J--《電工電子技術(shù)基礎(chǔ)》電子教案-電工電子技術(shù)課件-第1章---電路分析基礎(chǔ)

1、電工電子技術(shù)第1章 電路分析基礎(chǔ)第2章 正弦交流電路第3章 三相交流電路第4章 磁路與變壓器第5章 異步電動(dòng)機(jī)及其控制第一篇 電工電子技術(shù) 理解電流、電壓參考方向的問題；掌握基爾霍夫定律及其應(yīng)用；了解電氣設(shè)備額定值的定義；熟悉電路在不同工作狀態(tài)下的特點(diǎn)；深刻理解電路中電位的概念并能熟練計(jì)算電路中各點(diǎn)的電位。第1章 電路分析基礎(chǔ)學(xué)習(xí)要點(diǎn)第1章 電路分析基礎(chǔ)1.1 電路分析基礎(chǔ)知識(shí)1.2 電氣設(shè)備的額定值及電路的工作狀態(tài)1.3 基本電路元件和電源元件1.4 電路定律及電路基本分析方法1.5 電路中的電位及其計(jì)算方法1.1 電路分析基礎(chǔ)知識(shí)1. 導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體原子核原子核中有質(zhì)子和中子，其中質(zhì)

2、子帶正電，中子不帶電繞原子核高速旋轉(zhuǎn)的電子帶負(fù)電自然界物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)：電子正電荷負(fù)電荷=原子結(jié)構(gòu)中：原子核導(dǎo)體的外層電子數(shù)很少且距離原子核較遠(yuǎn)，因此受到原子核的束縛力很小，極易掙脫原子核的束縛游離到空間成為自由電子，自由電子在外電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)形成電流。原子核半導(dǎo)體的外層電子數(shù)一般為4個(gè)，其導(dǎo)電性界于導(dǎo)體和絕緣體之間。原子核絕緣體外層電子數(shù)常為8個(gè)，且距離原子核較近，因此受到原子核很強(qiáng)的束縛力而無法掙脫，我們把外層電子數(shù)為8個(gè)稱為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)中不存在自由電子，因此不導(dǎo)電。絕緣體是否在任何條件下都不導(dǎo)電？當(dāng)外界電場(chǎng)的作用超過原子核對(duì)外層電子的束縛力時(shí)，絕緣體的外層電子也同樣會(huì)掙脫原子核的束

3、縛成為自由電子，這時(shí)我們稱為絕緣被 擊穿。半導(dǎo)體有什么特殊性？半導(dǎo)體的導(dǎo)電性雖然 介于導(dǎo)體和絕緣體之間，但半導(dǎo)體在外界條件變化時(shí)，其導(dǎo)電能力會(huì)大大增強(qiáng)；若摻入某些雜質(zhì)后，其導(dǎo)電能力甚至?xí)黾映汕先f倍，半導(dǎo)體的這種特殊性，使它在電子技術(shù)中得到了廣泛地應(yīng)用。檢 驗(yàn) 學(xué) 習(xí) 結(jié) 果2.電路的組成和功能 （1） 電路的組成電路一般由電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)組成。電源：如發(fā)電機(jī)、電池等，電源可將其它形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，是向電路提供能量的裝置。負(fù)載：指電動(dòng)機(jī)、電燈等各類用電器，在電路中是接收 電能的裝置，可將電能轉(zhuǎn)換成其它形式的能量。中間環(huán)節(jié)：將電源和負(fù)載連成通路的輸電導(dǎo)線、控制電路通斷的開關(guān)設(shè)備和保護(hù)電

4、路的設(shè)備等。 電路可以實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。（2）電路的主要功能：電力系統(tǒng)中：電子技術(shù)中： 電路可以實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的傳遞、存儲(chǔ)和處理。3.電路模型和電路元件 電源負(fù)載負(fù)載電源開關(guān)實(shí)體電路ISUS+_R0中間環(huán)節(jié)電路模型與實(shí)體電路相對(duì)應(yīng)的電路圖稱為實(shí)體電路的電路模型。RL+ U導(dǎo)線電路模型中的所有元件均為理想電路元件。實(shí)際電路元件的電特性是多元的、復(fù)雜的。iR R L消耗電能的電特性可用電阻元件表征產(chǎn)生磁場(chǎng)的電特性可用電感元件表征由于白熾燈中耗能的因素遠(yuǎn)大于產(chǎn)生磁場(chǎng)的因素，因此L 可以忽略白熾燈的電路模型可表示為：理想電路元件的電特性是精確的、惟一的。理想電路元件又分有有源和無源兩大類RC+

5、USIS電阻元件電容元件理想電壓源理想電流源L無源二端元件有源二端元件電感元件4. 電壓、電流及其參考方向大寫 I 表示直流電流，小寫 i 表示電流的一般符號(hào)（1） 電流 電流強(qiáng)度等于單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量。電流的單位及換算：1A=103mA=106A=109nA 電荷的定向移動(dòng)形成電流。 電流的大小用電流強(qiáng)度表示，簡稱電流?；颍?） 電壓 電路中a、b兩點(diǎn)間的電壓定義為單位正電 荷由a點(diǎn)移至b點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功。 電壓是電路中產(chǎn)生電流的根本原因。 電壓等于電路中兩點(diǎn)電位之差?；虼髮?U 表示直流電壓，小寫 u 表示電壓的一般符號(hào)電壓的單位及換算：1V=103mV=10-3KV（3）

6、電流、電壓的參考方向 解題前在電路圖上標(biāo)示的電壓、電流方向稱為參考方向。為什么要在電路圖中標(biāo)示參考方向？參考方向是為了給方程式中各量前面的正、負(fù)號(hào)以依據(jù)aIRUb關(guān)聯(lián)參考方向下： U=IRaIRUb非關(guān)聯(lián)參考方向下： U=IR圖中若 I = 3 A，則表明電流的實(shí)際方向與參考方向相同；反之，若 I = 3 A，則表明電流的實(shí)際方向與參考方向相反 。I +US電壓、電流的參考方向： 當(dāng)電壓、電流參考方向與實(shí)際方向相同時(shí)，其值為正，反之則為負(fù)值。 電流的參考方向用箭頭表示；電壓的參考方向除用極性“+”、“”外，還可用雙下標(biāo)或箭頭表示原則上：任意假定。RR0例：當(dāng)ua =3V ub = 2V時(shí)u1

7、=1Vu2=1V 求得的u1為正值，說明電壓的實(shí)際方向與參考方向一致； 求得的u2為負(fù)值，說明電壓的實(shí)際方向與參考方向相反。5. 電能、電功率和效率 電能的轉(zhuǎn)換是在電流作功的過程中進(jìn)行的，因此電能的多少可以用功來度量。式中電壓的單位為伏特【V】，電流單位為安培【A】，時(shí)間的單位用秒【s】時(shí)，電能（或電功）的單位是焦耳【J】。日常生產(chǎn)和生活中，電能（或電功）也常用度作單位：1度=1KWh=1KVAh（1）電能單位時(shí)間內(nèi)電流所作的功稱為電功率，用“P”表示（2）電功率1W=10-3KW功的單位為焦耳，時(shí)間單位為秒時(shí)，電功率的單位是“瓦”（3）效率輸出功率與輸入功率的比值稱為效率，用“”表示 則某部

8、分電路功率 P 0 , 說明U、I 實(shí)際方向與參考方向一致，說明電路吸收電功率，為負(fù)載。 所以，從 P 的 + 或 - 可以區(qū)分器件的性質(zhì)，或是電源，或是負(fù)載。在進(jìn)行功率計(jì)算時(shí)，如果假設(shè) U、I 參考方向關(guān)聯(lián)。 當(dāng)某部分電路功率 P R2，則RR1如果兩個(gè)并聯(lián)電阻有：R1R2，則RR2第四頁電阻的混聯(lián)計(jì)算舉例【解】 Rab=R1+ R6+(R2/R3)+(R4/R5)R1R2R3R4R5R6ab分析：由a、b端向里看， R2和R3， R4和R5均連接在相同的兩點(diǎn)之間，因此是并聯(lián)關(guān)系，把這4個(gè)電阻兩兩并聯(lián)后，電路中除了a、b兩點(diǎn)不再有結(jié)點(diǎn)，所以它們的等效電阻與R1和R6相串聯(lián)。電阻混聯(lián)電路的等效

9、電阻計(jì)算，關(guān)鍵在于正確找出電路的聯(lián)接點(diǎn)，然后分別把兩兩結(jié)點(diǎn)之間的電阻進(jìn)行串、并聯(lián)簡化計(jì)算，最后將簡化的等效電阻相加即可求出。第四頁2. 負(fù)載獲得最大功率的條件R0RLUSI左圖所示的閉合全電路中，電流為：負(fù)載上獲得的功率為：將式子整理為：由此式能看出負(fù)載上獲得最大功率的條件嗎？*R0=RL第四頁檢 驗(yàn) 學(xué) 習(xí) 結(jié) 果當(dāng)這兩個(gè)電阻相串或相并時(shí)，等效電阻R？負(fù)載獲得最大功率的條件？最大功率為多少？10K10R0=RL Pmax=US24R0串聯(lián) ：R10K并聯(lián) ：R101.5 電路中的電位及其計(jì)算方法1. 電位電位具有相對(duì)性，相對(duì)于參考點(diǎn)較高的電位點(diǎn)是正電位，比參考點(diǎn)低的電位點(diǎn)為負(fù)電位。參考點(diǎn)的電位一般取零 。電位實(shí)際上就是電路中某點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓，電