电工学课件.

R1
R3
R2
R6
R4
I4
I
I2
I1
I3
A
B
C
R5
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一、焦耳定律
电流通过金属导体时使导体发热的现象叫电流 的热效应。 实验表明:电流流过金属导体产生的热量与电 流的平方、导体的电阻、通电时间成正比,即: Q = I2Rt 如果电流的单位为A,电阻的单位为Ω,时间 的单位为s,则Q的单位是J。此关系称为焦耳定 律。
4、电阻和电阻率
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万用表测量电阻
只含有负载而不包含电源的一段电路称为 部分电路欧姆定律。
GB
U
R
I
U
I
R
1.2.1 部分电路欧姆定律
部分电路欧姆定律
当电压与电流的参考方向关联时, 当电压与电流的参考方向非关联时,
导体中的电流,与导体两端的电压成正比,与 导体的电阻成反比。
电功的常用单位是kW•h (千瓦时)。 1kW•h=3.6x106J
电流在单位时间内所作的功称为电功率, 来表示电场力作功的快慢。用字母P表示,单 位为W。 对于纯电阻电路,上式还可以写为
三、电功率
§1-4 电功和电功率
1.2.4 电源的外特性
电源端电压随负载电流 变化的关系特性称为电源 的外特性,其关系特性曲 线称为电源的外特性曲线。
O

电机在工业自动化中的应用
生产线自动化
电机作为驱动元件，广泛应用于生产线自动化中，如传送带、装 配机械和包装机械等。
物料搬运自动化
电机可以驱动各种搬运机械，如电动叉车、堆垛机和起重机等，实 现物料搬运的自动化。
检测与控制系统自动化
电机作为执行元件，在各种检测与控制系统中发挥着重要作用，如 温度、压力和流量的检测与控制等。
02
电路分析
电路的基本元件
电阻器
电容器
电阻器是电路中最常见 的元件，用于限制电流，
产生电压降。
电容器是储存电荷的元 件，具有隔直通交的特
性。
电感器
电感器是储存磁能的元 件，能够阻碍电流的变
化。
电源
电源是提供电能和电压 的元件，分为直流电源
和交流电源。
电路的欧姆定律和基尔霍夫定律
欧姆定律
欧姆定律是电路分析的基本定律 ，描述了电流、电压和电阻之间 的关系。
01
03
电阻
导体对电流的阻碍作用称为电阻，用 字母R表示。
电感
表示线圈产生自感电动势的本领的物 理量称为电感，用字母L表示。
05
04
电容
表示电容器容纳电荷的本领的物理量 称为电容，用字母C表示。
电工学在日常生活和工业生产中的应用
家用电器的使用
电工学在家庭生活中应用广泛，如照明、空调、冰箱、洗衣机等电器 的使用都涉及到电工学的知识。

+
u
参考方向
+
u
+ 实际方向
u> 0
实际方向
+
u<0
精品课件
13
+ _
示例
+ 10V _
+
u
_
1
10Ω
+ 10V _
u 1 10Ω
u 1 = 10V
u 1 = － 10V
电压参考方向的三种表示方式：
• 用正负极性表示 —— 由正极指向负极的方向为电压（降）的参考方向 • 用箭头表示 —— 箭头指向为电压（降）的参考方向
导线
1 0 B A S E - T w a ll p la t e
建模 灯泡
开关
+
U
_
s
电池
RL
Rs
灯泡
导线
理想电路元件 有某种确定的电磁性能的理想元件
电路模型
反映实际电路部件的主要电磁性质 的理想电路元件及其组合
精品课件
5
3. 集总参数电路 由集总参数元件构成的电路
集总参数元件
假定发生的电磁过程都集中在元件内部进行
K
u k ( t ) 0 或
u降 u升 或 uR US
k 1
式中 uk(t) 为该回路中第 k 条支路电压，K 为该回路处的支路数

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电力的分配
输电线路配电线路分配给用户 常用的配电电压：高压：10kV或6kV
低压： 380／220V
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电工安全基本知识
人为什么会触电？

人体本身就是一个导体，有一定的电阻。
触电有哪几种？

单相触电 两相触电 跨步电压触电
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解：在图2.12(a)中： I U 6 2A
R
3
在图2.12(b)中：
U 6 I 2A R 3
在图2.12(c)中：
U 6 I 2A R 3
在图2.12(d)中：
U 6 I 2A R 3
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[例2-4] 计算图2.13中的电阻R值，已知Uab=-12V。
图2.6 例2-1的电路图
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解：因为 UAB+UBC=(VA-VB)+(VB-VC)=VA-VC=UAC
所以 U=UAC=UAB+UBC=U1-U2=3-(-2)=5V
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2.1.3 电动势
图2.7 手电筒电路原理图
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电动势:电源力将单位正电荷从电源的负极移到

详细描述
最大功率传输定理是电路分析中的一个重要结论，它可以帮助我们优化电路的性能。在实际应用中，许多电子设备都需要在一定的功率范围内工作，以保证其正常运转。通过应用最大功率传输定理，我们可以合理地选择电源和负载的参数，使得电路能够传输最大的功率，从而提高设备的效率和可靠性。此外，这个定理还可以用于电力系统的优化设计、节能减排等方面的问题解决。
安全用电常识
触电是指电流通过人体而造成的外部伤害和内部损伤。
触电定义
触电原因
预防措施
人体成为导电路径的一部分，常见原因包括接触裸露的电线、带电设备操作不慎等。
使用绝缘良好的工具和设备，不接触裸露的电线和设备，定期检查电气设备安全等。
03
02
01
电气火灾是指由电气设备、电线等引起的火灾。
电气火灾定义
总结词
戴维南定理和诺顿定理是两种常用的等效电路模型，它们可以将复杂的电路简化为易于分析的形式。通过应用这两种定理，我们可以方便地计算出电路中的电流和电压，从而解决一系列的电路问题。在实际应用中，戴维南定理和诺顿定理常常被用来分析电力系统的稳定性、优化电路设计等方面的问题。
详细描述
总结词
最大功率传输定理是指在给定电源和负载阻抗的情况下，电路能够传输的最大功率取决于电源的内阻。当电源内阻等于负载阻抗时，电路能够传输的功率最大。
《电工学》第一章课件

I
a
c
RO +
+ -
E
U
_
b
端电压
R d
1. 电压与电流 关系
U E
R0«R
I
伏安特性（外特性）
UEIRo R0«R时，UE
可编辑课件PPT
30
2. 功率与功率平衡
I
a
c
U IEIRoI2
PPEP
RO +
+ -
E
U
_
b
R d
式中： PE=EI--是电源产生的功率
P=R0I2--是电源内阻上所损耗的功率
Li
可编辑课件PPT
24
1. 电感中电流、电压的关系
i
+
ud Ldi
u
dt dt
-
当 i I (直流) 时,
di dt
0
u0
所以,在直流电路中电感相当于短路.
线性电感: L=Const (如:空心电感 不变)
非线性电感 : L = Const可编(辑如课件:P铁PT 心电感 不为常数25)
(2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关 系的代数表达式；
(3) 根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。

电工学特点
电工学具有理论性强、实践性突出、 与多学科交叉融合等特点，是现代 工程技术领域的重要分支。
电工学发展历史
早期电学发展
从静电现象的研究开始，逐步发展到对电流、电压、电阻等基本电 学概念的认识。
电磁理论的建立
19世纪初，奥斯特、法拉第等科学家发现了电与磁的相互作用，奠 定了电磁理论的基础。
电工技术的飞速发展
电工学简明教程ppt课 件
目 录
• 电工学概述 • 电路基础 • 电磁场理论 • 电机与变压器 • 电力电子技术 • 电气安全与保护措施 • 总结与展望
电工学概述
01
电工学定义与特点
电工学定义
电工学是研究电能的生产、传输、 分配和应用的科学技术领域，涉及 电气设备和系统的原理、设计、运 行及维护等方面。
电机与变压器选型及使用注意事项
电机选型
在选择电机时，需要考虑电机的类型、功率、转速、电压等参数，以及使用环境、负载特性等因素。同时，还需 要根据实际需求进行经济性和技术性评估。
变压器选型
在选择变压器时，需要考虑变压器的容量、电压等级、阻抗电压等参数，以及使用环境、负载特性等因素。此外， 还需要注意变压器的绝缘等级和温升限值等安全性能指标。
电磁波的应用
无线电通信、雷达探测、微波 炉加热等都是利用电磁波工作 的。
电机与变压器
04
电机工作原理及分类

ABCD
实验研究方法
通过实验手段验证理论分析结果，探索新的电磁 现象和应用技术。
工程实践方法
将理论分析和实验研究成果应用于工程实践，解 决实际问题和推动技术进步。
02 电路基础知识
电路的基本组成与分类
组成
电源、负载、导线、开关等
分类
直流电路和交流电路；线性电路和非线性电路；时变电路和时不变电路
电流、电压和电阻的基本概念
整流电路
将交流电转换为直流电的电路，包括半波整流、 全波整流和桥式整流等类型。
逆变电路
将直流电转换为交流电的电路，包括方波逆变、 正弦波逆变等类型。
整流与逆变电路的应用
在电源供应、电机驱动、照明等领域有广泛应用。
直流-直流变换电路与交流-交流变换电路
直流-直流（DC-DC）变换电路
将一种直流电压转换为另一种或多种直流电压的电路，包括降压型、升压型和升降压型 等类型。
伯。
电磁感应
02
当导体回路在磁场中运动时，会在回路中产生感应电动势和感
应电流的现象。
法拉第电磁感应定律
03
描述导体回路中感应电动势的大小和方向与磁通量变化率之间
的关系。
磁场与电磁感应
楞次定律
描述感应电流的方向总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
互感和自感
描述两个线圈之间的电磁感应现象以及线圈自身的电磁感应现象。

24
阻尼式时间继电器
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25
图形符号
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26
热继电器
• 具有过载保护特性的过电流继电器。 • 长期过载、频繁启动、欠电压、断相运行
均会引起过电流。
• 用于：电动机或其他设备的过载保护和断 相保护。
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27
结构原理图
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28
断相保护
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29
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18
图形符号及文字符号
• 图1。7。3
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19
接触器的选用
• 类型的选择：直流或交流接触器 • 主触点额定电压的选择：大于等于负载额
定电压。 • 主触点额定电流的选择： • 线圈电压：
交流： 直流：
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20
第三节 继电器
继电器分类： 用途分：控制继电器、保护继电器、中间
继电器。 原理分：电磁式、感应式、热继电器等 参数分：电流、电压、速度、压力继电器 动作时间分：瞬时继电器、延时继电器 输出形式分：有触点、无触点继电器
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21
区别
继电器：用于控制电路、电流小，没有灭 弧装置，可在电量或非电量的作 用下动作。
接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装 置，一 般只能在电压作用下动 作。
气气隙。
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答辩流程
学生完成课程设计后，需提交课程设计报告和答辩PPT；教师组织答辩小组，对学生进行答 辩资格审查和提问；学生回答提问并接受答辩小组的评价。
实验环节注意事项和常见问题解答
注意事项
学生进入实验室前需了解实验室安全规定和应急措施；实验中要正确使用仪器设备 和元器件，避免损坏和浪费；实验后要及时清理实验现场，保持实验室整洁。
电磁场具有能量、动量、自旋等物理量，遵循麦克斯韦方程组。
电磁波产生与传播机制
电磁波产生
变化的电场产生磁场，变化的磁场产 生电场，相互激发形成电磁波。
电磁波与物质相互作用
电磁波与物质相互作用，产生反射、 折射、吸收等现象。
电磁波传播
电磁波在空间中传播，遵循波动方程， 具有波动性质如干涉、衍射等。
电磁场与电磁波应用举例
内容安排
包括直流电路实验、交流电路实 验、电机与拖动实验、电子技术 实验等，每个实验都包含实验原 理、实验步骤和实验数据分析等 内容。
课程设计选题、指导和答辩流程
课程设计选题
学生根据兴趣和专业方向，在教师指导下选择合适的课程设计题目。
课程设计指导
教师提供课程设计指导书和任务书，明确设计要求和进度安排；学生进行文献检索、方案论 证和电路设计等工作；教师定期进行检查和指导。
通过控制开关器件的通断， 将直流电压或电流斩成一 系列脉冲，用于调压、调 速等应用。

9.1 集成运算放大器介绍
9.1.2 运算放大器的分类及主要参数
• 1．运算放大器的分类 2．运算放大器的主要参数
（1） 通用型
（2） 低功耗 型
（3） 高精度 型
（4） 高阻型
（1）开 环电压放 大倍数A0
（2）输 入失调电 压UOS
（3）差 模输入电 阻Rid
（4）最 大输出电 压UPP
9.1 集成运算放大器介绍
K CMR
Aod Aoc
9.5 运算放大器的工程应用
9.5.5 PI控制器
• 1.用途 • PI控制器是自动控制系 统中一个重要的控制环 节。 • 放大器称为P控制器， 积分器称为I控制器， 总称为PI控制器。
小结
•
•
1.正弦波振荡器是运算放大器的一种应用。放大 器加上足够强的正反馈就变为振荡器，所以振荡 器可以由运算放大器组成，也可以由晶体管放大 器组成。要输出单一的正弦波加入选频特性。 2. 运算放大器应用中给出的都是工程上常用电路 ，大家要对电路的特点加深理解。
9.1.3 运算放大器的三种输入方式
• 1.三种输入方式
差分输入（双端输入）： 输入信号加在两输入端 之间，输入信号悬浮， 没有公共地
反相输入（单端输入）： 将同相输入端接地，输 入信号加在反相输入端 和地之间
同相输入（单端输入）： 将反相输入端接地，输 入信号加在同相输入和 地之间

将交流电的电压有效值转换为另一固定或 可调的交流电压有效值，通过控制开关器 件的通断时间实现电压调节。
交流调压器、交流调功器、交流电力控制器 等。
07
电气设备安全与防护 措施
电气设备安全标准和规定
国家电气设备安全标准
介绍国家相关电气设备安全的标准和规范，如《电气设备安全规范》等。
电气设备安全标志
包括电力变压器、自耦变压器、互感 器、调压器等。
三相异步电动机结构和工作原理
三相异步电动机结构
主要由定子、转子、端盖、轴承等部件组成。
工作原理
基于电磁感应原理，当三相交流电通入定子绕组时，产生旋转磁 场，进而带动转子旋转。
三相异步电动机应用
广泛应用于工业、农业、交通运输等领域，如机床、风机、水泵 、压缩机等设备的驱动。
以状态变量为基础，描述系统动态特性的方法。通过建立 状态方程和输出方程，可全面反映系统的内部状态和输入 输出关系。
最优控制
在一定条件下，寻求最优控制策略，使系统性能指标达到 最优的方法。包括线性二次型最优控制、最小时间控制等 。
现代控制理论的应用
在电力系统、化工过程等领域有广泛应用，如电力系统的 负荷频率控制、化工过程的优化控制等。
伺服电机
具有高精度、快速响应等特点 ，广泛应用于自动化设备中，
如机器人、数控机床等。
步进电机

05 电工进阶学习
电子技术基础
电子元件识别与检测
掌握各类电子元件的识别、检测方法 ，了解其基本特性和应用。
电路分析
模拟电路与数字电路
掌握模拟电路和数字电路的基本原理 ，了解各类逻辑门电路和集成电路的 工作原理。
学会使用基本电路分析方法，理解电 压、电流、电阻等基本概念。
可编程控制器应用
PLC基本原理
电线等。
防雷与防火安全知识
雷电的危害
雷电具有极大的破坏力，可导致电器设备损坏、引发火灾 等严重后果。
防雷措施
为防止雷电危害，应采取一系列防雷措施，如安装避雷针 、避雷带等防雷设施。
火灾的危害
火灾可造成人员伤亡和财产损失，必须高度重视。
防火措施
为防止火灾的发生，应采取一系列防火措施，如定期检查 消防设施、不乱丢烟蒂等。同时应掌握基本的灭火技能和 逃生技能，以应对火灾的发生。
02 电工操作技能
电工工具与仪表使用
电工工具
包括螺丝刀、剥线钳、测电笔、 万用表等，每种工具都有其特定 的用途和使用方法。
仪表使用
如万用表、钳形表、兆欧表等， 用于测量电压、电流、电阻、电 容等电气参数，确保电路正常工 作。
导线连接与绝缘层恢复
导线连接
包括绞线连接、压接、焊接等，要求 连接牢固、导电良好。
命。
工厂电气设备维护

为维持导体中的电流能够连续不断地流 过，且应使得导体a、b两端的电压不致 丧失，就要将b端的正电荷移至a端。但 电场力的作用方向恰好与此相反，因此 就必须要有另一种力去克服电场力而使 b端的正电荷移至a端。电源中必须具有 这种力——电源力(非静电力)。
I
a+
Eab b
Uab _
电源力
大小：电源电动势Eab的数值等于电源力把单位正电荷 从电源的低电位b端经电源内部移到电源高电位a端所 作的功，也就是单位正电荷从电源低电位端移到高电 位端所获得的能量。
单位：伏特(V) 千伏(kV) 毫伏(mV)
关联方向 当a、b两点间所选择的电压参考方向
由a指向b时，也选择电流的参考方向经电路由a指向b ，这种参考方向的定义方式成为关联方向。
如图为
a
I
a
I
关联方向
定义的
U
U
电压和电流
b
b
电动势
正电荷从高电位a向低电位b移动，a端 的正电荷逐渐减少会使其电位逐渐降低 。
电路的另一作用：传递和处理信号
声音信号 图象信号
话筒
扬声器
放
大
测量信号或控制信号
器
电路的结构
电路=电源+中间环节+负载 电力系统：
(发电机)+(变压器、输电线…)+(电炉、电动机…)