电工电子技术课件模块三.ppt

电工电子技术,人民邮电出版社,知识模块三 电路的基本定律,主要内容 欧姆定律和基尔霍夫定律的主要内容；用欧姆定律和基尔霍夫定律分析电路的方法。重点 欧姆定律、基尔霍夫定律的主要内容,一、欧姆定律,1欧姆定律的内容 欧姆定律是德国物理学家欧姆在19世纪初期(1827年)经过大量实验得出的一条关于电路的重要定律。在电路分析中，欧姆定律是最基本、最重要的定律之一。欧姆定律的公式，如果用U表示加在导体两端的电压，R表示这段导体的电阻，I表示这段导体中的电流，那么，欧姆定律可以表示为下式：即流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。,由上式可知，当导体的电阻一定时，导体两端的电压增加几倍，通过这段导体的电流就增加几倍。这反映导体的电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比例关系(IU)。当电压一定时，导体的电阻增加到原来的几倍，则导体中的电流就减小为原来的几分之一。反映了电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比例的关系(IU/R)。公式完整地表达了欧姆定律的内容。电阻的国际单位是欧姆（）。当电路两端的电压为1V时，流过的电流是1A，则该段电路的电阻是1。电阻的单位除欧姆（）外，还有千欧（K）、兆欧（M），它们的换算关系为：1K=1000 1M=1000K=1000000,在电路图中，由于所选电流、电压的参考方向的不同，欧姆定律的表达式中可带有正负号，当电压和电流的参考方向一致时，则得 当电压和电流的参考方向不一致时，则得,2应用欧姆定律计算有关电流、电压和电阻的简单问题。,图3-1,图3-2,图3-3,图3-4,图3-1：图3-2：图3-3：图3-4：,有关欧姆定律的几点说明：欧姆定律中的电流、电压和电阻这三个物理量是对同一段导体而言的。对于一段电路，只要知道、和三个物理量中的两个，就可以应用欧姆定律求出另一个。使用公式进行计算时，各物理量要用所要求的单位（国际单位）。,二、基尔霍夫定律,除了欧姆定律，电路分析与计算还离不开基尔霍夫电流定律和电压定律。电流定律应用于对电路结点的分析，电压定律应用于对电路回路的分析。在学习基尔霍夫定律之前，我们先学习几个相关电路名词。（1）支路：简单地说电路中通过同一电流的无分支电路称为支路。一条支路流过一个电流，称为支路电流，在图3-6中共有三条支路。（2）结点：电路中三条及三条以上支路的连接点称为结点。在图3-6所示的电路中共有两个结点：a和b。（3）回路：由一条或多条支路组成的闭合路径称为回路。图3-6中共有三个回路：bcab，bdab和bcadb。,图3-6,下面我们将分别介绍基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。1基尔霍夫电流定律（KCL）基尔霍夫电流定律可用来解释同一结点上各个支路电流的关系，该定律可描述为：电路中任一时刻，流经任一个结点的所有电流的代数和恒等于零。电流的正负号通常规定：参考方向指向结点的电流取正，背离结点的电流取负。,例如：根据基尔霍夫电流定律，图3-7中结点a 各个支流电流的关系为：或将上式表示为：即结点a的各支路电流，流入电流等于流出电流。因此，基尔霍夫电流定律也可描述成：任一时刻，流入任一结点的支路电流的代数和等于流出该结点的支路电流的代数和。,图3-7,2基尔霍夫电压定律（KVL）刚才我们学习了基尔霍夫电流定律，那么，对于基尔霍夫电压定律，我们又该如何的表述呢？基尔霍夫电流定律可表述为：在任一回路中，从任何一点以顺时针或逆时针方向沿回路循环一周，则所有支路或元件电压的代数和等于零。例如：如图3-9，回路cadbc，回路中电源电动势、电流和各段电压的参考方向均已标出。按虚线所示的回路参考方向可列出方程式：,图3-9,上图所示回路是由电动势和电阻构成的，因此上式也可以表示为,这就是我们的KVL主程，我们把式子里的电压源移到一边，可以得到：,从这个方程组可以看出：任何时刻，在电路中任一闭合回路内电压源电动势的代数和等于电压降的代数和。电动势正负号的选定通常规定为：参考方向与所选回路循环方向相反时取正号，一致时取负号；电流的参考方向与所选回路循环方向一致时，电阻上电压降取负号，相反时电压降取正号。,基尔霍夫电压定律不仅应用于闭合回路，也可以将它推广应用于回路中的部分电路。如下图3-10，同样也可以利用基尔霍夫电压定律得出：或,图3-10,最后，需要说明的是，在利用基尔霍夫电压定律解题时候，可分为以下几个步骤：步骤：（1）选定一个回路的绕行方向。（2）确定各支路电流的参考方向。（3）确定电压源的方向。（4）列方程组。,