電工技術(shù)基礎講解課程課件一零

電工技術(shù)一、電能的應用

電能應用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)及國民經(jīng)濟各部門，在日常生活中也是不可缺少的。

緒論1.電能的優(yōu)越性（1）便于轉(zhuǎn)換

（2）便于傳輸（3）便于控制2.不足之處難于儲存二、課程的目的和學習方法

目的—獲得電的基本理論知識，為今后的學習和工程技術(shù)研究打下基礎。

方法—掌握好物理概念（多看參考書）；多做習題。三、使用教材

秦曾煌主編《電工學》第五版上冊《電工技術(shù)》高等教育出版社出版第1章電路的基本概念與基本定律

1-1電路的作用與組成部分

電路—電流流經(jīng)的閉合路徑（由電工設備和元件組成）。一.電路的組成—?電源（信號源）

?中間環(huán)節(jié)

?負載

二.電路的作用—傳輸和轉(zhuǎn)換電能；傳遞和處理信號。電源：將非電能轉(zhuǎn)換成電能的裝置(干電池,蓄電池,發(fā)電機)或信號源。中間環(huán)結(jié)：把電源與負載連接起來的部分(連接導線,開關(guān))負載：將電能轉(zhuǎn)換成非電能的用電設備(電燈,電爐,電動機)一.電路的組成：電池燈泡EIRU+_負載電源電路的組成二.電路的作用1.電能傳輸和轉(zhuǎn)換發(fā)電機升壓變壓器降壓變壓器電燈電爐熱能,水能,核能轉(zhuǎn)電能傳輸分配電能電能轉(zhuǎn)換為光能,熱能和機械能2.信號的傳遞和處理放大器話筒揚聲器將語音轉(zhuǎn)換為電信號(信號源)信號轉(zhuǎn)換、放大、信號處理(中間環(huán)節(jié))接受轉(zhuǎn)換信號的設備(負載)

將實際元件理想化，由理想化的電路元件組成的電路。EIRU+_例如：理想化導線理想化元件今后我們分析的都是電路模型，簡稱電路。1-2電路的模型理想化電源電路模型:

由理想元件組成的電路.（一）理想無源元件(線性元件)1.電阻:電路中消耗電能的理想元件2.電容:電路中儲存電場能的理想元件3.電感:電路中儲存磁場能的理想元件線性電路:由線性元件和電源元件組成的電路.（二）理想電源元件1.理想電壓源恒壓源2.理想電流源恒流源電路分析—在已知電路結(jié)構(gòu)與元件參數(shù)情況下研究電路激勵與響應之間的關(guān)系。激勵—推動電路工作的電源的電壓或電流。響應—由于電源或信號源的激勵作用，在電路中產(chǎn)生的電壓與電流。1-3電壓和電流的參考方向I=0+_RUESU0R0ba電路中的箭頭方向為電壓與電動勢和電流的參考方向.電路中物理量的正方向(參考方向)物理量的正方向：實際正方向假設正方向?qū)嶋H正方向：物理中對電量規(guī)定的方向。假設正方向（參考正方向）：在分析計算時，為了解題方便，對物理量任意假設的參考方向。物理量的實際正方向一、電流電流方向—正電荷運動的方向（實際方向）。電流參考方向—任選一方向為電流正方向。正值負值Iab=-Iba例：IIaabb二、電壓電壓方向—由高電位端指向低電位端（實際方向）。電壓參考方向—任選一方向位為電壓正方向。電壓表示方法：U+-UabUabUab=-Uba關(guān)聯(lián)正方向：UI關(guān)聯(lián)正方向UI非關(guān)聯(lián)正方向三、電動勢電動勢的方向—電位升高的方向（實際方向）。電動勢的參考方向—任選一方向為電動勢的正方向。電動勢的表示方法：a.箭頭b.正負號c.雙下標電動勢和電壓的關(guān)系：EU電壓與電動勢規(guī)定正方向相反時E=UEU電壓與電動勢規(guī)定正方向相同時E=-U由以上三關(guān)系三可以三看出三：電壓三源可由三一個三大小三相等三，方向三相反三的外加三電壓表示三。例：EUU(U=三E)電路三分析三中的假設正方三向（參三考方三向）問題三的提三出：在復三雜電三路中三難于三判斷三元件三中物三理量的實三際方三向，三電路三如何三求解三？電流三方向AB？電流三方向BA？E1ABRE2IR(1三)在解三題前先設三定一三個正三方向，作三為參三考方三向；解決三方法(3三)根據(jù)三計算三結(jié)果三確定三實際三方向三：若計算三結(jié)果為正，則三實際三方向三與假三設方向三一致；若計算三結(jié)果為負，則三實際三方向三與假三設方向三相反。(2三)根據(jù)三電路三的定三律、三定理三，列三出物三理量三間相三互關(guān)系的三代數(shù)三表達三式并三計算三；例已知三：E=2三V,R=1三Ω求：當Uab分別三為3V和1V時，IR=?E

IRRURabUab解：(1)假定電路中物理量的正方向如圖所示；(2)列電路方程：(3三)數(shù)值三計算（實際三方向三與假三設方三向一三致）（實際三方向三與假三設方三向相三反）E

IRRURabUab(4三)為了三避免三列方三程時三出錯三，習慣三上把I與U的方三向按相三同方三向假三設(關(guān)聯(lián)三正方三向）。(1三)方程三式U/三I=三R僅適三用于三假設三正方三向一三致的三情況三。(2三)“實際三方向三”是物三理中三規(guī)定三的，三而“假三設三正方三向”則是人三們在三進行三電路三分析三計算三時,任意三假設三的。(3三)在以三后的三解題三過程三中，三注意三一定三要先假三定“三正方三向”(即在三圖中三表明三物理三量的三參考三方向)，然后三再列三方程計算。缺三少“參考三方向”的三物理三量是三無意三義的.提示

IRURab假設:與的方向一致例假設:與的方向相反

IRURab關(guān)聯(lián)三正方三向非關(guān)三聯(lián)正三方向1-三4歐姆三定律U和I為關(guān)三聯(lián)正三方向三時：U和I為非三關(guān)聯(lián)三正方三向時三：線性三電阻三：遵循三歐姆三定律三的電三阻，三其阻三值的大小三和電三流電三壓無三關(guān)。RUI注意：用歐姆三定律三列方三程時三，一三定要三在圖中三標明三正方三向。RUIRUI例：廣義三歐姆三定律(支路三中含三有電三動勢三時的三歐姆三定律)當Uab>E時，I>0表明三方向三與圖三中假三設方三向一三致當Uab<E時，I<0表明三方向三與圖三中假三設方三向相三反E+_baIUabR1-三5電路三的工三作狀三態(tài)（開路三、短三路和三有載三工作三）受控三電源（后三面介三紹）理想電壓源電源實際電源理想電源電壓源理想電流源電流源R0IsU0E+_U0R0E（R0=0）Is（R0∞）1.三5.三1電源三有載三工作電路特征：I=E/(R0+R)U=IR=E–IR0P=PE-△P將上式乘以I，得（注意三：電三源輸三出的三功率三和電三流由三負載三決定三。）上式三表明三：當R變化三時，三電源三端電三壓變?nèi)蝗?，三則此三電源帶負三載的三能力三強。當R>三>R0時U≈E一、三電壓三和電三流+_IRUabESR0ab電源三的外三特性三曲線表示三電源三端電三壓與三輸出三電流三之間三的關(guān)三系曲三線，三稱為三外特三性曲三線。U三=三IR三=三E三–三I三R0IU0EIR0二.功率三與功三率平三衡電源三的發(fā)出三功率=負載三的取用三功率+電源三內(nèi)阻三上的消耗三功率P--三--電源三輸出三的功三率PE--三--電源三產(chǎn)生三的功三率?P--三--電源三內(nèi)阻三上消三耗的三功率IUE+_RabSR0功率三平衡三方程三式：在U、I正方向三選擇三一致三的前三提下三：IRUab或IRUab“吸收三功率”（負三載）“發(fā)出三功率”（電三源）若P=UI0若P三=三UI0根據(jù)能量守衡關(guān)系P（吸收）=P（發(fā)出）三.電源三與負三載的三判別當三計算三的P>三0時,則說三明U、I的實三際方三向一三致，三此部三分電三路消耗三電功三率，為負載。功率三性質(zhì)三判斷三：當計三算的P<三0時,則說三明U、I的實三際方三向相三反，三此部三分電三路發(fā)出三電功三率，為電源。①如果三假設U、I正方三向一三致。②電源三有時三發(fā)出三功率三，有三時消三耗功三率。當計算三的電三源功三率PE>三0時,則電三源消三耗功三率，三為負載；當計算三的電三源功三率PE<三0時,則電三源發(fā)三出功三率，三為電源.例IUU=10VI=-1A電路IUU=-10VI=1A電路IUU=10VI=1A電路P=三UI三=-三10三W<三0,發(fā)出三功率三，是三電源三。P=三-U三I=三10三W>三0，消耗三功率三，是三負載三。P=三-U三I=三-1三0W三<0，發(fā)出三功率三，是三電源三。四.額定三值與三實際三值額定三值:制造三廠為三了使三電子三設備三能在三給定三的工三作條三件下三正常三運行三而規(guī)三定的三正常三允許三值。UN三、IN三、PN使用三時，電壓三、電三流、三功率三的實三際值不三一定三等于額定三值。I>IN過載I<IN輕載I=IN額定工作狀態(tài)電器三使用三時的三實際三值不三等于三額定三值的三原因三：a.電器三受外三界影三響——如電三壓波三動。b.負載三變化三時，三電流三、功三率通三常不三一定三處于額定三工作三狀態(tài)三。開關(guān)S斷開三時，三外電三路的三電阻三無窮三大,電流三為零三，電三源的三端電三壓U0等于三電源三電動三勢E。二、三開路三（斷路三或空三載）電路三特征三：I三=三0U三=三0三U0=三EPE=三P三=三0I=0+_RUEabSU0R0（其中三：PE=三EI、P三=三UI）三.短路U=三0三I=三0短路電流P=三0電路三特征三：+-E+-0RUIsI=0+_RUEabSR0當R00時，Is∞（燒毀電源）。注意：電壓源不允許短路！IS用來三描述三電路三中各三部分三電壓三或各三部分三電流三間的三關(guān)系,其中三包括基氏三電流和基氏三電壓兩個三定律三。術(shù)語三：網(wǎng)孔三：不包三含任三何支三路的三回路支路三：電路三中的三每一三個分三支（一三個支三路流三過一三個電三流）結(jié)點三：三個三或三三個以三上支三路的三聯(lián)結(jié)三點回路三：電路三中任三一閉三合路三徑1-三6基爾三霍夫三定律支路三：ab、ad、…三..三.（共6條）回路三：ab三da、bc三db、…三..三.（共7個）結(jié)點三：a、b、…三..三.(共4個）例I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-對任三何結(jié)三點，三在任三一瞬三間，三流入三結(jié)點三的電三流等三于由三結(jié)點三流出三的電三流。基氏三電流三定律三的依據(jù)：電三流的三連續(xù)三性I=0即：I1I2I3I4例或：1.三6.三1基爾三霍夫三電流三定律（KC三L)I入=I出即：設：三流入三結(jié)點三為正三，流三出結(jié)三點為三負。在任三一瞬三間，三一個三結(jié)點三上電三流的三代數(shù)三和為0。電流三定律還可三以擴三展到三電路三的任三意封三閉面三（廣義三結(jié)點）。例I1+I2=I3例I=0基氏三電流三定律三的擴三展I=?I1I2I3E2E3E1+_RR1R+_+_R對電三路中三的任三一回三路，三沿任三意循行三方向的各三段電三壓的三代數(shù)三和等三于零三。即：1.三6.三2.基爾三霍夫三電壓三定律（KV三L）即：在任三一回三路的循行三方向上，三電動三勢的三代數(shù)三和等三于電三阻上三電壓三降的三代數(shù)三和。E、U和IR與循行三方向相同三為正三，反三之為三負。例如三：三回三路a-d-c-a或：注意三：與循行三方向三相同三為正三，三反之三為負三。I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-其中:US3=三-三E3，US4=三-三E4基氏三電壓三定律三也適三合開三口電三路。例由：得：E+_RabUabI例aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1分析以下電路中應列幾個電流方程？幾個電壓方程？基爾霍夫電流方程：結(jié)點a：結(jié)點b：獨立方程只有1個基爾霍夫電壓方程：#1#2#3獨立方程只有2個aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1網(wǎng)孔網(wǎng)孔設：三電路三中有N個結(jié)三點，B個支三路N=2三、B=3bR1R2E2E1+-R3+_a小三結(jié)獨立的結(jié)點電流方程有

(N-1)個獨立的回路（網(wǎng)孔）電壓方程有

(B-N+1)個則：（一般為網(wǎng)孔個數(shù)）獨立電流方程：１個獨立電壓方程：２個求：I1、I2、I3

能否很快說出結(jié)果？1++--3V4V11+-5VI1I2I3電路三中的三電位——該點與三參考三點（零電三位點）之三間的三電壓三。（參考三點通三常用三“接三地”三符號三表示三，但三該點三沒有三和大三地相三連。三）①參考三點選三的不三同，三則各三點的三電位三不同三。②電流三總是三從高三電位三流向三低電三位。例11-三7電路三中電三位的三概念三及計三算-7V3K1KAS1K+6V+8Vcb求：A點電三位。設b點為三參考三點：Vb=0則：VA=0設c點為三參考三點：Vc=0