电工第1章-zlw

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1、祝同学们在新的学期里 身体好 学习好 成绩好河南科技大学 电子信息工程学院电子系 张立文下一页总目录 章目录返回上一页电电 工与电子技术工与电子技术 A(1)A(1)教材教材: :电工技术电工技术（电工学（电工学1 1） 田葳田葳 主编主编主讲: 张立文电话: 13653790605下一页总目录 章目录返回上一页序序 言言一一. .何谓何谓电工学电工学：电工学：电工学是研究电工技术是研究电工技术 和电子技术的理论和应用的技术基础课程。和电子技术的理论和应用的技术基础课程。二二. .电工学的作用：电工学的作用：由于电工和电子技术发展由于电工和电子技术发展 非常迅速，在各个专业领域有着越来越广泛的

2、应非常迅速，在各个专业领域有着越来越广泛的应 用，因此，电工学也是高等学校工科非电类专业用，因此，电工学也是高等学校工科非电类专业 的一门重要课程。的一门重要课程。三三. .电工学的任务：电工学的任务：通过本课程的学习，使学 生掌握电工和电子技术必要的基本理论、基本知 识和基本技能，为今后学习本专业课程以及从事 与本专业有关的工程技术工作打下一定的基础。 下一页总目录 章目录返回上一页四.电工学的内容电工学电工技术电子技术电路基本理论电机与电器电机控制 供电与安全用电电工测量模拟电子技术数字电子技术下一页总目录 章目录返回上一页成绩：成绩：期终期终考试占考试占70%70%，平时平时（作业）占（

3、作业）占20%20%，实验实验占占10%10%。 答疑安排：每周一、四晚7：309：30。地点：10-408实验大楼中部“电子科学与技术系”。本本课程共计课程共计128128学时，本学期学时，本学期电工技术电工技术6464学学 时时理论课时理论课时5050学时，实验学时学时，实验学时1414学时，我们学时，我们 共做共做7 7个实验。个实验。下一页总目录 章目录返回上一页加强作业考核1.每班分为A、B两组（按名单顺序， 前半部分为A组，后半部分为B组），第一 次交作业时，课代表按顺序给每个人编号 ，将组号、顺序号写到封面右上角。2.按老师通知交作业，每次批改一组 给出成绩，同时检查登记另一组完

4、成情况 。 下一页总目录 章目录返回上一页3.按老师通知交作业。每周一、四晚上 课代表按班收齐交到10-408，交作业时请 课代表将作业按名单顺序排好。 4.作业成绩占总成绩的20%。5.累计缺交1/3者，不允许参加考试，成 绩按0分计（学校规定）。6.可以不抄题，但必须画电路图，画图 要规范，叙述要清楚，字迹要端正。课间各班课代表（或学委到前面来一下） 下一页总目录 章目录返回上一页实 验1.本周各班课代表尽快到10-408隔壁联系周鲁 英老师，安排实验时间。自己不能随便调换实验 时间。2.每次实验前，必须写出预习报告；实验后用 规定的报告纸认真写出总结报告，封面要填写完 整，写上顺序号，在

5、下一次实验时，由课代表收 齐交给老师。3.实验成绩占总成绩的10%，不做实验或缺交 实验报告1/3者，不允许参加考试，本课程成绩按 0分计（学校规定） 。下一页总目录 章目录返回上一页 例1：卷面：50分 作业：85分 实验：85分总评：500.7+850.2+850.1=60.5分 例2：卷面：50分 作业：70分 实验：70分总评：500.7+700.2+700.1=56分由教务处成绩申报系统自动计算归档本课程网站利用河南省教育厅网页河南省精品课程建设网http:/2006年度河南省高校精品课程电工学 （ 河南科技大学 ）省级精品课程目录电工学下一页总目录 章目录返回上一页第第一一章章 电

6、路的基本概念与基本电路的基本概念与基本 定律定律 1.11.1 电路和电路模型电路和电路模型 1.21.2 电路元件电路元件 1.31.3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 1.4 1.4 电路中电位的概念及计算电路中电位的概念及计算下一页总目录 章目录返回上一页第第一一章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律电的应用是通过电路实现的，因此我们首先要对电的应用是通过电路实现的，因此我们首先要对电路及其规律有一个基本的认识。电路及其规律有一个基本的认识。电路理论是电工学的理论基础，着重研究电路的电路理论是电工学的理论基础，着重研究电路的基本规律及其分析方法，要学好这门课，必须把电基本规律及

7、其分析方法，要学好这门课，必须把电路的基础理论学好。路的基础理论学好。下一页总目录 章目录返回上一页1.11.1 电路和电路模型电路和电路模型1.1.作用：作用： (1) (1) 实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换 (2)(2)实现信号的变换、传递与处理实现信号的变换、传递与处理放 大 器扬声器话筒一一. . 电路的作用和组成部分电路的作用和组成部分发电机升压 变压器降压 变压器电灯 电动机 电炉 .输电线定义：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的系统。 下一页总目录 章目录返回上一页2. 2. 电路的电路的组成部分组成部分电源: 提

8、供 电能的装置负载: 取用 电能的装置中间环节：传递、分 配和控制电能的作用发电机升压 变压器降压 变压器电灯 电动机 电炉 .输电线下一页总目录 章目录返回上一页直流电源直流电源直流电源: 提供能源信号处理： 放大、调谐、检波等负载信号源: 提供信息 放 大 器扬声器话筒电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路 工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。下一页总目录 章目录返回上一页实际的发电、变配电和用电电路都是由 各种各样的电气设备、电气元件、电子元件 组成的。电气设备、电气元件、电子元件的 种类有成千上万种。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

9、的理想电路元件及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。二二. . 理想电路元件和电路模型理想电路元件和电路模型下一页总目录 章目录返回上一页1. 理想电路元件：在一定的条件下突出其主要的电磁性质，忽略其次要性质而得到的元件。无源元件有源元件电阻元件R：消耗电能电感元件L：储存磁场能量电容元件C：储存电场能量理想电压源 US 理想电流源 IS理 想 电路元件下一页总目录 章目录返回上一页2.2.电路模型电路模型导线电池开关白炽灯电路图l电路模型反映实际电路部件的主要电磁性质的理想电路元件及其组合。下一页总目录 章目录返回上一页5种基本的理想电路元件： 电阻元件：表

10、示消耗电能的元件。 电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件。 电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件。 电压源和电流源：表示将其他形式的能量转变成电能的元件。5种基本理想电路元件有三个特征：（a）只有两个端子；（b）可以用电压或电流按数学方式描述；（c）不能被分解为其他元件。下 页上 页注意返 回下一页总目录 章目录返回上一页具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一 定条件下可用同一电路模型表示。同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路 模型可以有不同的形式。下 页上 页例电感线圈的电路模型注意返 回下一页总目录 章目录返回上一页我们以前所学 的电路，由电路图 即可确定各物理量 的

11、实际方向。如图 所示：ERIU对复杂电路，我们在最 初是无法确定电压、电流的 实际方向的。RRR12 3UU12+-+-III123三三. . 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向下一页总目录 章目录返回上一页物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向1. 1. 电路基本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向物理量实 际 方 向电流 I正电荷运动的方向电动势E(电位升高的方向)电压 U(电位降低的方向)高电位 低电位单 位kA 、A、mA、 A低电位 高电位kV 、V、mV、 VkV 、V、mV、 V下一页总目录 章目录返回上一页(2) (2) 参考方向的表示方法参考方向的

12、表示方法电流：Uab 双下标电压：(1) (1) 参考方向参考方向IUs+_在分析与计算电路时，对 电量任意假定的方向。Iab 双下标2. 2. 电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向aRb箭 标abRI正负极性+ abUU+_下一页总目录 章目录返回上一页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)(3) 实际方向与实际方向与参考方向的关系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 。abRIabRU

13、+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 。下一页总目录 章目录返回上一页U、I 参考方向相同时，U U、I I 参考方向相反时，参考方向相反时，RU+IRU+I表达式中有两套正负号： 式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定； U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考方向之间的关系。U = I R U U = = IRIR3. 3. 参考方向的关联性及欧姆定律参考方向的关联性及欧姆定律当 U、I 参考方向相同时，称它们为关联参考方向。下一页总目录 章目录返回上一页4、欧姆定律：通常流过电阻通常流过电阻R R的电流的电流I I与

14、电阻两端的电压与电阻两端的电压 U U成正比，称为欧姆定律。一般记为：成正比，称为欧姆定律。一般记为：应用欧姆定律，要注意： 1、应用欧姆定律列式子时，首先要在电路上标明电压、电流和电动势的参考方向； 2、当电压和电流的参考方向相反时，表达式需带负号。下一页总目录 章目录返回上一页解：对图(a)有, U = IR例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。对图(b)有, U = IRRU 6V+2AR+U 6VI(a)(b)I2A下一页总目录 章目录返回上一页四.电功率和能量1.电功率功率的单位：W (瓦特)能量的单位：J (焦耳)单位时间内电场力所作的功。下 页上 页返 回下一页总目录

15、章目录返回上一页l u, i 取关联参考方向 p=ui 表示元件吸收的功率p0 吸收正功率 (实际吸收)p0 吸收正功率 (实际吸收)l u, i 取非关联参考方向下 页上 页+-iu+-iu返 回2. 电路吸收或发出功率的判断p IN ，P PN ( (设备易损坏设备易损坏) )额定工作状态： I = IN ，P = PN ( (经济合理安全可靠经济合理安全可靠) ) 1. 额定值反映电气设备的使用安全性；2. 额定值表示电气设备的使用能力。 例：灯泡：UN = 220V ，PN = 60W 电阻： RN = 100 ，PN =1 W 下一页总目录 章目录返回上一页特征:开关 断开2 2. .电源开路电源开路I = 0电源端电压 ( 开路电压 ) 负载功率U = U0 = EP = 01. 开路处的电流等于零；I = 0 2. 开路处的电压 U 视电路情况而定。电路中某处断开时的特征:I+U有 源 电 路IRoRE U0下一页总目录 章目录返回上一页电源外部端子被短接3. 3. 电源短路电源短路特征:电源端电压电源端电压 负载功率负载功率 电源产生的能量全被内阻消耗掉电源产生的能量全被内阻消耗掉短路电流（很大）短路电流（很大） U = 0 PE = P = IR0P = 01. 短路处的电压等于零；U = 0