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1、祝同学们新学期愉快学习进步！电工学简明教程（第二版） 秦曾煌 主编第0章 绪论课程介绍主讲：信息学院 薛亚茹课程目的目的是使学生通过本课程的学习，获 得电工技术必要的基本理论，基本知识 和基本技能，了解电工技术的应用和电 工事业的发展概况。课程主要内容 ELECTROTECHNICS AND ELECTRONIC 电路分析模拟电路数字电路电机拖动电路的基本概念与基本定律、电路的分析方法 、正弦交流电路、电路的暂态分析，三相电路 、。电路分析(1,2章）IU+ _abUab 2R1R2 2磁路与铁心线圈电路、交流电动机。磁路与铁心线圈电路、交流电动机。电机拖动（3,4章）半导体二极管和三极管、基
2、本放大电路、集 成运算放大器。模拟电路（9 ,10,11章）uberbe EBC ibibicrcerceuceuce门电路和组合逻辑电路、触发器和时序 逻辑电路、模拟量和数字量的转换。数字电路(13,14章）三 人 表 决 电 路例：设计三人表决电路10A+5VBCRY考核方法:平时成绩：30期末考试：70 作业：每周二上课 答疑：每周二下午（暂定）第一章 电路及其分析方法电路的基本概念电路的基本定律电路的分析方法电路的暂态分析负载电路是电流的通路，它是为了某种需要由某些电工设备 或元件按一定方式组合起来的。电源1.1 1.1 电路的作用与组成部分电路的作用与组成部分1.电能的传输与转换电路
3、的作用电路的作用 2.信号的传递与处理 存储发电机发电机升压升压 变压器变压器输电线降压降压 变压器变压器电灯电灯 电动机电动机 放放 大大 器器话筒话筒扬声器扬声器电路的组成电路的组成信号源负载中间环节负载 电源发电机发电机升压升压 变压器变压器输电线降压降压 变压器变压器电灯电灯 电动机电动机 放 大 器话筒话筒扬声器扬声器信号源负载电源和信号源的电压或电流称为激励，它推动电路的工作。由激励在电路中产生的电压和电流称为响应激激 励励响响 应应电路分析是在已知电路结构和参数的条件下，讨论与的关系电路实体SER电路模型1.2 1.2 电路模型电路模型用理想电路元件组成的电路， 称为实际电路的电
4、路模型。研究的目标是激 励电压源与回路 电流或负载电压 之间的关系1.3 1.3 电流和电压的参考方向电流和电压的参考方向电流：带电粒子(电子、离子)有规则的定向运动电流大小：i=dqdt 方向：正电荷运动的方向单位：A，mA ，uA一、电流和电流的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 AB？电流方向 BA？3VABR2VIR(1) 在解题前任选某一个方向为参考方向（或称正方向）；(3) 根据计算结果确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与参考方向一致；若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。(2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关
5、系的代数表达式；解决方法任意规定一个电流参考方向,用箭头标在电路 图上。解决方法IR电流参考方向的表示：1.用箭头表示(常用)2.用双下标表示RI abab若电流取正值，电流实际方向与参考方向相同；若电流取负值，电流实际方向与参考方向相反。二、电压和电压的参考方向电压:单位正电荷由电路中a点移动到b点所失去或获得的能量，称为ab两点的电压dd=qWu电压大小：方向：从高电位指向低电位V, mV注：电动势：电源力把单位正电荷从电源的低电位端经电 源内部移到高电位端所作的功。e（交流） E （直流） 单位：同电压实际方向：电源驱动正电荷的方向低电位 高电位电压的参考方向u _+1.正负号abUab
6、（高电位在前，低电位在后）3.双下标2.箭 头uab若电压u0，表明该时刻a点的电位比b点电位高 若电压u0 吸收能量p 1t=5 时，过渡过程基本结束，uC达到稳态值。 越大，过渡过程变化越慢，uC达到 稳态 所需要的时间越长。具有时间的量纲u uC C= u= uC C(0(0+ +) )e e t /t /RCRC RCRC电路的零状态响应电路的零状态响应方程的特解对应齐次 方程的通解uR +uC =URCduC dt+uC =UuC=K uC=Ae pt = Ae t /RC RCd K dt+ K =UK=U uC=U uC =U+ Ae t /RC 根据 uC(0+)=0A= Uu
7、C =U Ue t /RC =U(1et /)UR CuRt=0ba+ -S uCUC(0-)= 0tuCu UuCUuC暂态过程uC可视为由 两个分量相加而得: uC称为稳态分量uC的变化曲线uC =U(1et /RC) =U Ue t /RC RC电路的零状态响应，实际 上是电容的充电过程。uC称为暂态分量按指数规律衰减到0。0上述暂态过程的分析方法称为经典法。当电路比较 复杂时，可以用戴维宁定理将换路后的电路化简为一 个单回路电路，（将电路中除储能元件以外的部分化 简为戴维宁等效电源，再将储能元件接上），然后利 用经典法所得出的公式。RCRC电路的全响应电路的全响应全响应全响应: 电源激
8、励和电容元件的初始状态uC(0+)均不为零时电路的响应Rt=0ba S+ -t 0CuR+ -UU0UCuC = U0+e -t/ + U(1e -t/) 全响应 = 零输入响应 + 零状态响应uC = (U0+U) e -t/ + Uf f( (t t) ) = = f f(0(0+ +) ) f f( ( ) ) e e- -t/ t/ + +f f( ( ) ) :稳态值 :初始值 :时间常数三要素法三要素法KR1=2k10V+_1Ft=0R2=3k例题：R1=2k10V+_100F1 初始值举例KR1=2k10V+_ 100Ft=0R2=3k换路前的电路解:R1=2k10V+_100F
9、R2=3k6V+ _换路后的电路2 稳态值举例t =0L2334mAR1=2k10V+_100F电容元件可视为开路电感元件可视为短路 换路后的电路换路后的电路由换路后的电路结构和参数计算。(同一电路中各物理量的 是一样的)3 时间常数的计算R1=2k10V+_100FE+-t=0CR1R2一阶RC电路例：求: t 0 时的电压 uc ic u1KR1=2k10V+_100Ft=0R2=3kR1=2k10V+_100F1.12.4 1.12.4 RLRL电路的零输入响应电路的零输入响应Rt=0baUiLS uLuRiL(0-)= I0=U/R，则iL(0+)= I0换路前电路已处于稳态,根据KV
10、L uL + uR=0+ RiL= 0diL dtL + -求iL uL (t 0) 特征方程是 Lp + R=0p = R/L 方程的通解为 A= I0iL= I0 e t R L = I0 e t diL dtuL =L = R I0 e t = Ae t R LiL= Ae pt 时间常数时间常数 =L / RRL 电路零输入响应iL、和 uL 的波形在零输入响应电路中，各部分电压和电流都是由 初始值按同一指数规律衰减到零。图示是一台300 kW汽轮发电机的励磁回路。已知 R=0.189，L=0.398H，U=35V，电压表量程为50V ，内阻 RV=5 k。t=0时开关S打开（设S打开
11、前电路已处于稳态）。例求：（1）（2） i(0+)（3） i 和uv （t0 ）（4） uv(0+)S (t=0)R+-UVi+uVRVLS (t=0)R+-UVi+uVRVLR +-UVi +uVRVLR +-UVi +uVRVLDiLS uLuR+ -1.12.4 1.12.4 RLRL电路的零状态响应电路的零状态响应RlRl电路的全响应电路的全响应全响应全响应: 电源激励和电感元件的初始状态iL(0+)均不为零时电路的响应全响应 = 零输入响应 + 零状态响应f f( (t t) ) = = f f(0(0+ +) ) f f( ( ) ) e e- -t/ t/ + +f f( ( ) ) t=0iLuLuR+ -例 图电路原 已 稳 定，t = 0 时 将 开 关 S 闭 合。求 开 关 S 闭 合 后 通 过 电 源 的 电 流 。t = 030ViL2H5 iS+4 20解:换路前的电路30ViL2H5 i+4 2030ViL2H5 i+4 20换路后的电路3A作业：1.12.61.12.81.12.10
