電工基礎(chǔ)課件PPT

1、 電工基礎(chǔ) 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 電工基礎(chǔ)第一章 電路基礎(chǔ)知識(shí)1.1 電流和電壓 電工基礎(chǔ) 電工基礎(chǔ) 電工基礎(chǔ)電動(dòng)勢(shì)的單位：電動(dòng)勢(shì)的單位： 伏伏 特特 (V) (V)電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向 電工基礎(chǔ)v電動(dòng)勢(shì)的大小在數(shù)值上等于電源兩端的開路電壓電動(dòng)勢(shì)的大小在數(shù)值上等于電源兩端的開路電壓. 理想電壓源理想電壓源: E=U如何測(cè)出電動(dòng)勢(shì)如何測(cè)出電動(dòng)勢(shì)的大小的大小?非理想電壓源非理想電壓源:EUAO E=UAO 電工基礎(chǔ)1.2 電阻 RSLR對(duì)于一段材質(zhì)和粗細(xì)都均勻的導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，在一定溫度

2、下： 電工基礎(chǔ)1.3 歐姆定律IRU IUR U UR RI IRUI U-(V ) R-() I-(A ) 電工基礎(chǔ)rREI? ?rUrIIREURrIEUR? 電工基礎(chǔ)tWP RURIUIP22 1.4 電工和電功率tUIW 電工基礎(chǔ)第二章 直流電路 電工基礎(chǔ)2.1 串聯(lián)電路R R1 1R R2 2U U1 1U U2 2U UI IURRRU2111URRRU2122 電工基礎(chǔ)2.2 并聯(lián)電路R R1 1U UI IR R2 2I I1 1I I2 2IRRRI2121IRRRI2112 電工基礎(chǔ)2.3 混聯(lián)電路2.4 直流電橋X231RRRR321RRRRX 電工基礎(chǔ)簡(jiǎn)單電路簡(jiǎn)單電路復(fù)

3、雜電路復(fù)雜電路2.5 基爾霍夫定律 電工基礎(chǔ)AI1I2I5I3I4 電工基礎(chǔ)AI1I2I3I4I5基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律僅僅適用于節(jié)點(diǎn)嗎？?jī)H僅適用于節(jié)點(diǎn)嗎？ 電工基礎(chǔ)基爾霍夫電流定律的推廣于任意基爾霍夫電流定律的推廣于任意假假定的封閉面定的封閉面， 將閉合面視為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，將閉合面視為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，稱為稱為廣義節(jié)點(diǎn)廣義節(jié)點(diǎn)Ib+Ic=IeIb+Ic=Ie 電工基礎(chǔ)R1R2R3R5R4E1E2I1I2I3SI1 + I2 = I3 電工基礎(chǔ)i1+i2=i4+i6i=0i=0 電工基礎(chǔ) 電工基礎(chǔ)ABREUABE=IIRUAB+UABEIRRUEIAB= 電工基礎(chǔ) 在多個(gè)電源同時(shí)作用的在多個(gè)電源

4、同時(shí)作用的線性電路線性電路中，中，任何支路的電流或任意兩點(diǎn)間的電壓，都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。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）（電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變） 電工基礎(chǔ)IIIIII I II333222111 +BI2R1I1U1R2AU2I3R3+_+_原電路原電路I2R1I1R2ABU2I3R3+_U2單獨(dú)作用單獨(dú)作用+_AU1BI2R1I1R2I3R3U1單獨(dú)作用單獨(dú)作用疊加原理疊加原理“恒壓源不起作用恒壓源不起作用”或或“令其等于令其等于0”，即是將此恒壓源去掉

5、，代之以導(dǎo)線，即是將此恒壓源去掉，代之以導(dǎo)線連接。連接。 電工基礎(chǔ)+-10 I4A20V10 10 用迭加原理求：用迭加原理求：I= ?I=2AI= -1AI = I+ I= 1A+10 I 4A10 10 +-10 I 20V10 10 解：解：“恒流源不起作用恒流源不起作用”或或“令其等于令其等于0”，即是將此恒流源去掉，使電路開路。，即是將此恒流源去掉，使電路開路。 電工基礎(chǔ)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。疊加定理只適用于線性電路。 2. 疊加時(shí)只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。疊加時(shí)只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。 暫時(shí)不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，

6、即令暫時(shí)不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令U=0； 暫時(shí)不予考慮的恒流源應(yīng)予以開路，即令暫時(shí)不予考慮的恒流源應(yīng)予以開路，即令 Is=0。3. 解題時(shí)要標(biāo)明各支路電流、電壓的正方向。原電解題時(shí)要標(biāo)明各支路電流、電壓的正方向。原電 路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電 流的代數(shù)和。流的代數(shù)和。=+ 電工基礎(chǔ)4. 迭加原理只能用于電壓或電流的計(jì)算，不能用來(lái)迭加原理只能用于電壓或電流的計(jì)算，不能用來(lái) 求功率，即功率不能疊加。如：求功率，即功率不能疊加。如：5. 運(yùn)用迭加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分運(yùn)用迭加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分 電路的電源

7、個(gè)數(shù)可能不止一個(gè)。電路的電源個(gè)數(shù)可能不止一個(gè)。 333 III 設(shè)：設(shè)：32332332333233)()()(RIRIRIIRIP則：則：I3R3=+ 電工基礎(chǔ)2.7 電壓源與電流源的等效變換 自學(xué)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，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 電工基礎(chǔ) 對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，任何一個(gè)線性對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，任何一個(gè)線性，均，均可以用一個(gè)等效電壓源來(lái)可以用一個(gè)等效電壓源來(lái)，電壓源電動(dòng)勢(shì)等，電壓源電動(dòng)勢(shì)等于二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓于二端網(wǎng)絡(luò)的開路電

8、壓UOC， 其內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)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：內(nèi)容：有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)RUSRS+_R 電工基礎(chǔ)未知數(shù)未知數(shù)：各支路電流：各支路電流解題思路：解題思路：根據(jù)基爾霍夫定律，列節(jié)點(diǎn)電流根據(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。和回路電壓方程，然后聯(lián)立求解。支路電流法支路電流法 電工基礎(chǔ)支路電流法小結(jié)支路電流法小結(jié)解題步驟解題步驟結(jié)論與引申結(jié)論與引申12對(duì)每一支路假設(shè)對(duì)每一支路假設(shè)一未知電流一未知電流1. 假設(shè)未知數(shù)時(shí)，正方向可任意選擇。假設(shè)未知數(shù)時(shí)，正方向可任意選擇。對(duì)每

9、個(gè)節(jié)點(diǎn)有對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)有0I1. 未知數(shù)未知數(shù)=B，4解聯(lián)立方程組解聯(lián)立方程組對(duì)每個(gè)回路有對(duì)每個(gè)回路有UE#1#2#3根據(jù)未知數(shù)的正負(fù)決定電流的實(shí)際方向。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：列電流方程：列電壓方程：列電壓方程：2. 原則上，有原則上，有B個(gè)支路就設(shè)個(gè)支路就設(shè)B個(gè)未知數(shù)。個(gè)未知數(shù)。 （恒流源支路除外）（恒流源支路除外）例外？例外？若電路有若電路有N個(gè)節(jié)點(diǎn)，個(gè)節(jié)點(diǎn)，則可以列出則可以列出 ？ 個(gè)獨(dú)立方程。個(gè)獨(dú)立方程。(N-1)I1I2I32. 獨(dú)立回路的選擇：獨(dú)立回路的選擇：已有已有(N-1)個(gè)節(jié)點(diǎn)方程，個(gè)節(jié)點(diǎn)方程， 需補(bǔ)足需補(bǔ)足 B -（N -1）個(gè)方程。個(gè)方程。 一般按

10、網(wǎng)孔選擇一般按網(wǎng)孔選擇 電工基礎(chǔ)支路電流法的優(yōu)缺點(diǎn)支路電流法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：支路電流法是電路分析中最基本的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。歐姆定律列方程，就能得出結(jié)果。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：電路中支路數(shù)多時(shí)，所需方程的個(gè)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。數(shù)較多，求解不方便。支路數(shù)支路數(shù) B=4須列須列4個(gè)方程式個(gè)方程式ab 電工基礎(chǔ) 電工基礎(chǔ) 第二節(jié) 磁場(chǎng)及電磁感應(yīng) 電工基礎(chǔ)4.1 磁 場(chǎng)4.2 磁場(chǎng)的主要物理量 電工基礎(chǔ)直線電流的磁場(chǎng)【右手螺旋定則】 電工基礎(chǔ) (2)、環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)【

11、右手螺旋定則】 電工基礎(chǔ)(3)、通電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)iNL 電電感感 【右手螺旋定則】lNH? HB 磁通磁通 電工基礎(chǔ)4.3 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 電工基礎(chǔ)1電磁力的大小電磁力的大小 B-均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(特斯拉特斯拉T)I -導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度(安安)L-導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度(米米)F-導(dǎo)線受到的電磁力導(dǎo)線受到的電磁力(牛牛) 電工基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)還得出實(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。 電工基礎(chǔ)內(nèi)容內(nèi)容: :伸出左手伸出左手,

12、 ,拇指與其拇指與其余四指垂直，磁力余四指垂直，磁力線垂直穿過(guò)掌心，線垂直穿過(guò)掌心，四指指示電流方向，四指指示電流方向，則拇指的指向就是則拇指的指向就是通電導(dǎo)線受力的方通電導(dǎo)線受力的方向向iF 電工基礎(chǔ) 電工基礎(chǔ)例：試用左手定則解釋兩根平行載例：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。流直導(dǎo)線間的相互作用力。結(jié)論結(jié)論：如果兩根載流導(dǎo)體電流方向相：如果兩根載流導(dǎo)體電流方向相同，相互吸引，反之則排斥。同，相互吸引，反之則排斥。 電工基礎(chǔ)右手螺旋定則左手定則磁動(dòng)電生NS總結(jié) 電工基礎(chǔ)磁化互感電？渦流自感鉗表鉗表 電工基礎(chǔ)鉗形電流表 電工基礎(chǔ) 電工基礎(chǔ) 電工基礎(chǔ) 變化的磁場(chǎng)在導(dǎo)體或線圈中產(chǎn)生

13、電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 電工基礎(chǔ)自感電流變化電流變化閉合閉合斷開斷開 電工基礎(chǔ)內(nèi)容：線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小內(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。與磁通量變化率成正比。tNe 電工基礎(chǔ) 判斷穿過(guò)線圈磁通變判斷穿過(guò)線圈磁通變化產(chǎn)生化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流的方向電流的方向. . 俄國(guó)物理學(xué)家楞次經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)俄國(guó)物理學(xué)家楞次經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn), ,于于18341834年發(fā)現(xiàn)的年發(fā)現(xiàn)的! ! 電工基礎(chǔ) 電工基礎(chǔ)感應(yīng)感應(yīng)電流電流磁通磁通插插入入感應(yīng)電流的磁通感應(yīng)電流的磁通 阻礙阻礙 原磁通的變化原磁通的變化原原磁磁通通增增加加感應(yīng)磁通感應(yīng)磁通與之方向與之方向 相

14、反相反原磁通原磁通增加增加 電工基礎(chǔ)拔拔出出原磁原磁通減通減少少感應(yīng)感應(yīng)電流電流磁通磁通原磁通原磁通減少減少感應(yīng)磁通感應(yīng)磁通與之方向與之方向相同相同感應(yīng)電流的磁通感應(yīng)電流的磁通 阻礙阻礙 原磁通的變化原磁通的變化 電工基礎(chǔ) 判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（感應(yīng)電流）方向的具體方法判斷感應(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)、先確定原磁通方向及其變化趨勢(shì)(是增加還是減少是增加還是減少)； 2、根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)磁通方向、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)是增加如果原磁通的趨勢(shì)是增加,則感應(yīng)則感應(yīng)磁通與原有磁通方向相反；磁通與原有磁通方向相反； 反之，原有磁通的變化趨

15、勢(shì)是減少反之，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。，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、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)方旋定則確定感應(yīng)電流及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向。向。+-插插入入N 電工基礎(chǔ) 電工基礎(chǔ)切割磁力線磁通變化 電工基礎(chǔ)切割磁力線磁通變化 電工基礎(chǔ) 電工基礎(chǔ)ei 電工基礎(chǔ)應(yīng) 用 電工基礎(chǔ)感應(yīng)電流是從3還是4流出？電流從哪端流出來(lái)很重要嗎？由同一電流感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)，。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。 電工基礎(chǔ)axAXAN2N1 電工基礎(chǔ) 電工基礎(chǔ)應(yīng) 用 電工基礎(chǔ)在交變磁場(chǎng)作用下，整塊鐵芯中產(chǎn)生的旋渦

16、狀感應(yīng)電流稱為渦流。鐵芯發(fā)熱線圈絕緣削弱原磁場(chǎng) 電工基礎(chǔ) 電工基礎(chǔ) 電工基礎(chǔ) 電工基礎(chǔ)電動(dòng)機(jī)首尾端測(cè)試方法 電工基礎(chǔ) 電工基礎(chǔ) 電工基礎(chǔ) 電工基礎(chǔ) 電工基礎(chǔ) 磁通磁通(磁力線磁力線)集中通過(guò)的閉合路徑叫集中通過(guò)的閉合路徑叫磁路磁路。 圖 5-13 有分支磁路 圖5-12 主磁通和漏磁通 一、磁路的概念一、磁路的概念u 磁路按結(jié)構(gòu)分為： 無(wú)分支磁路 和 有分支磁路對(duì)稱分支磁路對(duì)稱分支磁路 和和 不對(duì)稱有分支磁路不對(duì)稱有分支磁路 電工基礎(chǔ)1磁動(dòng)勢(shì)磁動(dòng)勢(shì)即 F Fm m = = NINI磁動(dòng)勢(shì)Em的單位是安培(A)。IN 電工基礎(chǔ)2磁阻磁阻 磁通通過(guò)磁路時(shí)所受到的阻礙作用，用Rm表示。SlRm注:由于磁導(dǎo)率 不是常數(shù)，所以Rm也不是常數(shù)。)/1();()/( )( 2HRmSmHmlm磁磁阻阻磁磁路路的的截截面面積積米米亨亨磁磁導(dǎo)導(dǎo)率率；磁磁路路的的長(zhǎng)長(zhǎng)度度 SIN 電工基礎(chǔ)3磁路歐姆定律磁路歐姆定律mmRE (1) 磁路歐姆定律通過(guò)磁路的磁通與磁動(dòng)勢(shì)成正比，與磁阻成反比，即 磁阻磁動(dòng)勢(shì)磁通 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)