1.2 电路的基本定律,一、电阻元件和欧姆定律 二、基尔霍夫定律 KCL电流定律 KVL电压定律 三、理想有源元件 四、电源的基本状态,一、电阻元件和欧姆定律,1.理想电阻元件,A,B,C,定义,物理量关系,实物,R,电路中消耗电能的元件,是单一参数元件,线性元件,电阻,A,B,C,定义,物理量关系,实物,R,电阻,R = u / i,在直流电路中， R = U / I,单位：欧姆（）,P = UI = U2/R = RI2,1.理想电阻元件,A,B,C,定义,物理量关系,实物,1.理想电阻元件,电阻按材料分一般有：碳膜电阻、金属膜电阻、水泥电阻、线饶电阻等。 一般的家庭电器使用碳膜电阻较多，因为它成本低廉。 金属膜电阻精度要高些，使用在要求较高的设备上。 水泥电阻和线饶电阻都是能够承受比较大功率的. 线饶电阻的精度也比较高，常用在要求很高的测量仪器上。 小功率碳膜和金属膜电阻，一般都用色环表示电阻阻值的大小。,色环电阻分为四色环和五色环. 四色环: 黑0 棕1 红2 橙3 黄4 绿5 蓝6 紫7 灰8 白9 金、银表示误差 各色环表示意义如下： 第一条色环：阻值的第一位数字； 第二条色环：阻值的第二位数字； 第三条色环：10的幂数； 第四条色环：误差表示。,例如：电阻色环：棕绿红金 第一位：1； 第二位：5； 10的幂为2（即100）； 误差为5% 即阻值为：15X100=1500欧=1.5千欧=1.5K,精确度更高的“五色环”电阻，用五条色环表示电阻的阻值大小，具体如下： 第一条色环：阻值的第一位数字； 第二条色环：阻值的第二位数字； 第三条色环：阻值的第三未数字； 第四条色环：阻值乘数的10的幂数； 第五条色环：误差（常见是棕色，误差为1%） 四色环电阻误差为5-10%，五色环常为1%，精度提高了。,例如：有电阻：黄紫红澄棕 前三位数字是：472 第四位表示10的3次方，即1000 阻值为：472X1000欧=472千欧（即472K）,注意： 用欧姆定律列方程时，一定要在图中 标明参考方向。,(1) 内容：流过电阻 R 的电流与电阻两端的 电压 U 成正比。,(2) 表达式：,I 与 U 的方向一致,2.欧姆定律,I 与 U 的方向不一致,“+”、“”号的含义：式中“+”、 “”号是对电压电流参考方向是否一 致而言；I、U本身数值也有“+”、 “”号之分，是由物 理量所设参考方 向与实际方向是否一致决定。,(3) 广义欧姆定律 (支路中含有电动势时的欧姆定律),当 UabE 时， I 0 表明方向与图中参考方向一致。 当 UabE 时， I 0 表明方向与图中参考方向相反。,电路元件U、I 之间函数关系，表现在直角坐标系中。,线性电阻伏安特性曲线为一通过原点的直线。,(4) 伏安特性曲线,二、基尔霍夫定律,用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系,其中包括克氏电流和克氏电压两个定律。,名词注释：,节点：三个或三个以上支路的联结点,支路：电路中每一个分支,回路：电路中任一闭合路径,网孔：内部不含支路的回路,支路：ab、ad、 . （共6条）,回路：abda、 bcdb、 . （共7 个）,节点：a、 b、 . (共4个）,例,1、KCL电流定律（节点电流定律）,对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于由节点流出的电流。或者说，在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为 0。,KCL电流定律的依据：电流的连续性,例,或：,电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。,I1+I2=I3,I=0,KCL电流定律的扩展广义节点,I=?,2、KVL电压定律回路电压定律,对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其电位升等于电位降。或，电压的代数和为 0。,例如： 回路 a-d-c-a,即：,或：,推广： KVL电压定律也适合开口电路。 注意：电路开口，但电压回路闭合。,例,1,+,+,-,-,3V,4V,1,+,-,5V,I1,I2,I3,三、理想有源元件,理想电压源,理想电流源,本身功耗忽略不计， 只起产生电能的作用,电压源：,实际电源电动势与其内阻串联构成的一段电路。,电流源：,定值电流与内阻并联构成的一段电路。,1.理想电压源（恒压源）,特点,输出电压是由它本身确定的定值，与输出电流和外电路情况无关。 输出电流不是定值，与输出电压和外电路情况有关。,凡是与恒压源并联的元件电压为恒定电压。,.理想电流源（恒流源）,输出电流是由它本身确定的定值，与输出电压和外电路情况无关。 输出电压不是定值，与输出电流和外电路情况有关。,特点,凡是与恒流源串联的元件电流为恒定电流。,四、电源的基本状态 有载工作、空载、短路。,伏安特性,1、电源有载工作 （开关闭合）, 电压与电流关系,R0 R时，UUE,单位：W、kW,式中：PE=UEI 是电源产生的功率 P=R0I2 是电源内阻上所损耗的功率 P=UI 是电源输出的功率, 功率与功率平衡, 电源与负载的判别,电源：和的实际方向相反，电流从电源 “+”端流出，发出功率。 负载：和的实际方向相同，电流从电源 “+”端流入，取用功率。,方法一： 由电压电流的实际方向判别,方法二：由 U、 I 参考方向判别,当U和I参考方向选择一致的前提下,当U和I参考方向选择不一致的前提下,2、电源开路（开关断开）,I=0 U=U0=UE P=0,PE=0 ， P=0,3、电源短路,U=0 I=IS=UE/R0 P=0 PE=P=R0I2,