电工技术基础优秀课件

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1、电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 欢迎学习欢迎学习欢迎学习欢迎学习课程代码课程代码 2232 223220082008年版年版电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 第1章 电路的基本概念和分析第2章 正弦交流电路第3章 三相交流电路第4章 电路的过渡过程第5章 磁路和交流铁心线圈第6章 变压器电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 第7章 异步电动机第8章 直流电动机第9章 控制电机第10章 继电-接触器控制第11章 输配电和安全用电第12章 电工测量电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 1.1 电路及主要物理量1.2 电路模型1.3 电路的状态和电器

2、设备的额定值1.4 基尔霍夫定律1.5 电路分析方法1.6 非线性电阻电路电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 第一节第一节 电路及其主要物理量电路及其主要物理量电路：就是电流所通过的路径。它是由电路元件按电路：就是电流所通过的路径。它是由电路元件按一定方式组合而成的。一定方式组合而成的。电路的结构形式和所完成的任务多种多样的，举例：电路的结构形式和所完成的任务多种多样的，举例：发电机发电机 电灯电灯电动机电动机 电炉电炉 升压升压变压器变压器 降压降压变压器变压器 输电线输电线 电源电源中间环节中间环节 负载负载 电路的组成：电源、负载、中间环节三部分电路的组成：电源、负载、中间环

3、节三部分电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 电源：将非电能转换成电能的装置，电源：将非电能转换成电能的装置， 例如：发电机、干电池例如：发电机、干电池负载：将电能转换成非电能的装置，负载：将电能转换成非电能的装置， 例如：电动机、电炉、灯例如：电动机、电炉、灯中间环节：连接电源和负载的部分，其传输和分中间环节：连接电源和负载的部分，其传输和分 配电能的作用。例如：输电线路配电能的作用。例如：输电线路发电机发电机 电灯电灯电动机电动机 电炉电炉 升压升压变压器变压器 降压降压变压器变压器 输电线输电线 电源电源中间环节中间环节 负载负载 电路的作用：电路的作用： 实现电能的传输和转换

4、，（作用之一）实现电能的传输和转换，（作用之一） 电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 举例：（电子电路，即信号电路）举例：（电子电路，即信号电路）放放大大器器 电源电源（信号源）（信号源）中间环节中间环节 负载负载 电路的作用之二：传递和处理信号。电路的作用之二：传递和处理信号。电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 （1）电流 电流的国际单位制是安培【A】，较小的单位还有毫安【mA】和微安【A】等，它们之间的换算关系为：i dqdt=（1-1）1A=101A=103 3mA=10mA=106 6A=10A=109 9nAnAI Q t=（1-2） 电荷有规则的定向移动形成

5、电流。单位时间内通过导体某一截面的电荷量，电流的大小用电流强度表征，定义式为：大小、方向均不随时间变化的稳恒直流电可表示为： 在电工技术分析中，仅仅指出电流的大小是不够的，通常以正电荷移动的方向规定为电流的参考参考正方向。Q单位：库伦单位：库伦 （C） t单位：秒单位：秒 （S）电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 直流情况下（2）电压电压 电压的定义是：电场力把单位正电荷从电场中的一点移到另一点所做的功。其表达式为：注意：注意：变量用小写字母表示，恒量用大写字母表示。 电压的国际单位制是伏特V，常用的单位还有毫伏mV和千伏【KV】等，

6、换算关系为：1V=101V=103 3mV=10mV=103 3KVKV 电工技术基础问题分析中，通常规定电压的参考正方向由由高电位指向低电位，因此电压又称作电压降。 从工程应用的角度来讲，电路中电压是产生电流的根本原因。数值上，电压等于电路中两点电位的差值。即：电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 Eba=Vb - Va电动势电源力不是电场力电源力不是电场力电动势在数值上等于电源力将单位正电荷从电源负极电动势在数值上等于电源力将单位正电荷从电源负极b点移到电源正极点移到电源正极a点所做的点所做的功，用功，用E表示，单位：伏特表示，单位：伏特(V)。电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡

7、峰 制作制作 Va = +5V a 点电位：ab1 5Aab1 5A例例例例电路中的电位及其计算方法1、电位的概念 电位实际上就是电路中某点到参考点的电压，电压常用电位实际上就是电路中某点到参考点的电压，电压常用双下标，而电位则用单下标，电位的单位也是伏特双下标，而电位则用单下标，电位的单位也是伏特 V V 。 电位具有电位具有相对性相对性，规定参考点的电位为，规定参考点的电位为零电位零电位。因此，。因此，相对于参考点较高的电位呈相对于参考点较高的电位呈正电位正电位，较参考点低的电位呈，较参考点低的电位呈负电位负电位。Vb = - 5V b点电位：电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作

8、 （3）电位电位图图(a)中中VO=0VA=VAO=VA-VO=1VVB=VBO=VB-VO=-1VVAB=VA-VB=1-(-1)=2V两点的电压等于这两点电位差。电压不随参考点变化，但点位会变化。两点的电压等于这两点电位差。电压不随参考点变化，但点位会变化。电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 日常生产和生活中，电能（或电功）也常用度作为量纲：1度度=1KWh=1KVAh（4）电能、电功率电能 电能的转换是在电流作功的过程中进行的。因此，电流作功所消耗电能的多少可以用电功来量度。电功：式中单位：U【V】；I【A】；t【s】时，电功W为焦耳【J】1度电的概念1000W的电炉加热1小

9、时；100W的电灯照明10小时；40W的电灯照明25小时。电源中：电源中： AE=EItA=UIt电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 电功率反映了电路元器件能量转换的本领。如100W的电灯表明在1秒钟内该灯可将100J的电能转换成光能和热能；电机1000W表明它在一秒钟内可将1000J的电能转换成机械能。（2）电功率 电工技术中，单位时间内电流所作的功称为电功率。电功率用“P ”表示：国际单位制：U 【V】，I【A】，电功率P用瓦特【W】 通常情况下，用电器的实际功率并不等于额定电功率。当通常情况下，用电器的实际功率并不等于额定电功率。当实际功率小于额定功率时，用电器实际功率达不到

10、额定值，实际功率小于额定功率时，用电器实际功率达不到额定值，当实际功率大于额定功率时，用电器易损坏。当实际功率大于额定功率时，用电器易损坏。 用电器额定工作时的电压叫额定电压，额定电压下的电功额定电压下的电功率称为额定功率率称为额定功率；额定功率通常标示在电器设备的铭牌数据上，作为用电器正常工作条件下的最高限值。电源中：电源中：PE = EI电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 第二节 电路模型电源负载实体电路中间环节 与实体电路相对应、由理想元件构成的电路图电路图，称为实体电路的电路模型电路模型。电路模型负载电源开关连接导线SRL+ UIUS+_R0电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾

11、凡峰 制作制作 白炽灯的电白炽灯的电路模型可表路模型可表示为：示为： 实际电路器件品种繁多，其电磁特性多元而复杂，采取模型化处理可获得有意义的分析效果。iR R L消耗电消耗电消耗电消耗电能能能能的的电电特性可用特性可用电阻电阻电阻电阻元件元件元件元件表征表征产生产生产生产生磁场磁场磁场磁场的电的电特性可用特性可用电感电感电感电感元件元件元件元件表征表征由于白炽灯中耗能的因素大大于产生磁场的因素，因此L 可以忽略。 理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其电特性单一、确切，可定量分析和计算。白炽灯电路白炽灯电路白炽灯电路白炽灯电路电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 RC+ US

12、电阻元件电阻元件电阻元件电阻元件只具耗能的电特性电容元件电容元件电容元件电容元件只具有储存电能的电特性理想电压源理想电压源理想电压源理想电压源输出电压恒定，输出电流由它和负载共同决定理想电流源理想电流源理想电流源理想电流源输出电流恒定，两端电压由它和负载共同决定L电感元件电感元件电感元件电感元件只具有储存磁能的电特性IS理想电路元件分有无源和有源两大类无源二端元件 有源二端元件 电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 必须指出，电路在进行上述模型化处理时是有条件的：实际电路中各部分的基本电磁现象可以分别研究，并且相应的电磁过程都集中在电路元件内部进行。这种电路称为集中参数集中参数元件的

13、电路。 集中参数元件的特征集中参数元件的特征1. 电磁过程都集中在元件内部进行，其次要因素可以忽略。如R，L、C这些只具有单一电磁特性的理想电路元件。2.2. 任何时刻从集中参数元件一端流入的电流恒等于从它另一端流出的电流，并且元件两端的电压值完全确定。 工程应用中，实际电路的几何尺寸远小于工作电磁波的波长，因此都符合模型化处理条件，均可按集中假设为前提，有效地描述实际电路，从而获得有意义的电路分析效果。电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 （1） 电阻元件R线性电阻元件伏安特性线性电阻元件伏安特性线性电阻元件伏安特性线性电阻元件伏安特性0UI 由电阻的伏安特性曲线可得，电阻元件上的

14、电压、电流关系为即时对应即时对应关系，即：因此，电阻元件称为即时元件。即时 电阻产品实物图电阻产品实物图 电阻元件图符号电阻元件图符号 电阻元件上的电压、电流关系遵循欧姆定律。即元件通过电流就会发热，消耗的能量为：或 U=RI单位：欧姆（单位：欧姆（） 还有千欧（还有千欧（ k ）、兆欧（）、兆欧（ M ）电阻消耗能量电阻消耗能量电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 L线性电感元件的韦安特性线性电感元件的韦安特性0i 对线性电感元件而言，任一瞬时，其电压和电流的关系为微分(或积分)的动态动态关系，即： 显然，只有电感元件上的电流 电感产品实物图电感产品实物图 电感元件图符号发生变化发

15、生变化时，电感两端才有电压。因此，我们把电感元件称为动态元件。动态元件可以储能，储存的磁能为：或或 （2）电感元件电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 根据电磁感应定律，当电感线圈中的根据电磁感应定律，当电感线圈中的i变化时，磁场也随之变化，并变化时，磁场也随之变化，并在线圈中产生自感电动势在线圈中产生自感电动势eL，当电压、电流、电动势的参考方向一致，当电压、电流、电动势的参考方向一致时，有：时，有：直流电路中相当于短路，直流电路中相当于短路，u=0磁场能量：磁场能量：电感电感L的单位：亨利（的单位：亨利（H） ，还有毫亨，还有毫亨: mH, 微亨微亨: uH电感储存电磁能电感储存

16、电磁能电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 （3） 电容元件线性电容元件的库伏特性线性电容元件的库伏特性线性电容元件的库伏特性线性电容元件的库伏特性0q qu 对线性电容元件而言，任一瞬时，其电压、电流的关系也是微分(或积分)的动态动态关系，即：电容元件的工作方式就是充放电。C 电容产品实物图电容产品实物图 电容元件图符号因此，只有电容元件的极间电压发生变化发生变化时，电容支路才有电流通过。电容元件也是动态元件，其储存的电场能量为：电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 电容上的电量：电容上的电量：电容上的电流与电压的参考方向一致时电容上的电流与电压的参考方向一致时电容上的电

17、场能量：电容上的电场能量：直流电路中相当于开路，直流电路中相当于开路，i=0电容电容C的单位：法拉（的单位：法拉（F），还有微法（），还有微法（uF），皮法（），皮法（pF）。）。电容储存电场能电容储存电场能电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 （4） 电源元件 任何电源都可以用两种电源模型来表示，输出电压比较稳定的，如发电机、干电池、蓄电池等通常用电压源模型(理想电压源和一个电阻元件相串联的形式)表示；柴油机组柴油机组汽油机组汽油机组蓄电池蓄电池 各种形式的电源设备图各种形式的电源设备图 输出电流较稳定的：如光电池或晶体管的输出端等通常用电流源模型(理想电流源和一个内阻相并联的形式

18、)表示。US+_R0ISR0 （1）电压源 （2）电流源理想的电压源、电流源是不存在的。理想的电压源、电流源是不存在的。电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 理想电压源的外特性0UI电压源模型的外特性0UI理想电压源和实际电压源模型的区别理想电压源和实际电压源模型的区别电压源模型输出端电压I 理想电压源内阻为零，因此输出电压恒定； 实际电源总是存在内阻的，因此实际电压源模型电路中的负载电流增大时，内阻上必定增加消耗，从而造成输出电压随负载电流的增大而减小。因此，实际电压源的外特性稍微向下倾斜。 US USR0URL电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 理想电流源的内阻 R0

19、I(相当于开路)，因此内部不能分流，输出的电流值恒定。理想电流源的外特性0I IU电流源模型的外特性0I IUU+_RLR0IISI电流源模型 实际电流源的内阻总是有限值，因此当负载增大时，内阻上分配的电流必定增加，从而造成输出电流随负载的增大而减小。即实际电流源的外特性也是一条稍微向下倾斜的直线。理想电流源和实际电流源模型的区别理想电流源和实际电流源模型的区别电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 两种电源之间的等效互换两种电源之间的等效互换Us = Is R0内阻改并联Is = UsR0 两种电源模型之间等效变换时，电压源的数和电流源的数值遵循欧姆定律的数值关系，但变换过程中内内阻

20、不变阻不变。bI IR0Uab+_US+_aIS R0US bI IR0Uab+_a 等效互换的原则：等效互换的原则：当外接负载相同时，两种电源模型对外部电路的电压、电流相等。内阻改串联电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 10V+2A2 II = ?哪个答哪个答哪个答哪个答案对？案对？案对？案对？问题与讨论问题与讨论电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 受控电源独立电源：参数是一定的。独立电源：参数是一定的。非独立电源：参数受控于另非独立电源：参数受控于另一部分电压和电流控制。一部分电压和电流控制。受控电源主要用来模拟电子器件中的信号传输关系。如近晶体管，三受控电源主要用

21、来模拟电子器件中的信号传输关系。如近晶体管，三极管的几个典型放大电路。极管的几个典型放大电路。电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 第三节 电气设备的额定值及电路的工作状态1. 1. 电气设备的额定值电气设备的额定值电气设备长期、安全长期、安全长期、安全长期、安全工作条件下的最高限值最高限值最高限值最高限值称为额定值。 电气设备的额定值是根据设计、材料及制造工艺等因素，由制造厂家给出的技术数据。额定值有下标N表示，如2. 2. 电路的三种工作状态电路的三种工作状态IUS(RSRL)（1）通路 U=USIRS RLS USRS（2）开路U=USI0S USRSRLU=0IUS/RS（3

22、）短路短路RLS USRS电源输出功率：电源输出功率：=0电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 U=USI0S USRSRL1、空载状态、空载状态特征：特征：1）电路中电流为零，即）电路中电流为零，即I=02）电源两端的电压等于电源的电动势，）电源两端的电压等于电源的电动势，即即 3）电源的输出功率和负载所吸收的功率）电源的输出功率和负载所吸收的功率均为零。均为零。 P =0电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 U=USIRS RLS USRS2、短路状态、短路状态特征：特征：1）此时电源输出的电流最大，负载上的电流为零，）此时电源输出的电流最大，负载上的电流为零，电源输出

23、的电流为：电源输出的电流为： 相当于相当于RL=02）电源和负载的端电压均为零，即）电源和负载的端电压均为零，即 3）电源对外输出的功率和负载上吸收的功率均）电源对外输出的功率和负载上吸收的功率均为零，电动势所发出的功率全部消耗在内阻上。为零，电动势所发出的功率全部消耗在内阻上。电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 U=USIRS RLS USRSIUS(RSRL)3、负载状态、负载状态特征：特征：1）电路中的电流为：）电路中的电流为：US、Rs一定时，电流由负载一定时，电流由负载R的大小决定。的大小决定。2）电源的端电压为：）电源的端电压为：电源的端电压总是小于电源电动势。电源的端

24、电压总是小于电源电动势。3）电源输出功率为：）电源输出功率为：等于负载电阻吸收的功率，这样整个电路功率就平衡了。等于负载电阻吸收的功率，这样整个电路功率就平衡了。输出功率的大小除了电源外，还决定与负载的大小，负载的电阻越小电流输出功率的大小除了电源外，还决定与负载的大小，负载的电阻越小电流越大，输出的功率就越大。越大，输出的功率就越大。电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 电气设备的额定值电气设备的额定值在实际电路中，所有电气设备和元器件在工作时都有一定的使用在实际电路中，所有电气设备和元器件在工作时都有一定的使用限额，这种限额称为额定值。限额，这种限额称为额定值。额定值是制造厂综合

25、考虑产品的可靠性、经济性和使用寿命等因额定值是制造厂综合考虑产品的可靠性、经济性和使用寿命等因素而设定的。素而设定的。如：手机电池的电压、电视机的使用电压、发电机的最大输出功如：手机电池的电压、电视机的使用电压、发电机的最大输出功率，电容的耐压，电阻的最大功率，三极管的最大功率，灯泡的率，电容的耐压，电阻的最大功率，三极管的最大功率，灯泡的最大耐压等等，都是额定值。最大耐压等等，都是额定值。额定值有下标N表示，如电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 第四节 基尔霍夫定律 基尔霍夫定律包括结点电流定律和回路电压两个定律，是一般电路必须遵循的普遍规律。 基尔霍夫电流定律（KCL）是将物理

26、学中的“液体流动的连续性”和“能量守恒定律”用于电路中，它指出：任一时刻，流入任一结点的电流的代数和恒等于零任一时刻，流入任一结点的电流的代数和恒等于零。数学表达式：I1I2I3I4a I I1 1 + + I I2 2 I I3 3 I I4 4 = 0= 0 若以指向指向结点的电流为正正，背背离离结点的电流为负负，则根据KCL，对结点 a 可以写出：电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 基氏电流定律的推广基氏电流定律的推广I=?I1I2I3例例例例I1+I2=I3I=0IU2+_U1+_RU3+_RRR广义节点电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。电流定律还可以扩展到电路的任意封

27、闭面。广义节点电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVLKVL）是用来确定回路中各段）是用来确定回路中各段电压之间关系的电压定律。电压之间关系的电压定律。 回路电压定律依据回路电压定律依据“ “电位的单值性原理电位的单值性原理” ”，它指出：，它指出： 任一瞬间，沿任一回路参考绕行方向，回路中各任一瞬间，沿任一回路参考绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。段电压的代数和恒等于零。数学表达式为数学表达式为： U U=0=0然后根据：然后根据： U U = 0 = 0I1+US1R1I4US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4得得：-U1-U

28、S1+U2+U3+U4+US4=0R1I1US1+R2I2+R3I3+R4I4+US4=0R1I1+R2I2+R3I3+R4I4=US1US4电阻压降电阻压降可得可得可得可得KVLKVL另一形式：另一形式：另一形式：另一形式：IR=IR=U US S电源压升电源压升先标绕行方向电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 根据根据 U U=0=0对回路对回路#1#1列列KVLKVL方程方程电阻压降电阻压降#1#2例例电源压升电源压升#3即电阻压降等于电源压升即电阻压降等于电源压升即电阻压降等于电源压升即电阻压降等于电源压升此方程式不独立此方程式不独立省略！省略！省略！省略！对回路对回路#2#

29、2列列KVLKVL常用形式常用形式对回路对回路#3#3列列KVLKVL方程方程I1I2I3R3US1+_US2_+R1R2#1#1方程式也可用常用形式方程式也可用常用形式 KVL方程式的常用形式，是把变量和已知量区分放在方程式两边，显然给解题带来一定方便。图示电路图示电路KVLKVL独立独立方程为方程为电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 例例#1#2I1I2I3R3US1+_US2_+R1R2如右图如右图R1=2，R2=1 ，US1=12V，US2=18V。要使要使R3中的电流为零，中的电流为零，US3应为多大？应为多大？解：解：由由KCL定律可知：定律可知：R3两端无压降，根据两

30、端无压降，根据KVL定律得：定律得：+-Us3电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 基尔霍夫定律具有普遍的适用性，它适合基尔霍夫定律具有普遍的适用性，它适合于有任何元件所构成的任何结构的电路，电路于有任何元件所构成的任何结构的电路，电路中的电压和电流可以是恒定的也可以是任意变中的电压和电流可以是恒定的也可以是任意变化的。化的。电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 支路：支路：一个或几个二端元件首尾相接中间没有分岔，一个或几个二端元件首尾相接中间没有分岔，使各元件上通过的电流相等。（使各元件上通过的电流相等。（b b）结点：结点：三条或三条以上支路的联接点。（三条或三条以上支

31、路的联接点。（n n）回路：回路：电路中的任意闭合路径。（电路中的任意闭合路径。（l l）网孔：网孔：其中不包含其它支路的单一闭合路径。其中不包含其它支路的单一闭合路径。b=3abl=3n=2112332网孔网孔=2+_R1US1+_US2R2R3第五节 电路分析方法电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 例例支路：共 ？条回路：共 ？个节点：共 ？个6条条4个个网孔：？个7个个有几个网眼有几个网眼就有就有几个网孔几个网孔a ab bc cd dI3I1I2I5I6I4R3US4US3_+R6+R4R5R1R2_电路中的独立结点数为电路中的独立结点数为4 4个，独立回路数个，独立回路数

32、= =网孔数。网孔数。电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 支路电流法的解题步骤：支路电流法的解题步骤：1、假定各支路电流参考方向，若有、假定各支路电流参考方向，若有n个节点，就可列出个节点，就可列出n-1个节点个节点KCL方程。方程。2、若有、若有b条支路，就可列出条支路，就可列出b-n+1个个KVL回路方程。回路方程。3、解方程组。、解方程组。如电流节点方程：如电流节点方程：设流入节点（流向节点）为正。设流入节点（流向节点）为正。KVL回路方程，实际列出独立的网孔回路回路方程，实际列出独立的网孔回路KVL方程。方程。电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 在多个电源同时作

33、用的线性电路中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。叠加定理内容：内容：计算功率时计算功率时不能不能应用叠加原理！应用叠加原理！I =I I+= =IR1+ + R2ISUS* *当恒流源不作用时应视为当恒流源不作用时应视为开路开路IR1+ + R2US+ +IR1R2IS* *当恒压源不作用时应视为当恒压源不作用时应视为短路短路电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 12V+_7.2V7.2V电源单独作用时：电源单独作用时：用叠加原理求下图所示电路中的用叠加原理求下图所示电路中的I I2 2。根据叠加原理根据叠加原理: : I I2 2 = =

34、I I2 2 + + I I2 2 =1+(=1+(1)=01)=0例例BAI237.2V+_212V+_612V12V电源单独作用时：电源单独作用时： 解解BA37.2V+_26I2I2电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 用叠加定理求：用叠加定理求：I= I= ? ?I = II = I + I+ I = = 2+2+（1 1）=1A=1A“恒流源不起作用恒流源不起作用”或或“令其等令其等于于0”0”，即是将此恒流源去掉，即是将此恒流源去掉，使原恒流源处开路。使原恒流源处开路。例例+-I4A20V10 10 10 I4A10 10 10 +-I20V10 10 10 20V20V

35、电压源单独作用时：电压源单独作用时：4A4A电流源单独作用时：电流源单独作用时：电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 应用叠加定理要注意的问题应用叠加定理要注意的问题1. 1. 叠加定理只适用于线性电路（电路参数不随电压、电流的变化而改变）。 2. 叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。暂时不予考虑的电压源应予以短路，即令U=0；暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令Is=0。3. 解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电流的代数和。电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 4. 叠加定理只能用于电压或电流的计算，不能用来求功

36、率，即功率不能叠加。如：5. 运用叠加定理时也可以把电源分组求解，每个 分支电路的电源个数可能不止一个。 设：设：设：设：则：则：则：则：R3I3=+电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 内容：对外电路来说，任何一个线性对外电路来说，任何一个线性有源二端网络有源二端网络，均，均可以用一个理想电压源和一个电阻元件串联的有源支路来可以用一个理想电压源和一个电阻元件串联的有源支路来等效代替等效代替，其电压源，其电压源U US S等于线性有源二端网络的开路电压等于线性有源二端网络的开路电压U UOCOC，电阻元件的阻值，电阻元件的阻值R R0 0等于线性有源二端网络等于线性有源二端网络除源后

37、除源后两两个外引端子间的等效电阻个外引端子间的等效电阻R Rabab。适用范围：适用范围：只求解复杂电路中的某一条支路电流或电压时。只求解复杂电路中的某一条支路电流或电压时。线性线性有源有源二端二端网络网络 ababR0US+- -戴维南定理电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 无源二端网络无源二端网络： 二端网络中二端网络中没有没有电源电源ABAB有源二端网络有源二端网络： 二端网络中二端网络中含有含有电源电源 戴维南定理中的戴维南定理中的“ “等效代替等效代替” ”，是指对，是指对端口以外的端口以外的部分部分“ “等效等效” ”，即对相同外接负载而言，端口电压和流，即对相同外接负

38、载而言，端口电压和流出端口的电流在出端口的电流在等效前后保持不变等效前后保持不变。注意：电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 已知：R1=20 、 R2=30 R3=30 、 R4=20 U=10V求：当 R5=16 时，I5=?R1R3+_R2R4R5UI5R5I5R1R3+_R2R4U等效电路有源二端网络例例电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 U US S = =U UOCOC先求等效电源先求等效电源U US S及及R R0 0I520+_AB30302010V16USR0+_AB 求求戴维南等效电路戴维南等效电路R R0 0 = =R RABABU UOCOC20+

39、_A A+_30302010VB BC CD D电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 再求输入电阻再求输入电阻R RABAB 恒压源被短接后，恒压源被短接后，C C、D D成为一点，电阻成为一点，电阻R R1 1和和 R R2 2 、R R3 3 和和 R R4 4 分别并联后相串联。分别并联后相串联。即：即： R0=RAB=20/3030/20 =12+12=24 得原电路的得原电路的戴维南等效电路戴维南等效电路C CR R0 020A A303020B BD DA2V24+_16I5B由全电路欧姆定律可得：电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 戴维南定理应用举例US =

40、(30/50) RS +30 US =(50/100) RS +50R R0 0 =200 k =200 k U US S =150V =150V1. 1. 如图所示有源二端网络，用内阻为如图所示有源二端网络，用内阻为50k50k的电压表测的电压表测出开路电压值是出开路电压值是30V30V，换用内阻为，换用内阻为100k 100k 的电压表测的电压表测得开路电压为得开路电压为50V50V，求该网络的戴维南等效电路。，求该网络的戴维南等效电路。解解有源VU0二端网络U0150V200KR根据测量值列出方程式：根据测量值列出方程式：电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 第六节 非线性电阻

41、电路线性电阻遵循欧姆定律：线性电阻遵循欧姆定律：U=RI非线性电阻的电流与电压用伏安特性曲线来表示：非线性电阻的电流与电压用伏安特性曲线来表示：或或非线性电阻有两种表示方法。非线性电阻有两种表示方法。第一种静态电阻（直流电阻），表示某一工作点电压于电流的比值：第一种静态电阻（直流电阻），表示某一工作点电压于电流的比值：白炽灯伏安特性曲线白炽灯伏安特性曲线二极管伏安特性曲线二极管伏安特性曲线非线性电阻符号非线性电阻符号电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 第二种动态电阻（交流电阻）：等于工作点附近的电压微量与电流微量之比的极第二种动态电阻（交流电阻）：等于工作点附近的电压微量与电流微量

42、之比的极限：限：动态电阻用小写字母表示，工作点动态电阻用小写字母表示，工作点Q的切线，相对的切线，相对夹角的夹角的 tg值。值。 电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 负载获得最大功率的条件 一个实际电源产生的功率通常分为两部分，一部分消一个实际电源产生的功率通常分为两部分，一部分消耗在电源及线路的内阻上，另一部分输出给负载。耗在电源及线路的内阻上，另一部分输出给负载。如何使负载如何使负载如何使负载如何使负载上获得最大上获得最大上获得最大上获得最大功率呢？功率呢？功率呢？功率呢？RLSUSIR0 用左图所示的闭合电路来分析。用左图所示的闭合电路来分析。 电工技术中一般考虑的是电工技术

43、中一般考虑的是如何提高电源的利用率问题如何提高电源的利用率问题，而电子技术中则希望负载，而电子技术中则希望负载上得到的功率越大越好。上得到的功率越大越好。电路中通过的电流为：电路中通过的电流为：负载上获得的功率为：负载上获得的功率为：电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 由此式能看出负由此式能看出负由此式能看出负由此式能看出负载上获得最大功载上获得最大功载上获得最大功载上获得最大功率的条件吗？率的条件吗？率的条件吗？率的条件吗？*R0=RL 把上式加以整理可得：把上式加以整理可得：电源内阻与负载电阻相等称为电源内阻与负载电阻相等称为阻抗匹配阻抗匹配。晶体管收音机的。晶体管收音机的输出

44、变压器就是利用这一原理使喇叭上获得最大功率的。输出变压器就是利用这一原理使喇叭上获得最大功率的。RLSUSIR0负载上的最大功率为：负载上的最大功率为：电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 10K10当这两个电阻相当这两个电阻相当这两个电阻相当这两个电阻相串或相并时，等串或相并时，等串或相并时，等串或相并时，等效电阻效电阻效电阻效电阻R R ？I2I31KA41K2K10mA6mAA5A4=？ A5 =？212V+_16V+_155Ia ab b并联：并联：R10串联：R10KA4=7mAA5=3mA结点结点结点结点n=2支路支路支路支路b=3Uab=0 I=0结点？结点？支路？支路？Uab=？I=？电工技术基础电工技术基础曾凡峰曾凡峰 制作制作 本章学习结束。本章学习结束。Goodbye!