電工學(xué)-1--講課用

電工學(xué)-1-講課用.txt兩個(gè)人吵架，先說(shuō)對(duì)不起的人，并不是認(rèn)輸了，并不是原諒了。他只是比對(duì)方更珍惜這份感情。 本文由汪曉娜lyd貢獻(xiàn) ppt文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 電工技術(shù)課程性質(zhì)、目的和任務(wù) 電工技術(shù)課程性質(zhì)、 課程性質(zhì)：非電專業(yè)的實(shí)踐性較強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課。 課程性質(zhì)：非電專業(yè)的實(shí)踐性較強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課。 目的和任務(wù)：使學(xué)生獲得電工技術(shù)方面的基本理論、 目的和任務(wù)：使學(xué)生獲得電工技術(shù)方面的基本理論、 基本知識(shí)和基本技能， 基本知識(shí)和基本技能，為學(xué)習(xí)后續(xù)課 程以及今后從事技術(shù)工作打下必要的 基礎(chǔ)。 基礎(chǔ)。 教學(xué)進(jìn)程計(jì)劃 內(nèi) 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 容 學(xué)時(shí) 電路的基本概念與基本定律 8 電路的分析方法 12 12 電路的暫態(tài)分析 8 10 正弦交流電路 10 三相電路 8 工業(yè)企業(yè)用電及安全用電 2 第十二章 第一章 電路的基本概念與基本定律 第一章 電路的基本概念與基本定律 主要內(nèi)容： 主要內(nèi)容： ? 電路的含義、作用、組成部分 電路的含義、作用、 ? 電路模型 ? 電流、電壓的參考方向 電流、 ? 歐姆定律 ? 電源的工作狀態(tài) ? 基爾霍夫定律 ? 電路中電位的概念及計(jì)算 第一章 電路的基本概念與基本定律 第一節(jié) 電路的作用與組成部分 電路：電流的通路， 電路：電流的通路，是為了某種需要由某些電工設(shè)備或 元件按一定方式組合起來(lái)的。 元件按一定方式組合起來(lái)的。 電路的組成： 電路的組成： 電源、中間環(huán)節(jié)、負(fù)載。 電源、中間環(huán)節(jié)、負(fù)載。 電路的作用： 電路的作用： 、電能的傳輸與轉(zhuǎn)換； 電能的傳輸與轉(zhuǎn)換； 、信號(hào)的傳遞與處理。 信號(hào)的傳遞與處理。 第一章 電路的基本概念與基本定律 第一節(jié) 電路的作用與組成部分 電路的作用： 電路的作用： 、電能的傳輸與轉(zhuǎn)換； 電能的傳輸與轉(zhuǎn)換； 、信號(hào)的傳遞與處理。 信號(hào)的傳遞與處理。 示例： 示例：電力系統(tǒng) 第一章 電路的基本概念與基本定律 第一節(jié) 電路的作用與組成部分 電路的作用： 電路的作用： 、電能的傳輸與轉(zhuǎn)換； 電能的傳輸與轉(zhuǎn)換； 、信號(hào)的傳遞與處理。 信號(hào)的傳遞與處理。 示例： 示例：擴(kuò)音器 第一章 電路的基本概念與基本定律 第一節(jié) 電路的作用與組成部分 電路的作用： 電路的作用： 、電能的傳輸與轉(zhuǎn)換； 電能的傳輸與轉(zhuǎn)換； 、信號(hào)的傳遞與處理。 信號(hào)的傳遞與處理。 激勵(lì)：電源或信號(hào)源的電壓或電流； * 激勵(lì)：電源或信號(hào)源的電壓或電流； 響應(yīng)：由激勵(lì)在電路各部分產(chǎn)生的電壓或電流。 * 響應(yīng)：由激勵(lì)在電路各部分產(chǎn)生的電壓或電流。 第一章 電路的基本概念與基本定律 第二節(jié) 電路模型 為了便于對(duì)電路進(jìn)行分析和數(shù)學(xué)描述， 為了便于對(duì)電路進(jìn)行分析和數(shù)學(xué)描述，將實(shí)際元件理 想化，即在一定的條件下突出其主要電磁性質(zhì)， 想化，即在一定的條件下突出其主要電磁性質(zhì)，忽略其次 要因素，近似為理想元件。 要因素，近似為理想元件。 理想元件：電阻、電感、電容、電源等。 理想元件：電阻、電感、電容、電源等。 電路模型：由一些理想電路元件組成的電路。 電路模型：由一些理想電路元件組成的電路。 第一章 電路的基本概念與基本定律 第二節(jié) 電路模型 電路模型實(shí)例： 電路模型實(shí)例： 第一章 電路的基本概念與基本定律 第三節(jié) 電壓和電流的參考方向 電流的含義及單位 電流： 電流：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量 稱為電流強(qiáng)度(電流) 稱為電流強(qiáng)度(電流)。 單位：安培(A)、毫安(mA)、微安(A)。 單位：安培(A)、毫安(mA)、微安(A)。 (A) (mA) (A) 即：在1秒鐘內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量為1庫(kù)侖時(shí)， 秒鐘內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量為1庫(kù)侖時(shí)， 電流強(qiáng)度為1安培。 電流強(qiáng)度為1安培。 6.24 個(gè)電子所帶的電量。 1庫(kù)侖電荷量為 6.241020 個(gè)電子所帶的電量。 1.602 庫(kù)侖。 1個(gè)電子所帶的電量為 1.60210-19 庫(kù)侖。 第一章 電路的基本概念與基本定律 第三節(jié) 電壓和電流的參考方向 電流的含義及單位 電流： 電流：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量 稱為電流強(qiáng)度(電流) 稱為電流強(qiáng)度(電流)。 數(shù)學(xué)表達(dá)式： 數(shù)學(xué)表達(dá)式： dq i= dt 交流 直流 第一章 電路的基本概念與基本定律 第三節(jié) 電壓和電流的參考方向 電流的方向： 電流的方向： 實(shí)際方向：規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向。 實(shí)際方向：規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向。 參考方向：任意選定的某一方向作為電流的參考方向。 參考方向：任意選定的某一方向作為電流的參考方向。 在參考方向選定之后，電流之值才有正負(fù)之分： 在參考方向選定之后，電流之值才有正負(fù)之分： 當(dāng)實(shí)際方向與參考方向一致時(shí)：電流為正值； 當(dāng)實(shí)際方向與參考方向一致時(shí)：電流為正值； 當(dāng)實(shí)際方向與參考方向相反時(shí)：電流為負(fù)值。 當(dāng)實(shí)際方向與參考方向相反時(shí)：電流為負(fù)值。 第一章 電路的基本概念與基本定律 第三節(jié) 電壓和電流的參考方向 電流的方向： 電流的方向： 實(shí)際方向：規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向。 實(shí)際方向：規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向。 參考方向：任意選定的某一方向作為電流的參考方向。 參考方向：任意選定的某一方向作為電流的參考方向。 電流參考方向的表示法： 電流參考方向的表示法： 、用帶方向的箭頭標(biāo)識(shí)； 用帶方向的箭頭標(biāo)識(shí)； 、用帶雙下標(biāo)的符號(hào)表示。 用帶雙下標(biāo)的符號(hào)表示。 表示參考方向?yàn)橛蒩 如：Iab 表示參考方向?yàn)橛蒩到b。 第一章 電路的基本概念與基本定律 第三節(jié) 電壓和電流的參考方向 電壓的含義及單位 電壓：在電場(chǎng)中，單位正電荷由a點(diǎn)移到b 電壓：在電場(chǎng)中，單位正電荷由a點(diǎn)移到b點(diǎn)時(shí)的能 量之差稱為電壓。 量之差稱為電壓。 單位：伏特(V)、千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(V)。 單位：伏特(V)、千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(V)。 (V) (kV) (mV) (V) 即：當(dāng)電場(chǎng)力把1庫(kù)侖的電荷從a點(diǎn)移到b所做的功 當(dāng)電場(chǎng)力把1庫(kù)侖的電荷從a點(diǎn)移到b 為1焦耳時(shí)，兩點(diǎn)間的電壓為1伏特。 焦耳時(shí)，兩點(diǎn)間的電壓為1伏特。 數(shù)學(xué)表達(dá)式： 數(shù)學(xué)表達(dá)式： dw u= dq 第一章 電路的基本概念與基本定律 第三節(jié) 電壓和電流的參考方向 電壓的方向： 電壓的方向： 實(shí)際方向：由高電位端指向低電位端為正， 實(shí)際方向：由高電位端指向低電位端為正， 即電位降低的方向。 即電位降低的方向。 參考方向：任意選定的某一方向作為電壓的參考方向。 參考方向：任意選定的某一方向作為電壓的參考方向。 在參考方向選定之后，電壓之值才有正負(fù)之分： 在參考方向選定之后，電壓之值才有正負(fù)之分： 當(dāng)實(shí)際方向與參考方向一致時(shí)：電壓為正值； 當(dāng)實(shí)際方向與參考方向一致時(shí)：電壓為正值； 當(dāng)實(shí)際方向與參考方向相反時(shí)：電壓為負(fù)值。 當(dāng)實(shí)際方向與參考方向相反時(shí)：電壓為負(fù)值。 第一章 電路的基本概念與基本定律 第三節(jié) 電壓和電流的參考方向 電壓的方向： 電壓的方向： 實(shí)際方向：由高電位端指向低電位端為正， 實(shí)際方向：由高電位端指向低電位端為正， 即電位降低的方向。 即電位降低的方向。 參考方向：任意選定的某一方向作為電壓的參考方向。 參考方向：任意選定的某一方向作為電壓的參考方向。 電壓參考方向的表示法： 電壓參考方向的表示法： 、端點(diǎn)處標(biāo)以“+”號(hào)和“-”號(hào)： 端點(diǎn)處標(biāo)以“+”號(hào)和“ 號(hào)和 由“+”到“-”為正； +”到 為正； 、用帶雙下標(biāo)的符號(hào)表示。 用帶雙下標(biāo)的符號(hào)表示。 表示a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位。 如：Uab 表示a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位。 第一章 電路的基本概念與基本定律 第三節(jié) 電壓和電流的參考方向 關(guān)聯(lián)參考方向 當(dāng)所選定電壓與電流的參考方向相同時(shí)， 當(dāng)所選定電壓與電流的參考方向相同時(shí)，稱兩者為關(guān) 聯(lián)，否則稱兩者為非關(guān)聯(lián)。 否則稱兩者為非關(guān)聯(lián)。 第一章 電路的基本概念與基本定律 第三節(jié) 電壓和電流的參考方向 電動(dòng)勢(shì): 電動(dòng)勢(shì): 實(shí)際方向：電源內(nèi)部由低電位端指向高電位端， 實(shí)際方向：電源內(nèi)部由低電位端指向高電位端，即電位 升高的方向。 升高的方向。 參考方向：任意選定的某一方向作為電動(dòng)勢(shì)的參考方向。 參考方向：任意選定的某一方向作為電動(dòng)勢(shì)的參考方向。 在參考方向選定之后，電動(dòng)勢(shì)之值才有正負(fù)之分： 在參考方向選定之后，電動(dòng)勢(shì)之值才有正負(fù)之分： 當(dāng)實(shí)際方向與參考方向一致時(shí)：電動(dòng)勢(shì)為正值； 當(dāng)實(shí)際方向與參考方向一致時(shí)：電動(dòng)勢(shì)為正值； 當(dāng)實(shí)際方向與參考方向相反時(shí)：電動(dòng)勢(shì)為負(fù)值。 當(dāng)實(shí)際方向與參考方向相反時(shí)：電動(dòng)勢(shì)為負(fù)值。 第一章 電路的基本概念與基本定律 第三節(jié) 電壓和電流的參考方向 電動(dòng)勢(shì): 電動(dòng)勢(shì): 實(shí)際方向：電源內(nèi)部由低電位端指向高電位端， 實(shí)際方向：電源內(nèi)部由低電位端指向高電位端，即電位 升高的方向。 升高的方向。 參考方向：任意選定的某一方向作為電動(dòng)勢(shì)的參考方向。 參考方向：任意選定的某一方向作為電動(dòng)勢(shì)的參考方向。 電動(dòng)勢(shì)參考方向的表示法： 電動(dòng)勢(shì)參考方向的表示法： 、端點(diǎn)處標(biāo)以“+”號(hào)和“-”號(hào)： 端點(diǎn)處標(biāo)以“+”號(hào)和“ 號(hào)和 由“-”到“+”為正； +”為正； 為正 、用帶雙下標(biāo)的符號(hào)表示。 用帶雙下標(biāo)的符號(hào)表示。 表示b點(diǎn)電位高于a點(diǎn)電位。 如：Eab 表示b點(diǎn)電位高于a點(diǎn)電位。 第一章 電路的基本概念與基本定律 第三節(jié) 電壓和電流的參考方向 電阻：導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，是導(dǎo)體本身所具有的特性。 電阻：導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，是導(dǎo)體本身所具有的特性。 電阻值由其本身因素決定： 電阻值由其本身因素決定： 式中： L長(zhǎng)度 式中： 長(zhǎng)度 L R = S S橫截面積 橫截面積 導(dǎo)體在一定溫度下的電阻率 導(dǎo)體在一定溫度下的電阻率 (導(dǎo)體的電阻受到環(huán)境溫度的影響)。 導(dǎo)體的電阻受到環(huán)境溫度的影響) 單位：歐姆()、千歐(k)、兆歐(M)。 單位：歐姆()、千歐(k)、兆歐(M)。 () (k) (M) 第一章 電路的基本概念與基本定律 習(xí)題 1.3.1 5V，試問(wèn)a 兩點(diǎn)哪點(diǎn)的電位高？ * 已知 Uab=-5V，試問(wèn)a，b兩點(diǎn)哪點(diǎn)的電位高？ 表示a 兩點(diǎn)之間電壓的參考方向?yàn)橛蒩 解：Uab表示a、b兩點(diǎn)之間電壓的參考方向?yàn)橛蒩到b。 即：a點(diǎn)的參考極性為“+” 點(diǎn)的參考極性為“ b點(diǎn)的參考極性為“-” 點(diǎn)的參考極性為“ 0時(shí) 表示實(shí)際電壓方向與參考電壓方向相同， 當(dāng)Uab0時(shí)：表示實(shí)際電壓方向與參考電壓方向相同， a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位。 點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位。 0時(shí) 表示實(shí)際電壓方向與參考電壓方向相反， 當(dāng)Uab0時(shí)：表示實(shí)際電壓方向與參考電壓方向相反， b點(diǎn)電位高于a點(diǎn)電位。 點(diǎn)電位高于a點(diǎn)電位。 5V0， 點(diǎn)電位高于a點(diǎn)電位5V 5V。 Uab=-5V0時(shí) 表示實(shí)際電壓方向與參考電壓方向相同， 當(dāng)Uab0時(shí)：表示實(shí)際電壓方向與參考電壓方向相同， a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位。 點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位。 0時(shí) 表示實(shí)際電壓方向與參考電壓方向相反， 當(dāng)Uab0時(shí)：表示實(shí)際電壓方向與參考電壓方向相反， b點(diǎn)電位高于a點(diǎn)電位。 點(diǎn)電位高于a點(diǎn)電位。 第一章 電路的基本概念與基本定律 第四節(jié) 歐姆定律 歐姆定律：流過(guò)電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比。 歐姆定律：流過(guò)電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比。 基本表示形式： 基本表示形式： R= U I 或 U= R I 線性電阻的伏安特性曲線：通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線。 線性電阻的伏安特性曲線：通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線。 第一章 電路的基本概念與基本定律 第四節(jié) 歐姆定律 電流與電壓使用參考方向，歐姆定律的表示形式： 電流與電壓使用參考方向，歐姆定律的表示形式： 當(dāng)電流與電壓為關(guān)聯(lián)方向時(shí)： 當(dāng)電流與電壓為關(guān)聯(lián)方向時(shí)： 當(dāng)電流與電壓為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)： 當(dāng)電流與電壓為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)： U= R I U = ?R I 式中含有兩套正負(fù)號(hào)：一個(gè)是式子所含有的正負(fù)號(hào)， 式中含有兩套正負(fù)號(hào)：一個(gè)是式子所含有的正負(fù)號(hào)， 另一個(gè)是U 另一個(gè)是U、I本身有正負(fù)之分。 本身有正負(fù)之分。 第一章 電路的基本概念與基本定律 第四節(jié) 歐姆定律 應(yīng)用歐姆定律列出式子，并計(jì)算電阻。 應(yīng)用歐姆定律列出式子，并計(jì)算電阻。 U 6V =3 ? R= = I 2A U 6V R=? =? =3 ? I ?2A 第一章 電路的基本概念與基本定律 第四節(jié) 歐姆定律 應(yīng)用歐姆定律列出式子，并計(jì)算電阻。 應(yīng)用歐姆定律列出式子，并計(jì)算電阻。 U ?V 6 R =? =? =3 ? I 2A U ?V 6 R= = =3 ? I ?2A 第一章 電路的基本概念與基本定律 習(xí)題 1.4.1 2k的電阻中通過(guò)2mA的電流，求電阻兩端的電壓。 2mA的電流 * 2k的電阻中通過(guò)2mA的電流，求電阻兩端的電壓。 解：根據(jù)歐姆定律： 根據(jù)歐姆定律： U= IR=(210 )A(210 )?= 4V 3 3 第一章 電路的基本概念與基本定律 習(xí)題 1.4.2-(1) 1.4.2I=？ * I=？ 的參考方向相同， 解：Uab與I的參考方向相同，則： Uab = IR U ?6V I= = = ?2m A 3 R 31 ? 0 I=-2mA0，表示I的實(shí)際方向與參考方向相反。 I=-2mAPN，此時(shí)稱 為“過(guò)載運(yùn)行”。發(fā)電機(jī)在一定范圍內(nèi)允許短時(shí)過(guò)載，但長(zhǎng) 過(guò)載運(yùn)行” 發(fā)電機(jī)在一定范圍內(nèi)允許短時(shí)過(guò)載， 期過(guò)載將影響發(fā)電機(jī)的使用壽命。 期過(guò)載將影響發(fā)電機(jī)的使用壽命。 第一章 電路的基本概念與基本定律 習(xí)題 1.5.7 1000W， * 一個(gè)電熱器從 220V 的電源取用的功率為 1000W， 如將其接到 110V 的電源上，取用的功率是多少？ 的電源上，取用的功率是多少？ 解：電熱器的額定電阻 RN： U2 2 02 2 N RN = = ?= 4 .4? 8 P 10 00 N U2 1 02 1 P= = ?= 2 0W 5 RN 4 .4 8 可見(jiàn)：電阻負(fù)載取用的功率與所加電壓的平方成正比。 可見(jiàn)：電阻負(fù)載取用的功率與所加電壓的平方成正比。 第一章 電路的基本概念與基本定律 習(xí)題 1.5.8 根據(jù)日常觀察，電燈在深夜要比黃昏時(shí)亮一些，為什么？ * 根據(jù)日常觀察，電燈在深夜要比黃昏時(shí)亮一些，為什么？ 解： 黃昏時(shí)用電量大（即并聯(lián)于電源的負(fù)載多），負(fù)載電流 黃昏時(shí)用電量大（即并聯(lián)于電源的負(fù)載多），負(fù)載電流 ）， 大，在線路的等效電阻上產(chǎn)生的損耗壓降就大。發(fā)電機(jī)輸出 在線路的等效電阻上產(chǎn)生的損耗壓降就大。 電壓一定時(shí)，用戶端實(shí)際獲得的電壓就要降低， 電壓一定時(shí)，用戶端實(shí)際獲得的電壓就要降低，因此電燈要 暗一些。 暗一些。 而深夜時(shí)用電量小，即負(fù)載電流小， 而深夜時(shí)用電量小，即負(fù)載電流小，線路上的損耗壓降 低，因此用戶端的實(shí)際電壓比黃昏時(shí)略高，電燈相對(duì)要亮一 因此用戶端的實(shí)際電壓比黃昏時(shí)略高， 些。 第一章 電路的基本概念與基本定律 第六節(jié) 基爾霍夫定律 又稱“克希荷夫定律” 又稱“克希荷夫定律”, 定律 是對(duì)電路進(jìn)行分析與計(jì)算的基本定律。 是對(duì)電路進(jìn)行分析與計(jì)算的基本定律。 由兩個(gè)定律組成： 由兩個(gè)定律組成： 基爾霍夫電流定律，簡(jiǎn)稱 KCL 基爾霍夫電流定律， KCL： ( KCL：Kirchhoffs Current Law ) 基爾霍夫電壓定律， 基爾霍夫電壓定律，簡(jiǎn)稱 KVL KVL： ( KVL：Kirchhoffs Voltage Law ) 第一章 電路的基本概念與基本定律 第六節(jié) 基爾霍夫定律 相關(guān)稱謂： 相關(guān)稱謂： 支路：通過(guò)同一電流的路徑稱為支路。 支路：通過(guò)同一電流的路徑稱為支路。 三個(gè)支路：a1b、a2b、a3b； 三個(gè)支路：a1b、a2b、a3b； a1b：中含有電源，稱為有源支路， a1b：中含有電源，稱為有源支路， a2b、a3b：沒(méi)有電源，稱為無(wú)源支路； a2b、a3b：沒(méi)有電源，稱為無(wú)源支路； 支路電流：流過(guò)支路的電流稱為支路電流。 支路電流：流過(guò)支路的電流稱為支路電流。 第一章 電路的基本概念與基本定律 第六節(jié) 基爾霍夫定律 相關(guān)稱謂： 相關(guān)稱謂： 結(jié)點(diǎn)：三條和三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。 結(jié)點(diǎn)：三條和三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。 兩個(gè)結(jié)點(diǎn)：a 和 b。 兩個(gè)結(jié)點(diǎn)： 第一章 電路的基本概念與基本定律 第六節(jié) 基爾霍夫定律 相關(guān)稱謂： 相關(guān)稱謂： 回路：由支路構(gòu)成的閉合路徑稱為回路。 回路：由支路構(gòu)成的閉合路徑稱為回路。 三個(gè)回路：a1b2a、a1b3a、a2b3a。 三個(gè)回路： 第一章 電路的基本概念與基本定律 第六節(jié) 基爾霍夫定律 相關(guān)稱謂： 相關(guān)稱謂： 網(wǎng)孔：在平面電路中，內(nèi)部不含有別的任何支路和結(jié) 網(wǎng)孔：在平面電路中， 點(diǎn)的回路稱為網(wǎng)孔。 點(diǎn)的回路稱為網(wǎng)孔。 兩個(gè)網(wǎng)孔： 兩