2023學(xué)年完整公開課版直流電路

1.1直流電路1.1.1電路的基本概念電路是電流通過的路徑。它主要由電源、負載和中間環(huán)節(jié)三部分構(gòu)成。一、電路及其組成電路實物圖電路圖二、電阻、電容和電感1．電阻反映導(dǎo)體對電流的阻礙作用。單位：歐姆（Ω）、千歐（KΩ）等。電阻定律2．電容用絕緣物隔開的兩個導(dǎo)體的組合就構(gòu)成了電容器。電容器具有儲存電荷的性能。單位：法拉（F）、微法（μF）等。三、

電流及其參考方向電流：在電場的作用下，電荷有規(guī)則的定向移動電流的大小用電流強度來衡量，簡稱電流。單位：安培（A）、毫安（mA）等電流的實際方向：習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動的方向參考方向：人為規(guī)定的電流方向電流為正值電流為負值電流的正、負值只有在選定參考方向下才有意義。四、電壓、電位、電動勢1.電壓正電荷從a點移動到b點電場力所作的功。電壓單位：伏特（V）、千伏（KV）等。電壓的實際方向：高電位指向低電位2.電位任一點與參考點之間的電位差,用符號V表示。任意兩點之間的電位之差，稱為這兩點的電壓。電壓也叫電位差。電位是相對量,電壓是絕對量3.電動勢電動勢：非電場力將單位正電荷由負極移到正極所作的功，用字母（e）E表示。電動勢的單位與電壓相同，也是伏特（V）。電動勢的實際方向是從電源的負極指向正極，即由電源的低電位指向高電位。五、電功與功率電流所做的功叫做電功，用符號W表示。單位是焦耳（J）。其表達式為單位時間內(nèi)電流所做的功叫做電功率，用P表示，即功率的單位是焦耳/秒（J/S），又叫瓦特，用字母W表示。或1.1.2歐姆定律導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比一、部分電路歐姆定律二、全電路歐姆定律全電路歐姆定律：電路中流過的電流的變化與電壓成正比，與電路中的全部電阻之和成反比。電阻串聯(lián)電路具有以下特點：1．I1=I2=I3=…=In=I2．U=U1+U2+…+Un3．R=R1+R2+…Rn4．P=P1+P2+…Pn5．6．Pn=I2Rn。1.1.3電路的串聯(lián)、并聯(lián)串聯(lián)電路等效電路一、串聯(lián)電路電阻依次連接，沒有分支分壓公式R等效電阻電阻并聯(lián)電路具有以下特點：1．U=U1=U2

…=Un2．I=I1+I2+I3+…In3．4．P=P1+P2+…Pn5．6．二、并聯(lián)電路分流公式電阻首尾各自連接在兩個端點之間電阻并聯(lián)電路等效電路兩只電阻的并聯(lián)例1.1.1

工程上常采用并聯(lián)分流電阻的方法來擴大電流表的量程，如圖所示。現(xiàn)有一表頭，滿刻度電流Ig是100μA，其內(nèi)阻rg為1kΩ，現(xiàn)要改裝成量程為10mA的電流表，需要并聯(lián)多大的電阻？解：微安表允許通過的最大電流為Ig=100μA=0.1mA分流電阻R上通過的電流為IR=I-Ig=(10-0.1)mA=9.9mA由于并聯(lián)電路各支路電壓相等（Ug=UR），因此RgIg=RIR一、基爾霍夫第一定律（節(jié)點電流定律KCL）

定律內(nèi)容：電路中的任一節(jié)點，任一時刻流入節(jié)點的電流之和必然等于流出該節(jié)點的電流之和。或在任一時刻，流入任一節(jié)點的所有電流代數(shù)和恒等于零。1.1.4基爾霍夫定律

如圖的節(jié)點a點，得（流入為正，流出為負）KCL不僅適用于電路中的任一節(jié)點，還可推廣適用于包圍著任一部分電路的的封閉面。如圖所示，我們可以把圓圈內(nèi)看作是節(jié)點，由基爾霍夫第一定律我們可以得I1+I2+I3=0。封閉面即在任一時刻，流入任一閉合面的所有電流代數(shù)和恒等于零。定律內(nèi)容：對電路中任一閉合回路，沿任意方向繞行一周，各元件電壓代數(shù)和為零，即：二、基爾霍夫第二定律（回路電壓定律KVL）

或任一回路中，所有電阻上電壓的代數(shù)和，等于該回路中所有電壓源電壓的代數(shù)和。即（與繞行方向一致取正，相反取負）與繞行方向相同時，電阻上電壓取正，電壓源電壓取負疊加定理是指當(dāng)線性電路中有幾個電源共同作用時，各支路的電流(或電壓)等于各個電源分別單獨作用時在該支路產(chǎn)生的電流(或電壓)的代數(shù)和(疊加)。1.1.5疊加定理

例

圖（ａ）電路中，已知R1=6Ω，R2=4Ω,US=12V,IS=4A,求通過電流I1和I2。解：當(dāng)電壓源單獨作用時，電路如圖（b）所示，可求得當(dāng)電流源單獨作用時，電路如圖（c）所示，可求得根據(jù)疊加定理，圖（a）各支路電流為若一個電路只通過兩個引出端與外電路相聯(lián)，則該電路稱為二端網(wǎng)絡(luò)。內(nèi)部不含有獨立電源的二端網(wǎng)絡(luò)稱為無源二端網(wǎng)絡(luò)；含有獨立電源的二端網(wǎng)絡(luò)稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)。1.1.6戴維南定理

一、二端網(wǎng)絡(luò)

無源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)戴維南定理，是指在線性電路中，把待求電流支路從電路中分離出來作為負載，而把其他部分視為一個有源二端網(wǎng)絡(luò)，并將其等效為一個電壓源。此電壓源電壓等于該有源二端網(wǎng)絡(luò)負載開路時的電壓UOC，該電壓源的電阻等于令該網(wǎng)絡(luò)中的全部電源均為零時，在端口處看進去的等效電阻RO。二、戴維南定理

待求電流支路例用戴維南定理求圖(a)所示電路中流過R2的電流I。已知US1=3V,R1