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文檔簡介
課程介紹及安排和學(xué)習(xí)要求一、本課程主要內(nèi)容直流電路分析與測試(模塊一,14)交流電路的分析與測試(模塊二,14)典型模擬電路的分析與調(diào)試(模塊五,六,12)典型數(shù)字電路分析及應(yīng)用(模塊七,八,九,10)課程介紹及安排和學(xué)習(xí)要求一、本課程主要內(nèi)容1二、教材與參考書教材:《實用電工電子技術(shù)基礎(chǔ)》劉文革主編著人民鐵道出版社參考書:
《電路基礎(chǔ)》王俊鹍主編,人民郵電出版社
《電工電子技術(shù)》(少學(xué)時)(第2版)林平勇主編,高等教育出版社《電工技術(shù)基礎(chǔ)》曾令琴、杜詩超編著,人民郵電出版社二、教材與參考書教材:2三、本課程特點必修的考查課結(jié)合專業(yè)特點學(xué)習(xí)相應(yīng)內(nèi)容融合少量教學(xué)做一體化講授不一定按教材順序,但主要以培訓(xùn)大家今后能讀取相關(guān)電路原理圖,完成日常操作為主。三、本課程特點必修的考查課3四、課程考核方式出勤率:10%平時作業(yè):20%課堂回答問題:10%實驗完成考核:20%期末考試:40%四、課程考核方式出勤率:10%4五、本課程學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求按要求,認真聽講,盡量在課堂上完成相應(yīng)在規(guī)定時間范圍內(nèi)完成操作練習(xí),跟上進度;按時完成作業(yè),不恥下問,作業(yè)每兩星期收交一次;按要求完成實操練習(xí),填寫報告。缺作業(yè)達到三分之一及其以上,或隨機抽點名缺勤三次以上無考試資格五、本課程學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求5六、相關(guān)網(wǎng)站1國際電工網(wǎng)2中國電工網(wǎng)3六、相關(guān)網(wǎng)站1國際電工網(wǎng)6
模塊一直流電路的分析與測試課題1.1電路基本概念、基本定律及直流電壓、電流的測試課題1.2電路基本元件及其檢測課題1.3電路分析方法及其運用
課題1.4電路定理及其運用模塊一直流電路的分析與測試課題1.1電路基本概念、基7課題1.1電路基本概念、基本定律及直流電壓、電流的測試知識與技能要點直流照明電路安裝;電路模型概念及電路工作狀態(tài);電壓、電流等電路基本物理量的概念及功率的概念;基爾霍夫定律及運用;直流電壓表、電流表和萬用表使用。課題1.1電路基本概念、基本定律及直流電壓、電流的測試知識81.電路的組成
1.1.1電路及電路圖實物展示---導(dǎo)手電筒實物及實物電路圖1.電路的組成
1.1.1電路及電路圖實物展示---導(dǎo)手電91.電路的組成
1.1.1電路及電路圖實物展示---導(dǎo)手電筒實物及實物電路圖1.電路的組成
1.1.1電路及電路圖實物展示---導(dǎo)手電10負載:電路
——由實際元器件構(gòu)成的電流的通路。1.電路的組成電源:電路中提供電能的裝置。如發(fā)電機、蓄電池等。在電路中接收電能的設(shè)備。如電動機、電燈等。中間環(huán)節(jié):電源和負載之間不可缺少的連接、控制和保護部件,如連接導(dǎo)線、開關(guān)設(shè)備、測量設(shè)備以及各種繼電保護設(shè)備等。
1.1.1電路及電路圖負載:電路——由實際元器件構(gòu)成的電流的通路。1.電路的組成11
電路可以實現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。電力系統(tǒng)中:電子技術(shù)中:
電路可以實現(xiàn)電信號的傳遞、存儲和處理。2.電路的功能電路可以實現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。電力系統(tǒng)中:電子123.電路模型和電路元件電源負載實體電路中間環(huán)節(jié)
與實體電路相對應(yīng)、由理想元件構(gòu)成的電路圖,稱為實體電路的電路模型。電路模型負載電源開關(guān)連接導(dǎo)線SRL+
U–IUS+_R03.電路模型和電路元件電源負實體電路中間環(huán)節(jié)與實體電路相13白熾燈的電路模型可表示為:
實際電路器件品種繁多,其電磁特性多元而復(fù)雜,采取模型化處理可獲得有意義的分析效果。如iR
R
L消耗電能的電特性可用電阻元件表征產(chǎn)生磁場的電特性可用電感元件表征由于白熾燈中耗能的因素大大于產(chǎn)生磁場的因素,因此L可以忽略。
理想電路元件是實際電路器件的理想化和近似,其電特性單一、確切,可定量分析和計算。白熾燈電路白熾燈的電路模型可表示為:實際電路器件品種繁多,其電磁特14常用的元、器件及儀表的圖形符號名稱符號名稱符號名稱符號直流電壓源電池可變電容電感元件電壓源理想導(dǎo)線鐵心電感電流源互相連接導(dǎo)線電容元件電阻元件交叉但不相連的導(dǎo)線電壓表電位器開關(guān)功率表可變電阻熔斷器接地電燈電流表常用的元、器件及儀表的圖形符號名稱符號名稱符號名稱符號直流電15電路的初步認識電路的初步認識16請畫出二地控制一盞燈原理示意圖,根據(jù)實驗室條件自行連接實際電路。應(yīng)用舉例請畫出二地控制一盞燈原理示意圖,根據(jù)實驗室條件自行連接實際171.電流及其實際方向
電流的國際單位制是安培【A】,較小的單位還有毫安【mA】和微安【μA】等,它們之間的換算關(guān)系為:idqdt=……(1-1)1A=103mA=106μA=109nAIQt=……(1-2)
電荷有規(guī)則的定向移動形成電流。電流的大小用電流強度表征,定義式為:大小、方向均不隨時間變化的穩(wěn)恒直流電可表示為:
在電工技術(shù)分析中,僅僅指出電流的大小是不夠的,通常以正電荷移動的方向規(guī)定為電流的實際方向。1.1.2電路的基本物理量、電路的功率及其測試1.電流及其實際方向電流的國際單位制是安培【A】,較小18直流情況下2.電壓及其實際方向
高中物理課對電壓的定義是:電場力把單位正電荷從電場中的一點移到另一點所做的功。其表達式為:注意:變量用小寫字母表示,恒量用大寫字母表示。
電壓的國際單位制是伏特[V],常用的單位還有毫伏[mV]和千伏【KV】等,換算關(guān)系為:1V=103mV=10-3KV
電工技術(shù)基礎(chǔ)問題分析中,通常規(guī)定電壓的實際方向為電場力移動正電荷的定向移動方向。直流情況下2.電壓及其實際方向高中物理課對電壓的定義19在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量的實際方向,電路如何求解?問題的提出實際電流方向AB?實際電流方向BA?U1ABRU2IR3.電壓、電流的正方向在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量的實際方向,電路如何求解?問20(2)正方向的表示方法電流:Uab
雙下標(biāo)電壓:
(1)正方向
在分析與計算電路時,對電壓、電流等電量任意假定的方向。Iab
雙下標(biāo)3.電壓、電流的正方向箭標(biāo)abRI正負極性+–abU箭標(biāo)(2)正方向的表示方法電流:Uab雙下標(biāo)電壓:(1)21實際方向與正方向一致,電流(或電壓)值為正值;實際方向與正方向相反,電流(或電壓)值為負值。(3)實際方向與正方向的關(guān)系注意:
正方向選定后,電流(或電壓)才有正負之分,不指定正方向,電流(或電壓)的正負則無意義。
若I=5A,則電流從a流向b;例:若I=–5A,則電流從b流向a。abRIabRU+–若U=5V,則電壓的實際方向從a指向b;若U=–5V,則電壓的實際方向從b指向a。實際方向與正方向一致,電流(或電壓)值為正值;(3)實際方22注意:(1)
i、u的參考方向可任意假定。但一經(jīng)選定,分析過程中不應(yīng)改變。(2)電路中標(biāo)出的方向一律指參考方向。(3)
同一元件的
u、i
同方向,稱為關(guān)聯(lián)參考方向。IRU+–IRU+–或IRU+–IRU+–或關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向注意:(1)i、u的參考方向可任意假定。但一經(jīng)選定,分析23電位:電路中某點至參考點的電壓,記為“VA”或“”。(1)電位的概念①電位與參考點關(guān)系:各點的電位隨參考點的變化而變,在同一電路中,只能選擇一個參考點,參考點一旦選定,各點的電位是唯一確定的。和電壓一樣,電位也是一個代數(shù)量,凡比參考點電位高的各點為正電位,比參考點電位低的各點為負電位。②電壓與參考點關(guān)系:電路中任意兩點的電壓與參考點的選擇無關(guān)。即電路參考點不同,但電路中任意兩點的電壓不變。③電壓與電位關(guān)系:電路中任意兩點的電壓等于這兩點的電位差
4.電位通常設(shè)參考點的電位為零(2)電路中各點電位、電壓與參考點的關(guān)系電位:電路中某點至參考點的電壓,記為“VA”或(1)電位的24
日常生產(chǎn)和生活中,電能(或電功)也常用度作為量綱:1度=1KW?h=1KV?A?h5.電能、電功率(1)電能
電能的轉(zhuǎn)換是在電流作功的過程中進行的。因此,電流作功所消耗電能的多少可以用電功來量度。電功:式中單位:U【V】;I【A】;t【s】時,電功W為焦耳【J】1度電的概念1000W的電爐加熱1小時;100W的電燈照明10小時;40W的電燈照明25小時。日常生產(chǎn)和生活中,電能(或電功)也常用度作為25(2)電功率如果UI方向不一致結(jié)果如何?功率有無正負?傳遞轉(zhuǎn)換電能的速率叫電功率,簡稱功率,用p或P表示(2)電功率如果UI方向不一致結(jié)果如何?功率有無正負?傳遞26(3)電源與負載的判別U、I參考方向非關(guān)聯(lián),P=-UI
0,負載;
P=-UI
0,電源。U、I參考方向關(guān)聯(lián),P=UI0,負載;
P=UI
0,電源。
②根據(jù)U、I的實際方向判別①
根據(jù)U、I的參考方向計算判別U、I實際方向相反,即電流從“+”端流出,(發(fā)出功率,電源)
U、I實際方向相同,即電流從“-”端流出。(吸收功率,負載)電功率國際單位制:P用瓦特【W(wǎng)】(3)電源與負載的判別U、I參考方向非關(guān)聯(lián),P=-UI27
通常情況下,用電器的實際功率并不等于額定電功率。當(dāng)實際功率小于額定功率時,用電器實際功率達不到額定值,當(dāng)實際功率大于額定功率時,用電器易損壞。
用電器額定工作時的電壓叫額定電壓,額定電壓下的電功率稱為額定功率;額定功率通常標(biāo)示在電器設(shè)備的銘牌數(shù)據(jù)上,作為用電器正常工作條件下的最高限值。6.電氣設(shè)備的額定值與電路的工作狀態(tài)
(1)電氣設(shè)備的額定值通常情況下,用電器的實際功率并不等于額定電功率。當(dāng)實際功28電氣設(shè)備的三種運行狀態(tài)欠載(輕載):I<IN
,P<PN(不經(jīng)濟)
過載(超載):
I>IN
,P>PN(設(shè)備易損壞)額定工作狀態(tài):I=IN
,P=PN
(經(jīng)濟合理安全可靠)
電氣設(shè)備的三種運行狀態(tài)欠載(輕載):I<IN,P<29(2)電路的三種工作狀態(tài)1)通路RLS+
US-RS2)開路+U=US-I=0S+
US-RSRL+U=0-I=US/RS3)短路RLS+
US-RS短路通常是一種嚴重事故,應(yīng)該盡力預(yù)防。(2)電路的三種工作狀態(tài)1)通路RLS+RS2)開路+I30
例:試判斷(a)、(b)中元件是吸收功率還是發(fā)出功率。I=-1AU=2V+–(a)U=-3V+–(b)I=2A
解:(a)(b)吸收功率,負載。元件電流和電壓的參考方向為關(guān)聯(lián)發(fā)出功率,電源。元件電流和電壓的參考方向為非關(guān)聯(lián)應(yīng)用舉例例:試判斷(a)、(b)中元件是吸收功率還是發(fā)出功率。311.電路名詞支路:一個或幾個二端元件首尾相接中間沒有分岔,使各元件上通過的電流相等。(m)結(jié)點:三條或三條以上支路的聯(lián)接點。(n)回路:電路中的任意閉合路徑。(l)網(wǎng)孔:其中不包含其它支路的單一閉合路徑。m=3abl=3n=2112332網(wǎng)孔=2+_R1US1+_US2R2R31.1.3基爾霍夫定律及其驗證1.電路名詞支路:一個或幾個二端元件首尾相接中間沒有分岔,使32例支路:共?條回路:共?個節(jié)點:共?個6條4個網(wǎng)孔:?個7個有幾個網(wǎng)眼就有幾個網(wǎng)孔abcdI3I1I2I5I6I4R3US4US3_+R6+R4R5R1R2_例支路:共?條回路:共?個節(jié)點:共?個6條4個網(wǎng)孔:?332.基爾霍夫第一定律(KCL)
基爾霍夫定律包括結(jié)點電流定律和回路電壓兩個定律,是一般電路必須遵循的普遍規(guī)律。
(1)內(nèi)容:基爾霍夫電流定律是將物理學(xué)中的“液體流動的連續(xù)性”和“能量守恒定律”用于電路中,它指出:任一時刻,流入任一結(jié)點的電流的代數(shù)和恒等于零。(2)數(shù)學(xué)表達式:I1I2I3I4a–I1+I2–
I3–I4=0(3)符號法則:若以指向結(jié)點的電流為正,背離結(jié)點的電流為負,則根據(jù)KCL,對結(jié)點a可以寫出:2.基爾霍夫第一定律(KCL)基爾霍夫定律包括結(jié)點34例:解:求左圖示電路中電流i1、i2。i1i4i2i3?整理為:
i1+i3=i2+i4可列出KCL:i1–i2+i3–i4=0例:–i1–i2+10+(–12)=0?
i2=1A
–
4+7+i1=0?
i1=-3A
??7A4Ai110A-12Ai2其中i1得負值,說明它的實際方向與參考方向相反。例:解:求左圖示電路中電流i1、i2。i1i4i2i3?整理35(4)KCL定律的推廣I=?I1I2I3例例I1+I2=I3I=0IU2+_U1+_RU3+_RRR廣義節(jié)點電流定律還可以擴展到電路的任意封閉面。廣義節(jié)點(4)KCL定律的推廣I=?I1I2I3例例I1+I2=I3363.基爾霍夫第二定律(KVL)基爾霍夫電壓定律是用來確定回路中各段電壓之間關(guān)系的電壓定律?;芈冯妷憾梢罁?jù)“電位的單值性原理”,它指出:
(1)內(nèi)容:任一瞬間,沿任一回路參考繞行方向,回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。(2)數(shù)學(xué)表達式為:ΣU=0然后根據(jù):
U=0I1+US1R1I4US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4得:-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0先標(biāo)繞行方向(3)符號法則:與繞行方向一致電壓為正,相反為負。3.基爾霍夫第二定律(KVL)基爾霍夫電壓定律是用來確定回路37(4)KVL推廣應(yīng)用于假想的閉合回路或?qū)懽鲗傧牖芈妨蠯VL:USIUR+_+_ABCUAD+_UAB+_UBD+_UADUBDUAB=0UAB=
UADUBDUSURU
=0U
=US
UR對假想回路列KVL:或?qū)懽鱑RD(4)KVL推廣應(yīng)用于假想的閉合回路或?qū)懽鲗傧牖芈妨蠯38由此可得出求電路中任意兩點電壓的公式
即電路中任意兩點電壓,等于從a到b所經(jīng)過電路路徑上所有支路電壓的代數(shù)和,與路徑行進方向一致的電壓為正,反之,電壓為負。
(直流)或由此可得出求電路中任意兩點電壓的公式即電路中任意兩點電壓,39技能訓(xùn)練在面包板上按圖所示連接電路,驗證基爾霍夫定律回路ABDAE及回路BCDB,被測量I1(mA)I2(mA)I3(mA)U1(V)U2(V)UAB(V)UBD(V)UBC(V)測量值結(jié)論技能訓(xùn)練在面包板上按圖所示連接電路,驗證基爾霍夫定律回路A40課題1.2電路基本元件及其檢測知識與技能要點電阻、電感、電容三種基本元件的參數(shù)定義、伏安關(guān)系及其功率;歐姆定律及其運用;電阻的聯(lián)接;電阻、電感與電容的檢測;獨立源的特性;實際電源兩種組合模型及其等效變換。課題1.2電路基本元件及其檢測知識與技能要點411.電阻元件R
電阻產(chǎn)品實物圖
電阻元件圖符號1.2.1電阻元件及其檢測(1)實物圖與電路符號1.電阻元件R電阻產(chǎn)品實物圖電阻元件圖符號1.2.142(2)電阻器的色環(huán)表示法四環(huán)五環(huán)倍率10n誤差有效數(shù)字誤差
黑、棕、紅、橙、黃、綠、藍、紫、灰、白、金、銀
01234567890.10.01誤差:1%20.50.20.1510有效數(shù)字倍率10n(2)電阻器的色環(huán)表示法四環(huán)五環(huán)倍誤有效誤黑、棕、43伏-安特性iuRiuui電阻R(常用單位:、k、M)線性電阻非線性電阻(3)伏安特性伏-安特性iuRiuui電阻R(常用單位:、k、442.歐姆定律U、I參考方向相同時,U、I參考方向相反時,RU+–IRU+–I
表達式中有兩套正負號:①式前的正負號由U、I
正方向的關(guān)系確定;②U、I
值本身的正負則說明實際方向與正方向之間的關(guān)系。
通常取
U、I
正方向相同。U=IR
U=–IR2.歐姆定律U、I參考方向相同時,U、I參考方向相45解:對圖(a)有,U=IR例:應(yīng)用歐姆定律對下圖電路列出式子,并求電阻R。對圖(b)有,U=–IRRU6V+–2AR+–U6VI(a)(b)I–2A應(yīng)用舉例解:對圖(a)有,U=IR例:應(yīng)用歐姆定律對下圖電路46消耗能量吸收功率3.電阻元件的功率(W)單位:P(W),t(s),W(J)
P(kW),t(h),W(kW·h)電阻元件的功率是耗能元件消耗能量吸收功率3.電阻元件的功率(W)單位:P(W),t474.電阻的聯(lián)接(1)電阻的串聯(lián)特點:1)各電阻一個接一個地順序相聯(lián);兩電阻串聯(lián)時的分壓公式:R=R1+R23)等效電阻等于各電阻之和;4)串聯(lián)電阻上電壓的分配與電阻成正比。R1U1UR2U2I+–++––RUI+–2)各電阻中通過同一電流;應(yīng)用:降壓、限流、調(diào)節(jié)電壓等。4.電阻的聯(lián)接(1)電阻的串聯(lián)特點:兩電阻串聯(lián)時的分壓公48(2)電阻的并聯(lián)兩電阻并聯(lián)時的分流公式:3)等效電阻的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和;4)并聯(lián)電阻上電流的分配與電阻成反比。特點:1)各電阻聯(lián)接在兩個公共的結(jié)點之間;RUI+–I1I2R1UR2I+–2)各電阻兩端的電壓相同;應(yīng)用:分流、調(diào)節(jié)電流等。(2)電阻的并聯(lián)兩電阻并聯(lián)時的分流公式:3)等效電阻的倒數(shù)等49(3)電阻的混聯(lián)解:
Rab=R1+R6+(R2//R3)+(R4//R5)R1R2R3R4R5R6ab由a、b端向里看,R2和R3,R4和R5均連接在相同的兩點之間,因此是并聯(lián)關(guān)系,把這4個電阻兩兩并聯(lián)后,電路中除了a、b兩點不再有結(jié)點,所以它們的等效電阻與R1和R6相串聯(lián)。
電阻混聯(lián)電路的等效電阻計算,關(guān)鍵在于正確找出電路的連接點,然后分別把兩兩結(jié)點之間的電阻進行串、并聯(lián)簡化計算,最后將簡化的等效電阻相串即可求出。
分析:電阻的混聯(lián)計算舉例(3)電阻的混聯(lián)解:Rab=R1+R6+(R2/50等效變換的條件:
對應(yīng)端流入或流出的電流(Ia、Ib、Ic)一一相等,對應(yīng)端間的電壓(Uab、Ubc、Uca)也一一相等。經(jīng)等效變換后,不影響其它部分的電壓和電流。
等效變換aCbRcaRbcRab電阻形聯(lián)結(jié)IaIbIc電阻Y形聯(lián)結(jié)IaIbIcbCRaRcRba(4)電阻的星-三角聯(lián)接等效變換的條件:經(jīng)等效變換后,不影響其它部分的電壓和電流。51據(jù)此可推出兩者的關(guān)系條件
等效變換aCbRcaRbcRab電阻形聯(lián)結(jié)IaIbIc電阻Y形聯(lián)結(jié)IaIbIcbCRaRcRba據(jù)此可推出兩者的關(guān)系條等效變換aCbRcaRbcRab電阻52YYa等效變換acbRcaRbcRabIaIbIcIaIbIcbcRaRcRbYYa等效變換acbRcaRbcRabIaI53將Y形聯(lián)接等效變換為形聯(lián)結(jié)時若Ra=Rb=Rc=RY時,有Rab=Rbc=Rca=R=3RY;
將形聯(lián)接等效變換為Y形聯(lián)結(jié)時若Rab=Rbc=Rca=R時,有Ra=Rb=Rc=RY=R/3
等效變換acbRcaRbcRabIaIbIcIaIbIcbcRaRcRba將Y形聯(lián)接等效變換為形聯(lián)結(jié)時將形聯(lián)接等效變換為Y形聯(lián)結(jié)時54例:計算下圖電路中的電流I1。I1–+4584412Vabcd解:將聯(lián)成形abc的電阻變換為Y形聯(lián)結(jié)的等效電阻I1–+45RaRbRc12Vabcd應(yīng)用舉例例:計算下圖電路中的電流I1。I1–+4584455例:計算下圖電路中的電流I1。I1–+4584412Vabcd解:I1–+45Ra2Rb1Rc212Vabcd例:計算下圖電路中的電流I1。I1–+4584456
描述線圈通有電流時產(chǎn)生磁場、儲存磁場能量的性質(zhì)。1.物理意義電感:(H、mH)線性電感:L為常數(shù);非線性電感:L不為常數(shù)電流通過N匝線圈產(chǎn)生(磁鏈)電流通過一匝線圈產(chǎn)生(磁通)u+-線圈的電感與線圈的尺寸、匝數(shù)以及附近的介質(zhì)的導(dǎo)磁性能等有關(guān)。1.2.2電感元件及其檢測描述線圈通有電流時產(chǎn)生磁場、儲存磁場能量的性質(zhì)。1.57自感電壓:2.電感元件的伏安關(guān)系(1)感電動勢的正方向規(guī)定:自感電動勢的正方向與電流正方向相同,
或與磁通的正方向符合右手螺旋定則。+-eL+-L電感元件的符號S—線圈橫截面積(m2)l—線圈長度(m)N—線圈匝數(shù)μ—介質(zhì)的磁導(dǎo)率(H/m)自感電壓:2.電感元件的伏安關(guān)系(1)感電動勢的正方向規(guī)定:58(2)自感電動勢瞬時極性的判別0<eL與參考方向相反eL具有阻礙電流變化的性質(zhì)eL實+-eLu+-+-eL實-+0eLu+-+-eL與參考方向相同0>0(2)自感電動勢瞬時極性的判別0<eL與參考方向相反59(3)電感元件儲能根據(jù)基爾霍夫定律可得:將上式兩邊同乘上
i
,并積分,則得:
即電感將電能轉(zhuǎn)換為磁場能儲存在線圈中,當(dāng)電流增大時,磁場能增大,電感元件從電源取用電能;當(dāng)電流減小時,磁場能減小,電感元件向電源放還能量。磁場能(3)電感元件儲能根據(jù)基爾霍夫定律可得:將上式兩邊同乘上i60如圖所示電路,已知電壓US1=10V,US2=5V,電阻R1=5Ω,R2=10Ω,電感L=0.1H,求電壓U1、U2及電感元件儲存的磁場能。應(yīng)用舉例解:在直流電路中,電感L相當(dāng)于短路,U1=0,根據(jù)KVL得通過電感元件的電流由歐姆定律得電感元件儲存的磁場能
應(yīng)用舉例解:在直流電路中,電感L相當(dāng)于短路,U1=0,通過電61
描述電容兩端加電源后,其兩個極板上分別聚集起等量異號的電荷,在介質(zhì)中建立起電場,并儲存電場能量的性質(zhì)。1.電容量uiC+_電容元件電容器的電容量與極板的尺寸和介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)。S—極板面積(m2)d—板間距離(m)ε—介電常數(shù)(F/m)
當(dāng)電壓u變化時,在電路中產(chǎn)生電流:1.2.3電容元件及其檢測描述電容兩端加電源后,其兩個極板上分別聚集622.電容的伏安關(guān)系當(dāng)(直流)時,所以,在直流電路中電容相當(dāng)于開路。uiCq=cu直流電路中,電容兩端的電壓是否為0?2.電容的伏安關(guān)系當(dāng)(直流)時,所以,在直流電路中電容相633.電容元件的儲能
將上式兩邊同乘上u,并積分,則得:
即電容將電能轉(zhuǎn)換為電場能儲存在電容中,當(dāng)電壓增大時,電場能增大,電容元件從電源取用電能;當(dāng)電壓減小時,電場能減小,電容元件向電源放還能量。電場能根據(jù):3.電容元件的儲能將上式兩邊同乘上u,并積分,則64無源元件小結(jié)
LCRu,I關(guān)系能量儲放iRu=無源元件小結(jié)LCRu,I關(guān)系能量儲放iRu=65R1UR2當(dāng)U為直流電壓時,計算電感和電容的電壓、電流和儲能。UR1R2LCiLuC,,,,應(yīng)用舉例R1UR2當(dāng)U為直流電壓時,計算電感和電容的電壓、電流和儲能66
電源的輸出電壓與外界電路無關(guān),即電壓源輸出電壓的大小和方向與流經(jīng)它的電流無關(guān),也就是說無論接什么樣的外電路,輸出電壓總保持為某一給定值或某一給定的時間常數(shù).是由內(nèi)部損耗很小,以至可以忽略的實際電源得到的理想化二端電路元件1.理想電壓源獨立電源:是指其外特性由電源本身的參數(shù)決定,而不受電源之外的其他參數(shù)控制.
特性理想電壓源:1.2.4
電壓源與電流源及其等效變換電源的輸出電壓與外界電路無關(guān),即電壓源輸出電壓的大小67理想電壓源(交流)(1)電路符號us+-Us+-理想電壓源(直流)Us+-或u0i(3)特點:電流及電源的功率由外電路確定,輸出電壓不隨外電路變化。Us(2)伏安特性Us+-IRU理想電壓源伏安特性理想電壓源(交流)(1)電路符號us+-Us+-理想電壓源(682.理想電流源
電源的輸出電流與外界電路無關(guān),即電源輸出電流的大小和方向與它兩端的電壓無關(guān),也就是說無論接什么樣的外電路,輸出電流總保持為某一給定值或某一給定的時間常數(shù)。理想電流源(交流)(1)電路符號理想電流源(直流)u+-is+-UIs2.理想電流源電源的輸出電流與外界電路無關(guān),即電69u0i(3)特點:電源的端電壓及電源的功率由外電路確定,輸出電流不隨外電路變化。(2)伏安特性IR理想電流源伏安特性+-UIsIsu0i(3)特點:電源的端電壓及電源的功率由外電路確定,輸70恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒流源不變量變化量US+_abIUabUab=US
(常數(shù))Uab的大小、方向均為恒定,外電路負載對Uab
無影響。IabUabIsI=Is
(常數(shù))I
的大小、方向均為恒定,外電路負載對I
無影響。輸出電流I
可變-----
I
的大小、方向均由外電路決定端電壓Uab
可變-----Uab
的大小、方向均由外電路決定恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒流源不變量變化71實際電壓源(交流)①電路符號實際電壓源(直流)或us+-RSRSUs+-Us+-RS③特點:輸出電壓隨外電路變化②伏安特性IRUu0iUs理想電壓源伏安特性U=US–RSIUs+-RS實際電源伏安特性U0
=US3.實際電源的兩種組合模型及其等效變換(1)電壓源串聯(lián)模型實際電壓源(交流)①電路符號實際電壓源(直流)或us+-RS72實際電源電壓源串聯(lián)模型與理想電壓源的本質(zhì)區(qū)別在于其內(nèi)阻RS。注意時,實際電壓源就成為理想電壓源。當(dāng)Us+-RS電壓源串聯(lián)模型Us+-理想電壓源實際工程中,當(dāng)負載電阻遠遠大于電源內(nèi)阻時,實際電源可用理想電壓源表示。IRUUs+-RSUs+-IRU近似實際電源電壓源串聯(lián)模型與理想電壓源的本質(zhì)區(qū)別在于其內(nèi)阻RS。73u0i理想電流源伏安特性Is實際電流源(交流)①電路符號實際電流源(直流)③特點:輸出電流隨外電路變化②伏安特性實際電源伏安特性RSisu+-RSIsU+-IR+-UIsRSIO(2)電流源并聯(lián)模型u0i理想電流源伏安特性Is實際電流源(交流)①電路符號實際74實際電源電流源并聯(lián)模型與理想電流源的本質(zhì)區(qū)別在于其內(nèi)阻RS。注意時,實際電流源就成為理想電流源。當(dāng)電流源并聯(lián)模型理想電流源
實際工程中,當(dāng)負載電阻遠遠小于電源內(nèi)阻時,實際電源可用理想電流源表示。近似RSIsU+-IR+-UIsRSIOIR+-UIs+-UIs實際電源電流源并聯(lián)模型與理想電流源的本質(zhì)區(qū)別在于其內(nèi)阻RS。75
對外電路而言,如果將同一負載R分別接在兩個電源上,R上得到相同的電流、電壓,則兩個電源對R而言是等效的。IRUUs+-RSIR+-UIsRSIO(3)實際電源的等效變換電壓源和電流源的等效變換Us+-RSIsRS對外電路而言,如果將同一負載R分別接在兩個電源上,R76(4)有源支路的簡化原則:簡化前后,端口的電壓電流關(guān)系不變。①
電壓源串聯(lián)Ia
b+–+–Us1Rs1Us2Rs2+U
–U=(Us1+Us2)
–(Rs1+Rs2)I=Us-RsIUs
=Us1+Us2Rs
=Rs1+Rs2②
電流源并聯(lián)abIs1IIs2Gs1Gs2GsabIsIs
=Is1+Is2Gs
=Gs1+Gs2abRsUs+U
–I+–(4)有源支路的簡化原則:簡化前后,端口的電壓電流關(guān)系不變。77Rab–+Usab–+UsabIsRabIs④電流源與其它元件串聯(lián)③
電壓源與其它元件并聯(lián)Ra–+Usa–+UsaIsRaIs④電流源與其它元件串聯(lián)③78用電源等效變換的方法求圖示電路中電流I。+_I25V6A351+_25V5A536AI[解]11A3I5解題規(guī)則:并聯(lián)變?yōu)殡娏髟?;串?lián)變?yōu)殡妷涸?。例用電源等效變換的方法求圖示電路中電流I。+_I25V6A379
求電路的電流I和Is
電阻
。+–412V42146A2AIsI3A4I122416V24V2V+––++–兩個并聯(lián)的4電阻流過的電流相等,都是Is2Is=3–(–2.22)=5.22AIs=2.61A例求電路的電流I和Is電阻。+412V42804.理想受控源在電路中起電源作用,但其電壓或電流受電路其他部分控制的電源。受控源電壓控制受控源電流控制受控源受控電壓源受控電流源壓控電壓源:VCVS流控電壓源:VCCS壓控電流源:CCVS流控電流源:CCCS4.理想受控源在電路中起電源作用,但其電壓或電流受電路其他部81理想受控源的分類壓控電流源U1I2流控電流源I2I1壓控電壓源U1+-U2
U1m=U2+-
U1m=U2流控電壓源I1+-U2
I1r=U2+-
I1r=U2理想受控源的分類壓控電流源U1I2流控電流源I2I1壓控電壓82獨立源和受控源的異同相同點:兩者性質(zhì)都屬電源,均可向電路提供電壓或電流。不同點:獨立電源的電動勢或電流是由非電能量提供的,其大小、方向和電路中的電壓、電流無關(guān);受控源的電動勢或輸出電流,受電路中某個電壓或電流的控制。它不能獨立存在,其大小、方向由控制量決定。獨立源和受控源的異同相同點:兩者性質(zhì)都屬電源,均可向電路不同83技能訓(xùn)練驗證電壓源與電流等效變換。圖中的內(nèi)阻RS均為51Ω,負載電阻R均為200Ω。(參照課本P31)
技能訓(xùn)練驗證電壓源與電流等效變換。84課題1.3電路分析方法及其運用知識與技能要點支路電流求解復(fù)雜直流線性電路;節(jié)點電壓法求解只有兩個節(jié)點的電路;復(fù)雜直流電路的連接與測試。課題1.3電路分析方法及其運用知識與技能要點851.3.1支路電流法及運用1.支路電流法概念:以支路電流為未知量、應(yīng)用基爾霍夫定律(KCL、KVL)列方程組求解。對上圖電路支路數(shù):b=3結(jié)點數(shù):n=212ba+-US2R2+-R3R1US1I1I3I23回路數(shù)=3單孔回路(網(wǎng)孔)=2若用支路電流法求各支路電流應(yīng)列出三個方程1.3.1支路電流法及運用1.支路電流法概念:以支路電流為86(1)在圖中標(biāo)出各支路電流的參考方向,對選定的回路標(biāo)出回路循行方向。(2)應(yīng)用KCL對結(jié)點列出
(n-1)個獨立的結(jié)點電流方程。(3)應(yīng)用KVL對回路列出
b-(n-1)
個獨立的回路電壓方程(通??扇【W(wǎng)孔列出)
。(4)聯(lián)立求解b
個方程,求出各支路電流。ba+-US2R2+-R3R1US1I1I3I2對結(jié)點a:例1:12I1+I2–I3=0對網(wǎng)孔1:對網(wǎng)孔2:I1R1+I3R3=US1I2R2+I3R3=US22.支路電流法的解題步驟:(1)在圖中標(biāo)出各支路電流的參考方向,對選定的回路標(biāo)87(1)應(yīng)用KCL列(n-1)個結(jié)點電流方程
因支路數(shù)b=6,所以要列6個方程。(2)應(yīng)用KVL選網(wǎng)孔列回路電壓方程(3)聯(lián)立解出
IG
支路電流法是電路分析中最基本的方法之一,但當(dāng)支路數(shù)較多時,所需方程的個數(shù)較多,求解不方便。adbcUS–+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I對結(jié)點a:I1–I2–IG=0對網(wǎng)孔abda:IGRG–I3R3+I1R1=0對結(jié)點b:I3–I4+IG=0對結(jié)點c:I2+I4–I
=0對網(wǎng)孔acba:I2R2–
I4R4–IGRG=0對網(wǎng)孔bcdb:I4R4+I3R3=US
試求檢流計中的電流IG。RG例(1)應(yīng)用KCL列(n-1)個結(jié)點電流方程因支路88是否能少列一個方程?N=2B=3支路電流未知數(shù)少一個:3.支路中含有恒流源的情況特例6A12VI+-24I1I1+6=I解得:
I=4A
I1=-2A2I1+4I=12KCLKVL是否能少列N=2B=3支路電流未知數(shù)少一個:3.支路中894.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)KCL、KVL、歐姆定律列方程,就能得出結(jié)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。手算時,適用于支路數(shù)較少的電路。4.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缺90【例】設(shè)圖中電路中E1=80V,E2=70V,R1=5Ω,R2=3Ω,R3=5Ω,R4=2Ω
,試求各支路電流I1、I2、I3?!窘?/p>
】應(yīng)用KCL和KVL列方程:
I1+I2+I3=080=5I1+5I370=2I2+5I3+3I2求得:I1=6AI2=4AI3=10A【例】設(shè)圖中電路中E1=80V,E2=70V,R1=5Ω,91例】電路如圖所示,E1=6V,E2=16V,IS=2A,R1=2Ω
,R2=2Ω,R3=2Ω
,試求各支路電流I1
、I2、I3、
I4、
I5。【解
】應(yīng)用KCL和KVL列結(jié)點電流方程式和回路電壓方程式,組成方程組。IS+I1+I2=0E1=I3R2+I2R1I2=I3+I4
I4+I5=IS
E2–I5R3+I2R1=0
I1=-6AI2=-1AI3=4AI4=-5AI5=7A例】電路如圖所示,E1=6V,E2=16V,IS=2A,921.3.2節(jié)點電壓法及運用如圖所示,電路只有兩個節(jié)點a和b,各支路電流參考方向如圖中所示,各支路電流與節(jié)點電壓的關(guān)系為
節(jié)點電壓法用圖
結(jié)點電壓法簡介:是以結(jié)點電壓為電路變量,應(yīng)用基爾霍夫電流定律(KCL)列出結(jié)點電壓方程式,求解結(jié)點電壓和各支路電流的方法。1.3.2節(jié)點電壓法及運用如圖所示,電路只有兩個節(jié)點a和b,93代入節(jié)點a的KCL方程:得到關(guān)于節(jié)點電壓方程即可求出各支路電流。2.節(jié)點電壓方程通常節(jié)點電壓法所求得的電壓可寫成下面的一般式
1.3.2節(jié)點電壓法及運用代入節(jié)點a的KCL方程:1.3.2節(jié)點電壓法及運用94
表示聯(lián)接節(jié)點a所有有源支路的電源電流代數(shù)和,指向節(jié)點a為正,背離為負(指向與背離看電源參考方向,與該支路電流參考方向無關(guān));表示聯(lián)接節(jié)點ab所有支路(有源支路電壓源短路,電流源開路,保留內(nèi)阻)電導(dǎo)之和。3.應(yīng)注意符號法則3.應(yīng)注意符號法則95圖示電路,R1=R2=R3=2,US2=6V,IS=3A。求I1解:節(jié)點電壓法例IsR1Us2+-R2R3I1I2I3ab圖示電路,R1=R2=R3=2,US2=6V,IS=3A96【例】設(shè)圖所示電路中,E1=10V,E2=20V,E4=40V,IS=2A,R1=1Ω,R2=2Ω,R3=4Ω
R4=4Ω,試求各支路電流I1
、I2、I3、I4?!窘?/p>
】應(yīng)用式節(jié)點電壓列方程式,求解A點電位。驗證結(jié)果【例】設(shè)圖所示電路中,E1=10V,E2=20V,E4=4097模塊一直流電路的分析與測試修改課件98課題1.4電路定理及其運用知識與技能要點疊加定理及其運用;戴維南定理及其運用;等效電源參數(shù)的測量。課題1.4電路定理及其運用知識與技能要點991.4.1疊加定理及其運用1.疊加定理內(nèi)容:對于線性電路,任何一條支路的電流,都可以看成是由電路中各個電源(電壓源或電流源)分別作用時,在此支路中所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。原電路+–USR1R2(a)ISI1I2IS單獨作用R1R2(c)I1''I2''+ISUS單獨作用=+–USR1R2(b)I1'I2'
疊加原理1.4.1疊加定理及其運用1.疊加定理內(nèi)容:對于線100由圖(c),當(dāng)IS單獨作用時同理:I2=I2'+I2''由圖(b),當(dāng)E
單獨作用時原電路+–USR1R2(a)ISI1I2IS單獨作用R1R2(c)I1''I2''+ISUS單獨作用=+–USR1R2(b)I1'
I2'
根據(jù)疊加原理由圖(c),當(dāng)IS單獨作用時同理:I2=I2'101①疊加原理只適用于線性電路。③不作用電源的處理:
US=0,即將US
短路;Is=0,即將Is
開路
。②線性電路的電流或電壓均可用疊加原理計算,但功率P不能用疊加原理計算。例:2.注意事項:⑤應(yīng)用疊加原理時可把電源分組求解,即每個分電路中的電源個數(shù)可以多于一個。④解題時要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。
若分電流、分電壓與原電路中電流、電壓的參考方向相反時,疊加時相應(yīng)項前要帶負號。①疊加原理只適用于線性電路。③不作用電源的處理:②1023.解題步驟(1)分解電路:注意不作用的電源“零處理”,即電壓源短路,電流源開路,保留內(nèi)阻不變。(2)單獨求解:求獨立源作用的每個分電路作用結(jié)果。(3)疊加:將原圖中待求量進行代數(shù)和疊加。3.解題步驟(1)分解電路:注意不作用的電源“零處理”,即電103
電路如圖,已知US=10V、IS=1A,R1=10
R2=R3=5,試用疊加原理求流過R2的電流I2和理想電流源IS兩端的電壓US。
(b)US單獨作用將IS
斷開(c)IS單獨作用
將US
短接解:由圖(b)(a)+–USR3R2R1ISI2+–US+–USR3R2R1I2'+–US'R3R2R1ISI2+–US例電路如圖,已知US=10V、IS=1A,R1=10104
(b)US單獨作用(c)IS單獨作用(a)+–USR3R2R1ISI2+–US+–USR3R2R1I2'+–US'R3R2R1ISI2+–US解:由圖(c)(b)US單獨作用(c)IS單獨作用(a)+USR3R105【例
】設(shè)圖1.2.31(a)所示電路中,E1=28VE2=14V,R1=4Ω,R2=12Ω,R=4Ω,試求各支路電流I1
、I2、I并計算電阻R上的消耗功率P
。【解
】圖a所示電路可化簡為圖b和圖c的疊加【例】設(shè)圖1.2.31(a)所示電路中,E1=28VE2106【例】試求圖1.2.32(a)所示的電路中支路電流I。已知E1=12V,IS=6A,R1=1Ω,R2=2Ω,R3=1Ω,R4=2Ω。
【解
】【例】試求圖1.2.32(a)所示的電路中支路電流I。已知E1071.名詞解釋無源二端網(wǎng)絡(luò):二端網(wǎng)絡(luò)中沒有電源有源二端網(wǎng)絡(luò):二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源二端網(wǎng)絡(luò):若一個電路只通過兩個輸出端與外電路相聯(lián),則該電路稱為“二端網(wǎng)絡(luò)”。 (Two-terminals=Oneport)ABAB1.4.2戴維南定理及其運用1.名詞解釋無源二端網(wǎng)絡(luò):有源二端網(wǎng)絡(luò):二端網(wǎng)絡(luò):若一個電路108abRab無源二端網(wǎng)絡(luò)+_USRSab
電壓源(戴維南定理)
電流源(諾頓定理)ab有源二端網(wǎng)絡(luò)abISRS′無源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡為一個電阻有源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡為一個電源abRab無源二端網(wǎng)絡(luò)+USRSab電壓源1092.戴維南定理有源二端網(wǎng)絡(luò)RUSRS+_R注意:“等效”是指對端口外等效。(1)等效電路線性有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源模型等效。2.戴維南定理有源RUSRS+_R注意:“等效”是指對端口110等效電壓源的內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)無源二端網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻。(有源網(wǎng)絡(luò)變無源網(wǎng)絡(luò)的原則是:電壓源短路,電流源斷路)等效電壓源的電壓(US
)等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開端電壓;有源二端網(wǎng)絡(luò)R有源二端網(wǎng)絡(luò)AB相應(yīng)的無源二端網(wǎng)絡(luò)ABABUSRS+_RAB(2)等效參數(shù)等效電壓源的內(nèi)阻等于有源等效電壓源的電壓有源R有源AB相應(yīng)的111
等效電阻的計算方法有以下三種: (1)設(shè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有電源為零(網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不含受控源),用電阻串并聯(lián)或三角形與星形網(wǎng)絡(luò)變換加以化簡,計算端口ab的等效電阻。 (2)設(shè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有獨立電源為零(受控源必須保留),在端口a、b處施加一電壓U,計算或測量輸入端口的電流I,則等效電阻Ri=U/I。(外施電源法) (3)用實驗方法測量,或用計算方法求得該有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓Uoc和短路電流Isc,則等效電阻Ri=Uoc/Isc。(開路電壓短路電流法) 等效電阻的計算方法有以下三種:112求開端電壓UOC
與
短路電流ISO開路、短路法有源網(wǎng)絡(luò)UOC有源網(wǎng)絡(luò)Is+-RSUSISC=USRSUOC=US+-RSUSSOOCSIUR=等效內(nèi)阻UOCISC=RS求開端電壓UOC開路、短路法有源UOC有源Is+-RS113(3)應(yīng)用戴維南定理分析電路的步驟:1將待求支路畫出,其余部分就是一個有源二端網(wǎng)絡(luò);2求有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓;3求有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻;4畫出有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電路;5將(1)中畫出的支路接入有源二端網(wǎng)絡(luò),由此電路計算待求量;(3)應(yīng)用戴維南定理分析電路的步驟:1將待求支路畫出,其余部114已知:R1=20、R2=30
R3=30、R4=20
U=10V求:當(dāng)R5=16時,I5=?R1R3+_R2R4R5UI5R5I5R1R3+_R2R4U等效電路有源二端網(wǎng)絡(luò)例已知:R1=20、R2=30R1R3+_R2R4115US=UOC先求等效電源US及R0I520Ω+_AB30Ω30Ω20Ω10V16ΩUSRS+_AB
求戴維南等效電路解RS=RABUOC20Ω+_A+_30Ω30Ω20Ω10VBCDUS=UOC先求等效電源US及R0I520Ω+_AB30Ω116再求輸入電阻RAB
恒壓源被短接后,C、D成為一點,電阻R1和
R2
、R3
和
R4
分別并聯(lián)后相串聯(lián)。即:
RS=RAB=20//30+30//20
=12+12=24Ω
得原電路的戴維南等效電路CRS20ΩA30Ω30Ω20ΩBDA2V24Ω+_16ΩI5B由全電路歐姆定律可得:再求輸入電阻RAB恒壓源被短接后,C、D成為一點,電阻R1117【例】利用戴維寧定理試求圖1.2.33(a)所示電路中I和Uab,已知E1=10V,E2=90V,R1=4Ω,R2=12Ω,RL=7Ω?!窘?/p>
】其中,E
=30V由電路可得:【例】利用戴維寧定理試求圖1.2.33(a)所示電路中I和U118【例】利用戴維寧定理試求圖1.2.34(a)所示電路中I和Uab
,已知IS
=30A,R1=2Ω,R2=12Ω
R3=6Ω,R4=4Ω,R=5.5Ω?!纠坷么骶S寧定理試求圖1.2.34(a)所示電路中I和119模塊一直流電路的分析與測試修改課件120技能訓(xùn)練參考課本驗證疊加定理與戴維南定理(P36、P41)技能訓(xùn)練參考課本驗證疊加定理與戴維南定理121本模塊學(xué)習(xí)結(jié)束。Goodbye!本模塊學(xué)習(xí)結(jié)束。Goodbye!122課程介紹及安排和學(xué)習(xí)要求一、本課程主要內(nèi)容直流電路分析與測試(模塊一,14)交流電路的分析與測試(模塊二,14)典型模擬電路的分析與調(diào)試(模塊五,六,12)典型數(shù)字電路分析及應(yīng)用(模塊七,八,九,10)課程介紹及安排和學(xué)習(xí)要求一、本課程主要內(nèi)容123二、教材與參考書教材:《實用電工電子技術(shù)基礎(chǔ)》劉文革主編著人民鐵道出版社參考書:
《電路基礎(chǔ)》王俊鹍主編,人民郵電出版社
《電工電子技術(shù)》(少學(xué)時)(第2版)林平勇主編,高等教育出版社《電工技術(shù)基礎(chǔ)》曾令琴、杜詩超編著,人民郵電出版社二、教材與參考書教材:124三、本課程特點必修的考查課結(jié)合專業(yè)特點學(xué)習(xí)相應(yīng)內(nèi)容融合少量教學(xué)做一體化講授不一定按教材順序,但主要以培訓(xùn)大家今后能讀取相關(guān)電路原理圖,完成日常操作為主。三、本課程特點必修的考查課125四、課程考核方式出勤率:10%平時作業(yè):20%課堂回答問題:10%實驗完成考核:20%期末考試:40%四、課程考核方式出勤率:10%126五、本課程學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求按要求,認真聽講,盡量在課堂上完成相應(yīng)在規(guī)定時間范圍內(nèi)完成操作練習(xí),跟上進度;按時完成作業(yè),不恥下問,作業(yè)每兩星期收交一次;按要求完成實操練習(xí),填寫報告。缺作業(yè)達到三分之一及其以上,或隨機抽點名缺勤三次以上無考試資格五、本課程學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求127六、相關(guān)網(wǎng)站1國際電工網(wǎng)2中國電工網(wǎng)3六、相關(guān)網(wǎng)站1國際電工網(wǎng)128
模塊一直流電路的分析與測試課題1.1電路基本概念、基本定律及直流電壓、電流的測試課題1.2電路基本元件及其檢測課題1.3電路分析方法及其運用
課題1.4電路定理及其運用模塊一直流電路的分析與測試課題1.1電路基本概念、基129課題1.1電路基本概念、基本定律及直流電壓、電流的測試知識與技能要點直流照明電路安裝;電路模型概念及電路工作狀態(tài);電壓、電流等電路基本物理量的概念及功率的概念;基爾霍夫定律及運用;直流電壓表、電流表和萬用表使用。課題1.1電路基本概念、基本定律及直流電壓、電流的測試知識1301.電路的組成
1.1.1電路及電路圖實物展示---導(dǎo)手電筒實物及實物電路圖1.電路的組成
1.1.1電路及電路圖實物展示---導(dǎo)手電1311.電路的組成
1.1.1電路及電路圖實物展示---導(dǎo)手電筒實物及實物電路圖1.電路的組成
1.1.1電路及電路圖實物展示---導(dǎo)手電132負載:電路
——由實際元器件構(gòu)成的電流的通路。1.電路的組成電源:電路中提供電能的裝置。如發(fā)電機、蓄電池等。在電路中接收電能的設(shè)備。如電動機、電燈等。中間環(huán)節(jié):電源和負載之間不可缺少的連接、控制和保護部件,如連接導(dǎo)線、開關(guān)設(shè)備、測量設(shè)備以及各種繼電保護設(shè)備等。
1.1.1電路及電路圖負載:電路——由實際元器件構(gòu)成的電流的通路。1.電路的組成133
電路可以實現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。電力系統(tǒng)中:電子技術(shù)中:
電路可以實現(xiàn)電信號的傳遞、存儲和處理。2.電路的功能電路可以實現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。電力系統(tǒng)中:電子1343.電路模型和電路元件電源負載實體電路中間環(huán)節(jié)
與實體電路相對應(yīng)、由理想元件構(gòu)成的電路圖,稱為實體電路的電路模型。電路模型負載電源開關(guān)連接導(dǎo)線SRL+
U–IUS+_R03.電路模型和電路元件電源負實體電路中間環(huán)節(jié)與實體電路相135白熾燈的電路模型可表示為:
實際電路器件品種繁多,其電磁特性多元而復(fù)雜,采取模型化處理可獲得有意義的分析效果。如iR
R
L消耗電能的電特性可用電阻元件表征產(chǎn)生磁場的電特性可用電感元件表征由于白熾燈中耗能的因素大大于產(chǎn)生磁場的因素,因此L可以忽略。
理想電路元件是實際電路器件的理想化和近似,其電特性單一、確切,可定量分析和計算。白熾燈電路白熾燈的電路模型可表示為:實際電路器件品種繁多,其電磁特136常用的元、器件及儀表的圖形符號名稱符號名稱符號名稱符號直流電壓源電池可變電容電感元件電壓源理想導(dǎo)線鐵心電感電流源互相連接導(dǎo)線電容元件電阻元件交叉但不相連的導(dǎo)線電壓表電位器開關(guān)功率表可變電阻熔斷器接地電燈電流表常用的元、器件及儀表的圖形符號名稱符號名稱符號名稱符號直流電137電路的初步認識電路的初步認識138請畫出二地控制一盞燈原理示意圖,根據(jù)實驗室條件自行連接實際電路。應(yīng)用舉例請畫出二地控制一盞燈原理示意圖,根據(jù)實驗室條件自行連接實際1391.電流及其實際方向
電流的國際單位制是安培【A】,較小的單位還有毫安【mA】和微安【μA】等,它們之間的換算關(guān)系為:idqdt=……(1-1)1A=103mA=106μA=109nAIQt=……(1-2)
電荷有規(guī)則的定向移動形成電流。電流的大小用電流強度表征,定義式為:大小、方向均不隨時間變化的穩(wěn)恒直流電可表示為:
在電工技術(shù)分析中,僅僅指出電流的大小是不夠的,通常以正電荷移動的方向規(guī)定為電流的實際方向。1.1.2電路的基本物理量、電路的功率及其測試1.電流及其實際方向電流的國際單位制是安培【A】,較小140直流情況下2.電壓及其實際方向
高中物理課對電壓的定義是:電場力把單位正電荷從電場中的一點移到另一點所做的功。其表達式為:注意:變量用小寫字母表示,恒量用大寫字母表示。
電壓的國際單位制是伏特[V],常用的單位還有毫伏[mV]和千伏【KV】等,換算關(guān)系為:1V=103mV=10-3KV
電工技術(shù)基礎(chǔ)問題分析中,通常規(guī)定電壓的實際方向為電場力移動正電荷的定向移動方向。直流情況下2.電壓及其實際方向高中物理課對電壓的定義141在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量的實際方向,電路如何求解?問題的提出實際電流方向AB?實際電流方向BA?U1ABRU2IR3.電壓、電流的正方向在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量的實際方向,電路如何求解?問142(2)正方向的表示方法電流:Uab
雙下標(biāo)電壓:
(1)正方向
在分析與計算電路時,對電壓、電流等電量任意假定的方向。Iab
雙下標(biāo)3.電壓、電流的正方向箭標(biāo)abRI正負極性+–abU箭標(biāo)(2)正方向的表示方法電流:Uab雙下標(biāo)電壓:(1)143實際方向與正方向一致,電流(或電壓)值為正值;實際方向與正方向相反,電流(或電壓)值為負值。(3)實際方向與正方向的關(guān)系注意:
正方向選定后,電流(或電壓)才有正負之分,不指定正方向,電流(或電壓)的正負則無意義。
若I=5A,則電流從a流向b;例:若I=–5A,則電流從b流向a。abRIabRU+–若U=5V,則電壓的實際方向從a指向b;若U=–5V,則電壓的實際方向從b指向a。實際方向與正方向一致,電流(或電壓)值為正值;(3)實際方144注意:(1)
i、u的參考方向可
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