电工电子技术[田玉][电子教案]

1、电工电子技术电工电子技术田 玉 主 编王世桥 副主编王宗贵 主 审全国高职高专规划教材精品与示范系列知识重点知识重点 知识难点知识难点 序号名称型号规格数量1万用表组件MF47型1套2电池1.5V13电池9V14电烙铁15剪线钳、镊子各16焊锡若干知识分布网络知识分布网络电路模型电路模型电路组成电路组成电路分类电路分类理想电器元件理想电器元件电路模型电路模型电路电路电路模型电路模型控制元件及联结导线控制元件及联结导线2 电路组成：电路组成：电源：电源：负载：负载：1 电路：电路：（1）用于电能传输、分配、与转换）用于电能传输、分配、与转换（2）用于信息传递和处理）用于信息传递和处理照明用电照明

2、用电发电机发电机升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器电灯电灯热能热能,水水能能,核能核能转电能转电能传输分配电能传输分配电能电能转换电能转换为光能为光能放大器放大器话筒话筒扬声器扬声器将语音转换将语音转换为电信号为电信号信号转换、放信号转换、放大、信号处理大、信号处理接受转换信接受转换信号的设备号的设备在一定条件下，忽略实际电工设备和电子元器件的一些在一定条件下，忽略实际电工设备和电子元器件的一些次要性质，只保留它的一个主要性质，并用一个足以反次要性质，只保留它的一个主要性质，并用一个足以反映该主要性质的模型映该主要性质的模型理想化电路元件来表示。理想化电路元件来表示。理想化电阻元件：理想

3、化电阻元件：电阻电阻理想化电感元件：理想化电感元件：电感电感理想化电容元件：理想化电容元件：电容电容1.1 电路模型电路模型将实际元件理想化，由理想化的电路元件由理想化的电路元件组成的电路。如：如： 手电筒的电路模型手电筒的电路模型R0RUS电源电源中间环节中间环节负载负载S理想化理想化导线导线理想化理想化电阻电阻理想化理想化电源电源1.2 电路基本物理量电路基本物理量知识分布网络知识分布网络1.电流电流（1）定义定义：（3） 电流的单位：电流的单位：1安培（安培（A）=1000毫安毫安(mA) 1毫安毫安(mA)=1000微安微安(A)i = dq/dttQI （2）电流大小）电流大小电流强

4、度（简称电流）：电流强度（简称电流）： 问题：问题： 在复杂电路中难于判断元件中在复杂电路中难于判断元件中物理量物理量 的实际方向，电路如何求解？的实际方向，电路如何求解？电流实际方向电流实际方向电流实际方向电流实际方向I I 0 0 参考方向与实际方向一致参考方向与实际方向一致I I 0 0 参考方向与实际方向一致参考方向与实际方向一致 U 0，说明元件在吸收电能，一定是，说明元件在吸收电能，一定是负载负载，求出的求出的P 0，说明元件在发出电能，一定是，说明元件在发出电能，一定是电源电源。电源可能提供电能也可能吸收电能电源可能提供电能也可能吸收电能 ，提供电能，提供电能相当于电源，吸收电能

5、相当于负载。相当于电源，吸收电能相当于负载。1.3.1 电阻元件电阻元件2.电阻元件分类电阻元件分类： iuui线性电阻线性电阻非线性电阻非线性电阻1. 定义：定义：aiRub1.3.1 电阻元件电阻元件按材料分碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻按材料分碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻 薄膜电阻器薄膜电阻器 绕线电阻器绕线电阻器 滑线电阻器滑线电阻器 电位器电位器 1.3.2 欧姆定律欧姆定律 RUI RUI IRURab IRURab注意：注意：用欧姆定律列方程时，一定要在用欧姆定律列方程时，一定要在 图中标明参考方向。图中标明参考方向。直流电桥直流电桥c检流计电流为0；c、d两点电位相等 相对桥

6、臂电阻乘积相等 即：423RRRRx知识拓展电桥电路 电桥平衡的特征：电桥平衡的特征：电桥平衡的条件：电桥平衡的条件：I2GIREdabIgI3I1I4RxR2R4R3C1.4 电压源与电流源电压源与电流源知识分布网络知识分布网络电压源电压源与电流源与电流源电压源与电流源等效变换电压源与电流源等效变换电压源电压源电流源电流源实际电压源实际电压源理想电压源理想电压源实际电流源实际电流源理想电流源理想电流源1.4 .1 电压源电压源(1)(1)输出电压恒定输出电压恒定U U EsEs, ,(2)(2)输出电流取决于外电路。输出电流取决于外电路。(3)(3)内阻内阻 r r=0=0IEs+_abU伏

7、安特性伏安特性IUUsIUEsUIr+-EsIrEsUr越大越大斜率越大斜率越大abIUIsIUIS特点特点: :(1) (1) 输出电流恒定输出电流恒定I= II= IS S, , 与端电压无关。与端电压无关。(2) (2) 输出端电压取决于外电路。输出端电压取决于外电路。(3) (3) 内阻内阻 r r= =ISrabUabIUIISRO越小，越小，特性越陡特性越陡I= IS UrIr+-EsbaUISabUI rI = I U= U对外的电压、电流相等。对外的电压、电流相等。即：即：等效的概念：等效的概念：电压源、电流源等效互换公式电压源、电流源等效互换公式 rUIsI电压源、电流源外特

8、性表达式为电压源、电流源外特性表达式为 IrEsUrIrIsUU= UrUrEsI rUIs rUrEsIrEs rIrIsrrrEsIsrrrIsEsI = I 电压源：电压源：电流源：电流源： 电压源电压源电流源电流源 电流源电流源电压源电压源rrrEsIsrrrIsEsaEs+-bIUr电压源电压源电流源电流源UrIsabI （1）“等效等效”是指是指“对外对外”等效（等效互换等效（等效互换前后对外伏前后对外伏-安特性一致），安特性一致），对内不等效。对内不等效。（2）恒压源与恒流源不能等效变换。）恒压源与恒流源不能等效变换。知识分布网络知识分布网络支路：支路：电路中每一个分支电路中每一

9、个分支节点：节点：三个或三个以上支路的会交点三个或三个以上支路的会交点回路：回路：电路中任一闭合路径电路中任一闭合路径网孔：网孔：内部不含其它支路的回路又称独立回路内部不含其它支路的回路又称独立回路 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-支路：支路：ab、ad、 （共（共6条）条）回路：回路：abda、 .（共（共7 个）个）节点：节点：a、 b、 . (共共4个）个）网孔：网孔： abda . (共共4个）个）例例:例例1.5.1 基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCL） Ii IOII1I

10、2I3I4I1 I3 I2 I4或I1 I3 - I2 - I4=01、定律内容、定律内容：I1I2I3IBICIE1.5.2 基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL）在任一瞬时，对电路中任一回路，沿任意循行方向转一周，各元件电压代数和为0，其中与回路绕行方向一致的元件电压取正，相反的取负。即： U1、定律内容、定律内容：011133RIERI033222RIERI回路回路 a-b-c-a:回路回路 a-d-b-a:0111222RIEERI 回路回路 a-d-b-c-a:aI1I2E2+-R1R3R2+_I3E1cdb例例0ERIUabaIE+_RbUab例例2、电压定律扩展应用、电压定

11、律扩展应用假想的闭合回路假想的闭合回路1.5.2 基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL）1.5.3 支路电流法支路电流法以各以各支路电流支路电流为未知量依据基尔霍夫两条定律列为未知量依据基尔霍夫两条定律列方程的分析方法称为支路电流法方程的分析方法称为支路电流法 1.支路电流法的概念支路电流法的概念例例I1 I3 I3011133ERIRI033222RIRIEaI1I2E2+-R1R3R2+_I3bE1cd1.5.3 支路电流法支路电流法011133ERIRI1.确定电路支路数确定电路支路数B，并，并标各支路电流参考方向标各支路电流参考方向 4. 解解联立方程组联立方程组2. 确定节点数

12、确定节点数N，列出列出(N -1) 个节点个节点电流方程电流方程3. 对对网孔回路网孔回路列电压列电压方程方程I1 I3 I3033222RIRIEaI1I2E2+-R1R3R2+_I3bE1cd2. 解题步骤：解题步骤：1.6 叠加定理与戴维南定理叠加定理与戴维南定理=+1.6.1叠加定理叠加定理+I2I1AR1R2BE2I3R3+_B+_AE1I2R1I1R2I3R3例例I2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_B I I I I I I I I I333222111 I I I I I I I I I333222111 I II I II I I I333222111 原电路原电路E1单

13、独作用单独作用E2单独作用单独作用（2）各电源作用分量电流、电压与总电流、）各电源作用分量电流、电压与总电流、电压参考方向一致取正，相反取负。电压参考方向一致取正，相反取负。（1 1）解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。）解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。E=0E=0Is=0Is=0。=+二端网络：二端网络：若一个电路只通过两个端点与外电路若一个电路只通过两个端点与外电路 相联，则该电路称为相联，则该电路称为“二端网络二端网络”。无源二端网络无源二端网络： 二端网络中没有电源二端网络中没有电源有源二端网络：有源二端网络： 二端网络中含有电源二端网络中含有电源ABAB1.6.2 戴戴维

14、南定理维南定理任何一个线性含源二端网络可任何一个线性含源二端网络可等效等效为一个电压源，等效为一个电压源，等效电压源的电压源的定值电动势定值电动势等于含源二端网络的开路电压，等等于含源二端网络的开路电压，等效电压源效电压源内阻内阻等于含源网络内电源作用置等于含源网络内电源作用置0后，剩下的纯后，剩下的纯电阻网络的等效电阻。电阻网络的等效电阻。 1. 戴维南定理内容戴维南定理内容注意：注意：“等效等效”是指对端口外等效是指对端口外等效2. 有源二端网络用电压源模型等效的概念有源二端网络用电压源模型等效的概念有源有源二端网络二端网络RUIUs0r+_RU I 即：即：U= U I= I 1.6.2

15、 戴戴维南定理维南定理有源有源二端网络二端网络ABUAB对应的对应的无源无源二端网络二端网络ABABRr ABSUU01.6.2 戴戴维南定理维南定理3.等效电压源的定值电动势和内电阻的计算等效电压源的定值电动势和内电阻的计算1.6.2 戴戴维南定理维南定理 I2 4V 2A b2 a图（图（a）2 IarUS0 b_+图（图（b）用戴维南定理求图（用戴维南定理求图（a）ab支路电流支路电流例例Us0a2A 2 4V 2A b第一步：求开端电压第一步：求开端电压Uab1.6.2 戴戴维南定理维南定理)(82240VUs第二步：求输入电阻第二步：求输入电阻 rb2 ar2abRr第三步：求未知电

16、流第三步：求未知电流 I2 IarUS0 b_+图（b）)(2228AIUS0=Uab=8V1.6.2 戴戴维南定理维南定理1.8 电容充、放电电容充、放电1.8.1 电容元件电容元件1.电容量电容量单位：单位：法拉（法拉（F）。）。1F = 106F 1F = 106pFC电容储存电场能电容储存电场能221CCCuW 电容元件电容元件dtduCi uCi只有电容上的电压变化时，电容两端才有电流只有电容上的电压变化时，电容两端才有电流。在直流电路中，电容上电压不变，。在直流电路中，电容上电压不变，相当于开路，因此电容具有相当于开路，因此电容具有“隔直隔直”作用。作用。2.电容的伏安特性电容的伏

17、安特性 几种电容器外形图几种电容器外形图 电解电容有正电解电容有正负极之分，不负极之分，不能接错！能接错！1.8.1 电容元件电容元件3、电容电路的换路定律、电容电路的换路定律（1）换路：）换路： 是指电路工作条件改变，比如电路连接与断开，电路联接方式变化，元件参数变化等。 （2）换路定律）换路定律 电容电压在换路时不能跃变跃变。 tEuCt RSUCCE1.8.2 电容充、放电电容充、放电实验实验检流计检流计 E21SCiCuCHL电容无初始电压电容无初始电压 1.8.2 电容充、放电电容充、放电检流计指针先摆向最高值，检流计指针先摆向最高值，然后往回摆动，直至为然后往回摆动，直至为0 0。

18、灯。灯泡在泡在S S合向合向1 1瞬间最亮，然后瞬间最亮，然后逐渐变暗，直至完全不亮。逐渐变暗，直至完全不亮。1.电容充电电容充电S合向合向”1”位置位置OE/RiCtOEuCt1.8.2 电容充、放电电容充、放电tOEuCOE/RiCt越大充放电越慢，越大充放电越慢，越小充放电越快。一般越小充放电越快。一般 时，充放电基本结束。时，充放电基本结束。1.8.2 电容充、放电电容充、放电2 .电容充放电快慢与充放电电容充放电快慢与充放电充放电时间常数充放电时间常数有关有关CR3 .电容有电容有“隔直通交隔直通交”作用作用1 . .电容充电时电压上升；放电时电压下降。电容充电时电压上升；放电时电压

19、下降。) 53 (tl1.认识电路认识电路l2电路安装电路安装 l3万用表使用方法万用表使用方法1.认识电路认识电路MF47型万用表原理图型万用表原理图 分流电阻R15R18被测电阻 内部电池表头 调零电位器表头限流电阻R5R12限流电阻分流电阻R1R4表头表头限流电阻R9R13VD12. 电路安装电路安装l1）清点材料）清点材料 l2）焊接前的准备工作）焊接前的准备工作l3）焊接元器件）焊接元器件l4）机械部分的安装与调整）机械部分的安装与调整l5）故障的排除）故障的排除1）清点材料）清点材料参考材料配套清单，按材料清单一一对应，记清每个元件参考材料配套清单，按材料清单一一对应，记清每个元件

20、的名称与外形。打开时请小心，不要将塑料袋撕破，以免的名称与外形。打开时请小心，不要将塑料袋撕破，以免材料丢失。清点材料时请将表箱后盖当容器，将所有的东材料丢失。清点材料时请将表箱后盖当容器，将所有的东西都放在里面西都放在里面 。清点完后请将材料放回塑料袋备用。注。清点完后请将材料放回塑料袋备用。注意表头不能跌坏或者拿在手里晃动。档位开关由安装在正意表头不能跌坏或者拿在手里晃动。档位开关由安装在正面的档位开关旋钮和安装在反面的电刷旋钮组成。测量线面的档位开关旋钮和安装在反面的电刷旋钮组成。测量线路板有黄绿两面，绿面用于焊接，黄面用于安装元件。路板有黄绿两面，绿面用于焊接，黄面用于安装元件。 图图1-35为为MF47型万用表测量线路板型万用表测量线路板MF47型万用表测量线路板型万用表测量线路板 l 检查每个元器件插放是否正确、整齐，二极管、检查每个元器件插放是否正确、整齐，二极管、电解电容极性是否正确，电阻读数的方向是否一电解电容极性是否正确，电阻读数的方向是否一致，全部合格后方可进行元器件的焊接。焊接时致，全部合格后方可进行元器件的焊接。焊接时一定要注意电刷轨道上一定不能粘上锡，否则会一定要注意电刷轨道上一定不能粘上锡，否则会严重影响电刷的运转。严重影响电刷的运转。 （1 1）表针没任何反应）表针没