1. 2电路的基本定律 (课件）-高二《汽车电工电子基础》同步教学（北京理工大学出版社）

任务1. 2电路的基本定律 电流、电压和电阻是电路中的3个主要物理量，3个物理量之间存在一定的关系。电路的中间环节有不同的连接方式，不同的连接方式对电流、电压及电阻有影响。 活动1. 2. 1欧姆定律 1826年，德国科学家欧姆在实验中得到了导体电流、电压与电阻的关系，即欧姆定律。欧姆定律在解决各种电路及相关实际问题中有着广泛的应用，是进一步学习电学知识和分析电路的基础。 1.部分电路欧姆定律 一定温度下，线性电阻元件两端的电压与流过其中的电流成正比。 下一页 返回 任务1. 2电路的基本定律 图1-17中所示的be段是只有线性电阻元件的一段电路,bc段两端的电压为U，流过该段电路的电流为I。图示的电压U和电流I的方向均为实际方向，此时欧姆定律表示为 2.全电路欧姆定律 图1-17所示的abcda段电路构成了一个闭合电路，该闭合电路包括有电源E、导线、负载R等，称为全电路。电源中有电流流过时，会产生热量而消耗电能，可以将电源中消耗电能的部分等效成一个电阻R0, R0称为电源的内电阻。 上一页 下一页 返回 任务1. 2电路的基本定律 全电路欧姆定律表示为 3.负载的串联与并联 (1)负载的串联 负载的串联是把负载一个接一个地依次首尾连接起来，如图1-18所示。负载串联时，电流只有一条通路，流经各个负载的电流I相同，则各负载电阻两端的电压分别为 电源的总电压等于各负载电阻两端电压之和，即 上一页 下一页 返回 任务1. 2电路的基本定律 串联电路的总电阻为 上式说明:串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。将式(1 -21)两边同时乘以电流I,则得 上式说明串联电路的总电功率等于各串联电阻的电功率之和。 (2)负载的并联 负载的并联是把儿个负载并列地连接起来，如图1-19所示。 上一页 下一页 返回 任务1. 2电路的基本定律 负载并联时，电路中每个负载电阻都直接承受电源电压，即每个负载电阻两端的电压是相等的，都等于电源电压。此时，各负载电阻中的电流分别为 电源输出的总电流等于流过各负载的电流之和，即 上一页 下一页 返回 任务1. 2电路的基本定律 并联电路的总电阻为 整理可得 式(1 - 29)说明:并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。根据上述公式可得 上一页 下一页 返回 任务1. 2电路的基本定律 有一些电路既包括串联又包括并联，称为混联电路。对于混联电路的分析，只要按串联和并联的分析方法，一步一步地把电路化简，最后就可以求出总的等效电阻了。 活动1.2.2基尔霍夫定律 如果用串并联的方法能够把电路最终化为单一回路的简单电路，可以用欧姆定律来求解。如果用串并联的方法，不能将电路最终化为单一回路的复杂电路，其求解就考虑用基尔霍夫定律。基尔霍夫定律是电路的基本定律之一，它包含有两条定律，分别称为基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL) 。 上一页 下一页 返回 任务1. 2电路的基本定律 1.基本名词 (1)支路:在电路中通过同一电流的分支电路称为支路。图1 - 20所示的电路中，有三条支路，分别是l1、 l2和l3流过的支路。 (2)节点:有三条或三条以上支路的连接点称为节点。图1 - 20所示的电路中，有b,e两个节点。 (3)回路:闭合的电路称为回路。回路可由一条或多条支路组成，但是只含一个闭合回路的电路条或多条支路组成，但是只含一个闭合回路的电路图1 - 20电路名词示意图称为网孔。 2.基尔霍夫电流定律(KCL) 上一页 下一页 返回 任务1. 2电路的基本定律 根据电流连续性原理，在电路中任一时刻，流入节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，节点上电流的代数和恒等于零，即 这一关系称为节点电流方程，是基尔霍夫电流定律，又称基尔霍夫第一定律，简称KCL。该定律的应用可以由节点扩展到任一假设的闭合面。在应用KCL时，必须先假定各支路电流的参考方向，再列电流方程求解，根据计算结果，确定电流的实际方向。如果指定流入节点的电流为正(或负)，则流出节点的电流为负(或正)。 3.基尔霍夫电压定律(KVL) 上一页 下一页 返回 任务1. 2电路的基本定律 根据电位的单值性原理，在电路中任一瞬时，沿回路方向绕行一周，闭合回路内各段电压的代数和恒等于零，即回路中电动势的代数和恒等于电阻上电压降的代数和，其数学式为 这一关系称为回路电压方程，是基尔霍夫电压定律，又称基尔霍夫第二定律，简称KVL.该定律的应用可以由闭合回路扩展到任一不闭合的电路上，但必须将开口处的电压列入方程中。在应用KVL时，必须先假定闭合回路中各电路元件的电压参考方向和回路的绕行方向。当两者的假定方向一致时，电压取“+”号;反之则电压取“-”号。 上一页 返回 $