电工电子技术全套课件[文字可编辑]

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万用表组装万用表组装知识重点1.电流电压正方向；参考方向；电功率计算2.电阻欧姆定律及各种特殊电阻3.电压源、电流源伏安特性4.基尔霍夫定律5.电容伏安关系及工作特性知识难点1.电流源2.叠加定理、戴维南定理必须掌握的理论知识1.电流电压方向、参考方向；电位概念；电功率计算2.电阻欧姆定律；电桥电路平衡条件3. 电压源、电流源伏安特性及等效变换4.基尔霍夫定律及支路电流法5.叠加原理与戴维南定理6. 电容伏安关系及工作特性必须掌握的技能1.万用表使用2.元件焊接及直流电路组装基本技能主要内容主要

2、内容?项目任务?实物图?器械与元件?背景知识?任务操作与指导?考核要求万用表组装万用表组装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?1.1 电路模型电路模型?1.2 电路基本物理?1.3 欧姆定律?1.4电压源与电流源?1.5 基尔霍夫定律?1.6 叠加定理与戴维南定理?1.8 电容充、放电1.1 电路模型电路模型知识分布网络电路模型电路组成电路分类理想电器元件电路模型电路电路模型1.1 电路模型各种电气元件按一定方式组合起来构成的总体。它提供了电流流通的路径。（3）控制元件及联结导线各种形式的开关、导线等2 电路组成：（

3、1）电源：把其它形式的能量（信号 ）转化成电能（电信号）如干电池、蓄电池、发电机等。（2）负载：或称用电器。电能（电信号）转化成其它形式的能量（信号 ）如电灯、电动机等。1 电路：例如：手电筒电路例如：手电筒电路电源开关负载1.1 电路模型（1）用于电能传输、分配、与转换如照明用电电路这种电路特点是工作电压高、传输电能大、常称为强电电路。（2）用于信息传递和处理如扬声器电路这种电路特点是工作电压、电流小，传输电能小，常称为弱电电路。3 .电路根据功能分类：照明用电发电机升压变压器降压变压器电灯热能,水能,核能转电能传输分配电能电能转换为光能扬声器放大器话筒扬声器将语音转换为电信号信号转换、放大

4、、信号处理接受转换信号的设备1.1 电路模型4 电路模型在一定条件下，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，并用一个足以反映该主要性质的模型理想化电路元件来表示。(1) 理想化电路元件：干电池蓄电池直流发电机直流电源E-+或白炽灯电炉丝电烙铁电阻R如：常见的理想电路元件常见的理想电路元件?）理想化电阻元件：理想化电阻元件：表现为电阻表现为电阻性，电能转换为热能。是耗能元件。性，电能转换为热能。是耗能元件。电阻?）理想化电感元件：表现为电感表现为电感性，建立磁场储存磁场能，是储能元件性，建立磁场储存磁场能，是储能元件电感?）理想化电容元件：表现为电容性，表现为电容性

5、，建立电场储存电场能，是储能元件建立电场储存电场能，是储能元件电容1.1 电路模型将实际元件理想化，由理想化的电路元件组成的电路。如： 手电筒的电路模型R0RUS电源中间环节负载S理想化导线理想化电阻理想化电源( 2 ) 电路模型：1.2 电路基本物理量电路基本物理量知识分布网络电路基本物理量电压、电位、电动势电流电功率1.电流（1 ）定义： 在电场的作用下，电荷有规则的定向移动形成电流单位时间内通过导体横截面积的电荷量大小和方向都随时间改变的叫交流，用i表示（3 ） 电流的单位：1 安培（A）=1000毫安(mA) 1 毫安(mA)=1000微安(A)i = dq/ dttQI ?（2）电流

6、大小电流强度（简称电流）：大小和方向都不随时间改变的叫直流，用I表示问题： 在复杂电路中难于判断元件中物理量 的实际方向，电路如何求解？（4） 电流的方向：规定正电荷运动的方向为电流的实际方向。为了方便复杂电路的分析和计算，往往任意选定某一方向作为电流的正方向，也称参考方向。常常用箭头表示。参考方向ab( I0 )电流实际方向电流实际方向I 0 参考方向与实际方向一致I 0 参考方向与实际方向一致U 0 ，说明元件在吸收电能，一定是负载，求出的P 0 ，说明元件在发出电能，一定是电源。电源可能提供电能也可能吸收电能 ，提供电能相当于电源，吸收电能相当于负载。提示！1.3 电阻电阻知识分布网络电

7、 阻电阻分类及标识特殊电阻欧姆定律电桥电路1.3.1 电阻元件有电阻特性，是消耗电能的元件2.电阻元件分类电阻元件分类：iuui线性电阻非线性电阻1. 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、线绕电阻薄膜电阻器绕线电阻器滑线电阻器电位器1.3.2 欧姆定律?U和I 为关联正方向时：RUI ?U和I 为非关联正方向时：RUI?IRURabIRURab注意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明参考方向。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：电桥平衡的条件：电桥平衡的条件：I2

8、GIREdabIgI3I1I4RxR2R4R3C电桥的应用：测外界信号如温度、压力等1.4 1.4 电压源与电流源电压源与电流源知识分布网络电压源与电流源电压源与电流源等效变换电压源电流源实际电压源理想电压源实际电流源理想电流源1.4 .1 电压源 理想电压源(恒压源)特点:(1)输出电压恒定U ?Es,(2)输出电流取决于外电路。(3)内阻r=0IEs+_abU伏安特性IUUs1.4 .1 电压源IUEsUIr+-EsIrEsU?r越大斜率越大（2）实际电压源1.4 .2 电流源（1）理想电流源(恒流源) RO=?时的电流源abIUIsIUIS伏安特性特点:(1) 输出电流恒定I= IS,

9、与端电压无关。(2) 输出端电压取决于外电路。(3) 内阻r=1.4 .2 电流源ISrabUabIUIISRO越小，特性越陡（2）实际电流源I= ISUr1.4.3 电压源与电流源等效变换Ir+-EsbaUISabUI rI = I U= U对外的电压、电流相等。即：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、电流源外特性表达式为电压源、电流源外特性表达式为IrEsU?rIrIsU?U= UrUrEsI? rUIs ?rUrEs?IrEs?rIrIs?rrrEsIs?rrrIsEs?I = I 电压源：电流源：电压源电流源电流源电压源rrrEsIs?

10、rrrIsEs?aEs+-bIUr电压源电压源电流源电流源UrIsabI （1）“等效”是指“对外”等效（等效互换前后对外伏-安特性一致），对内不等效。（2）恒压源与恒流源不能等效变换。提示！提示！1.5 基尔霍夫定律基尔霍夫定律知识分布网络基尔霍夫定律电流定律电压定律支路电流法1.5 基尔霍夫定律基尔霍夫定律支路：电路中每一个分支节点：三个或三个以上支路的会交点回路：电路中任一闭合路径网孔：内部不含其它支路的回路又称独立回路复杂电路的几个术语用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系,其中包括基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律两个定律。I3E3_+R3R6abcdI1I2I5I6I4支路：

11、ab、ad、（共6条）回路：abda、 .（共7 个）节点：a、b、 .(共4个）网孔：abda .(共4个）例例:例1.5.1 基尔霍夫电流定律（KCL）在任一瞬时，流出节点电流之和等于流入该节点电流之和。另一说法：流出电路中某节点电流代数和为0。其中流出取正，流入取负。Ii IOII1I2I3I4I1 I3 I2 I4或I1 I3 - I2 -I4=01、定律内容：推广：适用于封闭面I1I2I3I1 I2 I3IBICIEIB IC IE1.5.2 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，即：U1、定律内容：回路绕行的方向是指回路

12、的循回方向，一般取顺时针方向为绕行方向，其中与回路绕行方向一致的元件，“电压降为正，电压升为负”。提示011133?RIERI033222?RIERI回路a- b- c- a:回路a- d- b- a:0111222?RIEERI回路a- d- b- c- a:aI1I2E2+-R1R3R2+_I3E1cdb例0?ERIUabaIE+_RbUab例例2、基尔霍夫电压定律扩展应用假想的闭合回路1.5.3 支路电流法以各支路电流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1.支路电流法的概念例I1I3I3011133?ERIRI033222?RIRIEaI1I2E2+-R1R3R2+

13、_I3bE1cd1.5.3 支路电流法解题步骤011133?ERIRI1.确定电路支路数B，并标各支路电流参考方向4. 解联立方程组2. 确定节点数N，列出(N -1) 个节点电流方程3. 对网孔回路列电压方程节点数N=2支路数B=3I1I3I3033222?RIRIEaI1I2E2+-R1R3R2+_I3bE1cd1.6 叠加定理与戴维南定理知识分布网络叠加定理与戴维南定理叠加定理戴维南定理负载取得最大电功率条件1.6.1叠加定理在线性电路中，若有多个电源共同作用，则电路中任何支路的电流，或任意两点的电压等于各电源单独作用时产生电流或电压分量代数和。1.叠加定理叠加时只将电源分别考虑，电路的

14、结构和参数不变。暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令E=0；暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令 Is=0。=+提示提示迭加定理只适用于线性电路1.6.1叠加定理+I2I1AR1R2BE2I3R3+_B+_AE1I2R1I1R2I3R3例I2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_BI III II I II333222111 ?I III II I II333222111 ?IIIIII I II333222111 ?原电路E1单独作用E2单独作用（2）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。（1）解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。提示2. 叠加时只将电源分别考

15、虑，电路的结构和参数不变。暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令E=0；暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令 Is=0。1. 叠加定理只适用于线性电路（电路参数不随电压、电流的变化而改变）。3.解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。=+提示！4.叠加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来求功率。1.6.2 戴维南定理二端网络：若一个电路只通过两个端点与外电路相联，则该电路称为“二端网络”。无源二端网络：二端网络中没有电源有源二端网络：二端网络中含有电源ABAB1.6.2 戴维南定理任何一个线性含源二端网络可等效为一个电压源，等效电压源的定值电动势等于含源二端网络的开路电压，等效电压源内阻等于含

16、源网络内电源作用置0后，剩下的纯电阻网络的等效电阻。1. 戴维南定理内容注意：“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RUIUs0r+_RUI即：U= UI= I1.6.2 戴维南定理有源二端网络ABUAB对应的无源二端网络ABABRr? ABSUU?01.6.2 戴维南定理3.等效电压源的定值电动势和内电阻的计算1.6.2 戴维南定理I24V2Ab2a图（a）2IarUS0b_+图（b）图（a）用图（b）等效代替用戴维南定理求图（ a）ab支路电流例Us0a2A24V2Ab第一步：求开端电压Uab1.6.2 戴维南定理)(82240VUs?第二步：求输入电

17、阻rb2ar?2abRr第三步：求未知电流第三步：求未知电流I2IarUS0b_+图（b）)(2228AI?US0=Uab=8V1.6.2 戴维南定理戴维南定理1.8 电容充、放电电容充、放电知识分布网络电容电容结构与分类电容伏安特性换路定律充放电电压电流变化特征充、放电时间电容隔直通交作用电容充放电1.8.1 电容元件1.电容量简称电容，反应电容器储存电荷本领大小的物理量单位：法拉（F）。1F = 106F 1F = 106pFC电容储存电场能221CCCuW ?电容元件是一种能够储存电场能量的元件，是实际电容器的理想化模型。1.8.1 电容元件dtduCi ?uCi只有电容上的电压变化时，

18、电容两端才有电流。在直流电路中，电容上电压不变，相当于开路，因此电容具有“隔直”作用。2.电容的伏安特性结论1.8.1 电容元件云母电容器电解电容器陶瓷电容器几种电容器外形图电解电容有正负极之分，不能接错！1.8.1 电容元件3、电容电路的换路定律（1）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）换路定律电容电压在换路时不能跃变。tEuCtRSUCCE1.8.2 电容充、放电实验检流计检流计E21SCiCuCHL电容无初始电压1.8.2 电容充、放电检流计指针先摆向最高值，然后往回摆动，直至为0。灯泡在S合向1瞬间最亮，然后逐渐变暗，直至完全不亮。1

19、.电容充电S合向”1” 位置OE/RiCtOEuCt充电1.8.2 电容充、放电检流计指针反向摆至最大位置，然后逐渐摆向0位置，灯泡开始最亮，然后逐渐变暗，直至完全不亮。1.电容放电tOEuCS合向2位置：放电OE/RiCt越大充放电越慢，越小充放电越快。一般时，充放电基本结束。1.8.2 电容充、放电2 .电容充放电快慢与充放电充放电时间常数有关CR?在直流电源下，电容经短暂时间充放电后，电流变为0，相当于开路，称“隔直”。在交流电源电压下，电源电压的不断变化，电容不断充放电，电路中一直有电流，称为“通交”。3 .电容有“隔直通交”作用1 .电容充电时电压上升；放电时电压下降。?) 53(?

20、t结论?1.认识电路?2电路安装?3万用表使用方法1.认识电路MF47型万用表原理图（1）电阻测量电路分流电阻R15R18被测电阻内部电池表头 调零电位器（2）直流电压测量电路表头限流电阻R5R12（2）直流电流测量电路限流电阻分流电阻R1R4表头（4）交流电压测量电路表头限流电阻R9R13VD12. 电路安装电路安装?1）清点材料?2）焊接前的准备工作?3）焊接元器件?4）机械部分的安装与调整?5）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，将所有的东西都放在里面

21、。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。图1-35为MF47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2）焊接前的准备工作）焊接前的准备工作?清除元件表面的氧化层。元件引脚弯制成形。?将弯制成型的元器件对照图 1-35插放到线路板上。3）焊接元器件）焊接元器件?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，否则会严重影

22、响电刷的运转。4）机械部分的安装与调整）机械部分的安装与调整?提把的安装；?电刷旋钮的安装；?档位开关旋钮的安装；?电刷的安装；电刷的安装；?线路板的安装。5）故障的排除（1）表针没任何反应可能的原因有：表头、表棒损坏；接线错误；保险丝没装或损坏；电池极板装错（如果将两种电池极板装反位置，电池两极无法与电池极板接触，电阻档就无法工作）；电刷装错。（2）电压档指针反偏这种情况一般是表头引线极性接反。如果DCA、DCV正常，ACV指针反偏，则为二极管D1接反。（3）测电压示值不准这种情况一般是焊接有问题，应对被怀疑的焊点重新处理。?1）测量电阻?2）测量直流电压?3）测量直流电流?4）测量交流电压

23、3、万用表使用方法、万用表使用方法1）测量电阻）测量电阻? 红表棒接“”，黑表棒接“”，把档位开关旋钮打到电阻档合适的量程。? 短接两表棒，旋动电阻调零电位器旋钮，进行调零，使指短接两表棒，旋动电阻调零电位器旋钮，进行调零，使指针打到电阻刻度右边的“0” 处? 将被测电阻脱离电源，用两表棒分别接触电阻两端，从表头指针显示的读数乘所选量程的分辩率数即为被测电阻的阻值。如选用R10档测量，指针指示50，则被测电阻的阻值为：5010500。如果示值过大或过小要重新调整档位，保证读数的精度。注意? 1.测量时不能用手触摸表棒的金属部分，以保证安全和测量准确性。测电阻时如果用手捏住表棒的金属部分，会将人体电阻并接于被测电阻而引起测量误差。? 2.不允许测量带电的电阻，否则会烧坏万用表。? 3.在测量电解电