電工基礎(chǔ)ppt課件

.,電工基礎(chǔ),.,第一章電路基礎(chǔ)知識(shí),第二章直流電路,第三章電容器,第四章磁場(chǎng)與電磁感應(yīng),第五章單相交流電路,第六章三相交流電路,目錄,.,第一章電路基礎(chǔ)知識(shí),1.1電流和電壓,.,高水位,水位差,水泵,水流,.,.,電動(dòng)勢(shì)的單位：伏特(V)電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向：負(fù)極正極,電動(dòng)勢(shì),.,電動(dòng)勢(shì)的大小在數(shù)值上等于電源兩端的開路電壓.,理想電壓源:E=U,如何測(cè)出電動(dòng)勢(shì)的大小?,非理想電壓源:EU,A,O,E=UAO,.,1.2電阻R,1兆歐=103千歐=106歐姆1M=103K=106,對(duì)于一段材質(zhì)和粗細(xì)都均勻的導(dǎo)體來說，在一定溫度下：,.,1.3歐姆定律,U-(V)R-()I-(A),一、部分電路歐姆定律,.,二、全電路歐姆定律,I,R,.,電功率,1.4電工和電功率,電功,單位：焦耳千瓦時(shí),單位：瓦特,.,第二章直流電路,.,2.1串聯(lián)電路,.,2.2并聯(lián)電路,.,2.3混聯(lián)電路,2.4直流電橋,.,簡(jiǎn)單電路,復(fù)雜電路,2.5基爾霍夫定律,.,一、基爾霍夫第一定律,A,I2,I5,I4,.,I1+I3=I2+I4+I5,I流入=I流出,I1+(-I2)+I3+(-I4)+(-I5)=0,I=0,移項(xiàng)得,基爾霍夫電流定律僅僅適用于節(jié)點(diǎn)嗎？,.,基爾霍夫電流定律的推廣于任意假定的封閉面，將閉合面視為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，稱為廣義節(jié)點(diǎn),Ib+Ic=Ie,.,再來看一個(gè)電路：,I1,I2,I3,S,I1+I2=I3,.,i1+i2=i4+i6,i=0,i=0,基爾霍夫第一定律的推廣舉例：,.,（二）基爾霍夫第二定律（回路電壓定律）,內(nèi)容：對(duì)任一回路，沿任一方向繞行一周，各電源電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和等于各電阻電壓降的代數(shù)和。EIR或EU,-E2,E1,=,IR1,+IR2,.,推廣：假想回路,A,B,R,E,UAB,E,=,I,IR,UAB,+,UAB,E,IR,=,.,在多個(gè)電源同時(shí)作用的線性電路中，任何支路的電流或任意兩點(diǎn)間的電壓，都是各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)所得結(jié)果的代數(shù)和。,概念:,2.6疊加原理,（電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變）,.,+,疊加原理,“恒壓源不起作用”或“令其等于0”，即是將此恒壓源去掉，代之以導(dǎo)線連接。,.,用迭加原理求：I=?,I=2A,I=-1A,I=I+I=1A,“恒流源不起作用”或“令其等于0”，即是將此恒流源去掉，使電路開路。,.,應(yīng)用疊加定理要注意的問題,1.疊加定理只適用于線性電路。,.,4.迭加原理只能用于電壓或電流的計(jì)算，不能用來求功率，即功率不能疊加。如：,I3,R3,.,2.7電壓源與電流源的等效變換,自學(xué),2.8戴維南定理,如果一個(gè)復(fù)雜電路，只要求某一支路的電流，,可以先把待求支路移開，而把其余部分等效為一個(gè)電壓源,戴維南定理,.,對(duì)外電路來說，任何一個(gè)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，均可以用一個(gè)等效電壓源來等效代替，電壓源電動(dòng)勢(shì)等于二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC，其內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有電源不起作用時(shí)，網(wǎng)絡(luò)兩端的等效電阻Rab。,內(nèi)容：,“等效”是指對(duì)端口外等效，即R兩端的電壓和流過R的電流不變。,注意：,.,未知數(shù)：各支路電流,解題思路：根據(jù)基爾霍夫定律，列節(jié)點(diǎn)電流和回路電壓方程，然后聯(lián)立求解。,.,支路電流法小結(jié),解題步驟,結(jié)論與引申,1,2,對(duì)每一支路假設(shè)一未知電流,1.假設(shè)未知數(shù)時(shí)，正方向可任意選擇。,對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)有,1.未知數(shù)=B，,4,解聯(lián)立方程組,對(duì)每個(gè)回路有,根據(jù)未知數(shù)的正負(fù)決定電流的實(shí)際方向。,3,列電流方程：,列電壓方程：,2.原則上，有B個(gè)支路就設(shè)B個(gè)未知數(shù)。,（恒流源支路除外）,例外？,(N-1),2.獨(dú)立回路的選擇：,已有(N-1)個(gè)節(jié)點(diǎn)方程，,需補(bǔ)足B-（N-1）個(gè)方程。,一般按網(wǎng)孔選擇,.,支路電流法的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：支路電流法是電路分析中最基本的方法之一。只要根據(jù)基爾霍夫定律歐姆定律列方程，就能得出結(jié)果。,缺點(diǎn)：電路中支路數(shù)多時(shí)，所需方程的個(gè)數(shù)較多，求解不方便。,支路數(shù)B=4須列4個(gè)方程式,.,電工基礎(chǔ),第二節(jié)磁場(chǎng)及電磁感應(yīng),.,4.1磁場(chǎng),4.2磁場(chǎng)的主要物理量,.,(1)直線電流的磁場(chǎng),【右手螺旋定則】,.,(2)、環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場(chǎng),【右手螺旋定則】,.,(3)、通電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng),【右手螺旋定則】,磁通,.,4.3磁場(chǎng)對(duì)電流的作用,.,1電磁力的大小,F=BI,磁場(chǎng)強(qiáng)弱,電流大小,有效長(zhǎng)度,B-均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(特斯拉T)I-導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度(安)L-導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度(米)F-導(dǎo)線受到的電磁力(牛),.,實(shí)驗(yàn)還得出:當(dāng)導(dǎo)體垂直與磁場(chǎng)方向放置時(shí),受電磁力最大；當(dāng)導(dǎo)體與磁場(chǎng)平行放置時(shí),導(dǎo)線不受力；當(dāng)導(dǎo)體與磁場(chǎng)方向夾角，導(dǎo)線受力大小介于0與最大值之間。,F=BIsin,.,內(nèi)容:伸出左手,拇指與其余四指垂直，磁力線垂直穿過掌心，四指指示電流方向，則拇指的指向就是通電導(dǎo)線受力的方向,i,F,2受力方向:電動(dòng)機(jī)左手定則,.,.,例：試用左手定則解釋兩根平行載流直導(dǎo)線間的相互作用力。,結(jié)論：如果兩根載流導(dǎo)體電流方向相同，相互吸引，反之則排斥。,.,右手螺旋定則,左手定則,磁,動(dòng),電,生,N,S,總結(jié),.,磁化,互感,電？,渦流,自感,鉗表,.,鉗形電流表,.,磁滯損耗,.,.,二、電磁感應(yīng),變化的磁場(chǎng)在導(dǎo)體或線圈中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。,動(dòng)磁生電,.,自感,電流變化閉合斷開,.,內(nèi)容：線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量變化率成正比。,1、法拉第電磁感應(yīng)定律,.,2、楞次定律,判斷穿過線圈磁通變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流的方向.,俄國(guó)物理學(xué)家楞次經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn),于1834年發(fā)現(xiàn)的!,.,楞次定律內(nèi)容:,在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總是使它所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁通阻礙原有磁通的變化,.,感應(yīng)電流磁通,感應(yīng)電流的磁通阻礙原磁通的變化,原磁通增加,感應(yīng)磁通與之方向相反,原磁通增加,.,原磁通減少,感應(yīng)電流磁通,原磁通減少,感應(yīng)磁通與之方向相同,感應(yīng)電流的磁通阻礙原磁通的變化,.,判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（感應(yīng)電流）方向的具體方法：,1、先確定原磁通方向及其變化趨勢(shì)(是增加還是減少)；2、根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)磁通方向如果原磁通的趨勢(shì)是增加,則感應(yīng)磁通與原有磁通方向相反；反之，原有磁通的變化趨勢(shì)是減少，則感應(yīng)磁通與原有磁通方向相同。3、根據(jù)感應(yīng)磁通方向，應(yīng)用右手螺旋定則確定感應(yīng)電流及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向。,+,-,注意：判斷時(shí)必須把產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的線圈或?qū)w看做是電源。,.,動(dòng)磁生電,.,切割磁力線,磁通變化,動(dòng)磁生電,旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī),.,切割磁力線,磁通變化,動(dòng)磁生電,旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī),.,直導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,e=Bsin,em=B,切割方向與磁力線的夾角,切割快慢,有效長(zhǎng)度,磁場(chǎng)強(qiáng)弱,當(dāng)=0時(shí)，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與磁力線平行，則e=0當(dāng)=90時(shí)，導(dǎo)體垂直于磁力線運(yùn)動(dòng)，則e=Blv(最大),.,導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向右手定則,e,i,+,-,內(nèi)容:伸出右手,拇指與其余四指垂直，磁力線垂直穿過掌心，拇指指示導(dǎo)體切割磁力線的方向，則其余四指的指向就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向,.,同名端,應(yīng)用,.,感應(yīng)電流是從3還是4流出？,電流從哪端流出來很重要嗎？,由同一電流感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)，極性始終保持一致的端子為同名端。,1和3稱為同名端,結(jié)論：電流從一個(gè)同名端流入，必定從另一個(gè)同名端流出。,.,表示方法：,.,.,渦流,應(yīng)用,.,在交變磁場(chǎng)作用下，整塊鐵芯中產(chǎn)生的旋渦狀感應(yīng)電流稱為渦流。,渦流的害處,鐵芯發(fā)熱,線圈絕緣,削弱原磁場(chǎng),.,.,請(qǐng)觀看,.,請(qǐng)思考,.,電動(dòng)機(jī)首尾端測(cè)試方法,.,.,.,.,4.8磁路,.,磁通(磁力線)集中通過的閉合路徑叫磁路。,一、磁路的概念,磁路按結(jié)構(gòu)分為：無分支磁路和有分支磁路,對(duì)稱分支磁路和不對(duì)稱有分支磁路,.,二、磁路的歐姆定律,1磁動(dòng)勢(shì)即Fm=NI磁動(dòng)勢(shì)Em的單位是安培(A)。,.,2磁阻磁通通過磁路時(shí)所受到的阻礙作用，用Rm表示。,注:由于磁導(dǎo)率不是常數(shù)，所以Rm也不是常數(shù)。,.,3磁路歐姆定律,(1)磁路歐姆定律通過磁路的磁通與磁動(dòng)勢(shì)成正比，與磁阻成反比，即,上式與電路的歐姆定律相似，磁通對(duì)應(yīng)于電流I，磁動(dòng)勢(shì)Em對(duì)應(yīng)于電動(dòng)勢(shì)E，磁阻Rm對(duì)應(yīng)于電阻R。因此，這一關(guān)系稱為磁路歐姆