电工基础课件PPT课件

1、第一章 电路基础知识第二章 直流电路第三章 电容器第四章 磁场与电磁感应第五章 单相交流电路第六章 三相交流电路目 录第1页/共83页第一章 电路基础知识1.1 电流和电压第2页/共83页第3页/共83页第4页/共83页电动势的单位： 伏 特 (V)电动势的实际方向第5页/共83页v电动势的大小在数值上等于电源两端的开路电压. 理想电压源理想电压源: E=U如何测出电动势的大小?非理想电压源非理想电压源:EUAO E=UAO第6页/共83页1.2 电阻 RSLR对于一段材质和粗细都均匀的导体来说，在一定温度下：第7页/共83页1.3 欧姆定律IRU IUR U UR RI IRUI U-(V

2、) R-() I-(A ) 第8页/共83页rREI? ?rUrIIREURrIEUR?第9页/共83页tWP RURIUIP22 1.4 电工和电功率tUIW 第10页/共83页第二章 直流电路第11页/共83页2.1 串联电路R R1 1R R2 2U U1 1U U2 2U UI IURRRU2111URRRU2122第12页/共83页2.2 并联电路R R1 1U UI IR R2 2I I1 1I I2 2IRRRI2121IRRRI2112第13页/共83页2.3 混联电路2.4 直流电桥X231RRRR321RRRRX第14页/共83页简单电路复杂电路2.5 基尔霍夫定律第15页

3、/共83页AI1I2I5I3I4第16页/共83页AI1I2I3I4I5基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律仅仅适用于节点吗？仅仅适用于节点吗？第17页/共83页基尔霍夫电流定律的推广于任意基尔霍夫电流定律的推广于任意假假定的封闭面定的封闭面， 将闭合面视为一个节点，将闭合面视为一个节点，称为称为广义节点广义节点Ib+Ic=IeIb+Ic=Ie第18页/共83页R1R2R3R5R4E1E2I1I2I3SI1 + I2 = I3第19页/共83页i1+i2=i4+i6i=0i=0第20页/共83页第21页/共83页ABREUABE=IIRUAB+UABEIRRUEIAB=第22页/共83页 在多个电

4、源同时作用的在多个电源同时作用的线性电路线性电路中，中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都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。是各个电源单独作用时所得结果的代数和。概念概念:2.6 叠加原理（电路参数不随电压、电流的变化而改变）第23页/共83页IIIIII I II333222111 +BI2R1I1U1R2AU2I3R3+_+_原电路原电路I2R1I1R2ABU2I3R3+_U2单独作用单独作用+_AU1BI2R1I1R2I3R3U1单独作用单独作用叠加原理叠加原理“恒压源不起作用恒压源不起作用”或或“令其等于令其等于0”，即是将此恒压源去掉，代之以

5、导线，即是将此恒压源去掉，代之以导线连接。连接。第24页/共83页+-10 I4A20V10 10 用迭加原理求：用迭加原理求：I= ?I=2AI= -1AI = I+ I= 1A+10 I 4A10 10 +-10 I 20V10 10 解：解：“恒流源不起作用恒流源不起作用”或或“令其等于令其等于0”，即是将此恒流源去掉，使电路开路。，即是将此恒流源去掉，使电路开路。第25页/共83页应用叠加定理要注意的问题1. 叠加定理只适用于线性电路。叠加定理只适用于线性电路。 2. 叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。 暂时不予考虑的恒压源应予

6、以短路，即令暂时不予考虑的恒压源应予以短路，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、分电路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电 流的代数和。流的代数和。=+第26页/共83页4. 迭加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来迭加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来 求功率，即功率不能叠加。如：求功率，即功率不能叠加。如：5. 运用迭加定理时也可以把电源分组求解，每个分运用迭加定理时也可以把电源分组求解，每

7、个分 电路的电源个数可能不止一个。电路的电源个数可能不止一个。 333 III 设：设：32332332333233)()()(RIRIRIIRIP则：则：I3R3=+第27页/共83页2.7 电压源与电流源的等效变换 自学自学2.8 戴维南定理如果一个复杂电路，只要求某一支路的电流，如果一个复杂电路，只要求某一支路的电流，可以先把待求支路移开，而把其余部分等效为一个电压源可以先把待求支路移开，而把其余部分等效为一个电压源 戴维南定理第28页/共83页 对外电路来说，任何一个线性，均可以用一个等效电压源来，电压源电动势等于二端网络的开路电压UOC， 其内阻等于有源二端网络内所有电源不起作用时，

8、网络两端的等效电阻Rab。内容：内容：有源二端网络RUSRS+_R第29页/共83页未知数未知数：各支路电流：各支路电流解题思路：解题思路：根据基尔霍夫定律，列节点电流根据基尔霍夫定律，列节点电流 和回路电压方程，然后联立求解。和回路电压方程，然后联立求解。支路电流法支路电流法第30页/共83页支路电流法小结支路电流法小结解题步骤解题步骤结论与引申结论与引申12对每一支路假设对每一支路假设一未知电流一未知电流1. 假设未知数时，正方向可任意选择。假设未知数时，正方向可任意选择。对每个节点有对每个节点有0I1. 未知数未知数=B，4解联立方程组解联立方程组对每个回路有对每个回路有UE#1#2#3

9、根据未知数的正负决定电流的实际方向。根据未知数的正负决定电流的实际方向。3列电流方程：列电流方程：列电压方程：列电压方程：2. 原则上，有原则上，有B个支路就设个支路就设B个未知数。个未知数。 （恒流源支路除外）（恒流源支路除外）例外？若电路有若电路有N个节点，个节点，则可以列出则可以列出 ？ 个独立方程。个独立方程。(N-1)I1I2I32. 独立回路的选择：独立回路的选择：已有已有(N-1)个节点方程，个节点方程， 需补足需补足 B -（N -1）个方程。个方程。 一般按网孔选择一般按网孔选择第31页/共83页支路电流法的优缺点支路电流法的优缺点优点：优点：支路电流法是电路分析中最基本的支

10、路电流法是电路分析中最基本的 方法之一。只要根据基尔霍夫定律方法之一。只要根据基尔霍夫定律 欧姆定律列方程，就能得出结果。欧姆定律列方程，就能得出结果。缺点：缺点：电路中支路数多时，所需方程的个电路中支路数多时，所需方程的个 数较多，求解不方便。数较多，求解不方便。支路数支路数 B=4须列须列4个方程式个方程式ab第32页/共83页 电工基础 第二节 磁场及电磁感应 第33页/共83页4.1 磁 场4.2 磁场的主要物理量第34页/共83页直线电流的磁场【右手螺旋定则】第35页/共83页 (2)、环形电流产生的磁场【右手螺旋定则】第36页/共83页(3)、通电线圈产生的磁场iNL 电电感感 【

11、右手螺旋定则】lNH? HB 磁通磁通第37页/共83页4.3 磁场对电流的作用第38页/共83页1电磁力的大小电磁力的大小 B-均匀磁场的磁感应强度均匀磁场的磁感应强度(特斯拉特斯拉T)I -导线中的电流强度导线中的电流强度(安安)L-导线在磁场中的有效长度导线在磁场中的有效长度(米米)F-导线受到的电磁力导线受到的电磁力(牛牛)第39页/共83页 实验还得出实验还得出: :当导体垂直与磁场方向放置时,受电磁力最大；当导体与磁场平行放置时,导线不受力；当导体与磁场方向夹角，导线受力大小介于0与最大值之间。第40页/共83页内容内容: :伸出左手伸出左手, ,拇指与其拇指与其余四指垂直，磁力余

12、四指垂直，磁力线垂直穿过掌心，线垂直穿过掌心，四指指示电流方向，四指指示电流方向，则拇指的指向就是则拇指的指向就是通电导线受力的方通电导线受力的方向向iF第41页/共83页第42页/共83页例：试用左手定则解释两根平行载例：试用左手定则解释两根平行载流直导线间的相互作用力。流直导线间的相互作用力。结论结论：如果两根载流导体电流方向相：如果两根载流导体电流方向相同，相互吸引，反之则排斥。同，相互吸引，反之则排斥。第43页/共83页右手螺旋定则左手定则磁动电生NS总结第44页/共83页磁化互感电？涡流自感钳表第45页/共83页钳形电流表第46页/共83页导磁性能好导磁性能好坏坏铁磁性物质铁磁性物质

13、非铁磁性物非铁磁性物磁化过程磁化过程第47页/共83页第48页/共83页 变化的磁场在导体或线圈中产生电动势的现象叫电磁感应现象。第49页/共83页自感电流变化电流变化闭合闭合断开断开 第50页/共83页内容：线圈中产生感应电动势的大小 与磁通量变化率成正比。tNe 第51页/共83页 判断穿过线圈磁通变化产生感应电动势及感应电流的方向. 俄国物理学家楞次经过大量的实验,于1834年发现的!第52页/共83页第53页/共83页感应电流磁通插插入入感应电流的磁通感应电流的磁通 阻碍阻碍 原磁通的变化原磁通的变化原原磁磁通通增增加加感应磁通感应磁通与之方向与之方向 相反相反原磁通增加第54页/共8

14、3页拔拔出出原磁原磁通减通减少少感应电流磁通原磁通减少感应磁通感应磁通与之方向与之方向相同相同感应电流的磁通感应电流的磁通 阻碍阻碍 原磁通的变化原磁通的变化第55页/共83页 判断感应电动势（感应电流）方向的具体方法： 1、先确定原磁通方向及其变化趋势、先确定原磁通方向及其变化趋势(是增加还是减少是增加还是减少)； 2、根据楞次定律确定感应磁通方向、根据楞次定律确定感应磁通方向 如果原磁通的趋势是增加如果原磁通的趋势是增加,则感应则感应磁通与原有磁通方向相反；磁通与原有磁通方向相反； 反之，原有磁通的变化趋势是减少反之，原有磁通的变化趋势是减少，则感应磁通与原有磁通方向相同。，则感应磁通与原

15、有磁通方向相同。 3、根据感应磁通方向，应用右手螺、根据感应磁通方向，应用右手螺旋定则确定感应电流及感应电动势方旋定则确定感应电流及感应电动势方向。向。+-插插入入N第56页/共83页第57页/共83页切割磁力线磁通变化第58页/共83页切割磁力线磁通变化第59页/共83页 第60页/共83页ei第61页/共83页第62页/共83页感应电流是从3还是4流出？电流从哪端流出来很重要吗？由同一电流感应的电动势，。结论：电流从一个同名端流入，必定从另一个同名端流出。第63页/共83页axAXAN2N1第64页/共83页第65页/共83页第66页/共83页在交变磁场作用下，整块铁芯中产生的旋涡状感应电

16、流称为涡流。铁芯发热线圈绝缘削弱原磁场第67页/共83页第68页/共83页第69页/共83页第70页/共83页电动机首尾端测试方法第71页/共83页第72页/共83页第73页/共83页第74页/共83页第75页/共83页 磁通磁通(磁力线磁力线)集中通过的闭合路径叫集中通过的闭合路径叫磁路磁路。 图 5-13 有分支磁路 图5-12 主磁通和漏磁通 一、磁路的概念一、磁路的概念u 磁路按结构分为： 无分支磁路 和 有分支磁路对称分支磁路 和 不对称有分支磁路第76页/共83页1磁动势磁动势即 F Fm m = = NINI磁动势Em的单位是安培(A)。SIN第77页/共83页2磁阻磁阻 磁通通过磁路时所受到的阻碍作用，用Rm表示。SlRm注:由于磁导率 不是常数，所以Rm也不是常数。)/1();()/( )( 2HRmSmHmlm磁磁阻阻磁磁路路的的截截面面积积米米亨亨磁磁导导率率；磁磁路路的的长长度度 SIN第78页/共83页3磁路欧姆定律磁路欧姆定律mmRE (1) 磁路欧姆定律通过磁路的磁通与磁动势成正比，与磁阻成反比，即 磁阻磁动势磁通 上式与电路的欧姆定律相似， 磁通 对应于电流I， 磁动势Em对应于电动势E， 磁阻Rm对应于电阻R。因此，这一关系称为磁路欧