电工基础(机电培训)课件

第一章第一章 电工基础知识电工基础知识 教学目标知识教学点：教学目标知识教学点：、了解电的各主要物理量及基本公式的含义，弄清有关公式物理量以及各符号的意义和单位。、掌握各定律的内容及有关量间的关系，逐步学会分析电路的方法。能力培养点：能力培养点：充分重视理论结合实际，将学到的基础理论做为实际设计、安装、维修的理论依据。德育渗透点德育渗透点：培养学生严密的抽象思维能力l教学重点难点：教学重点难点：l重点：重点：、各主要物理量及基本公式的含义，有关公式物理量以及各符号的意义和单位。、各定律的内容及有关量间的关系，逐步学会分析电路的方法难点：难点：l 理论结合实际，将学到的基础理论做为实际设计、安装、维修的理论依据。l教学方法：教学方法：l 教学引导、点拨法（展开联想、拓展思路）、讨论法（积极参与、总结规律）、扩展、训练法（课堂热身、落实目标）第一章第一章 电工基础知识电工基础知识第一章第一章 电工基础知识电工基础知识正电荷：+负电荷：一、电荷一、电荷同性相斥、异性相吸同性相斥、异性相吸第一部分：基本物理量第一部分：基本物理量第一章第一章 电工基础知识电工基础知识电子原子核原子核原子核中有质子和中子，其中质子带正电，中子不带电绕原子核高速旋转的电子带负电自然界物质的电结构自然界物质的电结构原子结构中：正电荷原子结构中：正电荷=负电荷负电荷第一章第一章 电工基础知识电工基础知识二、电场力和电场强度二、电场力和电场强度1、电场力：两个带电体之间存在着力的作用，这、电场力：两个带电体之间存在着力的作用，这个力叫电场力。（点电荷之间的作用力可以用库仑个力叫电场力。（点电荷之间的作用力可以用库仑定律求出）定律求出）库仑定律：库仑定律：F=q1q2/4r2式中式中 F-两个点两个点电荷之荷之间的作用力，的作用力，N第一章第一章 电工基础知识电工基础知识q1、q2-两个点电荷的电量，两个点电荷的电量，C;r-两个点电荷之间的距离，两个点电荷之间的距离，m；-介电系数，它与电介质的性质有关。介电系数，它与电介质的性质有关。2、电场强度、电场强度E:（表示电场强弱的一个物理量）（表示电场强弱的一个物理量）单位正电荷在电场中的某一点所受力的大小，叫改点的电场强度。单位正电荷在电场中的某一点所受力的大小，叫改点的电场强度。E=F/q 单位：牛顿单位：牛顿/库伦库伦(N/C)式中式中 F-电场力；电场力；实用单位：伏特实用单位：伏特/米（米（V/m）q-电荷量。电荷量。方向：方向：正电荷受力的方向。正电荷受力的方向。第一章第一章 电工基础知识电工基础知识 A点的电位：点的电位：UA=WA/q，式中：式中：UA-A点的电位，单位：点的电位，单位：V WA -电场力将正电荷电场力将正电荷q从从A点移到点移到O点所做的功，单位：点所做的功，单位：J q-电荷的电量，单位：电荷的电量，单位：C +OAE二、电位与电位差（电压）二、电位与电位差（电压）1、电位：、电位：单位正电荷在某点具有的能量叫做该点的电位。第一章第一章 电工基础知识电工基础知识参考点的选择：参考点的选择：1、研究实际问题时，通常选择大地或无穷远处为零电位参考点；、研究实际问题时，通常选择大地或无穷远处为零电位参考点；2、在电子线路中，一般选择公共点或机壳作为参考点；、在电子线路中，一般选择公共点或机壳作为参考点；【拓展拓展】在工业生产上，任何电气设备正常工作时，不该带电的金属部分都在工业生产上，任何电气设备正常工作时，不该带电的金属部分都需要接地，使它们的电位与大地的电位均为零，以保证人身安全。需要接地，使它们的电位与大地的电位均为零，以保证人身安全。第一章第一章 电工基础知识电工基础知识2、电位差（电压）：、电位差（电压）：电路中两点间的电位之差即是两点间的电压，电路中两点间的电位之差即是两点间的电压，也称为电位差。也称为电位差。UAB=UA-UB 单位：位：V 电压的常用单位还有千伏（电压的常用单位还有千伏（kV）、毫伏（）、毫伏（mV）等，它们之间的换）等，它们之间的换算关系为：算关系为：1 kV=103V=106 mV电压的方向：电压的方向：【规定规定】：电压的方向由高电位到低电位即电位降低的方向，因此电压也常被：电压的方向由高电位到低电位即电位降低的方向，因此电压也常被称为电压降。称为电压降。第一章第一章 电工基础知识电工基础知识四、电流：四、电流：电荷的定向移动形成电流。电荷的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度来衡量，用符号电流的大小用电流强度来衡量，用符号i表示。表示。i=dq/dt 单位：安培（单位：安培（A）1A=103mA=106A方向：方向：习惯上把正上把正电荷运荷运动的方向的方向规定定为电流的方向流的方向1.2 电路的基本物理量电路的基本物理量l四、电流四、电流l（1）电流的形成）电流的形成l电荷的定向移动形成电荷的定向移动形成电流电流。移动的电荷又称载流子。移动的电荷又称载流子。1.2 电路的基本物理量电路的基本物理量l（2）电流的方向）电流的方向la.规定正电荷移动的方向为电流的规定正电荷移动的方向为电流的实际方向实际方向。1.2 电路的基本物理量电路的基本物理量lb.在实际分析和计算电路时，电流的方向可以任意标定，任意标在实际分析和计算电路时，电流的方向可以任意标定，任意标定的方向称为电流的定的方向称为电流的参考方向参考方向。l i=1A i=-1Al 参考方向参考方向 参考方向参考方向l 实际方向实际方向 实际方向实际方向l （a）(b)l【注意注意】：l1.当电流的分析结果为正值时，表明电流的实际方向与参考方向当电流的分析结果为正值时，表明电流的实际方向与参考方向相同；为负值时，表明电流的实际方向与参考方向相反。相同；为负值时，表明电流的实际方向与参考方向相反。l2.电流的参考方向一旦选定，则电路分析的整个过程中都不能再电流的参考方向一旦选定，则电路分析的整个过程中都不能再随便改动。随便改动。第一章第一章 电工基础知识电工基础知识l（3）电流的大小）电流的大小l 电流的大小用电流强度表征，电流强度指单位时间内通过导体横截面的电荷量。电流强度习惯上称为电流。l 定义式为：la.对于直流电流：l I=lb.对于变动电流：l i=l注意：变量用小写字母表示，恒量用大写字母表示。l 电流的单位是安培，符号：A。它表示1秒（s）内通过导体横截面的电荷量为1库仑（C）l 1 kA=103A 1A=103 mA 1 mA=103 A第一章第一章 电工基础知识电工基础知识五、电阻：五、电阻：R 导体对电流的阻碍作用称为电阻。式中：L-导体的长度，m S-导体截面积，m2 -电阻率，mm2/m 1.如图所示，选取电路中电流的参考方向由A B，当电流I=-2A时，电流的实际方向如何？2.如果在5s内通过横截面为4mm2的导线的电荷量是10C，试求电线中的电流。3、相同材料制成的两个均匀导体，长度之比为3：5，截面之比为 4：1，则其电阻之比为多少？IBRA第二部分：电路分析基础知识第二部分：电路分析基础知识一、电路一、电路1、电路的概念、电路的概念第一章第一章 电工基础知识电工基础知识2、电路的组成、电路的组成第一章第一章 电工基础知识电工基础知识电源：电源：如发电机、电池等，电源可将其它形式的能量转换成电能，是向电路提供能量的装置。负载：负载：指电动机、电灯等各类用电器，在电路中是接收 电能的装置，可将其它形式的能量转换成电能。中间环节：中间环节：将电源和负载连成通路的输电导线、控制电路通断的开关设备和保护电路的设备等。第一章第一章 电工基础知识电工基础知识3、电路的功能、电路的功能第一章第一章 电工基础知识电工基础知识4、电路模型：、电路模型：与实体电路相对应的与实体电路相对应的电路图电路图，称为，称为 实体电路的实体电路的电路模型电路模型，简称为电路图。，简称为电路图。第一章 电工基础知识5 5、电路的工作状态、电路的工作状态（1）通路状态（有载状态）通路就是电源与负载构成闭合回路，电路中有电流流过，电路正常工作。（2）短路状态 短路就是电源未经负载直接由导线（导体）构成通路。（3）开路状态（断路状态）开路状态就是电源与负载未接成闭合回路，电路中没有电流流过。检 验 学 习 结 果1.电路由哪几部分组成？试述电路的功能。2.电路有哪几种状态？3.如何判别元件是电源还是负载？第一章第一章 电工基础知识电工基础知识二、电阻的串联与并联二、电阻的串联与并联1、电阻的串联、电阻的串联R1R2IUU1U2串联各电阻中通串联各电阻中通串联各电阻中通串联各电阻中通过的电流相同。过的电流相同。过的电流相同。过的电流相同。RUI第一章第一章 电工基础知识电工基础知识R2R1UII1I2RUI2、电阻的并联、电阻的并联并联各电阻两端的并联各电阻两端的并联各电阻两端的并联各电阻两端的电压相同。电压相同。电压相同。电压相同。第一章第一章 电工基础知识电工基础知识R1R2R3R4R5R6ab3、电阻的混联、电阻的混联电阻混联电路的等效电阻计算，关键在于正确找出电路电阻混联电路的等效电阻计算，关键在于正确找出电路的联接点，然后分别把两两结点之间的电阻进行串、并的联接点，然后分别把两两结点之间的电阻进行串、并联简化计算，最后将简化的等效电阻相加即可求出。联简化计算，最后将简化的等效电阻相加即可求出。【解解】Rab=R1+R6+(R2/R3)+(R4/R5)三、欧姆定律（1）部分电路欧姆定律：部分电路指只含负载不含电源的一段电路。第一章第一章 电工基础知识电工基础知识第一章第一章 电工基础知识电工基础知识l定律内容：l 流过电阻的电流I与电阻两端的电压U成正比，与电阻R成反比。l表达式为：l表达式还可变形为：l l【注意】式 只是欧姆定律的导出公式，并不是说导体的电阻由l导体两端的电压和流过导体的电流决定，导体的电阻是客观存在的，l它由导体本身的物理性质决定，不随导体两端电压大小而变化。l 第一章第一章 电工基础知识电工基础知识l（2）全电路欧姆定律）全电路欧姆定律l 全电路是含有电源的闭合电路。全电路中的电流强度与电源的电动势成正比，与整个电路中的电阻成反比。l 其数学表达式为：l l 1.支路：支路：一个或几个二端元件首尾相接中间没有分岔，使各元件上通过的电流相等，这种连接方式称为支路支路。n2.结点：三条或三条以上支路的联接点称之为结结点点。n3.回路：电路中的任意闭合路径称为回路。n4.网孔：单一闭合路径，其中不包含其它支路的回路称为网孔。三、复杂直流电路的分析与计算 节点共a、b 2个支路共3条回路共3个例#1#2#3回路几个？abI1I2I3U2+-R1R3R2+_U1+_几条支路？结点几个？网孔数？网孔共2个例支路：共？条节点：共？个6条4个独立回路：？个有几个网眼就有几个独立回路有几个网眼就有几个独立回路I3US4US3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4_3.3.基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律KCLKCL 对任意结点，在任一瞬间，流入结点的电流之对任意结点，在任一瞬间，流入结点的电流之和等于由结点流出的电流之和。或者说，和等于由结点流出的电流之和。或者说，在任一瞬间，流入在任一瞬间，流入一个节点上的电流的代数和恒等于零。一个节点上的电流的代数和恒等于零。KCLKCL内容内容:例I1I2I3I4 I=0即：或：或：流入为正流入为正流出为负流出为负第一章第一章 电工基础知识电工基础知识