電工基礎(chǔ)---電子講義模板課件

1、2019年6月161 電工基礎(chǔ) 電子講義 大連職業(yè)技術(shù)學院 電氣與電子工程技術(shù)系感謝您的觀看2019年6月162 第一章 電路的基本概念和基本定律第二章 電路的等效變換第三章 線性網(wǎng)絡(luò)的一般分析方法第四章 線性網(wǎng)絡(luò)的基本定理第五章 正弦穩(wěn)態(tài)電路第六章 互感電路第七章 三相電路第八章 非正弦周期電流電路第九章 線性電路過渡過程的分析第十章 線性電路過渡過程的復(fù)頻域分析第十三章 磁路和鐵心線圈電路 感謝您的觀看2019年6月163 第一章 電路的基本概念和基本定律 第一節(jié) 電路和電路模型 第二節(jié) 電路的基本物理量 第三節(jié) 電阻元件和歐姆定律 第四節(jié) 電壓源和電流源 第五節(jié) 電路的工作狀態(tài) 第六節(jié)

2、基爾霍夫定律感謝您的觀看2019年6月1641.1 1.1 電路和電路模型電路和電路模型 電路：電路：是各種用電設(shè)備按一定的方式連接起來是各種用電設(shè)備按一定的方式連接起來的整體，它提供了電流流通的路徑。的整體，它提供了電流流通的路徑。 電路的兩個功能：電路的兩個功能： 進行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配。進行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配。 對電信號的處理和傳遞。對電信號的處理和傳遞。電路有時也稱為電網(wǎng)絡(luò)。電路有時也稱為電網(wǎng)絡(luò)。感謝您的觀看2019年6月165 電路模型電路模型：用抽象的理想元件及其組合近似地替代用抽象的理想元件及其組合近似地替代實際的電路元件，從而構(gòu)成了與實際電路相對應(yīng)的實際的電路元件，從而

3、構(gòu)成了與實際電路相對應(yīng)的電路模型。電路模型。電池電池燈泡燈泡USIRU+_負載負載電源電源感謝您的觀看2019年6月166電路由電路由電源電源、負載負載、中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)組成。組成。理想的元件：理想的元件：電壓源：電壓源： 電流源：電流源： 電阻：電阻： 電感：電感： 電容：電容：感謝您的觀看2019年6月1671.2 1.2 電路的基本物理量電路的基本物理量 物物理理量量 單單位位 實實際際正正方方向向 大大小小 電電流流 I A、kA、mA、A 正正電電荷荷移移動動的的方方向向 I=Q/t i=dq/dt 電電動動勢勢 E V、kV、mV、V 電電源源驅(qū)驅(qū)動動正正電電荷荷的的方方向向 (

4、(低低電電位位 高高電電位位) ) Uab=Va-Vb 電電壓壓 U V、kV、mV、V 電電位位降降落落的的方方向向 ( (高高電電位位 低低電電位位) ) Uab=Wab/Q u=dw/dq 感謝您的觀看2019年6月168電路中物理量的正方向電路中物理量的正方向物理量的物理量的正方向正方向：實際正方向?qū)嶋H正方向假設(shè)正方向假設(shè)正方向?qū)嶋H正方向：實際正方向： 物理中對電量規(guī)定的方向。物理中對電量規(guī)定的方向。假設(shè)正方向（參考正方向）：假設(shè)正方向（參考正方向）： 在分析計算時，對電量人為規(guī)定的方向。在分析計算時，對電量人為規(guī)定的方向。感謝您的觀看2019年6月169物理量正方向的表示方法物理量正

5、方向的表示方法電池電池燈泡燈泡IRUabUS+_abu_+正負號正負號abUab（高電位在前，高電位在前， 低電位在后）低電位在后） 雙下標雙下標箭箭 頭頭uab電壓電壓+-IR電流電流：從高電位：從高電位 指向低電位。指向低電位。感謝您的觀看2019年6月1610電路分析中的電路分析中的假設(shè)假設(shè)正方向正方向（參考方向）（參考方向）問題的提出問題的提出：在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量 的實際方向，電路如何求解？的實際方向，電路如何求解？電流方向電流方向AB？電流方向電流方向BA？U1ABRU2IR感謝您的觀看2019年6月1611(1) (1) 在解題前先設(shè)定

6、一個正方向，作為參考方向；在解題前先設(shè)定一個正方向，作為參考方向；解決方法解決方法(3) (3) 根據(jù)計算結(jié)果確定實際方向：根據(jù)計算結(jié)果確定實際方向： 若計算結(jié)果為正，則實際方向與假設(shè)方向一致；若計算結(jié)果為正，則實際方向與假設(shè)方向一致； 若計算結(jié)果為負，則實際方向與假設(shè)方向相反。若計算結(jié)果為負，則實際方向與假設(shè)方向相反。(2) (2) 根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互關(guān)根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互關(guān) 系的代數(shù)表達式；系的代數(shù)表達式；感謝您的觀看2019年6月1612例例已知：已知：US=2V, R=1問：問： 當當U分別為分別為 3V 和和 1V 時，時，IR=?US IRRU

7、RabU解：解：(1) 假定電路中物理量的正方向如圖所示；假定電路中物理量的正方向如圖所示；(2) 列電路方程：列電路方程： SRUUURUURUISRRSRUUU 感謝您的觀看2019年6月1613(3) 數(shù)值計算數(shù)值計算A1121 V1A112-3 3VRRIUIU時時（實際方向與假設(shè)方向一致）（實際方向與假設(shè)方向一致）（實際方向與假設(shè)方向相反）（實際方向與假設(shè)方向相反）RUUISRUS IRRURabU感謝您的觀看2019年6月1614(4)(4)為了避免列方程時出錯，為了避免列方程時出錯，習慣上習慣上把把 I I 與與 U U 的方向的方向 按相同方向假設(shè)。按相同方向假設(shè)。(1) (1

8、) 方程式方程式R =R = U/IU/I 僅適用于假設(shè)正方向一致的情況。僅適用于假設(shè)正方向一致的情況。 (2) (2) “實際方向?qū)嶋H方向”是物理中規(guī)定的，而是物理中規(guī)定的，而“假設(shè)正方向假設(shè)正方向”則則 是人們在進行電路分析計算時是人們在進行電路分析計算時, ,任意假設(shè)的。任意假設(shè)的。 (3)(3)在以后的解題過程中，注意一定要在以后的解題過程中，注意一定要先假定先假定“正方向正方向” ( (即在圖中表明物理量的參考方向即在圖中表明物理量的參考方向) )，然后再列方程然后再列方程 計算計算。缺少。缺少“參考方向參考方向”的物理量是無意義的的物理量是無意義的. . 提示提示感謝您的觀看201

9、9年6月1615RIURR IRURab假設(shè)假設(shè): 與與 的方向一致的方向一致RIRU例例RIRU假設(shè)假設(shè): 與與 的方向相反的方向相反RIURR IRURab稱稱IR和和UR為關(guān)聯(lián)參考方向為關(guān)聯(lián)參考方向稱稱IR和和UR為非關(guān)聯(lián)參考方向為非關(guān)聯(lián)參考方向感謝您的觀看2019年6月1616電電 功功 率率aIRUb功率的概念功率的概念：單位時間內(nèi)電路吸收或釋放的電能定義：單位時間內(nèi)電路吸收或釋放的電能定義為該電路的功率。為該電路的功率。p=dw/dt=dw/dtdq/dt=ui IUP功率有無正負？功率有無正負？如果如果U I方向不一方向不一致結(jié)果如何？致結(jié)果如何？感謝您的觀看2019年6月161

10、7 U、 I 在關(guān)聯(lián)參考方向下在關(guān)聯(lián)參考方向下 P = UI P = -UI 根據(jù)能量守衡關(guān)根據(jù)能量守衡關(guān) 系系P（吸收）（吸收）= P（發(fā)出（發(fā)出 ） U、 I 在非關(guān)聯(lián)參考方向下在非關(guān)聯(lián)參考方向下若若 P 0“吸收功率吸收功率”（負載）（負載）若若 P 0“發(fā)出功率發(fā)出功率”（電源）（電源）感謝您的觀看2019年6月1618 當計算的當計算的 P 0 時時, , 此部分電路消耗電功率，此部分電路消耗電功率，為負載為負載。 所以，從所以，從 P 的的 + + 或或 - - 可以區(qū)分器件的性質(zhì)，可以區(qū)分器件的性質(zhì)，或是電源，或是負載?；蚴请娫?，或是負載。結(jié)結(jié) 論論在進行功率計算時：在進行功率計

11、算時： 當計算的當計算的 P US 時，時， I 0 表明方向與圖中假設(shè)方向一致表明方向與圖中假設(shè)方向一致。當當 UabUS 時，時， I 0 表明方向與圖中假設(shè)方向相反。表明方向與圖中假設(shè)方向相反。US+_baIUabR感謝您的觀看2019年6月16232 2、電導(dǎo)、電導(dǎo)G 單位單位 西門子（西門子（s s） G=1/R 歐姆定律可表示為歐姆定律可表示為i =uG GiuR1R2 G總總=G1+G2 1/R總總=1/R1+1/R2感謝您的觀看2019年6月16241. 1. 電壓源電壓源伏安特性伏安特性電壓源模型電壓源模型oSIRUUIUUSUIRO+-USRo越大越大特性越平特性越平1.4

12、 1.4 電壓源和電流源電壓源和電流源主要介主要介紹紹有源元件中的兩種電源：電壓源和電流源。有源元件中的兩種電源：電壓源和電流源。感謝您的觀看2019年6月1625理想電壓源理想電壓源 （恒壓源）（恒壓源）: : R RO O= = 0 0 時的電壓源時的電壓源. .特點：特點：( (1 1）輸出電）輸出電 壓不變，其值恒等于電壓源。壓不變，其值恒等于電壓源。 即即 U Uabab U US S ； （2 2）電源中的電流由外電路決定。）電源中的電流由外電路決定。IUS+_abUab伏安特性伏安特性IUabUS感謝您的觀看2019年6月1626恒壓源中的電流由外電路決定恒壓源中的電流由外電路決

13、定設(shè)設(shè): US=10VIUS+_abUab2 R1當當R1 R2 同時接入時：同時接入時： I=10AR22 例例 當當R1接入時接入時 ： I=5A則：則：感謝您的觀看2019年6月1627RUIS恒壓源特性中不變的是：恒壓源特性中不變的是：_US恒壓源特性中變化的是：恒壓源特性中變化的是：_I_ _ 會引起會引起 I I 的變化。的變化。外電路的改變外電路的改變I I 的變化可能是的變化可能是 _ 的變化，的變化， 或者是或者是_ _ 的變化。的變化。大小大小方向方向+_I恒壓源特性小結(jié)恒壓源特性小結(jié)USUababR感謝您的觀看2019年6月16282. 電流源電流源ISROabUabIo

14、abSRUIIIsUabI外特性外特性 電流源模型電流源模型RORO越大越大特性越陡特性越陡感謝您的觀看2019年6月1629理想電流源理想電流源 （恒流源（恒流源): RO= 時的電流源時的電流源. 特點：特點：（1）輸出電流不變，其值恒等于電）輸出電流不變，其值恒等于電 流源電流流源電流 IS； abIUabIsIUabIS伏伏安安特特性性（2）輸出電壓由外電路決定。）輸出電壓由外電路決定。感謝您的觀看2019年6月1630恒流源兩端電壓由外電路決定恒流源兩端電壓由外電路決定IUIsR設(shè)設(shè): IS=1 A R=10 時，時， U =10 V。R=1 時，時， U =1 V。則則:例例感謝您

15、的觀看2019年6月1631恒流源特性小結(jié)恒流源特性小結(jié)恒流源特性中不變的是：恒流源特性中不變的是：_Is恒流源特性中變化的是：恒流源特性中變化的是：_Uab_ 會引起會引起 Uab 的變化。的變化。外電路的改變外電路的改變Uab的變化可能是的變化可能是 _ 的變化，的變化， 或者是或者是 _的變化。的變化。大小大小方向方向RIUsab 理想恒流源兩端理想恒流源兩端可否被短路可否被短路？abIUabIsR感謝您的觀看2019年6月1632電壓源中的電流電壓源中的電流如何決定如何決定？電流電流源兩端的電壓等源兩端的電壓等于多少于多少？例例IUS R_+abUab=?Is原則原則：Is不能變，不能

16、變，US 不能變不能變。SabUIRU電壓源中的電流電壓源中的電流 I= IS恒流源兩端的電壓恒流源兩端的電壓感謝您的觀看2019年6月1633恒壓源與恒流源特性比較恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒壓源恒流源恒流源不不 變變 量量變變 化化 量量US+_abIUabUab = US （常數(shù)）（常數(shù)）Uab的大小、方向均為恒定，的大小、方向均為恒定，外電路負載對外電路負載對 Uab 無影響。無影響。IabUabIsI = Is （常數(shù)）（常數(shù)）I 的大小、方向均為恒定，的大小、方向均為恒定，外電路負載對外電路負載對 I 無影響。無影響。輸出電流輸出電流 I 可變可變 - I 的大小、方向均的大小、

17、方向均由外電路決定由外電路決定端電壓端電壓Uab 可變可變 -Uab 的大小、方向的大小、方向均由外電路決定均由外電路決定感謝您的觀看2019年6月16341.5 1.5 電路的工作狀態(tài)電路的工作狀態(tài)電路有三種工作狀態(tài)：電路有三種工作狀態(tài)：開路開路、短路短路、額定工作額定工作狀態(tài)狀態(tài)。1、開路 UOCIRO+-Us開路時開路時I I=0=0，內(nèi)阻，內(nèi)阻R Ro o上電上電壓降為零。壓降為零。開路電壓開路電壓UOC= Us感謝您的觀看2019年6月16352、短路US -+b ISCROa U ab=0V 短路電流短路電流 ISC=US / RO感謝您的觀看2019年6月16363、額定工作狀態(tài)

18、 任何電氣設(shè)備都有一定的電壓、電流和功率的限額。任何電氣設(shè)備都有一定的電壓、電流和功率的限額。 額定值就是電氣設(shè)備制造廠對產(chǎn)品規(guī)定的使用限額。額定值就是電氣設(shè)備制造廠對產(chǎn)品規(guī)定的使用限額。 額定電壓額定電壓 U UN N額定值額定值 額定電流額定電流 I IN N 額定容量額定容量 S SN N 電氣設(shè)備工作在額定值的情況下就稱為額定工作狀態(tài)。電氣設(shè)備工作在額定值的情況下就稱為額定工作狀態(tài)。 或稱或稱 “ “滿載滿載” ” 。設(shè)備超過額定值工作時稱為。設(shè)備超過額定值工作時稱為 “ “過過載載” 。感謝您的觀看2019年6月16371.6 1.6 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 用來描述電路中各部分電

19、壓或各部分電流間的關(guān)用來描述電路中各部分電壓或各部分電流間的關(guān) 系，包括基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律系，包括基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律。名詞注釋名詞注釋：節(jié)點：節(jié)點：三個或三個以上支路的聯(lián)結(jié)點三個或三個以上支路的聯(lián)結(jié)點支路：支路：電路中每一個分支電路中每一個分支回路：回路：電路中任一閉合路徑電路中任一閉合路徑感謝您的觀看2019年6月1638支路：支路：ab、ad、 . （共（共6條）條）回路：回路：abda、 bcdb、 . （共（共7 個）個）節(jié)點：節(jié)點：a、 b、 . (共共4個）個）例例I3U4U3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-感謝您的觀看2

20、019年6月1639 (一一) ) 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律 對任何節(jié)點，在任一瞬間，流入節(jié)點的電流等于對任何節(jié)點，在任一瞬間，流入節(jié)點的電流等于由節(jié)點流出的電流?；蛘哒f，在任一瞬間，一個節(jié)由節(jié)點流出的電流?；蛘哒f，在任一瞬間，一個節(jié)點上電流的代數(shù)和為點上電流的代數(shù)和為 0 0。 I1I2I3I44231IIII基爾霍夫電流定律的基爾霍夫電流定律的依據(jù)依據(jù)：電流的連續(xù)性原理。：電流的連續(xù)性原理。 I =0即：即：例例或或：04231IIII感謝您的觀看2019年6月1640電流定律還可以擴展到電路的任意封閉面。電流定律還可以擴展到電路的任意封閉面。例例I1+I2=I3例例I=0基爾霍夫

21、電流定律的擴展基爾霍夫電流定律的擴展I=?I1I2I3U2U3U1+_RR1R+_+_R感謝您的觀看2019年6月1641( (二二) ) 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律 對電路中的任一回路，沿任意循行方向轉(zhuǎn)一周，各對電路中的任一回路，沿任意循行方向轉(zhuǎn)一周，各部分電壓的代數(shù)和為部分電壓的代數(shù)和為 0。例如：例如： 回路回路 a-d-c-a33435544RIUURIRI電位升電位升電位降電位降即：即：0U或：或：033435544RIUURIRII3U4U3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-感謝您的觀看2019年6月1642RIUUabS電壓降電壓降電壓降電壓降US+_RabUabI基爾霍夫電壓定律也適合開路?；鶢柣舴螂妷憾梢策m合開路。例例感謝您的觀看