电工电子技术复习资料

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电工电子技术,理解电流、电压参考方向的问,题；掌握基尔霍夫定律及其具体,应用；实际电源和理想电源的区别。,第1章 电路元件与电路基本定律,学习要点,负载：,1.1,电路模型与参考方向,电路,电流流通的路径。,（,1,）,电路的组成,电源：,电路中提供电能的装置。如发电机、蓄电池等。,在电路中接收电能的设备。如电动机、电灯等。,中间环节：,电源和负载之间不可缺少的连接、控制和保护部件，如连接导线、开关设备、测量设备以及各种继电保护设备等。,1.1.1,电路与电路模型,手电筒电路,中间环节：连接电源和负载,灯泡,电池,开关,电源,负载,电源：非电能 电能,负载：电能 非电能,电路可以实现电能的传输、分配和转换。,电力系统中：,电子技术中：,电路可以实现电信号的传递、存储和处理。,（,2,）电路的功能,发电机,升压,变压,器,降压,变压,器,电灯,电动机,电炉,电力系统电路示意图,输电线,中间环节,负载,放,大,器,话筒,扬声器,扩音机电路示意图,信号源,（电源）,(3),电路模型和电路元件,电源,负,载,实体电路,中间环节,与实体电路相对应、由理想元件构成的,电路图,，称为,实体电路的,电路模型,。,电路模型,负载,电源,开关,连接导线,S,R,L,+,U,I,U,S,+,_,R,0,白炽灯的电路模型可表示为：,实际电路器件,品种繁多，其电磁特性,多元,而,复杂,，采取模型化处理可获得有意义的分析效果。,i,R,R,L,消耗电,能,的,电特性可用,电阻元件,表征,产生,磁场,的电特性可用,电感元件,表征,由于白炽灯中耗能的因素大大于产生磁场的因素，因此,L,可以忽略。,理想电路元件,是实际电路器件的理想化和近似，其电特性,单一,、,确切,，可定量分析和计算。,白炽灯电路,U,s,I,R,U,+,_,E,+,_,1.1.2,电流、电压的参考方向,1.,实际方向,物理量,单 位,实际方向,-,E,+,电流,I,A,kA,mA,A,正电荷定向移动的方向,电压,U,V,kV,mV,V,电场力作用,电位降落的方向,电动势,E,V,kV,mV,V,电源力作用,电位升高的方向,+,I,-,+,U,-,分析计算电路时，人为任意设定的电量方向,2.,参考方向（假设方向、正方向）,I,=,5A,I,R,a,b,=,5A,例,R,a,b,注意,：,引入参考方向后，物理量为代数量,若计算结果为正,(,I,0),，,则实际方向与参考方向,一致；,若计算结果为负,(,I,0),，,则实际方向与参考方向相反。,电流方向,a,b,？,电流方向,b,a,？,I,参考方向的表示方法,参考极性,a,b,U,ab,双下标,箭 标,_,+,U,S,a,b,R,参考方向的作用,.,便于列写电路方程,关联参考方向,.,便于确定实际方向,关联参考方向,U,与,I,的方向一致,+,_,I,U,a,b,R,_,I,U,a,b,R,+,非关联参考方向,U,与,I,的方向相反,U,=,I R,U,=-,I R,在电路图上预先标出电压、电流的,参考方向,，目的是为解题时列写方程式提供依据。因为，只有参考方向标定的情况下，方程式各电量前的正、负号才有意义。,I,为什么要在电路图中预先标出参考方向？,例如,+,U,S,R,0,R,I,设参考方向下,U,S,=100V,，,I,=,5A,，则说,明电源电压的实际方向与参考方向一致；,电流为负值说明其实际方向与图中所标示的参考方向相反。,参考方向一经设定，在分析和计算过程中不得随意改动。方程式各量前面的正、负号均应依据参考方向写出，而电量的,真实方向,是以计算结果和参考方向二者共同确定的。,式中,T,是电压、电流的变化周期。,1.1.3,电路中的功率,电功率反映了电路元器件能量转换的本领。,功率用,“,p,”,表示：,工程上更关心平均功率，如果电压,u,和电流,i,是时间,t,的周期函数，则平均功率为,在直流情况下，电压和电流都是常数，则,功率的正负,(1),概念,：,(2),公式,：,关联时,：,I,U,+,P,=,U I,非关联时,：,I,U,+,P,=-,U,I,负载消耗（吸收）的功率；,电源产生（提供）的功率。,吸收（取用）功率，元件为负载,发出（产生）功率，元件为电源,若,P,0,若,P,0,(3),功率的正负,：,右下图电路，若已知元件吸收功率为,20W,，电压,U,=5V,，求电流,I,。,+,U,I,元 件,分析：,由图可知,UI,为关联参考方向，因此,:,举例,2,：,右下图电路，若已知元件中电流为,I,=,100A,，电压,U,=10V,，求电功率,P,，并说明元件是电源还是负载。,+,U,I,元 件,解：,UI,非关联参考，因此,:,元件吸收正功率，说明元件是负载。,I,为负值，说明它的实际方向与图上标示的参考方向相反。,检验学习结果,电路由哪几部分组成？试述电路的功能？,为何要引入参考方向？参考方向和实际方向有何联系与区别？,何谓电路模型？,理想电路元件与实际元器件有何不同？,如何判断元件是电源还是负载？,学好本课程，应注意抓好四个主要环节：,提前预习、,认真听课、及时复习、独立作业。,还要处理好三个基本,关系：,听课与笔记、作业与复习、自学与互学。,名词,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。（,m,）,结点：,三条或三条以上支路的联接点。（,n,）,回路：,电路中的任意闭合路径。（,l,）,网孔：,其中不包含其它支路的单一闭合路径。,m,=3,a,b,l,=3,n,=2,1,1,2,3,3,2,网孔,=2,+,_,R,1,U,S1,+,_,U,S2,R,2,R,3,1.2,电路定律及电路基本分析方法,例,支路：共？条,回路：共？个,节点：共？个,6条,4个,网孔：？个,7,个,有几个网眼,就有,几个网孔,a,b,c,d,I,3,I,1,I,2,I,5,I,6,I,4,R,3,U,S,4,U,S,3,_,+,R,6,+,R,4,R,5,R,1,R,2,_,基尔霍夫第一定律（,KCL,）,基尔霍夫定律,包括,结点电流定律,和,回路电压,两个定律，是一般电路必须遵循的普遍规律。,基尔霍夫电流定律是将物理学中的“液体流动的连续性”和“能量守恒定律”用于电路中，它指出：,任一时刻，流入任一结点的电流的代数和恒等于零,。数学表达式：,I,1,I,2,I,3,I,4,a,I,1,+,I,2,I,3,I,4,=0,若以,指向,结点的电流为,正,，,背离,结点的电流为,负,，则根据,KCL,，,对结点,a,可以写出：,例：,解：,求左图示电路中电流,i,1,、,i,2,。,i,1,i,4,i,2,i,3,整理为：,i,1,+i,3,=i,2,+i,4,可列出,KCL,：,i,1,i,2,+i,3,i,4,=,0,例：,i,1,i,2,+10+(12)=0,i,2,=,1A,4+7+,i,1,=,0,i,1,=,3A,7A,4A,i,1,10A,-,12A,i,2,其中,i,1,得负值，说明它的实际方向与参考方向相反。,基氏电流定律的推广,I,=?,I,1,I,2,I,3,例,例,I,1,+I,2,=I,3,I=,0,I,U,2,+,_,U,1,+,_,R,U,3,+,_,R,R,R,广义节点,电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。,广义节点,4,、基尔霍夫第二定律（,KVL,）,基尔霍夫电压定律是用来确定回路中各段电压之间关系的电压定律。,回路电压定律指出：,任一瞬间，沿任一回路参考绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。,数学表达式为,：,U,=0,然后根据：,U,=0,I,1,+,U,S1,R,1,I,4,U,S4,R,4,I,3,R,3,R,2,I,2,_,U,3,U,1,U,2,U,4,得,：,-U,1,-,U,S1,+U,2,+,U,3,+,U,4,+,U,S4,=0,R,1,I,1,U,S1,+R,2,I,2,+R,3,I,3,+R,4,I,4,+U,S4,=,0,R,1,I,1,+R,2,I,2,+R,3,I,3,+R,4,I,4,=U,S1,U,S4,电阻压降,可得,KVL,另一形式：,IR=,U,S,电源压升,先标绕行方向,根据,U,=0,对回路,#1,列,KVL,方程,电阻压降,#1,#2,例,电源压升,#3,即电阻压降等于电源压升,此方程式不独立,省略！,对回路,#2,列,KVL,常用形式,对回路,#3,列,KVL,方程,I,1,I,2,I,3,R,3,U,S1,+,_,U,S,2,_,+,R,1,R,2,#1,方程式也可用常用形式,KVL,方程式的常用形式，,是把变量和已知量区分放在方程式两边，显然给解题带来一定方便。,图示电路,KVL,独立,方程为,KVL,推广应用于假想的闭合回路,或写作,对假想回路列,KVL,：,U,S,I,U,R,+,_,+,_,A,B,C,U,A,+,_,U,AB,+,_,U,B,+,_,U,A,U,B,U,AB,=0,U,AB,=,U,A,U,B,U,S,IR,U,=0,U,=,U,S,IR,对假想回路列,KVL,：,或写作,