电工电子技术全套课件 (收藏)

电工电子技术 全套课件
第1章
直流电路
1.1 电路的概念 1.2 电路的主要物理量 1.3 电路的基本元件及其特性 1.4 基尔霍夫定律 1.5 电路的基本分析方法 1.6 直流一阶电路的过渡过程
1.1 电路的概念
1.1.1 电路组成及其作用 1.1.2 电路模型
1.1.1 电路组成及其作用
一、电路的组成
1.2.4 电能和电功率
一、电能
电能的转换是在电流作功的过程中进行的，因此电 能的多少可以用功来量度。
W UIt
式中电压的单位为伏特【V】， 电流单位为安培【A】， 时间的单位用秒【s】时， 电能（或电功）的单位是焦耳【J】。
日常生产和生活中，电能（或电功）也常用度作为量纲：
1度=1KW•h=KV•A•h=1000 W×3600S=3.6×106J
电路：电路是电流流通的路径，是为实现某种功 能而将若干电气设备和元器件按一定方式连接起来的 整体。
组成：电源、负载和中间环节。
电源: 提供电能的设备，如发电机、电池、信号 源等。
负载: 指用电设备，如电灯、电动机、洗衣机等。 中间环节: 把电源和负载连接起来，通常是一些 导线、开关、接触器、保护装置等。
二、电路模型
开关 负 载
电 源
导线
电源
S
R0
+ _ US
中间环节 I
+
RL U 负
–载
实体电路
电路模型
与实体电路相对应的电路图称为实体电路的电路模型。
开关S 220V
s
+
us -
启辉器Q
镇流器L
日光灯管R
实际电路
R
电路模型
L
检验学习结果
1.什么是电路？一 个完整的电路包括 哪几部分？各部分 的作用是什么？
二、电流的单位
A（安培）、mA(毫安）、μA（微安）
1A = 1000 mA 1mA = 1000μA
i dq dt
大小和方向不随时间变化的电流称为恒定电流。
I
直流电流
量值和方向作周期性变化且平均值为零的时 变电流，称为交流电流。
i
交流电流
三、电流的实际方向
正电荷运动的方向。(客观存在）
电流的方向可用箭头表示,
参考方向。
I
对一个元件，电流 a
参考方向和电压参考方 向可以相互独立地任意 U
R
确定，但为了方便起见， 常常将其取为一致，称
b
a
I
关联方向;如不一致，
U
称非关联方向。
b
关联参考 方向下：
U=IR
非关联参考 方向下：
U=－IR
R
i
a
b
+ u －
(a) 关联方向
i
a
b
－ u +
(b) 非关联方向
2.基本的理想电路 元件有几个？各用 什么符号表示？
3.电路中引入电路 模型的意义何在？
1.2 电路的主要 物理量
1.2.1 电流 1.2.2 电压与电动势 1.2.3 电位 1.2.4 电能和电功率
1.2.1 电流
一、电流定义
带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动 形成电流。单位时间内流过导体截面的电荷量定 义为电流强度。
例 : 如图（a）所示，E1=12V，E2=3V，R1= R2= R3=3Ω， I1=3A，I2=2A，I3=1A，以a点和b点为参考点，分别求Va， Vb，Vc，Vd及Uab，Uad和Uca。
解： （1）以b为参考点，则Vb=0。
故有 Va= I3 R3=1×3=3V，Vc=E1=12V，Vd= - E2= -3V
实际电路的 分析方法
用仪器仪表对实际电路进行测量，把 实际电路抽象为电路模型，用电路理 论进行分析、计算。
一、 理想电路元件
实际的电路是由一些按需要起不同作用的元件或 器件所组成，如发电机、变压器、电动机、电池、电 阻器等，它们的电磁性质是很复杂的。
何为电路元件？
用于构成电路的电工、电子元器件或设备统称 为实际元件。
a
b
+u -
二、电动势
定义： 电源力把单位正电荷从 “-” 极板经 电源内部移到 “+” 极板所做的。
e
dA dq
单位： V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏） 实际方向：由低电位端指向高电位端
电动势的方向用+，- 号表示，
也可用箭头表示。
+
E
–
U=E
I
+ UR -
电流、电压的参考方向
解题前在电路图上标示的电压、电流方向称为
无源电路元件
有源电路元件
电阻 电容 电感
电压源 电流源
例如：一个线圈在有电流通过时
i
消耗电能
+
（电阻性） R
u
–
产生磁场 储存磁场能量 L （电感性）
理想电路元件
忽略R L
为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下 常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质， 把它看成理想电路元件。
将实际电路中的元件用理想电路元件表示， 称为实际电路的电路模型。
也可用字母顺序表示( iab )
iR
a
b
1.2.2 电压与电动势
一、电压
定义： 电场力把单位正电荷从一 点移到另一点所做的功。
uab
dA dq
uab Va Vb
单位： V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）
实际方向：由高电位端指向低电位端。
电压的方向可用箭头表示,
R
也可用字母顺序表示 uab
u
也可用+，- 号表示。
所以 Uab=Va- Vb=3V，Uad=Va- Vd=3-(-3)=6V， Uca=Vc-Va=12-3=9V；
（2）以a为参考点，则Va=0。 故有 Vb= - I3 R3= -(1×3) = -3V，Vc= I1 R1=3×3=9V，Vd= - I2 R2= -(2×3)= -6V 所以 Uab=Va- Vb=0-(-3)=3V，Uad=Va- Vd=0-(-6)=6V， Uca=Vc-Va=9-0=9V。 计算表明，当选取不同的参考点，电路中的各点电位不 同，但电压相同。
功率单位时间内电流所作的功 称为电功率，用“P”表示。
如果采用关联方向 ，在标示时标出一 种即可。如果采用 非关联方向，则必 须全部标示。
为什么要在电路图 中标示参考方向？
参考方向 是为了给 方程式中 各量前面 的正、负 号以依据
1.2.3 电位
定义：电场力把单位正电荷从一点移到参考点所做 的功。
（电路中电位参考点：接地点，Vo= 0） 单位： V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）
开关S 220V
启辉器
镇流器L
日光灯管R
日光灯实际电路
二、电路的作用
电力系统中：
电路可以实现电能 的传输、分配和转换。
发电机
升压 变压器
输电线等 其它中间环节
降压 变压器
（a）电力系统电路
用电设备
电子技术中：
电路可以实现电信号 的传递、存储和处理。
放ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
话筒
大 器
扬声器
（b）扩音机电路
1.1.2 电路模型