《电工技术基础 教学课件 ppt 作者 黄忠琴 第1章 第2章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工技术基础 教学课件 ppt 作者 黄忠琴 第1章 第2章（128页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电工技术基础,第1章 电路的基本概念和基本定律 第2章 直流电阻电路的分析 第3章 正弦交流电路,第1章 电路的基本概念和基本定律,1.1 电路及其组成 1.2 电路的基本物理量 1.3 电阻元件和欧姆定律 1.4 电能与电功率 1.5 电路的三种工作状态 1.6 电源 1.7 基尔霍夫定律,1.1 电路及其组成,图1-1 电路示意图,1.1 电路及其组成,图1-2 实际电路与电路模型,1.1 电路及其组成,表1-1 常见电路图形符号,1.2 电路的基本物理量,1.2.1 电流,图1-3 金属导体中的电流,1.2 电路的基本物理量,图1-4 电流的实际方向与参考方向,1.2 电路的基本物理量,
2、P4.TIF,1)使用前应对万用表或电流表进行机械调零。 2)选择电流表时，其内阻越小越好。,1.2 电路的基本物理量,3)使用直流电流表测量电流时，除了使电流表与被测支路串联外，还要使电流从“+”端流入，“-”端流出。 4)测电流时，所选择的量程应使电流表的指针指在刻度标尺的后1/3段。 5)若不知被测电流的大致数值，可先用最大量程测试，然后逐渐减小至合适量程。 1)能正确选择电流表(交流表还是直流表)。 2)能正确选择合适的量程。 3)能理解直流电流表与被测支路的关系。 1.2.2 电压、电位与电动势 1.电压,1.2 电路的基本物理量,图1-5 电压与电动势,1.2 电路的基本物理量,P
3、5.TIF,1)使用前应对电压表或万用表进行机械调零。 2)选择电压表时，其内阻越大越好。,1.2 电路的基本物理量,3)使用直流电压表时，除了使电压表与被测支路并联外，还要使电压表的“+”极与被测电路的高电位端相连，“-”极与被测电路的低电位端相连。 4)交流电压表使用时不分“+”、“-”极，其指示值是交流电压的有效值。 5)测电压时，所选择的量程应使电压表的指针指在刻度标尺的后1/3段。 6)若不知被测电压的大致数值，可先用最大量程测试，然后逐渐减小至合适量程。 1)测量干电池电压。 2)测量直流稳压电源输出电压。 3)测量交流电源电压。,1.2 电路的基本物理量,2.电动势 3.电位 1
4、)能熟练搭建一个含电源、开关、电阻的电路。 2)用电压表测量电源的开路电压、电阻两端的电压。 3)任选一个参考点，测量电路中其他各点的电位。 4.单位和方向,图1-6 电压方向的表示方法,1.2 电路的基本物理量,图1-7 例1-1图,解：1)取Va=0由图可知： 2)取Vd=0，再由图可知,1.2 电路的基本物理量,图1-8 单管放大电路,1.3 电阻元件和欧姆定律,1.3.1 电阻元件 如果一个元件通过电流时总是消耗能量，且其电压和电流的实际方向总是一致的，则该元件就是电阻元件。电阻值愈大，阻碍电流的能力愈强。各种导线、绕组、电子线路和绝缘材料都具有电阻，小到几个微欧，大到若干兆欧。为了精
5、确测量电阻，常将被测电阻分为三类： (1)小电阻 约1以下，如短导线的电阻，匝数很少的绕组的电阻，开关的接触电阻，电流表的内阻，分流器的电阻等，由于被测电阻很小，常用双臂电桥法测量。 (2)中值电阻 约10.1M，如电灯泡、变阻器、电阻箱、电位器、电机及电器中匝数较多的绕组，一般常用的碳膜电阻及一般的晶体管电路的输入电阻、输出电阻等。,1.3 电阻元件和欧姆定律,(3)大电阻 约0.1M以上，这类电阻主要是绝缘电阻，当绝缘材料因发热受潮、受污、老化或其他原因而使绝缘电阻降低时，可能会造成漏电、短路等事故，所以需经常测量设备的绝缘电阻。,图1-9 电阻元件实物图,1.3 电阻元件和欧姆定律,图1
6、-10 元件的伏安特性曲线,1.3 电阻元件和欧姆定律,P9.TIF,1)首先进行机械调零、量程选择，测量前还应进行欧姆调零。,1.3 电阻元件和欧姆定律,2)使用时将红表笔与“+”极性孔相连，黑表笔与“-”极性孔相连。 3)选择电阻量程时，最好使指针处在标度尺的中间位置。 4)特别强调，严禁在被测电阻带电的情况下用万用表欧姆档去测量电阻。 5)电阻测量值=电阻量程读数。 1.3.2 欧姆定律 欧姆定律可用来确定电路中各部分电流与电压间的关系，是分析电路时采用的基本定律之一。 1.一段无源电路的欧姆定律,1.3 电阻元件和欧姆定律,图1-11 欧姆定律,1.3 电阻元件和欧姆定律,图1-12
7、例1-2图,解：对于图1-12a，有I=10/10A=1A 2.一段有源电路的欧姆定律 3.全电路欧姆定律,1.3 电阻元件和欧姆定律,图1-13 一段有源电路的欧姆定律,1.3 电阻元件和欧姆定律,图1-14 全电路欧姆定律,解：选择回路电流方向如图所示，则,1.3 电阻元件和欧姆定律,解：I=-/+=6-(-9)/(100+50)1A,图1-15 例1-4的图,1.4 电能与电功率,1.4.1 电能,图1-16 简单电路,1.4 电能与电功率,1.4.2 电功率 在工程上，习惯用电功率来衡量能量的交换。所谓电功率是指单位时间内电路各部分产生或消耗的能量，简称为功率，用大写字母P表示。根据定
8、义，电源发出的功率为 解：I=P/U=60/220A=0.273A 1.4.3 功率正、负的意义 由功率的表达式P=UI可知，当U与I选定参考方向后，P就有正值、负值，即功率的正负值与电压、电流的参考方向有关。,图1-17 例1-6的图,1.4 电能与电功率,解：由于U和I所取方向一致，则功率： 1) P=UI=9(-3)W=-27W，P为负值，此时电路产生功率。 2) P=UI=(-9)(-3)W=27W，P为正值，此时电路消耗功率。 1)了解电能表的结构和用途，掌握单相电能表的接线方法。 2)能分析三相电能表的进线安装图。,图1-18 电能表进线安装图,1.5 电路的三种工作状态,1.5.
9、1 电路的有载工作状态 将图119a的开关合上，电源就向负载供电，电路处在有载工作状态。有载工作时的电路具有以下特点：,图1-19 电路的工作状态,1.5.2 电路的空载工作状态 在图119a中，将开关打开，电源与负载断开，这时电路处在空载状态(也称开路状态)，处在空载状态时的电路具有以下特点：,1.5 电路的三种工作状态,1.5.3 电路的短路状态 在图119b所示的电路中，当电源两端被电阻接近为零的导线短接时，电路就处于短路工作状态，短路工作时的电路具有以下特点： 解：I=E/R+=24/19+01A=12A 1.5.4 电气设备的额定值,图1-20 三相异步电动机的铭牌数据,解：因为PN
10、=INUN=2R,1.6 电源,1.6.1 电源的实际模型 电源(如图121所示)是一个供能的二端元件，任何一个电源都有两种表示模型：一种是用电压的形式来表示，称为电压源，另一种是用电流的形式来表示，称为电流源。,图1-21 常用电源插座和电源,1.电压源,1.6 电源,图1-22 实际电压源及其伏安特性,1.6 电源,图1-23 理想电压源及其伏安特性,2.电流源,1.6 电源,图1-24 实际电流源及其伏安特性,1.6 电源,图1-25 理想电流源及其伏安特性,1.6.2 电压源与电流源的等效互换,1.6 电源,为了电路分析和计算的方便，有时要将电源的两种形式进行等效变换，而电压源与电流源
11、进行等效变换的条件是它们应具有相同的外特性。,图1-26 实际电源等效变换的电路,1)电压源与电流源等效变换关系只对外电路而言，内电路是不等效的。,1.6 电源,2)变换时，两种电源的极性必须保持一致。 3)理想电压源与理想电流源间不能互换。 解：电源电动势E=U0=12V,图1-27 例1-10图,解：先将图1-27a中的两个实际电压源模型转换为如图1-27b所示的实际电流源模型，,1.7 基尔霍夫定律,图1-28 电路举例,1)节点：三根或三根以上导线的汇接点称为节点。,1.7 基尔霍夫定律,2)支路：电路中的每个分支都叫支路。 3)回路：电路中任一闭合路径称为回路。 4)网孔：至少包含一
12、条新支路的回路称为网孔。 1.7.1 基尔霍夫电流定律 基尔霍夫电流定律(KCL)，又称节点电流定律，是用来确定电路中连接在同一节点上的各支路电流间的关系的定律。其内容是：在任意时刻，流入某一节点的电流之和必等于流出该节点的电流之和。,图1-29 晶体管电路,1.7 基尔霍夫定律,图1-30 例1-11图,解：由KCL可得 I1-I2+I3+I4-I5=0,1.7 基尔霍夫定律,1.概述 2.技术特性 1)稳压：2路12V，1路5V，1路030V连续可调。,P22.TIF,1.7 基尔霍夫定律,2)输入电压：220(110%)V、50Hz。 3)输入功率：约200VA。 4)环境温度：040。
13、 3.面板及操作说明 (1)电流表 可调稳压电源的负载电流指示，指示范围为02A。 (2)电压表 可调稳压电源的输出电压指示，指示范围为030V。 (3)电压调节 多圈调节电位器，改变输出电压，030V连续可调。 (4)电源开关 船型开关，上压时为接通交流电源。 (5)可调稳压输出端子 输出电压为030V。 (6)外壳接地端子 各组电源输出可浮空接地也可用共同接地。 (7) 5V稳压输出端子 输出电压为5V。,1.7 基尔霍夫定律,(8) 12V稳压输出端子 输出电压为12V。 (9) 12V稳压输出端子 输出电压为12V。 (10)指示灯 发光时对应于一组稳定电压的输出。 4.使用方法 1)
14、单机工作：四组独立电源输出端子可与“地”端子连接，成为正输出或负输出，输出端亦可不与“地”端子连接，均成为浮空电源输出。 2)串联工作：两组或两组以上稳压电源可串联使用，输出电压为各串联组电压之和，仪器外壳接地端子只能与串联组的头或尾相接，成为正电源或负电源；不接“外壳接地”端子时，则为浮空电源组。,1.7 基尔霍夫定律,3)需要提供双电源时，两路独立电源的头、尾相接作为“地”，两路电源的另一个头(正端)为双电源的正端，两路电源的另一个尾(负端)为双电源的负端。 5.注意事项 1)本电源工作时，应注意通风，不要靠近其他热源，在长期连续工作时，对输出电流要适当限制。 2)本电源虽有负载短路保护电
15、路，但当负载短路时，一经发现，应立即切断电源或断开输出端子的连接线，必须排除故障后方可正常使用，长时间负载短路容易引起整机损坏。 1)熟练搭建复杂直流电路。 2)熟练测量各支路电流。 3)选择任意节点验证基尔霍夫电流定律。,1.7 基尔霍夫定律,4)掌握设立电流参考方向的意义。 1.7.2 基尔霍夫电压定律 基尔霍夫电压定律(KVL)，又称为回路电压定律，是用来确定回路中各部分电压关系的定律，其内容是：沿任意一闭合回路顺时针(或逆时针)环行一周，在此方向上的电位降之代数和必等于电位升之代数和。即 1)熟练测量各支路上的电压。 2)选择任意一个闭合回路，验证基尔霍夫电压定律。 4)掌握设立电压参
16、考方向的意义。,1.7 基尔霍夫定律,图1-31 例1-12图,1.7 基尔霍夫定律,图1-32 例1-13图,解：1)沿ABCDA回路列出KVL方程为,1.7 基尔霍夫定律,2) ABCA虽不是闭合回路，但可假想为一闭合回路，也可用列出KVL方程，即 解：对回路bcdeb列出KVL方程，可得 1.项目 2.目的 3.要求 (1)用直流单臂电桥测量直流电阻 1)直流单臂电桥简易原理。,图1-33 直流单臂电桥,1.7 基尔霍夫定律,2)直流单臂电桥外壳上部件说明。 检流计：当有电流流过检流计时，指针会发生偏转，流过电流的方向不同，指针偏转的方向不同。 比例臂旋钮、比较臂旋钮：分别连接R1以及R2、R3电阻(实际电路中电阻有多组)，通过调节旋钮可以选择相应的电阻与之相连接，最后的Rx读数为比例臂和比较臂读数的乘积。 调零器：用于测量前的指针调零。必须先将检流计锁扣打开，才能进行调零。 Rx接线柱：用以接被测电阻。 检流计连接片：通常放在“外接”位置。为提高在高阻值测量中的精度，需外接高灵敏度检流计时，应将连接片放在“内接”位置，
