【精品】电工学绪论PPT课件

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1、电工学电工学电工学电工学 绪绪绪绪 论论论论 相相信信大大家家会会有有许许多多问问题题大家的问题：大家的问题：1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9、1010、电电工工学学电工技术电工技术电子技术电子技术非电专业非电专业技术基础技术基础一、课程的作用与任务一、课程的作用与任务 掌握电类掌握电类基本理论基本理论、基本知识基本知识和和基本技能基本技能。 了解电工电子技术的应用和发展概况。了解电工电子技术的应用和发展概况。 学习常用电子器件及其应用技巧。学习常用电子器件及其应用技巧。为从事相关的工程技术及科学研究打基础。为从事相关的工程技术及科学研究打基础。v二、课程

2、的内容与意义二、课程的内容与意义 电工电子技术是研究电工电子技术是研究电能电能及及电子器件电子器件在技术在技术领域中应用的技术基础课程。领域中应用的技术基础课程。 电能电能的的应用范围应用范围极其极其广泛广泛。现代一切科学技术。现代一切科学技术 无不与电有着密切的关系。无不与电有着密切的关系。 在在工农业生产工农业生产中，电能是中，电能是主要的能源主要的能源。 在机械制造工艺上的应用：在机械制造工艺上的应用： 如电镀、电焊、高频淬火、高频冶炼、如电镀、电焊、高频淬火、高频冶炼、 电蚀加工、超声波加工电蚀加工、超声波加工 对非电量的检测和控制：对非电量的检测和控制： 如速度、压力、如速度、压力、

3、 温度、流量温度、流量 我们的日常生活也是完全离不开电能的。我们的日常生活也是完全离不开电能的。 电子技术电子技术是研究是研究电子器件电子器件的的应用应用的科学。的科学。 通过控制电通过控制电 子在不同介质中的运动状态或能量子在不同介质中的运动状态或能量状态而产生不状态而产生不 同的作用的。同的作用的。 电能电能具有无可比拟的具有无可比拟的优越性优越性。 从产生、输送、分配和控制三个方面说明。从产生、输送、分配和控制三个方面说明。 (1) 产生产生机械能机械能发电机发电机 水能水能热能热能太阳能太阳能化学能化学能核能核能生物能生物能风能风能海洋能海洋能 电气设备电气设备 机机 械械 能能热热

4、能能声声 能能光光 能能风风 能能(2) 输送输送 高压架空线、地下电缆、电磁波。高压架空线、地下电缆、电磁波。 (3) 分配和控制分配和控制 变变 电电 站站大型大型 工厂工厂商店商店学校学校小型电能用户小型电能用户输电线输电线水力发电厂水力发电厂变电站变电站小型配电站小型配电站配电站配电站住宅住宅 乡村乡村 电能的应用电能的应用 电网电网 照明照明 喷泉喷泉 淋浴淋浴 供热供热 城市燃气城市燃气燃料电池燃料电池 替替 补补 燃燃 料料 游泳池游泳池 热水热水 供水供水 急救急救 饮用水饮用水 救救 灾灾 净化水净化水 电能的应用电能的应用 超声波加工超声波加工 电能的应用电能的应用 电能的

5、应用电能的应用 电能的应用电能的应用 电能的应用电能的应用 各种检测仪器各种检测仪器 三、电工技术的发展概况三、电工技术的发展概况 在古籍中曾有在古籍中曾有“慈石召铁慈石召铁”和和“琥珀拾芥琥珀拾芥”的记载。的记载。 电和磁是分不开的。电和磁是分不开的。 “石，铁之母也。以有慈石，故能引其子；石之不慈也，亦不能石，铁之母也。以有慈石，故能引其子；石之不慈也，亦不能引也。引也。” 原来战国时中国古人把磁石吸铁比做慈母爱子，所以称磁石为原来战国时中国古人把磁石吸铁比做慈母爱子，所以称磁石为“慈石慈石”。通过慈石的命名，说明古代中国人就已经认识了磁石和磁石。通过慈石的命名，说明古代中国人就已经认识了

6、磁石和磁石吸铁的性能。吸铁的性能。 在修建阿房宫的时候，秦始皇根据在修建阿房宫的时候，秦始皇根据“磁石召铁磁石召铁”的原理，叫工匠的原理，叫工匠给他设计一种磁石门。据一本专门记载秦汉宫庭轶事的给他设计一种磁石门。据一本专门记载秦汉宫庭轶事的三辅黄图三辅黄图说：说：“阿房宫阿房宫以慈石为门，怀刃者止之。以慈石为门，怀刃者止之。” 三、电工技术的发展概况三、电工技术的发展概况 关于关于“琥珀拾芥琥珀拾芥” 。 很早很早以前，有一种亮晶晶的很早很早以前，有一种亮晶晶的“小石头小石头”，人们传说是老虎死后，人们传说是老虎死后的精魂入地变成的，因此称它为的精魂入地变成的，因此称它为“虎魄虎魄”。又因为它

7、晶亮透明，有着。又因为它晶亮透明，有着美丽的光泽，希腊的艺匠们就用它磨成各种珍贵的装饰品，因而又改美丽的光泽，希腊的艺匠们就用它磨成各种珍贵的装饰品，因而又改叫叫“琥珀琥珀”。 其实它是松树脂滴在地上，经过千万年演变成的化石，由碳、氢、其实它是松树脂滴在地上，经过千万年演变成的化石，由碳、氢、氧等元素组成，氧等元素组成，属于一种非晶体的有机物。属于一种非晶体的有机物。在我国还是一种补心安神在我国还是一种补心安神的名贵药材。的名贵药材。 人们发现一个奇怪有趣的现象：琥珀制品总是吸引毛发、羽毛、碎人们发现一个奇怪有趣的现象：琥珀制品总是吸引毛发、羽毛、碎稻草等轻小物体。古人迷信，以为是什么稻草等轻

8、小物体。古人迷信，以为是什么“妖魔妖魔”在作怪呢。在作怪呢。 三、电工技术的发展概况三、电工技术的发展概况 磁石磁石首先首先应用应用于指示方向和校正时间，于指示方向和校正时间， 由于航海事业发展的需要，我国在由于航海事业发展的需要，我国在1111世纪世纪就发明了就发明了指南针指南针。 电电工工技术的发展主要是从十八世纪末技术的发展主要是从十八世纪末 1785 年年库仑建立库仑建立 库仑定律开始的。而库仑定律开始的。而 1800 年化学电池年化学电池的发明的发明揭揭开了人类开了人类 利用电能的序幕利用电能的序幕； 18201820 年年，奥斯特发现了电流对磁针有力的作用，揭开了，奥斯特发现了电流

9、对磁针有力的作用，揭开了 电学理论新的一页。同年安培确定了通有电流的线圈的电学理论新的一页。同年安培确定了通有电流的线圈的 作用与磁铁相似，这就指出了作用与磁铁相似，这就指出了磁现象磁现象的本质问题；的本质问题； 18261826 年，欧姆建立了年，欧姆建立了欧姆定律欧姆定律；18311831年，法拉第发现的年，法拉第发现的电磁感应电磁感应现象是以后电工技术现象是以后电工技术 的重要理论基础；的重要理论基础； 18331833年年，楞次建立楞次定律。其后他致力于电机理论，楞次建立楞次定律。其后他致力于电机理论 的研究并阐明了电机的可逆性原理。的研究并阐明了电机的可逆性原理。 18341834年

10、，雅可比制造出世界上年，雅可比制造出世界上第一台电动机第一台电动机，从而证明了，从而证明了实际应用电能的可能性。实际应用电能的可能性。 18381838年年，用一台直流电动机拖动轮船，以，用一台直流电动机拖动轮船，以4 km/h 逆流而逆流而上和顺流而下，这是最早的实用电动机。上和顺流而下，这是最早的实用电动机。 18441844年，楞次与焦耳分别独立确定了电流热效应定律。年，楞次与焦耳分别独立确定了电流热效应定律。 1864-18731864-1873年，麦克斯韦提出了年，麦克斯韦提出了电磁波理论电磁波理论。 18881888年，赫兹通过实验获得了电磁波。年，赫兹通过实验获得了电磁波。 19

11、19世纪末世纪末，发明了三相同步发电机、三相变压器、三相异，发明了三相同步发电机、三相变压器、三相异步电动机以及三相输电方式。步电动机以及三相输电方式。四、电子技术的发展历史四、电子技术的发展历史 电子技术是在电子技术是在19世纪末叶世纪末叶无线电发明之后才无线电发明之后才 发展起来的发展起来的一门重要学科一门重要学科。 2020世纪初世纪初 真空管真空管 通信技术，测量技术通信技术，测量技术,计算技术、自动计算技术、自动控制技术。控制技术。 2020世纪世纪四十年代四十年代：晶体管：晶体管 晶体管与电子管相比晶体管与电子管相比 体积小、重量轻、功耗低、寿命长。体积小、重量轻、功耗低、寿命长。

12、 2020世纪世纪六十年代六十年代：集成电路集成电路 SSI里程碑！里程碑！ （4个晶体管）个晶体管） （3亿个晶体管）亿个晶体管） LSI VLSI MSI 真空管真空管 第一代电子器件第一代电子器件 晶体管晶体管 第二代电子器件第二代电子器件 中、小规模集成电路中、小规模集成电路 第三代电子器件第三代电子器件 大规模集成电路大规模集成电路 第四代电子器件第四代电子器件 超大规模集成电路超大规模集成电路 第五代电子器件第五代电子器件微电子学微电子学 电力电子学电力电子学 电子技术电子技术 电子电路电子电路电子电路电子电路 电子器件与电阻器、电感器、电容器、变压器、电子器件与电阻器、电感器、电

13、容器、变压器、开关等元件适当地连接起来所组成的电路。开关等元件适当地连接起来所组成的电路。电子电路的主要特点电子电路的主要特点控制方便、工作灵敏、响应速度快等。控制方便、工作灵敏、响应速度快等。(3) 电子电路必须采用非线性电路的分析方法来分析电子电路必须采用非线性电路的分析方法来分析 电子电路与普通电路的主要区别电子电路与普通电路的主要区别电子电路与普通电路的主要区别电子电路与普通电路的主要区别(1) 电子电路包含有电子器件电子电路包含有电子器件(2) 电子器件的特性往往是非线性的电子器件的特性往往是非线性的电子电路电子电路分立电路分立电路集成电路集成电路分立电路分立电路 由各种单个的电子器

14、件和元件构成的电路由各种单个的电子器件和元件构成的电路(3) 体积大，功耗大，可靠性低。体积大，功耗大，可靠性低。分立电路的主要特点分立电路的主要特点(1) 把许多元件和器件把许多元件和器件焊接焊接在在印制电路板上印制电路板上。(2) 焊点多，容易造成虚焊。焊点多，容易造成虚焊。集成电路集成电路（ICintegrated circuit） 把许多晶体管与电阻等元件把许多晶体管与电阻等元件制作在同一块硅晶片制作在同一块硅晶片上上的电路的电路(1) 体积小，重量轻。体积小，重量轻。 集成电路的主要特点集成电路的主要特点(2) 功耗小。功耗小。(3) 可靠性高。可靠性高。(4) 寿命长。寿命长。世界

15、上世界上第一块集成电路第一块集成电路在在1959年美国的德州年美国的德州仪器公司仪器公司和西屋电气公司诞生，电路上仅集成了和西屋电气公司诞生，电路上仅集成了4只晶体管。只晶体管。集成电路发展的历程集成电路发展的历程(1) 小规模集成电路小规模集成电路(2) 中规模集成电路中规模集成电路(3) 大规模集成电路大规模集成电路(4) 超大规模集成电路超大规模集成电路郑州大学电气工程学院 半导体元件半导体元件郑州大学电气工程学院 微处理器（微处理器（CPU）电子技术应用电子技术应用有线载波通信、激光通信、光纤维通信等。有线载波通信、激光通信、光纤维通信等。特点：快速、灵敏、精确等。特点：快速、灵敏、精

16、确等。(1) 通信系统通信系统无线电通信无线电通信(包括广播、电报、电视等包括广播、电报、电视等)、(2) 自动自动控制控制在自动化技术中，电子在自动化技术中，电子控制是后起之秀。控制是后起之秀。 (3) 测量方面的应用测量方面的应用电测量的主要特点电测量的主要特点a. 准确度和灵敏度高，测量范围广。准确度和灵敏度高，测量范围广。b. 可以智能化。可以智能化。c. 可以进行远距离测量。可以进行远距离测量。a. 电量测量电量测量b. 非电量电测量非电量电测量(4) 电子技术对计算机的发展电子技术对计算机的发展 20世纪世纪40年代第一台数字电子计算机的一些参数年代第一台数字电子计算机的一些参数b

17、.功率功率130 kWa. 使用了使用了18,000个电子管个电子管c. 质量达质量达30 td.占地约占地约150 m2e. 运算速度约运算速度约5000 次次/秒秒f. 故障率高故障率高现代微型计算机的主要特点现代微型计算机的主要特点a. 采用了大规模和超大规模集成电路采用了大规模和超大规模集成电路b. 功耗低功耗低c. 体积小体积小d. 重量轻重量轻e. 运算速度快运算速度快f. 功能强大功能强大五、课程主要内容及研究重点五、课程主要内容及研究重点基本知识基本知识注重注重学习和培养学习和培养学习和培养学习和培养基本理论基本理论基本技能基本技能各部分的特点各部分的特点各部分的特点各部分的特

18、点电路理论部分：电路理论部分：电路理论部分：电路理论部分：研究对象：研究对象：研究对象：研究对象：从实体抽象出的电路模型从实体抽象出的电路模型从实体抽象出的电路模型从实体抽象出的电路模型应注意：应注意：应注意：应注意：从共性中发现个性从共性中发现个性从共性中发现个性从共性中发现个性 理论要严密，计算要精确理论要严密，计算要精确理论要严密，计算要精确理论要严密，计算要精确电气控制部分：电气控制部分：电气控制部分：电气控制部分：研究对象：研究对象：研究对象：研究对象：具有不同特点的电气元件具有不同特点的电气元件具有不同特点的电气元件具有不同特点的电气元件以及具有不同功能的电路实体以及具有不同功能的

19、电路实体以及具有不同功能的电路实体以及具有不同功能的电路实体应注意：应注意：应注意：应注意：从特性中发现共性从特性中发现共性从特性中发现共性从特性中发现共性电子技术部分：电子技术部分：电子技术部分：电子技术部分：研究对象：研究对象：研究对象：研究对象：各种电子器件以及具有不各种电子器件以及具有不各种电子器件以及具有不各种电子器件以及具有不同功能的分立和集成电路同功能的分立和集成电路同功能的分立和集成电路同功能的分立和集成电路应注意：应注意：应注意：应注意：管管管管路路路路用之间的关系用之间的关系用之间的关系用之间的关系 管为路用，以路为主，重点放在管为路用，以路为主，重点放在管为路用，以路为主

20、，重点放在管为路用，以路为主，重点放在 基本电路上基本电路上基本电路上基本电路上 分立为基础，集成为重点，分立为分立为基础，集成为重点，分立为分立为基础，集成为重点，分立为分立为基础，集成为重点，分立为 集成服务集成服务集成服务集成服务 六、考核方式：六、考核方式：六、考核方式：六、考核方式： 闭卷考试闭卷考试闭卷考试闭卷考试 70%70% 平时成绩平时成绩平时成绩平时成绩 30%30%（考勤，习题等）（考勤，习题等）（考勤，习题等）（考勤，习题等）七、教材及参考书七、教材及参考书七、教材及参考书七、教材及参考书l 教材：教材： 电工学（少学时）电工学（少学时）高等教育出版社，唐介主编高等教育出版社，唐介主编l 参考书参考书： 电工学简明教程电工学简明教程 高等教育出版社，秦曾煌主编高等教育出版社，秦曾煌主编 电工学电工学 机械工业出版社，高有华主编机械工业出版社，高有华主编 祝同学们有所进步，祝同学们有所进步， 有所有所创造！创造！ 主动迎接主动迎接2121世纪的挑战世纪的挑战谢谢谢谢! !