高級電工培訓必備知識課件

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1.2

電路模型1.3

電壓和電流的參考方向1.4

1.5

電源有載工作、開路與短路1.6

基爾霍夫定律1.7

電路中電位的概念及計算高級電工培訓必備知識1.了解電路的作用與組成部分；2.了解電路的建模思想；3.理解電壓與電流參考方向的意義及其與實際方向的關(guān)系；4.掌握KCL、KVL的內(nèi)容并能正確應(yīng)用；5.了解電源的有載工作、開路與短路狀態(tài)中，電壓、電流與功率的特征；理解電功率和額定值的意義；6.會計算電路中各點的電位,熟悉電位的特點。

本章教學要求:高級電工培訓必備知識第1章電路的基本概念與基本定律本節(jié)的要求：了解電路的作用及組成高級電工培訓必備知識電源電路：電流流通的路徑。返回下一頁上一頁下一節(jié)＋－US高級電工培訓必備知識

作用之一：實現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換1.電路的作用發(fā)電機升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機電爐...輸電線請欣賞例子強電電路的作用高級電工培訓必備知識上一頁下一頁電能的輸送和分配發(fā)電廠主傳輸線500kV升壓降壓電壓分配10kV降壓變電站三相單相

主設(shè)備(380V)插座(220V)儀表控制盤儀表單相返回高級電工培訓必備知識架空輸電線上一頁下一頁返回高級電工培訓必備知識作用之二：實現(xiàn)信號的傳遞與處理放大器揚聲器話筒1.電路的作用請欣賞例子弱電電路的作用高級電工培訓必備知識各種檢測儀器上一頁下一頁返回高級電工培訓必備知識2.電路的組成部分電源:

提供電能的裝置負載:取用電能的裝置中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配和控制電能的作用發(fā)電機升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機電爐...輸電線高級電工培訓必備知識直流電源直流電源:

提供能源信號處理：放大、調(diào)諧、檢波等負載信號源:

提供信息2.電路的組成部分放大器揚聲器話筒

電源或信號源的電壓或電流稱為激勵，它推動電路工作；由激勵所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。高級電工培訓必備知識

電源、負載和中間環(huán)節(jié)電路的組成是什么？高級電工培訓必備知識最簡單電路的組成返回下一頁上一頁下一節(jié)EE電源：將非電形態(tài)的能量轉(zhuǎn)化為電能的供電設(shè)備。負載：將電能轉(zhuǎn)化為非電形態(tài)的能量的用電設(shè)備。連結(jié)導線：溝通電路、輸送電能。

簡單照明電路高級電工培訓必備知識高級電工培訓必備知識1.2

電路模型本節(jié)要求：

了解幾種理想電路元件；了解實際電路的建模思想高級電工培訓必備知識

電路模型：實際電路的數(shù)學模型如何建模？由理想元件的串、并聯(lián)組成，近似地描述實際電路的電氣特性。有哪些理想元件？高級電工培訓必備知識電阻元件：描述消耗電能的特性，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、光能、聲能、機械能等符號：電感元件：描述存貯磁場能的特性符號：LR高級電工培訓必備知識電容元件：描述存貯電場能量的特性符號：理想電壓源：描述提供一定的電壓的特性符號：+-Us高級電工培訓必備知識理想電流源：描述提供一定的電流的特性符號：IS還有許多其它的理想元件，以后慢慢學吧！高級電工培訓必備知識建模思想是科研中一種很重要的思維方法請欣賞實際電路建模例！高級電工培訓必備知識手電筒電路模型(a)實際電路(b)電路模型(b)高級電工培訓必備知識干電池提供電壓干電池把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軣襞莅央娔苻D(zhuǎn)化為光能、熱能高級電工培訓必備知識晶體管放大電路(a)實際電路(b)電路模型(b)信號源晶體管電池（忽略內(nèi)阻）變壓器揚聲器電阻器高級電工培訓必備知識

根據(jù)實際電路的不同工作條件以及對模型精確度的不同要求，應(yīng)當用不同的電路模型描述同一實際電路?，F(xiàn)在以線圈為例加以說明。

線圈的幾種電路模型

(a)線圈的圖形符號(b)線圈通過低頻交流的模型

(c)線圈通過高頻交流的模型記住啰，很有用啰！高級電工培訓必備知識線圈內(nèi)阻存貯磁場能匝間電容效應(yīng)高級電工培訓必備知識鄭重聲明：本課程介紹

電路模型（簡稱電路）的分析計算高級電工培訓必備知識

請欣賞一些元器件實物！高級電工培訓必備知識

低頻信號發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)高級電工培訓必備知識

常用的干電池和可充電電池高級電工培訓必備知識高級電工培訓必備知識高級電工培訓必備知識高級電工培訓必備知識高級電工培訓必備知識高級電工培訓必備知識高級電工培訓必備知識1.3

電壓和電流的參考方向本節(jié)的要求：理解電壓與電流參考方向的意義及其與實際方向關(guān)系本節(jié)很重要，別打瞌睡啰！高級電工培訓必備知識

電路中對基本物理量規(guī)定的方向1.電路基本物理量的實際方向物理量實際方向電流I正電荷運動的方向電動勢E

(電位升高的方向)

電壓U(電位降低的方向)高電位

低電位

單位kA、A、mA、μA低電位

高電位kV、V、mV、μVkV、V、mV、μV高級電工培訓必備知識(2)參考方向的表示方法電流：Uab

雙下標電壓：(1)參考方向IE+_

在分析與計算電路時，對電壓、電流任意假定的方向。Iab

雙下標2.電路基本物理量的參考方向aRb箭標abRI正負極性+–abUU+_高級電工培訓必備知識實際方向與參考方向一致，電流(或電壓)值為正值；實際方向與參考方向相反，電流(或電壓)值為負值。(3)

實際方向與參考方向的關(guān)系務(wù)必集中2分鐘的精力高級電工培訓必備知識注意：在參考方向選定后，電流(或電壓)值才有正負之分。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

。高級電工培訓必備知識

每個二端元件，電壓、電流的參考方向應(yīng)如何取？理論上，愛咋樣取，就咋樣取。不過，有大家習慣的取法。FOLLOWME高級電工培訓必備知識

對于二端元件而言，電壓的參考極性和電流參考方向的選擇有四種可能的方式，如圖下所示。習慣的取法：取關(guān)聯(lián)參考方向高級電工培訓必備知識技巧：求解電路時，若事先并不知某元件上電流、電壓的實際方向時，就取參考方向，通過計算結(jié)果就知啦！你知嗎？高級電工培訓必備知識高級電工培訓必備知識1.4

歐姆定律本節(jié)的要求：復(fù)習歐姆定律內(nèi)容；注意歐姆定律的公式表達。

高級電工培訓必備知識歐姆定律：流過電阻元件的電流與

其兩端的電壓成正比，

與其阻值成反比。初中就學過啦，不必啰嗦了！高級電工培訓必備知識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

參考方向的關(guān)系確定；

②U、I

值本身的正負則說明實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

U=–IR公式表達：請集中3分鐘精神！高級電工培訓必備知識解：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高級電工培訓必備知識二端元件或單口網(wǎng)絡(luò)端電壓與電流的關(guān)系稱為伏安特性。I/AU/Vo線性電阻的伏安特性線性電阻、非線性電阻的概念：

線性電阻的伏安特性是一條過原點的直線。高級電工培訓必備知識高級電工培訓必備知識1.5

電源有載工作、開路與短路

本節(jié)的要求：了解電源的有載工作、開路與短路狀態(tài)中，電壓、電流與功率的特征；理解電功率和額定值的意義。高級電工培訓必備知識狀態(tài)：開關(guān)閉合,接通電源與負載負載端電壓（電源端電壓）：U=IR

特征:1.電源有載工作IR0R+

-EU+

-電流的大小由負載決定?；騏=E–IR0電流的特征電壓的特征高級電工培訓必備知識電源端電壓：IR0R+

-EU+

-

在電源有內(nèi)阻時，I

U

。U=E–IR0電源的外特性EUI0

當

R0<<R時，則U

E

，表明當負載變化時，電源的端電壓變化不大，即帶負載能力強。電源端電壓的特征高級電工培訓必備知識UI=EI–I2RoP=PE

–

P負載取用功率電源產(chǎn)生功率內(nèi)阻消耗功率負載大小的概念:

負載增加指負載取用的電流和功率增加(電壓一定)，等效電阻減小。IR0R+

-EU+

-U=E–IR0電路功率的特征為什么？負載并聯(lián)也！高級電工培訓必備知識電源與負載的判別①

根據(jù)U、I的實際方向判別電源：U、I實際方向相反，即電流從“+”端流出

（發(fā)出功率）；

負載：U、I實際方向相同，即電流從“-”端流出（吸收功率）。請集中4分鐘的精神！IR+

-USU+

-I都是實際方向由此可得：高級電工培訓必備知識電源與負載的判別U、I參考方向不同，P=UI

0，電源；

P=UI

0，負載。U、I參考方向相同，P=UI0，負載；

P=UI

0，電源。

②

根據(jù)U、I的參考方向判別還有2分鐘！UI可以證明：高級電工培訓必備知識例1-1在圖示電路中，已知U1=1V,U2=-6V,U3=-4V,

U4=5V,U5=-10V,I1=1A,I2=-3A,I3=4A,I4=-1A,

I5=-3A。

試求：(1)各二端元件吸收的功率；

(2)整個電路吸收的功率。

例1－1高級電工培訓必備知識

例1-1在圖圖示電路中，已知U1=1V,U2=-6V,U3=-4V,

U4=5V,U5=-10V,I1=1A,I2=-3A,I3=4A,I4=-1A,I5=-3A。整個電路吸收的功率為解：各二端元件吸收的功率為高級電工培訓必備知識電氣設(shè)備的額定值額定值:電氣設(shè)備在正常運行時的規(guī)定使用值電氣設(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)

1.額定值反映電氣設(shè)備的使用安全性；2.額定值表示電氣設(shè)備的使用能力。例：燈泡：UN=220V

，PN=60W電阻：RN=100

，PN=1W

高級電工培訓必備知識特征:

狀態(tài)：開關(guān)斷開2.

電源開路I=0電源端電壓

(開路電壓

)U

=U0=EP

=PE=△P=0①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。電路中某處斷開時的特征:I+–U有源電路IRoR+

-EU0+

-功率的特征電壓的特征電流的特征高級電工培訓必備知識狀態(tài)：電源外部端子被短接3.

電源短路

特征:電源端電壓負載功率電源產(chǎn)生的能量全被內(nèi)阻消耗掉短路電流（很大）U

=0

PE=

P=I2R0P

=0①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。電路中某處短路時的特征:I+–U有源電路IR0R+

-EU0+

-電流的特征電壓的特征功率的特征高級電工培訓必備知識高級電工培訓必備知識1.6

基爾霍夫定律本節(jié)的要求：掌握KCL、KVL的內(nèi)容；

能熟練地列寫KCL、KVL

方程本節(jié)是本章的重點！高級電工培訓必備知識支路：電路中的每一個分支。一條支路流過同一個電流，稱為支路電流。結(jié)點：三條或三條以上支路的聯(lián)接點?；芈罚河芍方M成的閉合路徑。網(wǎng)孔：內(nèi)部不含支路（中空）的回路。I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1123介紹幾個名詞高級電工培訓必備知識支路：ab、bc、ca、…（共6條）adbcE–+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I下面可是一個很好的例子，莫錯過啰！幾條支路？幾個結(jié)點？結(jié)點：a、b、c、d

(共4個）高級電工培訓必備知識回路：abda、abca、adbca…

（共7個）網(wǎng)孔：abd、abc、bcd

（共3個）adbcE–+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I幾個回路？幾個回路？高級電工培訓必備知識數(shù)一數(shù)圖示電路的支路、結(jié)點、回路和網(wǎng)孔數(shù)。高級電工培訓必備知識重點開始啦！高級電工培訓必備知識1.

基爾霍夫電流定律(KCL)定律的內(nèi)容：即:

Ｉ入=

Ｉ出

敘述法之一：在任一瞬間，流進任一結(jié)點的電流等于流出該結(jié)點的電流。一般地:Ｉ=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1例：對于結(jié)點a，有：I1+I2=I3或：I1+I2–I3=0高級電工培訓必備知識1.

基爾霍夫電流定律(KCL)定律的內(nèi)容：一般地:Ｉ=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1

敘述法之二：在任一瞬間，流進（或流出）任一結(jié)點的電流代數(shù)和為零。一般地：流進結(jié)點：+流出結(jié)點：－均為：參考方向高級電工培訓必備知識1.

基爾霍夫電流定律(KCL)KCL的實質(zhì):電流連續(xù)性的體現(xiàn)。I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1KCL：約束了電路中任一結(jié)點各支路間的電流高級電工培訓必備知識

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。KCL的推廣應(yīng)用：I=?例:廣義結(jié)點I=0IA+IB+IC=0ABCIAIBIC2

+_+_I5

1

1

5

6V12V這些電流：有的為正；有的為負高級電工培訓必備知識2.

基爾霍夫電壓定律（KVL)定律的內(nèi)容：即：

U=0敘述法之一：

在任一瞬間，從回路中任一點出發(fā)，沿回路繞行一周，則在這個方向上電位升之和等于電位降之和。對回路1：對回路2：

E1=I1R1+I3R3I2R2+I3R3=E2或I1R1+I3R3–E1=0

或I2R2+I3R3–E2=0

I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E112

即:

電位升=

電位降即：

U=0高級電工培訓必備知識敘述方法之二：在任一瞬間，沿任一回路繞行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。2.

基爾霍夫電壓定律（KVL)定律的內(nèi)容

U=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E112一般地：電位降：+電位升：－KVL：約束了電路中任一回路各元件間的電壓高級電工培訓必備知識

電位升=電位降

E2=UBE+I2R2

U=0

I2R2–E2+

UBE

=0開口電壓可按回路處理1對回路1：E1UBEE+B+–R1+–E2R2I2_KCL的推廣應(yīng)用本重點講解大約需要0.9分鐘！堅持就是勝利！高級電工培訓必備知識重點結(jié)束啦！各位辛苦了！你現(xiàn)在打瞌睡，我沒意見啦！高級電工培訓必備知識請欣賞例題高級電工培訓必備知識例1：對網(wǎng)孔abda：對網(wǎng)孔acba：對網(wǎng)孔bcdb：R6I6R6–I3R3+I1R1=0I2R2–

I4R4–I6R6=0I4R4+I3R3–E=0對回路adbca，沿逆時針方向循行：–I1R1+I3R3+I4R4–I2R2=0應(yīng)用

U=0列方程對回路cadc，沿逆時針方向循行：–I2R2–I1R1+E

=0adbcE–+R3R4R1R2I2I4I6I1I3I高級電工培訓必備知識

例2：如對圖示電路的三個回路，沿順時針方向繞行回路一周，寫出的KVL方程。

123高級電工培訓必備知識高級電工培訓必備知識1.7

電路中電位的概念及計算本節(jié)的要求：熟悉電位的概念；

會進行電位計算；

熟悉電位的特點；

熟悉電路的簡化畫法高級電工培訓必備知識電位：電路中某點至參考點的電壓，記為“VX”

。

通常設(shè)參考點的電位為零。1.電位的概念某點電位為正，說明該點電位比參考點高；某點電位為負，說明該點電位比參考點低。電壓與電位的關(guān)系：a、b之間的電壓a點電位b點電位你們的師兄、師姐經(jīng)常在此犯錯誤！高級電工培訓必備知識注意：①說某點電位的大小，一定要指明參考點；②某點有電位，但一點沒有電壓，兩點之間才有電壓

你可記住了？高級電工培訓必備知識

電位的計算步驟:

(1)任選電路中某一點為參考點，設(shè)其電位為零；

(2)標出各電流、電壓參考方向并計算；

(3)計算各點至參考點間的電壓即為各點的電位請欣賞例子，并注意歸納總結(jié)下面的重點內(nèi)容講解大約需要3分鐘高級電工培訓必備知識例1：求圖示電路中各點的電位:Va、Vb、Vc、Vd

。解：設(shè)a為參考點，即Va=0VVb=Uba=–10×6=

60VVc=Uca

=4×20=80VVd

=Uda=6×5=30V

設(shè)b為參考點，即Vb=0VVa

=Uab=10×6=60VVc

=Ucb=E1=140VVd

=Udb=E2=90V

bac20

4A6

10AE290V

E1140V5

6A

dUab

=10×6=60VUcb

=E1=140VUdb

=