2.2 电路定律（课件）-高二《电工电子技术与技能》同步教学（北京出版社）

2.2 电路定律 2.2.1 欧姆定律 1.部分电路欧姆定律 电路由电源、负载、导线、控制保护装置等组成。只含有负载而不含电源的一段电路称为部分电路。 部分电路欧姆定律：通过导体中的电流I与导体两端的电压U成正比，与这段导体的电阻R成反比。其公式为： 其中，I、U、R——三个量是属于同一部分电路中同一时刻的电流强度、电压和电阻。 注意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明参考方向（图2.20）。 1 2.2 电路定律 2.2.1 欧姆定律 2.全电路欧姆定律 全电路是指含有电源的闭合电路，电源的内部有电阻，这个电阻称为电源的的内电阻。如图所示。 图中的E表示一个实际的电源。R0为电源的内电阻，它和电源是一体的，属于电源内部。 全电路欧姆定律：在一个闭合的电路中，电流与电源电动势成正比，与电路中的内外电阻之和成反比。其公式为： 其中，E为电源的电动势，I为电路的电流，R为电源外阴，R0为电源内阻（有的书上用r表示，本书用R0表示电源内阻。 2 2.2 电路定律 2.2.2 基尔霍夫定律 1.支路、节点、回路、网孔 支路：指一个或几个元件相串联后，连接于电路的两个节点之间，使通过其中的电流值相同。如图2.22电路图中所示的ab、adb、acb三条支路。对一个整体电路而言，支路就是其中不具有任何分岔的局部电路。 节点：电路中三条或三条以上支路的汇集点。如图2.22电路图中所示的a点和b点。 回路：电路中任意一条或多条支路组成的闭合路径。如图2.22电路图中所示的abca和adba、adbca都是回路。 网孔：电路中不包含其他支路的单一闭合回路。如图2.22电路图中所示的abca和adba两个网孔。网孔中不包含回路，但回路中可能包含有网孔。 3 2.2 电路定律 2.2.2 基尔霍夫定律 2.基尔霍夫电流定律（KCL) KCL指出：对电路中任一节点而言，在任一时刻，流经节点的电流的代数和恒等于零。数学表达式为： 列写KCL电流议程式时要注意，必须先标出汇集到节点上的各支路电流的参考方向。一般对已知电流，可按实际方向标定，对未知电流，其参考方向可任意选定。只有在参考方向选定之后，才能确立各支路电流在KCL方程式中的正、负号。 表述一：在任一瞬时，流入任一节点的电流之和必定等于从该节点流出的电流之和。 表术二：在任一瞬时，通过任一节点电流的代数和恒等于零。 4 2.2 电路定律 2.2.2 基尔霍夫定律 3.基尔霍夫电压定律（KVL） KVL是描述电路中任一回路上各段电压之间相互约束关系的电路定律。KVL指出：在集总参数电路中，任一时刻，沿任意回路绕行一周（顺时针方向或逆时针方向），回路中各段电压的代数和恒等于零，即： 如果约定沿回路绕行方向，电压降低的参考方向与绕行方向一致时取正号，电压升高的参考方向与绕行方向一致时取负号。对图2.23中所示的电路，根据KVL可对电路中三个回路分别列出KVL方程式如下： 对左回路：I1R1 + I3R3 - US1 = 0 对右回路：-I2R2 - I3R3 + US2 = 0 对大回路：I1R1 + I2R2 - US2 = 0 5 2.2 电路定律 2.2.2 基尔霍夫定律 3.基尔霍夫电压定律（KVL） KVL不仅应用于电路中的任意闭合回路，同时也可推广应用于回路的部分电路。以图2.24所示电路为例，应用KVL可列出： 或 应用KVL时应注意，列写方程式之前，必须在电路图上标出各元件端电压的参考极性，然后根据约定的正、负列写相应的方程式。当约定不同时，KCL和KVL仍不失其正确性，会得到同样的结果。 6 2.3 直流电路计算 2.3.1 电路的简化 电路的等效原则:无电流的支路或支路断开的部分可省去;电位相等的点可合并;理想电压表认为断路,理想电流表则视为短路﹔直流电路中,电容器可作断路处理、电感器作短路处理;电路中的接地点处理:若只有一处接地,则该处的电位为零,可能影响其他各地的电位高低﹐但电路结构不变;若同时有两处接地,则影响电位的同时,对电路结构也将产生影响,此时可视为两接地点为同一点。 电路的简化方法:其一先将各节点标上字母,判定各支路元件的电流方向,按电流方向，自左向右将各元件、节点、分支逐一画出﹐再加以整理即可;其二标出节点字母,判断出各节点电位的高低,将各节点按电位高低自左向右排列，再判断各节点间的支路,然后加工整理即可。 7 2.3 直流电路计算 2.3.2 电阻的串、并联 1.电阻的串联 把两个或两个以上的电阻依次首尾连接，组成一条无分支的电路的联结方式叫做电阻的串联，如图2.25所示。 8 （1）串联电路流过每个电阻的电流都相等。 （3）串联电路的等效总电阻，等于各种串联电阻之和。 （2）串联电路的总电压等于各电阻上的电压之和。 2.3.2