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1、,同学们好！,课程: 电工基础 主讲: 杨 云 仙,一、课程目的,本课程是学习电路专业知识必须的理论基础。通过本课程的学习，应掌握电路的基本物理量、基本定理、基本概念以及基本分析计算方法。,二、本课程学时分配,总学时：108学时,习题课：6,实验课：36,复习课：2,三、目录,第一章电路的基本知识和基本定律,第二章直流电路,第三章磁场与电磁感应,第四章电容器,第五章单相正弦交流电路,第六章三相交流电路,第七章非正弦交流电,共七章,什么叫电？,习惯上规定：原子核的电性质为 “正电性”：，或者说具有：“正电荷”，用“+”表示。,而电子的电性质为“负电性”：，或者说具有：“负电荷”，用“-”表示。,
2、因正电荷和负电荷数量相等，对外不显电性。如何使它显示出电性？,概述,什么叫电？,使物体显示出电性的方法：,1.摩擦生电,2.光电效应,3.热电效应,4.感应带电,实验证明:物体所带的电荷只有两种,即正电荷、负电荷。,电荷具有“同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引”的特性。,概述,概述,综上所述：从微观领域分析，电是看不见，摸不着。但从上一些现象感觉到它的存在。,从哪些现象感觉到它的存在？请同学们举例.,正是电荷的移动，电流通过这些设备所产生的一切电的现象是看得见，摸得着。,试想如果没有电,今天的生活是什么样？,作为电工技术，我们主要研究生产和日常生活中用电设备的原理、性能及安全用电等，电工基础是
3、专业技术的必备课程，是敲门砖、是入门课，学好它为后续课程打下良好的基础。,第1章 电路的基本知识与基本定律,1.1 电路及电路图,1.2 电流,1.电压与电位,1.欧姆定律,1.5 电阻与电导,1.电路中各点电位的计算,1. 电功与电功率,1.3 电动势,本章目录,本章要求: 1.理解电压与电流参考方向的意义； 2. 理解电路的欧姆定律并能正确应用； 3. 了解电路的有载工作、开路与短路状态， 理解电功率和额定值的意义； 4. 会计算电路中各点的电位； 5.掌握直流电压、电流及电阻的测量方法,第1章 电路的基本知识和基本定律,1. 电路的组成部分1,电源: 提供 电能的装置,负载: 取用 电能
4、的装置,中间环节：传递、分 配和控制电能的作用,1.1 电路及电路图,电路是电流流通的路径，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。,直流电源: 提供能源,信号处理： 放大、调谐、检波等,负载,信号源: 提供信息,1.电路的组成部分-2,提问：举例说明，实际电路的组成。,(1) 实现电能的传输、分配与转换,(2)实现信号的传递与处理,2. 电路的作用,3 电路图,手电筒的电路模型,为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。,例：手电筒,电池,导线,灯泡,开关,手电筒由电
5、池、灯 泡、开关和筒体组成。,理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。,手电筒的电路模型,电池,导线,灯泡,开关,电池:是电源元件，其参数为电动势 E 和内阻Ro；,灯泡:主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其参数为电阻R；,筒体:用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。,开关:用来控制电路的通断。,今后分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号表示。,4 电路的图形符号,部分电工图形符号,电路中图形符号为国家标准符号，国家新标准为GB472885，此标准基本上与国际标准接轨。,参见页表。,1.2 电流,1.电流的形成 电
6、荷的定向运动形成了电流。用符号“I”、“i”表 示。电流有交流和直流之分。,金属导体中的电流： 是电子在外电场力作用下有规则的运动形成。 如：导线中的电流。,某些液体或气体中的电流：是正离子或负离子在电场力作用下有规则的运动形成。,2.电流的大小,用单位时间内通过某一截面的电荷量来衡量。,电流的单位还有：KA（千安）、mA（毫安）、A（微安）等。,2.电流的大小,问：1mA等于多少A ？ 1KA等于多少mA？,换算关系： 1A=103mA 或 1mA=10-3A 1A=106 A 或 1A =10-6A,例：40W灯泡，电流为018A， 40W的日光灯，电流为036A。,2.电流的大小,凡大小
7、和方向不随时间变化的电流，称为稳恒电流，简称直流，简写DC，用大写“I”表示；凡大小和方向都随时间变化的电流，称为交变电流，简称交流，简写AC，用小写“i”表示。交流电瞬时电流强度i为：,：表示一段时间 q：表示在这段时间内通过导体横截面的电量。,（1-2）,DC：Driect current AC：Alternating current,2.电流的大小,例：有一根导线，每小时通过其横截面的电量为900库仑，问通过导线的电流多大？ 解：用公式,注意:时间为秒,当所给条件的单位不一致时,首先化为一致,所以,t为3600秒。,3.电流的方向,电流的方向习惯上规定为正电荷运动的方向为电流的方向。但在
8、分析与计算中用箭头或下标表示的方向为参考方向。,注意：在分析计算电路时，电流方向可任意假定，根据假定方向计算电流有两种结果：,1）当电流为正时，表明与实际方向一致；,2）当电流为负时，表明与实际方向相反。,电路图上所标的方向都为假定方向。,4.电流密度,当电流在导体的横截面上均匀分布时，该电流与导体横 截面的比值，称为电流密度，用“J”表示。,例:P5页,计算出,S=3.5mm2,实际根据国家导线的标称截面,即导线的规格,应选4mm2的导线。,常用线规(mm2）：0.5; 1.5; 2.5，4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 100; 120等,（1-3）,1.
9、2 电流,5.电流的测量,电流的大小除了计算外，还可以通过仪表来测量，测量电流可用电流表。,电流表应串入电路中。为了使测量 精确，电流的内阻越小越好。,电流表的符号,课堂练习：P21页 1、2、3,课外作业：P1-P2，1-1一、二；1-2一至三。,复习与回顾,一、电路的组成及作用,二、电流,1.大小及单位,2.方向,3.密度,电荷是如何移动的?,1.实现电能的传输、分配与转换， 2.实现信号的传递与处理。,1-3 电动势,下图所示为电池外接一个灯泡。,内电路,在电池内部，电源力将正电荷从负极推向正极；,由于正负两极板电荷的集聚，在两极板之间建立了电场，从而有电场力存在；,该电场的电场力在电源
10、外部推动正电荷从正极经灯达到负极，从而形成了电流。,当开关合上时：,1-3 电动势,为了衡量电源力作功的本领，引入电动势E。,（14）,1-3 电动势,电动势的方向，规定与电源力的方向一致，即负极指向正极。用箭头表示。 电路符号如右图 所示。,电动势的单位：,电动势的单位还有：千伏（KV）、毫伏（mV）等。,1. 电压与电位,非电场力在电源内部移动正电荷所作的功用电动势来描述，电场力在电源外部移动单位正电荷从a点到b点所作的功用电压Uab来表示。,1)大小,（1-5）,一电压,1. 电压与电位,一、电压 1. 单位换算 1KV=103V，1V=103mV,.方向 电压的方向规定与电场力的方向一
11、致。与电流一样，电压也有参考方向，用“+ -”、箭头或下标表示。如ab。,思考与讨论：电动势与电压的异同？,3.电压的测量,电压表与电路并联，内阻越大越好。,1- 电压与电位,电压与电动势的区别：,内电路,E,1 电压与电位,二、电位 在电子线路中，常用到电位的概念。电位实质是电压，它指电路中某一点到参考点之间的电压。也即是说某点的电位等于电场力将单位正电荷从该点移到参考点所做的功。电位的符号用“ ”或单下标表示。如Ua等。,1. 电压与电位,三、电压与电位的关系 电路中任意两点间的电压也就是此两点的电位之差。,电位的单位？,分析：1）Uab 0，a点电位比b点高;,（16）,2） Uab 0
12、，a点电位比b点低;,3）Uab= 0，a点与b点等电位。,1. 电压与电位,从电位的角度来讲： 电动势的方向从低电位指向高电位，又称电位升； 电压的方向从高电位指向低电位，又称电位降。,a点电位高还是点电位高?,例：已知：a点电位为5V，Uab=10V，求点的电位？,解：由公式16知,1. 电压与电位,电压与电位的区别：,值得提示的是：参考点可任意选定，但一经选定在计算过程中不能更改。,电压是绝对量，不因参考点的改变而改变，,而电位是相对量，参考点不同，则该点的电位值改变。,(2) 参考方向的表示方法,电流：,电压：,(1) 参考方向,在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。,. 电路基本
13、物理量的参考方向,实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值； 实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。,(3) 实际方向与参考方向的关系,注意： 在参考方向选定后，电流 ( 或电压 ) 值才有正负之分。,若 I = 5A，则电流从 a 流向 b；,例：,若 I = 5A，则电流从 b 流向 a 。,若 U = 5V，则电压的实际方向从 a 指向 b；,若 U= 5V，则电压的实际方向从 b 指向 a 。,电路基本物理量的参考方向,（）关联参考方向（一致的参考方向）,对同一元件而言，电压和电流都有参考方向，原则上可以任意假定，其结果有两种：,电流从高电位流向低电位,电流从低电位流向
14、高电位,注意:为方便计算,选关联参考方向, 如无特殊说明，书中所有公式都是在关联参考方向下得出。,课外作业：P2-P4 1-3，1-4一、-四,课堂作业:P21页4、5、6,、用伏特作单位的物理量是 ( ) 、电压 B、电流 C、电动势D、电位,A、D,2、电流的单位为（ ）。 A、 B、 C、 D、,、D,3、表征电场力作功的物理量是 ( ) 、电压 B、电流 C、电动势 D、电阻,A,4、表征电源力作功的物理量是（ ）。 、电压 B、电流 C、电动势 D、电阻,C,5、（ ）电场力作功的路径在 电源外部。,6、（ ） 电源力作功路径在 电源内部。,7、（ ）电位实质是电压。,8、（ ） 两
15、点间的电位差就是电压。,9、（ ）电位实质是绝对值，与 参考点的选取无关。,10、（ ） 电压是相对量，与参考点选取有关。,11、（ ）电动势的实际方向从高电位指向低电位。,12、（ ） 电压的方向规定为与电源力方向相同。,13、（ ）在计算电路时，可任意 假定电压、电流的参考方向。,14、（ ） 电压、电流的参考方向一经假定，在计算时可以更改。,15、（ ）一电流Iab=-5A，表示电流的实际方向从b点流向a点。,16、（ ） 一电压Uab=-10V、则a点的电位高于b点。,17、已知A、B两点的电位分别为5V和-5V，则两点间的电压UAB为 ( ) 伏。 、0 B、10 C、-10 D、1
16、5,B,18、电位的单位可以是（ ）。 、伏 B、毫伏 C、安 D、千伏 E、毫安,A、B、D,复习与回顾,一、电动势的定义、单位及方向,二、电压和电位的定义、单位及方向,三、电动势与电压的异同,V,V,高电位指向低电位或正极指向负极,与电场力方向一致.,相同点: 1.单位一样 2.开(断路时)数值相同,复习与回顾,四、电压与电位的关系,五、关联参考方向,电流流过金属导体时,会有什么现象发生?,1.5 电阻与电导,一、电阻 电荷在电场力的作用下形成电流，电流通过所经的路径要受到阻碍作用，其阻碍作用的大小与电路中所用的材料有关。如金属导体具有两重性：一方面导电，它们含有大量电子，在电场力的作用下，容易移动产生电流；另一方面阻碍电流通过，因为自由电子在移动过程中要同金属中的原子（或
