电工与电子技术课件

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,2016年9月4日星期日11时25分2秒,机电与汽车工程教学部,#,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,1,任课教师：,机电与汽车工程教学部,姜 海,联系电话：,13982390019,绪 论,一、课程的地位和主要内容,电工电子技术,研究电工技术和电子,技术,的理论及其应用的科学技术,。,电工电子技术分为：,电工技术：,电路分析基础,，,磁路与电机及其控制,内容涵盖：第一章至第六章,电子技术：,模拟电子技术,，,数字电子技术,内容涵盖：第七章至第九章,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,2,二、电工电子技术的发展与应用,发 展,1785,年，库仑确定电荷间的作用力；,1826,年，欧姆提出“欧姆定律”；,1831,年，法拉第发现电磁感应现象；,1834,年，雅可比造出第一台电动机；,1864,年，麦克斯韦提出电磁波理论；,1883,年，发现热电子效应，制成了真空二极管；,1895,年，马可尼和波波夫实现第一次无线电通信；,1904,年，弗莱明发明第一只电子管（二极管）；,1905,年，真空三极管在美国问世；,1946,年，诞生第一台电子计算机；,1947,年，贝尔实验室发明第一只晶体管；,1958,年，德克萨斯公司发明第一块集成电路。,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,3,现状,容量,大型化：,功率电子技术,器件,小型化：,微电子技术,设计自动化：,EDA,技术,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,4,快速发展原因,电能,易转换,易传输,易控制,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,5,电工电子技术的典型应用,三、,如何学好电工电子技术,课程特点：内容多且广、学时相对少,1,、注意掌握“三基”：,基本原理、基本分析方法、基本应用,2,、注重综合分析与设计,注重工程化素质培养,3,、提高学习效率、培养自学能力,课堂、答疑、作业、自学、讨论、实验,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,6,四、期末成绩评定,（,1,）平时成绩占总成绩的,50%,组成：,作业占,20%,笔记占,20%,课堂表现和出勤占,10%,（,2,）期末笔试成绩占,50%,（,3,）其他加分按比例,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,7,第一章 直流电路,内容：,1,、直流电路的基本概念,2,、电阻和电阻器,3,、欧姆定律,4,、简单电路的连接,5,、复杂电路的计算,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,8,第一节 直流电路的基本概念,如图,1,1,所示为我们日常生活中常用的手电筒及其电路图，试从该电路入手，学习电路的基本知识，并且能够分析电路的组成以及它的工作状态。,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,9,知识链接一,电路及电路图,1,、电路的组成,电路,是由实际元器件构成的电流的通路。是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。任何一个完整的电路，不论其结构和作用如何，通常是由电源、负载、导线和开关等组成，日常生活中的手电筒是一个最简单的直流电路如图,1-1,所示，由干电池、开关、灯泡和导线组成的,。,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,10,（,1,）,电源,是把其他形式的能量转换成电能的装置向电路提供电能，例如发电机、蓄电池等。,（,2,）,负载,是把电能转化成其他形式能量的装置，在电路中是接受电能的设备。例如建筑工地的照明灯、电动机、电炉、电烙铁等。,（,3,）,中间环节,包括导线和负载，它是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，它的作用是输送和控制,电能。,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,11,2,、电路的作用,实现电能的传输、分配与转换,实现信号的传递与处理,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,12,发电机,升压,变压器,降压,变压器,电灯,电动机电炉,.,输电线,放大器,扬声器,话筒,3,、电路的状态,（,1,）开路（断路）,（,2,）短路,（,3,）负载工作状态,4,、电路图,如手电筒,的实物图形表示的实际电路，它直观形象，但画起来复杂，不便于分析和研究。因此，在分析和研究电路时，总是把这些设备抽象成理想化的模型，用国家规定的图形和符号表示。这种用统一规定的图形符号画出的电路模型图称为电路图，能够帮助人们了解整个电路的工作原理和电器的安装顺序，了解各部分的作用,，,P4,表,为,电路中常用的部分电工图形符号及文字符号。,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,13,知识链接二,电路的基本物理量,1,、电流,定义：,电流,的大小用单位时间内通过导体横截面上电量的大小来,衡量,。,表达式：,I,=,Q/t,单位及其换算：,在国际单位制（,SI,）中，单位是安培（,A,），简称安,。,工程上常用的单位还有,KA,、,mA,、,A,，他们的关系为：,1KA=10,3,A=10,6,mA=10,9,A,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,14,电流的方向：,电流,不但有大小而且还有方向，电流的方向，习惯上规定以正电荷的运动方向为电流方向（实际方向）。在分析电路时，有时难以判定某处电流的方向，此时先可以任意选择某一方向为电流的参考方向。然后列方程求解。当解出的电流为正值时，就认为电流实际方向与参考方向一致，反之，为负时，就认为电流方向与参考方向相反,。,例题：,P5,例,1,电流的分类：,直流电和交流电,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,15,2,、电压,定义：,电路,中要有电流，必须要有电位差，有了电位差，电流才从电路中的高电位点流向低电位点。电压是指,电路中（或电场中）任意两点之间的电位差,单位：,在,国际单位制（,SI,）中，电压的单位是伏特（,V,），简称伏,。,工程,上常用的单位还有毫伏（,mV,）、微伏（,V,）和千伏（,KV,），,换算,关系,为,：,1KV=10,3,V 1V=10,3,mV=10,6,V,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,16,3,、电位,定义：,电压,又叫电位差，它表示电场中两点间点位的差别。而电位是,电场力把单位正电荷从,A,点移到参考点所做的功,；,点位的,选取：,参考点,的电位等于零，参考点可以任意选取，通常选大地为参考点。用符号表示。在电场中，任意两点（如,A,、,B,）之间的电压就等于着两点间的电位差，即：,U,AB,=,A,-,B,例题：,P6,例二,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,17,4,、电动势,在,手电筒,的,电路中，由于电源两端有恒定的电压，灯泡才持续发光。要维持恒定的电压，电源内部就必须通过其他形式能量的作用，产生一种外力克服电场力，将正电荷源源不断地移到正极，这种力叫电源力。电池中的电源力是电解液和极间化学作用产生的，发电机的电源力是电磁作用产生的。,电动势,是衡量电源将非电能转化为电能本领的物理量。电动势的定义为：在电源内部，电源力将单位正电荷从电源负极移动到电源正极所做的功，用字母,E,表示。,电动势的实际方向是由电源负极经电源内部指向电源正极。在分析问题时也可加设参考方向。电动势的单位与电压单位相同。,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,18,5,、电能,（电功）,定义：,在,导体两端加上电压，导体内就建立了电场，电场力在推动自由电子定向移动中要做功,。,表达式：,设,导体两端电压为,U,，通过导体横截面的电荷量为,q,，电场力所做的功及电路消耗的电能,W=qU,由于,q=It,，所以,W=UIt,，式中，,W,、,U,、,I,、,t,的单位分别为焦耳（,J,）、伏特（,V,）、安培（,A,）、秒（,S,）。,电能的,单位,：,为,瓦秒即焦耳（,J,），它表示功率为,1W,的用电设备在,1s,时间内所消耗的电能，实际生活中测量电能的电度表的单位是千瓦小时（,kW,h,），称为,1,度电。,1,度电,lkW,h,3.6,10,6,J,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,19,6,、,电功率,定义：,在,一段时间内，电路产生或消耗的电能与时间的比值叫做电功率，用,P,表示。,则,P=W/t,或,P=UI,式中，,P,、,U,、,I,的单位应分别为瓦（,W,）、伏特（,V,）、安培（,A,）。可见一段电路上的电功率，跟这段电路两端的电压和电路中的电流成正比。,用电器上通常标明它的电功率和电压，叫做用电器的额定功率（,P,N,）和额定电压,(U,N,).,如果给它加上额定电压，它的功率就是额定功率，这时用电器正常工作。根据额定功率和额定电压，可以很容易计算出用电器的额定电流。,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,20,第二节 电阻和电阻器,一、导体电阻,当金属导体两端加上电压时，金属导体中的自由电子作定向运动形成电流。自由电子在运动中跟金属正离子频繁碰撞，这种碰撞阻碍了自由电子的定向运动，即对电流有阻碍作用。我们用电阻来描述这种阻碍作用。不仅金属有电阻，其它物体也有电阻。,对金属导体来说，它的电阻是由导体的长短、粗细、材料以及温度决定的。在保持温度（,20,）不变条件下，电阻,R,与导体的长度,l,成正比，与导体的截面积,S,成反比。即,R,=,式中，,为材料的电阻率，单位为,m,（欧米）。,不同的物质有不同的电阻率，电阻率的大小反映了各种材料的导电性能的好坏，电阻率越小的物质导电性能越好。通常将电阻率小于,10,-6,m,的材料称为导体；电阻率大于,10,7,m,的材料称为绝缘体；而电阻率的大小介于导体和绝缘体之间的材料，称为半导体。几种常见材料的电阻率见表,1-2,所示。,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,21,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,22,材 料 名 称,电阻率,/,m,（,20,）,平均电阻温度系数,/,（,0,100,）,导,体,银,铜,铝,铁,钨,钢,锡,锰铜,康铜,铁铬铝合金,1.59,10,-8,1.69,10,-8,2.65,10,-8,9.78,10,-8,5.48,10,-8,1.302.50,10,-7,1.14,10,-7,4.2,4.8,10,-7,4.8,5.2,10,-7,1.3,1.4,10,-6,3.8,10,-,3,3.93,10,-,3,4.23,10,-3,5.0,10,-,3,4.5,10,-,3,6.0,10,-,3,4.4,10,-,3,6,10,-,4,5,10,-,4,2.8,10,-,4,半,导,体,碳,锗,硅,3.5,10,-5,0.6,2 300,-,0.5,10,-,3,绝,缘,体,塑料,陶瓷,云母,石英,玻璃,10,15,10,16,10,12,10,13,10,11,10,15,75,10,16,10,10,10,14,二、温度变化对电阻的影响,一般金属的电阻随温度的上升而增大，温度每升高,1,时，金属电阻的增加量约为千分之三至千分之六。所以，温度变化不大时，金属电阻可认为是不变的。但当温度变化大时，电阻的变化就不可忽视。例如，,40W,白炽灯的灯丝电阻在不发光时约为,100,，正常发光时超过,1k,，即超过原来的,10,倍。而半,导体、电解液、绝缘体等的电阻却,温度上升而减小。电阻随温度变化,的情况如图所示。,2024/11/27 13:34:30,机电与汽车工程教学部,23,根据实验可知，在初始温度为,t,1,时，电阻为,R,1,，当温度为,t,2,时，电阻为,R,2,，它们之间存