电工电子第一周..ppt

绪论：电工电子技术发展史,电的产生希腊：琥珀elektron（electron电）摩擦产生静电，吸引羽毛中国：吕氏春秋记载，公元前2500年已经开始使用天然磁石制造指南针,雷电,中国古代神话:雷公（击鼓）电母（镜）,闪电类型：云地放电云云放电球形闪电,避雷,1748，美国的富兰克林风筝实验发明避雷针,静电、生物电,静电莱顿瓶，储存静电人体干燥时容易产生静电生物电伽伐尼青蛙实验电击疗法、神经电流疗法,电池的产生和发展,伏特电池电压的单位V碱性电池锂电池手机等数码产品,燃料电池汽车、宇宙飞船太阳能电池,最早的电报机：伏打电池磁针安培：电流产生磁场法拉第：电磁感应拿破仑时期的通信网英国、瑞典、德国、俄罗斯贝尔发明电话海底通信电缆通用电气（GE）发明无线电话,电与磁有线通信到无线通信,发电、输电、电力网络,火力发电,风力发电,水力发电,核电,发电、输电、电力网络,用电,斯旺电灯棉线炭化曾在巴黎世博会上展出,爱迪生钨丝,竞争联合,申请专利，批量生产促成电力工业发展,课程要求,平时成绩30：上课、作业、实验（两次）,每周一交上周作业，请准备两个作业本,作业：画电路图、务必弄懂,公式和计算过程不能省略,第1章电路和电路元件,1.1电路及其基本物理量,1.2电阻、电感和电容,1.3独立电源,1.4二极管,1.5三极管,本章要求:1.理解电压与电流参考方向的意义；2.理解并会计算电路元件的电压、电流关系，理解电功率和额定值的意义；3.掌握电源的等效变换和电阻的等效变换；4.会计算电路中各点的电位。,第1章电路的基本概念与基本定律,1.1.1电路的作用与组成部分,(1)实现电能的传输、分配与转换,(2)实现信号的传递与处理,1.电路的作用,电路是电流的通路，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。,2.电路的组成部分,电源:提供电能的装置,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,1.1.2电路模型,手电筒的电路模型,用数学方法分析电路实际电路模型化电路模型。,例：手电筒,由电池、灯泡、开关和筒体组成。,理想电路元件,电路元件相应的数学模型,电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。,手电筒的电路模型,电池是电源元件，其参数为电动势E和内阻Ro；,灯泡主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其参数为电阻R；,导线用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。,开关用来控制电路的通断。,今后分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号表示。,1.1.3电流、电压及其参考方向,1.电路基本物理量及单位,物理量,实际方向,电流I,正电荷运动的方向,电功率P,电压U,(电位降低的方向),高电位低电位,单位,kA、A、mA、A,无方向，电路产生或消耗电能的功率,kV、V、mV、V,W、kW,2.电流、电压、电位,电流:,（1.2.1）,在国际单位制中，电流的单位为安培，简称安（A）。常用的电流单位还有千安（kA）、毫安（mA）、微安（A）。,+,+,+,+,+,正电荷的流动方向,电流方向,导体,2.电流、电压、电位,单位换算,手机、mp3,电视机、冰箱、空调,日常生活中，各种用电器,直流电源,交流电源,干电池,电力公司送电,直流DC用I表示,交流AC用i表示,电流的分类,大小与方向都不变化,大小与方向都随时间变化,电位,水位差与电位差,A水位高,B水位低,G水平面,水流,正电荷,+,负电荷,导体,电流,电压、电位、电动势,电压电路中两点之间的电位之差用U表示电位电路中某一点相对于接地点的电压大小用V表示电动势电源内部克服电场力做的功用E表示,电路符号,电流：,电压：,3.电流、电压的表示方法及参考方向,注意：在参考方向选定后,电流(或电压)值才有正负之分。,参考方向：在不知道实际方向的情况下，为了求解电路，对电流或电压任意假定一个正方向。,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。,实际方向与参考方向的关系,若I=5A，则电流从a流向b；,例：,若I=5A，则电流从b流向a。,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。,注意：在参考方向选定后,电流(或电压)值才有正负之分。,？,1.1.4电功率P,U、I参考方向相同时，,U、I参考方向相反时，,通常取U、I参考方向相同。,关联参考方向,非关联参考方向,1.1.4电功率P,U、I取关联参考方向时,P=UI直流电,p=ui交流电,该元件吸收电能，为负载,该元件输出电能，为电源,电源：输出电能的装置,负载:消耗电能的装置,插座,充电器,手机电池,手机通讯电路,负载:消耗电能的装置,电源：输出电能的装置,话筒扬声器,1.2电阻R、电感L、电容C,电阻R单位：欧姆（）,R,电路符号,U=IR,电阻上U、I的关系（参考方向关联时）,欧姆定律,线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线。,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=IR,电流的参考方向与实际方向相反,电压与电流参考方向相反,电阻的功率P的计算,所以，电阻总是消耗电能的,耗能元件,1.2电阻R、电感L、电容C,电感L单位：亨利（H）,电路符号,电感上u、i的关系,直流电路中，I为常数，电感上U0电感相当于没有电阻的导线,当电流i流过电感的时候，电感会产生磁场，并且将电能转化成磁场能储存起来。,储能元件,电感上储存的磁场能,当电源不再提供电能的时候，再将这些储存的磁场能变成电流释放出来。,1.2电阻R、电感L、电容C,电容C单位：法拉（F）,u,+,i,电路符号,电容上u、i的关系,直流电路中，U为常数，电容上I0电容两端相当于断开,常用单位,当电容两端承受电压u的时候，电容会产生电场，并且将电能转化成电场能储存起来。,储能元件,电容上储存的电场能,当电源不再提供电能的时候，再将这些储存的电场能释放出来。,串联和并联,串联：两个元件流过同一个电流I,两个电阻串联时，可等效为一个大电阻：,等效,串联分压：,串联和并联,例：,解：等效电阻为,等效,串联分压,串联和并联,并联：两个元件承受同一个电压U,两个电阻并联时，可等效为一个电阻：,等效,串联分流：,串联和并联,解：等效电阻为,等效,串联分流,例：,电气设备的额定值,额定值:电气设备在正常运行时的规定使用值,解：根据,则可知其IN，UN,超过额定电流，会烧毁，故不能,额定电压，能工作,1.3独立电源,电压源,电路符号,理想电压源：输出一个恒定的电压US,不论外接电阻R的大小如何，其两端的电压,+,U,另一种形式：,E,1.5V,1.5V,+,3V,R,A,B,例：如图电路，请问A、B两点电位分别为多少？,解：接地点电位为0,G,A点电位比G高1.5V,B点电位比A低3V,1.3独立电源,实际电压源,电路符号,电源没有外接电阻开路则两端电压开路电压,有外接电阻R时，其两端的电压会随R改变,+,U,负载电流,电源内阻R0,1.3独立电源,电流源,电路符号,理想电流源：输出一个恒定的电流IS,不论外接电阻R的大小如何，其流过的电流,+,U,I,S,两端电压,1.3独立电源,实际电流源,电路符号,+,U,电源没有外接电阻开路则两端电压开路电压,有外接电阻R时，其流过的电流会随R改变,负载电压,电源内阻R0,电源的等效变换,电压源,电流源,2.内阻R0不变串联变并联,1.,3.保持电源产生的电压U方向一致,电源的等效变换,电压源,电流源,2.内阻R0不变并