电工基础——电子的讲义ppt课件

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,*,*,*,电工基础 电子讲义,大连职业技术学院 电气与电子工程技术系,11/17/2024,1,第一章 电路的基本概念和基本定律,第二章 电路的等效变换,第三章 线性网络的一般分析方法,第四章 线性网络的基本定理,第五章 正弦稳态电路,第六章 互感电路,第七章 三相电路,第八章 非正弦周期电流电路,第九章 线性电路过渡过程的分析,第十章 线性电路过渡过程的复频域分析,第十三章 磁路和铁心线圈电路,11/17/2024,2,10/7/20232,第一章 电路的基本概念和基本定律,第一节 电路和电路模型,第二节 电路的基本物理量,第三节 电阻元件和欧姆定律,第四节 电压源和电流源,第五节 电路的工作状态,第六节 基尔霍夫定律,11/17/2024,3,第一章 电路的基本概念和基本定律10/7/20233,1.1 电路和电路模型,电路：,是各种用电设备按一定的方式连接起来的整体，它提供了电流流通的路径。,电路的两个功能：,进行能量的转换、传输和分配。,对电信号的处理和传递。,电路有时也称为电网络。,11/17/2024,4,1.1 电路和电路模型电路：是各种用电设备按一定的方式,电路模型,：,用抽象的理想元件及其组合近似地替代实际的电路元件，从而构成了与实际电路相对应的电路模型。,电池,灯泡,U,S,I,R,U,+,_,负载,电源,11/17/2024,5,电路模型：用抽象的理想元件及其组合近似地替代实际的电路元,电路由,电源,、,负载,、,中间环节,组成。,理想的元件：,电压源：,电流源：,电阻：,电感：,电容：,11/17/2024,6,电路由电源、负载、中间环节组成。电压源：,1.2 电路的基本物理量,11/17/2024,7,1.2 电路的基本物理量10/7/20237,电路中物理量的正方向,物理量的,正方向,：,实际正方向,假设正方向,实际正方向：,物理中对电量规定的方向。,假设正方向（参考正方向）：,在分析计算时，对电量人为规定的方向。,11/17/2024,8,电路中物理量的正方向物理量的正方向：实际正方向假设正方向实际,物理量正方向的表示方法,电池,灯泡,I,R,U,ab,U,S,+,_,a,b,u,_,+,正负号,a,b,U,ab,（,高电位在前，,低电位在后）,双下标,箭 头,u,a,b,电压,+,-,I,R,电流,：从高电位,指向低电位。,11/17/2024,9,物理量正方向的表示方法电池灯泡IRUabUS+_abu_+正,电路分析中的,假设,正方向,（参考方向）,问题的提出,：,在复杂电路中难于判断元件中物理量,的实际方向，电路如何求解？,电流方向,A,B？,电流方向,B,A？,U,1,A,B,R,U,2,I,R,11/17/2024,10,电路分析中的假设正方向（参考方向）问题的提出：在复杂电路中难,(1)在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；,解决方法,(3)根据计算结果确定实际方向：,若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；,若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。,(2)根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关,系的代数表达式；,11/17/2024,11,(1)在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；解决方法(3,例,已知：,U,S,=2V,R,=1,问：当,U,分别为 3V 和 1V 时，,I,R,=?,U,S,I,R,R,U,R,a,b,U,解：,(1)假定电路中物理量的正方向如图所示；,(2)列电路方程：,11/17/2024,12,例已知：US=2V,R=1US IRRURabU解：(1,(3)数值计算,（实际方向与假设方向一致）,（实际方向与假设方向相反）,U,S,I,R,R,U,R,a,b,U,11/17/2024,13,(3)数值计算（实际方向与假设方向一致）（实际方向与假设方,(4)为了避免列方程时出错，,习惯上,把,I,与,U,的方向,按相同方向假设。,(1)方程式,R=,U/I,仅适用于假设正方向一致的情况。,(2),“实际方向”,是物理中规定的，而,“假设正方向”,则,是人们在进行电路分析计算时,任意假设的。,(3)在以后的解题过程中，注意一定要,先假定“正方向”,(即在图中表明物理量的参考方向)，,然后再列方程,计算,。缺少“参考方向”的物理量是无意义的.,提示,11/17/2024,14,(4)为了避免列方程时出错，习惯上把 I 与 U 的方向(1,I,R,U,R,a,b,假设:,与 的方向一致,例,假设:,与 的方向相反,I,R,U,R,a,b,称,I,R,和,U,R,为关联参考方向,称,I,R,和,U,R,为非关联参考方向,11/17/2024,15,IRURab假设:例假设:IRURab称IR和UR为关联,电 功 率,a,I,R,U,b,功率的概念,：单位时间内电路吸收或释放的电能定义为该电路的功率。,p=dw/dt=dw/dt,dq/dt=ui,功率有无正负？,如果,U I,方向不一致结果如何？,11/17/2024,16,电 功 率aIRUb功率的概念：单位时间内电路吸收或释放的电,U、I,在关联参考方向下,P,=,UI,P=-UI,根据能量守衡关 系,P,（吸收）,=,P,（发出）,U、I,在非关联参考方向下,若,P,0,“吸收功率”（负载）,若,P,0,“发出功率”（电源）,11/17/2024,17,U、I 在关联参考方向下 P=UI P=,当计算的,P,0,时,此部分电路消耗电功率，,为负载,。,所以，从,P,的+或-可以区分器件的性质，,或是电源，或是负载。,结 论,在进行功率计算时：,当计算的,P,0 时,此部分电路消耗电功率，为负载。,练习,求下列各电路中电源的功率,11/17/2024,19,练习求下列各电路中电源的功率10/7/202319,伏-安 特性,i,u,R,i,u,u,i,线性电阻,非线性电阻,1.,电阻,R,（常用单位：,、k、M）,1.3 电阻元件和欧姆定律,11/17/2024,20,伏-安 特性iuRiuui线性电阻非线性电阻1.电阻,R,U,I,注意：,用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明正方向。,R,U,I,R,U,I,欧姆定律,11/17/2024,21,RUI注意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明正方向。RU,广义欧姆定律,(支路中含有电压时的欧姆定律),当,U,ab,U,S,时，,I,0,表明方向与图中假设方向一致。,当,U,ab,U,S,时，,I,US 时，I 0 表,2、电导,G,单位 西门子（s）,G=1/R,欧姆定律可表示为,i,=uG,G,i,u,R,1,R,2,G,总,=G,1,+G,2,1/R,总,=1/R,1,+1/R,2,11/17/2024,23,2、电导G,1.电压源,伏安特性,电压源模型,I,U,U,S,U,I,R,O,+,-,U,S,R,o,越大,特性越平,1.4 电压源和电流源,主要介紹有源元件中的两种电源：电压源和电流源。,11/17/2024,24,1.电压源伏安特性电压源模型IUUSUIRO+-USRo越,理想电压源（恒压源）:,R,O,=,0 时的电压源.,特点：,(,1）输出电,压不变，其值恒等于电压源。,即,U,ab,U,S,；,（2）电源中的电流由外电路决定。,I,U,S,+,_,a,b,U,ab,伏安特性,I,U,ab,U,S,11/17/2024,25,理想电压源（恒压源）:RO=0 时的电压源.特点：(1,恒压源中的电流由外电路决定,设:,U,S,=,10V,I,U,S,+,_,a,b,U,ab,2,R,1,当,R,1,R,2,同时接入时：,I,=10A,R,2,2,例,当,R,1,接入时,：,I,=5A,则：,11/17/2024,26,恒压源中的电流由外电路决定设:US=10VIUS+_a,恒压源特性中不变的是：,_,U,S,恒压源特性中变化的是：,_,I,_,会引起 I 的变化。,外电路的改变,I,的变化可能是,_,的变化，,或者是,_,的变化。,大小,方向,+,_,I,恒压源特性小结,U,S,U,ab,a,b,R,11/17/2024,27,恒压源特性中不变的是：_US恒压源特,2.电流源,I,S,R,O,a,b,U,ab,I,I,s,U,ab,I,外特性,电流源模型,R,O,R,O,越大,特性越陡,11/17/2024,28,2.电流源ISROabUabIIsUabI外特性 电流源,理想电流源（恒流源):,R,O,=,时的电流源.,特点：,（1）输出电流不变，其值恒等于电,流源电流,I,S,；,a,b,I,U,ab,I,s,I,U,ab,I,S,伏,安,特,性,（2）输出电压由外电路决定。,11/17/2024,29,理想电流源（恒流源):RO=时的电流源.特点：（1,恒流源两端电压由外电路决定,I,U,I,s,R,设:,I,S,=,1 A,R=,10,时，,U,=10,V。,R=,1,时，,U=,1,V。,则:,例,11/17/2024,30,恒流源两端电压由外电路决定IUIsR设:IS=1 A,恒流源特性小结,恒流源特性中不变的是：_,I,s,恒流源特性中变化的是：_,U,ab,_ 会引起,U,ab,的变化。,外电路的改变,U,ab,的变化可能是 _ 的变化，,或者是 _的变化。,大小,方向,理想恒流源两端,可否被短路,？,a,b,I,U,ab,I,s,R,11/17/2024,31,恒流源特性小结恒流源特性中不变的是：_,电压源中的电流,如何决定,？,电流,源两端的电压等,于多少,？,例,I,U,S,R,_,+,a,b,U,ab,=?,I,s,原则,：,I,s,不能变，,U,S,不能变。,电压源中的电流,I=I,S,恒流源两端的电压,11/17/2024,32,电压源中的电流例IUS R_+abUab=?Is原则：Is不,恒压源与恒流源特性比较,恒压源,恒流源,不 变 量,变 化 量,U,S,+,_,a,b,I,U,ab,U,ab,=U,S,（常数）,U,ab,的大小、方向均为恒定，,外电路负载对,U,ab,无影响。,I,a,b,U,ab,I,s,I=I,s,（常数）,I,的大小、方向均为恒定，,外电路负载对,I,无影响。,输出电流,I,可变-,I,的大小、方向均,由外电路决定,端电压,U,ab,可变-,U,ab,的大小、方向,均由外电路决定,11/17/2024,33,恒压源与恒流源特性比较恒压源恒流源不 变 量变 化,1.5 电路的工作状态,电路有三种工作状态：,开路,、,短路,、,额定工作,状态,。,1、开路,U,OC,I,R,O,+,-,Us,开路时,I,=0，内阻,R,o,上电压降为零。,开路电压,U,OC,=Us,11/17/2024,34,1.5 电路的工作状态电路有三种工作状态：开路、短路、,2、短路,U,S,-,+,b,I,SC,R,O,a,U,ab,=0V,短路电流,I,SC,=U,S,/R,O,11/17/2024,35,2、短路US -+b ISCROa U ab=0,3、额定工作状态,任何电气设备都有一定的电压、电流和功率的限额。,额定值就是电气设备制造厂对产品规定的使用限额。,额定电压 U,N,额定值 额定电流 I,N,额定容量 S,N,电气设备工作在额定值的情况下就称为额定工作状态。,或称“满载”。设备超过额定值工作时称为“过载”,。,11/17/2024,36,3、额定工作状态 任何电气设备都有一定的电压,1.6 基尔霍夫定律,用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关,系，包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律,。,名词注释,：,节点：,三个或三个以上支路的联结点,支路：,电路中每一个分支,回路：,电路中任一闭合路径,11/17/2024,37,1.6 基尔霍夫定律 用来描述电路中各部分电压或各部,支路：,ab,、,ad,、.,（共6条）,回路：,abda,、,bcdb,、,.,（共7 个）,节点：,a,、,