是衡量充电快慢的物理量是衡量充电快慢的物理量是衡量充电快慢的物理量是衡量充电快慢的物理量S合上前合上前（S S）总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回2.2.2.2.放电过程放电过程放电过程放电过程+RSAB+-U 、的变化规律的变化规律放电时间常数：放电时间常数：放电时间常数：放电时间常数：（s s）放电放电放电放电的快慢取决于放电回路中的快慢取决于放电回路中的快慢取决于放电回路中的快慢取决于放电回路中参数参数参数参数R R、C C的大小的大小的大小的大小放电时间常数放电时间常数放电时间常数放电时间常数 放放放放是衡量放电快慢的物理量是衡量放电快慢的物理量是衡量放电快慢的物理量是衡量放电快慢的物理量充电结束充电结束tO总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回综合上述分析，可得出综合上述分析，可得出综合上述分析，可得出综合上述分析，可得出结论结论结论结论（1 1）电容器的）电容器的）电容器的）电容器的充放电充放电充放电充放电就是电荷的就是电荷的就是电荷的就是电荷的储存和释放储存和释放储存和释放储存和释放过程过程过程过程或者电能的储存和释放过程。或者电能的储存和释放过程。或者电能的储存和释放过程。或者电能的储存和释放过程。（2 2）电容器具有）电容器具有）电容器具有）电容器具有隔直通交隔直通交隔直通交隔直通交的作用。的作用。的作用。的作用。（3 3）电容器）电容器）电容器）电容器充放电的快慢充放电的快慢充放电的快慢充放电的快慢决定于决定于决定于决定于电路的参数电路的参数电路的参数电路的参数，通，通，通，通常用常用常用常用时间常数时间常数时间常数时间常数表示。表示。表示。表示。时间常数：时间常数：时间常数：时间常数：单位单位单位单位:S S总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回1.3.3 电容器的选用电容器的选用选择：选择：选择：选择：电容量电容量电容量电容量 额定电压额定电压额定电压额定电压使用：使用：使用：使用：当当当当电电容器容器容器容器额额定定定定电压电压能能能能满满足足足足电电路的要求，但容路的要求，但容路的要求，但容路的要求，但容量不足量不足量不足量不足时时，可将几个容量不同的，可将几个容量不同的，可将几个容量不同的，可将几个容量不同的电电容器并容器并容器并容器并联联起来，以起来，以起来，以起来，以获获得得得得较较大容量。大容量。大容量。大容量。当现有电容器的额定电压较小，且容量大于当现有电容器的额定电压较小，且容量大于当现有电容器的额定电压较小，且容量大于当现有电容器的额定电压较小，且容量大于所需要的容量，就可以把几个电容器串联起所需要的容量，就可以把几个电容器串联起所需要的容量，就可以把几个电容器串联起所需要的容量，就可以把几个电容器串联起来使用。来使用。来使用。来使用。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回应用：应用：应用：应用：电容器作为存储电荷的元件，在汽车电路上电容器作为存储电荷的元件，在汽车电路上电容器作为存储电荷的元件，在汽车电路上电容器作为存储电荷的元件，在汽车电路上有着广泛的应用。有着广泛的应用。有着广泛的应用。有着广泛的应用。如，在传统的点火系中，断电器触点两端常并联如，在传统的点火系中，断电器触点两端常并联如，在传统的点火系中，断电器触点两端常并联如，在传统的点火系中，断电器触点两端常并联一电容器起保护触点的作用。一电容器起保护触点的作用。一电容器起保护触点的作用。一电容器起保护触点的作用。又如，在汽车转向灯闪光器中使用的电容器，起又如，在汽车转向灯闪光器中使用的电容器，起又如，在汽车转向灯闪光器中使用的电容器，起又如，在汽车转向灯闪光器中使用的电容器，起到使闪光器闪烁的目的。到使闪光器闪烁的目的。到使闪光器闪烁的目的。到使闪光器闪烁的目的。再如，在汽车安全气囊中使用的电容器，在电路再如，在汽车安全气囊中使用的电容器，在电路再如，在汽车安全气囊中使用的电容器，在电路再如，在汽车安全气囊中使用的电容器，在电路中起着备用电源的作用。当气囊需要充气时向点中起着备用电源的作用。当气囊需要充气时向点中起着备用电源的作用。当气囊需要充气时向点中起着备用电源的作用。当气囊需要充气时向点火器供电，使气囊充气保护乘员。火器供电，使气囊充气保护乘员。火器供电，使气囊充气保护乘员。火器供电，使气囊充气保护乘员。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回思考题思考题答：答：答：答：答：答：答：答：并联并联并联并联电压相同电压相同时，时，C大大的，的，Q多多。1.1.有两只电容器，一只电容量大，另一只较小。它有两只电容器，一只电容量大，另一只较小。它有两只电容器，一只电容量大，另一只较小。它有两只电容器，一只电容量大，另一只较小。它们充电到同样电压时，哪一只带的电荷量多？如果们充电到同样电压时，哪一只带的电荷量多？如果们充电到同样电压时，哪一只带的电荷量多？如果们充电到同样电压时，哪一只带的电荷量多？如果带电荷量相同时，哪一只电容两端电压高？带电荷量相同时，哪一只电容两端电压高？带电荷量相同时，哪一只电容两端电压高？带电荷量相同时，哪一只电容两端电压高？电荷量相同电荷量相同时，时，C小小的，的，U高高。2.2.三只相同的三只相同的三只相同的三只相同的电电容器，每只容量容器，每只容量容器，每只容量容器，每只容量为为C C1 1、耐、耐、耐、耐压为压为U U1 1，问问并并并并联联后后后后总总容量容量容量容量C C、耐耐耐耐压压U U是多少？是多少？是多少？是多少？若改若改若改若改为为串串串串联联又是又是又是又是多少？多少？多少？多少？总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回串联串联串联串联 3.3.如图所示，求：（如图所示，求：（如图所示，求：（如图所示，求：（1 1）电容器充电开始时的电流。）电容器充电开始时的电流。）电容器充电开始时的电流。）电容器充电开始时的电流。（2 2）电容器充电结束时其两端的电压）电容器充电结束时其两端的电压）电容器充电结束时其两端的电压）电容器充电结束时其两端的电压答：答：答：答：充电开始充电开始充电结束充电结束总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回1.5pF F标记为标记为1.5p标记标记完整标记法完整标记法数值和单位均标出数值和单位均标出103pF=10103pF229F=2210-1F省略标记法省略标记法只标出数值，单位省略只标出数值，单位省略完整标记法完整标记法直标法直标法数码法数码法省略标记法省略标记法微法级纯小数微法级纯小数皮法级纯整数皮法级纯整数0.01F标记0.011000pF标记标记10004.4.试问电容器容量的标记方法有几种？请具体说明。试问电容器容量的标记方法有几种？请具体说明。试问电容器容量的标记方法有几种？请具体说明。试问电容器容量的标记方法有几种？请具体说明。答：答：答：答：总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回
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