电工技术基础第二单元ppt课件

1、工程一工程一 直流电路分析与测试直流电路分析与测试 4.掌握解节点电压法、戴维南定理的内容并能运用于复杂电路的计算。 知识目的：知识目的： 1.掌握欧姆定律、基尔霍夫定律的内容并能运用于电路的分析计算。 2.掌握电阻串、并联电路的特点及电阻串、并联和混联电路的分析计算。 3.熟习电压源、电流源的概念及实践电源两种模型的等效变换。 5.5.了解负载获得最大功率的条件。了解负载获得最大功率的条件。4.4.会用实验数据验证戴维南定理的正确性。会用实验数据验证戴维南定理的正确性。技艺目的：技艺目的：1.1.会进展电阻元件伏安特性的测试。会进展电阻元件伏安特性的测试。 2.2.会进展电压源和电流源外特性

2、的测试。会进展电压源和电流源外特性的测试。 3.3.会用实验数据验证基尔霍夫定律的正确性。会用实验数据验证基尔霍夫定律的正确性。 模块一模块一 简单直流电路的分析简单直流电路的分析 部分电路实际欧姆定律RUI 关联参考方向关联参考方向UIUI非关联参考方向非关联参考方向UIR 全电路欧姆定律RRUIs0I I线性电阻与非线性电阻的伏安特性O常数IUR电气设备的额定值 IN、 UN 、PN 电气设备的额定值是指保证电气设备和元件长期电气设备的额定值是指保证电气设备和元件长期平安任务，所允许的最大电流、电压平安任务，所允许的最大电流、电压 、功率。电气、功率。电气设备在额定形状下任务，最经济合理、

3、平安可靠。设备在额定形状下任务，最经济合理、平安可靠。例例2-5 2-5 知一个阻值为知一个阻值为100100、额定功率为、额定功率为1W1W的电阻，求电阻的电阻，求电阻两端所允许加的最大电压是多少？允许经过电阻的最大电流是两端所允许加的最大电压是多少？允许经过电阻的最大电流是多少？多少？1 10010UPRV可求得最大电压 10.110PIAU允许最大电流 22UPU II RR解：根据公式1.1.丈量线性电阻的伏安特性，由丈量数据绘制伏安特丈量线性电阻的伏安特性，由丈量数据绘制伏安特性曲线。性曲线。直流电压源直流电压源线性电阻线性电阻直流电压表直流电压表直流电流表直流电流表U/VU/V0

4、02 24 46 68 8101012121414I/mAI/mAR/R/2.2.丈量白炽灯泡接入直流电源的电压、电流值，由丈量白炽灯泡接入直流电源的电压、电流值，由丈量数据绘制伏安特性曲线。丈量数据绘制伏安特性曲线。任任 务务直流电压源直流电压源直流电压表直流电压表直流电流表直流电流表白炽灯白炽灯两端网络及等效的概念二端网络：把由很多元件组成的但只需二个端钮与二端网络：把由很多元件组成的但只需二个端钮与外部电源或其他电路相衔接的电路作为一个整体外部电源或其他电路相衔接的电路作为一个整体 电阻串联电路的特点 等效电阻等效电阻URRUnn VV串联电路的运用举例串联电路的运用举例扩展电压表量程扩

5、展电压表量程 VV电阻并联电路的特点 VV等效电阻等效电阻3211111RRRR两个电阻并联等效电阻两个电阻并联等效电阻1212R RRRR VVIRRInn VVIRRRI2121IRRRI2112 VV并联电路的运用并联电路的运用扩展电流表量程扩展电流表量程电阻混联电路的计算UUU步骤步骤1 1 求出串、并联电路的等效电阻求出串、并联电路的等效电阻R R，将电路化简成单回路，将电路化简成单回路2RRU1I2I1RaIb2R4RU1I2I1R3RaIbR U1RaIbabRUaIb/34RRR/2/RRR3421()/abRRRRR步骤步骤2 2 运用欧姆定律求出总电流或总电压运用欧姆定律求

6、出总电流或总电压abRUaIbabUIR步骤步骤3 3 运用分流公式和分压关系求出各电阻上的电流和电压运用分流公式和分压关系求出各电阻上的电流和电压2R4RU1I2I1R3RaIb341234RRIIRRR22234RIIRRR电源是为电路提供电能的电气设备电源是为电路提供电能的电气设备 电压源发电机、干电池、蓄电池、信号源等电压源发电机、干电池、蓄电池、信号源等电流源光电池、电子稳流器等电流源光电池、电子稳流器等理想电压源理想电压源理想电压源伏安特性理想电压源伏安特性SUUI为恣意值 实践电压源实践电压源实践电压源伏安特性实践电压源伏安特性0SUUIR理想电压源的衔接 数值不同的理想电数值不

7、同的理想电压源不能并联！压源不能并联！V7abV15数值不同的理想电压源可以串联，串数值不同的理想电压源可以串联，串联后的总电压为各电压源的代数和。联后的总电压为各电压源的代数和。 V7abV15abV22(a)bau(b)(c)(d)iRusbauiusbauiusbauiusis理想电流源理想电流源理想电流源伏安特性理想电流源伏安特性SIIU U为为恣意恣意值值 /0SUIIR实践电流源实践电流源实践电流源伏安特性实践电流源伏安特性理想电流源：理想电流源： abA5A10数值不同的理想电数值不同的理想电流源不能串联！流源不能串联！abA3A10abA13数值不同的理想电流源可以并联，并数值

8、不同的理想电流源可以并联，并联后的总电流为各电流源的代数和。联后的总电流为各电流源的代数和。 与理与理想电流源想电流源串联的线串联的线性元件可性元件可视为短路，视为短路，等效成理等效成理想电流源。想电流源。 实践电压源与实践电流源的等效变换00RR0ssUIR0SSUR I等效变换条件等效变换条件 本卷须知本卷须知任任 务务1. 1. 测试理想电压源和实践电压源的外特性。测试理想电压源和实践电压源的外特性。 测试理想电压源的外特性测试理想电压源的外特性操作要领：调理操作要领：调理RLRL时，运用万用表丈量，开关时，运用万用表丈量，开关S S处于断开形状处于断开形状电流为电流为0 0。调理后，将

9、。调理后，将S S闭合，丈量电压。万用表一直在闭合，丈量电压。万用表一直在电压和电阻档位切换。电压和电阻档位切换。测试实践电压源的外特性测试实践电压源的外特性任任 务务2.2.测试理想电流源和实践电流源的外特性。测试理想电流源和实践电流源的外特性。 任任 务务3.3.测试实践电压源和实践电流源的等效变换电路的参测试实践电压源和实践电流源的等效变换电路的参数并验证等效变换条件的正确性。数并验证等效变换条件的正确性。470100例题例题1 1 求内阻求内阻11和电源功率和电源功率的电阻的电阻: : 1电源功率电源功率: : VUR1VUR4AIR1AIR4WPR1WPR16WPSU5WPSI20V

10、51abA2A21abA51abA7V71ab V105abV202V1010?I5ab2V1010?IA10A2ab4 . 1V1010?IA12ab4 . 1V1010?IV8 .16ab4 . 110?IV8 .26AI38. 2104 . 18 .26 课堂练习：用电源的等效变换求未知电流。课堂练习：用电源的等效变换求未知电流。 ab310?IV66V12A2V416AI33. 0m=3l=3n=2112332网孔网孔=2+_R1US1+_US2R2R3模块二模块二 复杂直流电路的分析复杂直流电路的分析 有关电路构造的几个名词 图示电路中图示电路中a、b是结点，是结点，c不是结点，不是

11、结点，d点和点和e点间由理点间由理想导线相连，应视为一个结点。该电路共有想导线相连，应视为一个结点。该电路共有3个结点。个结点。 例题例题1 1 阐明图示电路有几条支路、几个节点、几个回阐明图示电路有几条支路、几个节点、几个回路、几个网孔路、几个网孔支路：共支路：共 ？条？条回路：共回路：共 ？个？个节点：共节点：共 ？个？个网孔：？个网孔：？个有几个网眼有有几个网眼有几个网孔几个网孔I3I1I2I5I6I4R3US4US3_+R6+R4R5R1R2_例题例题2 2基尔霍夫电流定律KCL (Kirchhoffs Current Law)0I出入II电路中任一节点电路中任一节点任一闭合曲面任一闭

12、合曲面0I出入III2I1I3I4例题例题3 3 如下图电路中的一个节点处，知如下图电路中的一个节点处，知22IA15IA33IA 4I求流过元件求流过元件A的电流的电流4I4I 例题例题4 41254I 17IA 解：解：2148II211IA211IA8522I 或：或：基尔霍夫电压定律KVL (Kirchhoffs Voltage Law)0UsUI R 或 沿任一回路，各支路电压的代数和恒等于零，或各个沿任一回路，各支路电压的代数和恒等于零，或各个电阻上电压的代数和等于各个电源电压的代数和电阻上电压的代数和等于各个电源电压的代数和0UUS2US1例题例题5 5 列出图示电路的列出图示电

13、路的KVLKVL方程方程 基尔霍夫电压定律可以运用于任一不闭合的电路基尔霍夫电压定律可以运用于任一不闭合的电路0abbauuuu 10su u uu 0I1.丈量复杂直流电路的电流值，并由丈量数据验证电流关系0U2.丈量复杂直流电路的电压值，并由丈量数据验证电压关系任任 务务基尔霍夫定律实验电路基尔霍夫定律实验电路知识点二知识点二 节点电压法节点电压法 ()1()SURUR参考节点参考节点U 求各支路电流和发电机及负载的功率。求各支路电流和发电机及负载的功率。 24R 负载电阻负载电阻发电机并联运转电路发电机并联运转电路例题例题1130SUV11R 发电机发电机1 12117SUV20.6R

14、发电机发电机2 2知知参考节点参考节点U1解题步骤：解题步骤：1 1假定节点电压和各支路电流假定节点电压和各支路电流的参考方向的参考方向 2 2 求出节点电压求出节点电压3 3根据欧姆定律求出各支路电流根据欧姆定律求出各支路电流1212112111SSUURRURRR1111SUUIR2122SUUIR1UIR VV解题步骤：解题步骤：4 4求功率求功率 发电机发电机1 1的功率的功率11 1120 101200SPU IW 21 1120 ( 5)600SPU IW 发电机发电机2 2的功率的功率1120 5600RPU IW负载的功率负载的功率提供功率提供功率吸收功率吸收功率吸收功率吸收功

15、率12SSRPPP功率平衡关系功率平衡关系 V 任何一个线性有源二端网络，对外电路来说，可以任何一个线性有源二端网络，对外电路来说，可以用一个电压源和一个电阻的串联组合来等效替代。其电用一个电压源和一个电阻的串联组合来等效替代。其电压源的电压压源的电压UOC等于原来有源二端网络的开路电压，电等于原来有源二端网络的开路电压，电阻阻R0那么等于该网络中一切独立电源置零电压源短那么等于该网络中一切独立电源置零电压源短接，电流源开路时，两个端点间的等效电阻。接，电流源开路时，两个端点间的等效电阻。+1SU2SU1R2Rab线性有源两端网络线性有源两端网络戴维南等效电路戴维南等效电路+0CU0Rab V

16、V+0CU0Rab戴维南等效电路电源电压戴维南等效电路电源电压UOCUOC和等效内阻和等效内阻R0R0的计算的计算+1SU2SU1R2RabUabR1R2ab012/RRR等效内阻等效内阻VV用戴维南定理计算流过用戴维南定理计算流过3电阻的电流电阻的电流I及电压及电压Uab解题步骤：解题步骤：(1)(1)断开待求支路断开待求支路(2)(2)求开路电压求开路电压UocUoc 132ba3V+-2A1V+-=6V=6V(3)(3)求等效内阻求等效内阻R0 R0 +-UocRo=3=3(4)(4)画出戴维南等效电路，接上画出戴维南等效电路，接上待求支路待求支路, ,求负载电流和电压求负载电流和电压

17、a36Vb+-I=1A Uab=3VI=1A Uab=3V例题例题1 1知：知：R1=20 R1=20 R2=30 R2=30 R3=30 R3=30 R4=20 R4=20 U=10V U=10V求：当求：当 R5=16 R5=16 时，时，I5=?I5=?R1R3+_R2R4R5UI5A2V24+_16I5B例题例题2 2实训六实训六 戴维南等效定理的测试戴维南等效定理的测试任任 务务1.1.丈量二端网络的开路电压、等效内阻。丈量二端网络的开路电压、等效内阻。开路电压开路电压等效内阻等效内阻 操作要领：操作要领：实际分析时的电压源短接，实际分析时的电压源短接，在实践操作时：在实践操作时：第

18、一步：将电压源从电路中移第一步：将电压源从电路中移除；先关电压源除；先关电压源第二步：移除后电路中原电压第二步：移除后电路中原电压源的地方用一导线相连。源的地方用一导线相连。任任 务务2.2.丈量二端网络外特性。丈量二端网络外特性。负载电阻负载电阻 RLRL 开路开路40040030030020020015015010010050500 0有源有源二端网络二端网络I(mA)I(mA) UAB(V) UAB(V)任任 务务负载电阻负载电阻 RLRL 开路开路40030030020020015015010010050500 0戴维南戴维南等效电路等效电路I(mA)I(mA) UAB(V) UAB(V)3. 3. 丈量戴维南等效电路的外特性。丈量戴维南等效电路的外特性。RLSUSIR0L0SRRUI 电工技术中普通思索的是如何提高电源的利用率问题，而电子技术中那么希望负载上得到的