電工基本知識(shí),電路參考方向等.ppt

電工技術(shù),電工技術(shù)是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得電子技術(shù)必要的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程以及從事與專業(yè)有關(guān)的工程技術(shù)和科學(xué)研究打下一定的基礎(chǔ)。本課程要求學(xué)生掌握電路的基本概念和基本定律，電路的分析方法，正弦交流電路的基本概念與計(jì)算，掌握三相電路的特性，三相電路的基本分析方法，了解非正弦周期電流的電路分析，掌握一階線性電路暫態(tài)分析的三要素法，了解磁性材料的的磁性能，掌握變壓器的工作原理及簡單計(jì)算，了解三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理和電路分析，掌握異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性，以及異步電動(dòng)機(jī)的正確使用。,電工技術(shù),第1章電路的基本概念與基本定律,本章要求：1、理解電壓與電流參考方向的意義；2、熟練應(yīng)用歐姆定律和基爾霍夫兩個(gè)定律；3、掌握電路中電位的概念與計(jì)算。,電工技術(shù),1.1電路的作用與組成部分,電路是電流的通路，是為了某種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定方式組合而成。電路的作用實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換(2)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理,電工技術(shù),2.電路的組成部分,電工技術(shù),信號(hào)源:提供信息,信號(hào)處理：放大、調(diào)諧、檢波等,負(fù)載,直流電源:提供能源,電源或信號(hào)源的電壓或電流稱為激勵(lì)，它推動(dòng)電路工作；由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。,1.2電路模型,為了便于用數(shù)學(xué)方法分析電路,一般要將實(shí)際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來模擬實(shí)際電路中的器件，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型。,電工技術(shù),理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等。,手電筒的電路模型,1.3電壓和電流的參考方向,電工技術(shù),1.電路基本物理量的實(shí)際方向,物理中對(duì)基本物理量規(guī)定的方向,2.電路基本物理量的參考方向,(1)參考方向,電工技術(shù),在分析與計(jì)算電路時(shí)，對(duì)電量任意假定的方向。,(2)參考方向的表示方法,電流：,電壓：,(3)實(shí)際方向與參考方向的關(guān)系,電工技術(shù),實(shí)際方向與參考方向一致，電流(或電壓)值為正值；實(shí)際方向與參考方向相反，電流(或電壓)值為負(fù)值。,例：,若I=5A，則電流從a流向b；,若I=5A，則電流從b流向a。,若U=5V，則電壓的實(shí)際方向從a指向b；,若U=5V，則電壓的實(shí)際方向從b指向a。,注意:,在參考方向選定后,電流(或電壓)值才有正負(fù)之分。,1.4歐姆定律,U、I參考方向相同時(shí)，,電工技術(shù),U、I參考方向相反時(shí)，,U=IR,表達(dá)式中有兩套正負(fù)號(hào)：式前的正負(fù)號(hào)由U、I參考方向的關(guān)系確定；,U、I值本身的正負(fù)則說明實(shí)際方向與參考方向之間的關(guān)系。,通常取U、I參考方向相同。,U=-IR,電工技術(shù),例：應(yīng)用歐姆定律對(duì)下圖電路列出式子，并求電阻R。,解：對(duì)圖(a)有,U=IR,對(duì)圖(b)有,U=IR,線性電阻的概念：,電工技術(shù),遵循歐姆定律的電阻稱為線性電阻，它表示該段電路電壓與電流的比值為常數(shù)。,電路端電壓與電流的關(guān)系稱為伏安特性。,線性電阻的伏安特性是一條過原點(diǎn)的直線。,1.5電源有載工作、開路與短路,電工技術(shù),1.5.1電源有載工作,開關(guān)閉合,接通電源與負(fù)載,特征:,電流的大小由負(fù)載決定。,U=IR,負(fù)載端電壓,或U=EIR0,在電源有內(nèi)阻時(shí)，IU。,當(dāng)R0PN(設(shè)備易損壞),欠載(輕載)：IIN，PPN(不經(jīng)濟(jì)),1.5.2電源開路,電工技術(shù),開關(guān)斷開，沒有負(fù)載,特征:,電路中某處斷開時(shí)的特征:,1.開路處的電流等于零；I=02.開路處的電壓U視電路情況而定。,1.5.3電源短路,電工技術(shù),電源外部端子被短接,電路中某處短路時(shí)的特征:,1.短路處的電壓等于零；U=02.短路處的電流I視電路情況而定。,1.6基爾霍夫定律,電工技術(shù),支路：電路中的每一個(gè)分支。一條支路流過一個(gè)電流，稱為支路電流。,結(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)。,回路：由支路組成的閉合路徑。,網(wǎng)孔：內(nèi)部不含支路的回路。,例1：,電工技術(shù),支路：ab、bc、ca、（共6條）,結(jié)點(diǎn)：a、b、c、d(共4個(gè)）,回路：abda、abca、adbca（共7個(gè)）,網(wǎng)孔：abd、abc、bcd（共3個(gè)）,1.6.1基爾霍夫電流定律(KCL定律),電工技術(shù),1定律,在任一瞬間，流向任一結(jié)點(diǎn)的電流等于流出該結(jié)點(diǎn)的電流。,即:入=出,或:=0,對(duì)結(jié)點(diǎn)a：,I1+I2=I3,或I1+I2I3=0,實(shí)質(zhì):電流連續(xù)性的體現(xiàn)。,基爾霍夫電流定律（KCL）反映了電路中任一結(jié)點(diǎn)處各支路電流間相互制約的關(guān)系。,2KCL定律的推廣,電工技術(shù),電流定律可以推廣應(yīng)用于包圍部分電路的任一假設(shè)的閉合面。,廣義結(jié)點(diǎn),例:,IA+IB+IC=0,I=?,I=0,在任一時(shí)刻，通過任一閉合面的電流的代數(shù)和恒為零。=0,1.6.2基爾霍夫電壓定律（KVL定律),電工技術(shù),1定律,在任一瞬間，從回路中任一點(diǎn)出發(fā)，沿回路循行一周，則在這個(gè)方向上電位升之和等于電位降之和。,在任一瞬間，沿任一回路循行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。,即：U=0,對(duì)回路1：,E1=I1R1+I3R3,或I1R1+I3R3E1=0,對(duì)回路2：,I2R2+I3R3=E2,或I2R2+I3R3E2=0,基爾霍夫電壓定律（KVL）反映了電路中任一回路中各段電壓間相互制約的關(guān)系。,。,電工技術(shù),注意：,1列方程前標(biāo)注回路循行方向；,2應(yīng)用U=0列方程時(shí)，項(xiàng)前符號(hào)的確定：如果規(guī)定電位降取正號(hào)，則電位升就取負(fù)號(hào)。,3.開口電壓可按回路處理,對(duì)回路1：,電位升=電位降E2=UBE+I2R2,U=0I2R2E2+UBE=0,例：,電工技術(shù),應(yīng)用U=0列方程,對(duì)網(wǎng)孔abda：,I6R6I3R3+I1R1=0,對(duì)網(wǎng)孔acba：,I2R2I4R4I6R6=0,對(duì)網(wǎng)孔bcdb：,I4R4+I3R3E=0,對(duì)回路adbca，沿逆時(shí)針方向循行：,I1R1+I3R3+I4R4I2R2=0,對(duì)回路cadc，沿逆時(shí)針方向循行：,I2R2I1R1+E=0,1.7電路中電位的概念及計(jì)算,電工技術(shù),1.電位的概念,電位：電路中某點(diǎn)至參考點(diǎn)的電壓，記為“VX”。通常設(shè)參考點(diǎn)的電位為零。,某點(diǎn)電位為正，說明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)高；某點(diǎn)電位為負(fù)，說明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)低。,電位的計(jì)算步驟:(1)任選電路中某一點(diǎn)為參考點(diǎn)，設(shè)其電位為零；(2)標(biāo)出各電流參考方向并計(jì)算；(3)計(jì)算各點(diǎn)至參考點(diǎn)間的電壓即為各點(diǎn)的電位。,2.舉例,電工技術(shù),a,b,求圖示電路中各點(diǎn)的電位:Va、Vb、Vc、Vd。,解：設(shè)a為參考點(diǎn)，即Va=0V,設(shè)b為參考點(diǎn)，即Vb=0V,Vb=Uba=106=60VVc=Uca=420=80VVd=Uda=65=30V,Uab=106=60VUcb=E1=140VUdb=E2=90V,Va=Uab=106=60VVc=Ucb=E1=140VVd=Udb=E2=90V,Uab=106=60VUcb=E1=140VUdb=E2=90V,電工技術(shù),結(jié)論：,(1)電位值是相對(duì)的，參考點(diǎn)選取的不同，電路中各點(diǎn)的電位也將隨之改變；,(2)電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的，不會(huì)因參考點(diǎn)的不同而變，即與零電位參考點(diǎn)的選取無關(guān)。,借助電位的概念可以簡化電路作圖,例1:圖示電路，計(jì)算開關(guān)S斷開和閉合時(shí)A點(diǎn)的電位VA,電工技術(shù),解:(1)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),電流I1=I2=0，電位VA=6V。,(2)當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),電路如圖（b）,電流I2=0，電位VA=0V,電流在閉合路徑中流通,電工技術(shù),例2：電路如下圖所示，(1)零電位參考點(diǎn)