電工基礎課件

1、,電工基礎,第一章 電路基礎知識,第二章 直流電路,第三章 電容器,第四章 磁場與電磁感應,第五章 單相交流電路,第六章 三相交流電路,目 錄,第一章 電路基礎知識,1.1 電流和電壓,高水位,水位差,水泵,水流, 電動勢的單位： 伏 特 (V) 電動勢的實際方向：負極 正極,電 動 勢,電動勢的大小在數(shù)值上等于電源兩端的開路電壓.,理想電壓源: E=U,如何測出電動勢的大小?,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 1 M = 103 K = 106 ,對于一段材質和粗細都均勻的導體來說，在一定溫度下：,1.3 歐姆定律,U-(

2、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,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,簡單電路,復雜電路,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,移項得,基爾霍夫電流定律 僅僅適用于節(jié)點嗎？,基爾霍夫電流定律的推廣于任意假定的封閉面， 將閉合面視為一個節(jié)點，稱為

3、廣義節(jié)點,Ib+Ic=Ie,再來看一個電路：,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：對任一回路，沿任一方向繞行一周，各 電源電動勢的代數(shù)和等于各電阻電壓降 的代數(shù)和。 E IR 或 E U,- E2,E1,=,IR1,+IR2,推廣：假想回路,A,B,R,E,UAB,E,=,I,IR,UAB,+,UAB,E,IR,=,在多個電源同時作用的線性電路中，任何支路的電流或任意兩點間的電壓，都是各個電源單獨作用時所得結果的代數(shù)和。,概念:,2.6 疊加原理,（電路參數(shù)不隨電壓、

4、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,2.8 戴維南定理,如果一個復雜電路，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電壓源,戴維南定理,對外電路來說，任何一個線性有源

5、二端網(wǎng)絡，均可以用一個等效電壓源來等效代替，電壓源電動勢等于二端網(wǎng)絡的開路電壓UOC， 其內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)絡內(nèi)所有電源不起作用時，網(wǎng)絡兩端的等效電阻Rab。,內(nèi)容：,“等效”是指對端口外等效，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)點電流 和回路電壓方程，然后聯(lián)立求解。,支路電流法小結,解題步驟,結論與引申,1,2,對每一支路假設 一未知電流,1. 假設未知數(shù)時，正方向可任意選擇。,對每個節(jié)點有,1. 未知數(shù)=B，,4,解聯(lián)立方程組,對每個回路有,根據(jù)未知數(shù)的正負決定電流的實際方向。,3,列電流方程：,列電壓方程：,2. 原則上，有B個

6、支路就設B個未知數(shù)。,（恒流源支路除外）,例外？,(N-1),2. 獨立回路的選擇：,已有(N-1)個節(jié)點方程，,需補足 B -（N -1）個方程。,一般按網(wǎng)孔選擇,支路電流法的優(yōu)缺點,優(yōu)點：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，就能得出結果。,缺點：電路中支路數(shù)多時，所需方程的個 數(shù)較多，求解不方便。,支路數(shù) B=4 須列4個方程式,電工基礎,第二節(jié) 磁場及電磁感應,4.1 磁 場,4.2 磁場的主要物理量,(1) 直線電流的磁場,【右手螺旋定則】,(2)、環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場,【右手螺旋定則】,(3)、通電線圈產(chǎn)生的磁場,【右手螺旋定則】,磁通,4.

7、3 磁場對電流的作用,1電磁力的大小,F = B I ,磁場強弱,電流大小,有效長度,B-均勻磁場的磁感應強度(特斯拉T) I -導線中的電流強度(安) L-導線在磁場中的有效長度(米) F-導線受到的電磁力(牛),實驗還得出: 當導體垂直與磁場方向放置時,受電磁力最大； 當導體與磁場平行放置時,導線不受力； 當導體與磁場方向夾角，導線受力大小介于0與最大值之間。,F = B Isin,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線受力的方向,i,F,2 受力方向:電動機左手定則,例：試用左手定則解釋兩根平行載流直導線間的相互作用力。,結論

8、：如果兩根載流導體電流方向相同，相互吸引，反之則排斥。,右手螺旋定則,左手定則,磁,動,電,生,N,S,總結,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,變化的磁場在導體或線圈中產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象叫電磁感應現(xiàn)象。,動磁生電,自感,電流變化 閉合斷開,內(nèi)容：線圈中產(chǎn)生感應電動勢的大小 與磁通量變化率成正比。,1、法拉第電磁感應定律,2、楞次定律,判斷穿過線圈磁通變化產(chǎn)生感應電動勢及感應電流的方向.,俄國物理學家楞次經(jīng)過大量的實驗, 于1834年發(fā)現(xiàn)的!,楞次定律內(nèi)容:,在線圈中產(chǎn)生的感應電動勢總是使它所產(chǎn)生的感應電流的磁通 阻礙 原有磁通的變化,感應電流磁通,感應電流的

9、磁通 阻礙 原磁通的變化,原磁通 增加,感應磁通與之方向 相反,原磁通 增加,原磁通減少,感應電流磁通,原磁通 減少,感應磁通與之方向相同,感應電流的磁通 阻礙 原磁通的變化,判斷感應電動勢（感應電流）方向的具體方法：,1、先確定原磁通方向及其變化趨勢(是增加還是減少)； 2、根據(jù)楞次定律確定感應磁通方向 如果原磁通的趨勢是增加,則感應磁通與原有磁通方向相反； 反之，原有磁通的變化趨勢是減少，則感應磁通與原有磁通方向相同。 3、根據(jù)感應磁通方向，應用右手螺旋定則確定感應電流及感應電動勢方向。,+,-,注意： 判斷時必須把產(chǎn)生感應電動勢的線圈或導體看做是電源。,動磁生電,切割磁力線,磁通變化,動

10、磁生電,旋轉電樞式發(fā)電機,切割磁力線,磁通變化,動磁生電,旋轉磁極式發(fā)電機,直導體中產(chǎn)生的感應電動勢的大小,e = B sin,em= B ,切割方向與磁力線的夾角,切割快慢,有效長度,磁場強弱,當=0時， 導體運動方向與磁力線平行，則e=0 當=90時，導體垂直于磁力線運動，則e=Blv(最大),導體切割磁力線產(chǎn)生的感應電動勢方向 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，拇指指示導體切割磁力線的方向，則其余四指的指向就是感應電動勢的方向,同名端,應 用,感應電流是從3還是4流出？,電流從哪端流出來很重要嗎？,由同一電流感應的電動勢，極性始終保持一致的

11、端子為同名端。,1和3稱為同名端,結論：電流從一個同名端流入，必定從另一個同名端流出。,表示方法：,渦流,應 用,在交變磁場作用下，整塊鐵芯中產(chǎn)生的旋渦狀感應電流稱為渦流。,渦 流 的 害 處,鐵芯發(fā)熱,線圈絕緣,削弱原磁場,請觀看,請思考,電動機首尾端測試方法,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,磁路按結構分為： 無分支磁路 和 有分支磁路,對稱分支磁路 和 不對稱有分支磁路,二、磁路的歐姆定律,1磁動勢 即 Fm = NI 磁動勢Em的單位是安培(A)。,2磁阻 磁通通過磁路時所受到的阻礙作用，用Rm表示。,注:由于磁導率 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勢成正比，與磁阻成反比，即,上式與電路的歐姆定律相似， 磁