电工技术第一章

1、电工电子教研室：唐恒娟电工电子教研室：唐恒娟联系电话：联系电话QQ: 2411570880一、课程的性质与目的一、课程的性质与目的 本课程是理工科非电类专业的一本课程是理工科非电类专业的一门技术基础课。本课程的目的是：门技术基础课。本课程的目的是： 使学生通过本课程的学习，掌握使学生通过本课程的学习，掌握电工与电子技术的基础知识、基本理电工与电子技术的基础知识、基本理论和基本技能，了解电工电子技术发论和基本技能，了解电工电子技术发展的概况，为学习后续课程以及从事展的概况，为学习后续课程以及从事工程技术和科学研究工作打下一定基工程技术和科学研究工作打下一定基础础 。二、

2、主要内容及基本要求二、主要内容及基本要求 本课程包括电路、电子技术两部分。以电路基本理论本课程包括电路、电子技术两部分。以电路基本理论为基础，并兼顾电子技术，通过讲授、实验、习题等教学为基础，并兼顾电子技术，通过讲授、实验、习题等教学环节的实施，使学生达到以下基本要求：环节的实施，使学生达到以下基本要求： 1、电路部分：掌握基本定律和基本分析方法，并能进行、电路部分：掌握基本定律和基本分析方法，并能进行线性电路的计算。线性电路的计算。 2、电子技术部分：重点了解电子元件和集成电路的外部、电子技术部分：重点了解电子元件和集成电路的外部特性与基本应用；对电子电路能进行定性分析、对简单电特性与基本应

3、用；对电子电路能进行定性分析、对简单电子电路能进行定量计算。子电路能进行定量计算。 3、实验部分：通过实验训练，掌握基本的实验技能，并、实验部分：通过实验训练，掌握基本的实验技能，并培养严谨的科学作风。培养严谨的科学作风。 4、具有进一步自学电工与电子技术的能力。、具有进一步自学电工与电子技术的能力。第一章第一章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律第二章第二章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法第三章第三章 正弦交流电路正弦交流电路 第四章第四章 三相电路三相电路第五章第五章 动态电路的暂态分析动态电路的暂态分析 时间时间: 第二、三、四、五、六、七周第二、三、四、五、六、七周

4、 电工技术讲授内容电工技术讲授内容电工技术实验内容电工技术实验内容实验实验1 叠加原理叠加原理实验实验2 基尔霍夫定律基尔霍夫定律实验实验3 三相交流电路电流、电压测量三相交流电路电流、电压测量第第1 1章章 电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律 电路的基本概念电路的基本概念1.11.21.3理想电路元件理想电路元件基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.参考方向、（非参考方向、（非 ）关联参考方向）关联参考方向 重点重点： 难点难点：2.理想电路元件及元件伏安特性（理想电路元件及元件伏安特性（VCR）3.基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.参考方向的理解参考方向的理解2.基尔霍夫两大定律的灵活应用基

5、尔霍夫两大定律的灵活应用1.1电路的基本概念电路的基本概念1. 1.1 实际电路的组成及作用实际电路的组成及作用 实际电路是由电气器件和电气设备用导线相互实际电路是由电气器件和电气设备用导线相互连接，为实现某种功能而构成的连接，为实现某种功能而构成的电流通路电流通路。电源电源负载负载中间环节中间环节电源电源 激励（源）激励（源） 输入输入 产生产生电流和电压电流和电压响应响应输出输出说明说明1.1 电路的基本概念电路的基本概念实际电路的组成实际电路的组成 (1) (1) 实现电能的传输、分配与转换。实现电能的传输、分配与转换。 (2) (2) 实现信息的传递与处理。实现信息的传递与处理。1.1

6、 电路的基本概念电路的基本概念实际电路的作用实际电路的作用1.1 电路的基本概念电路的基本概念1. 理想电路元件理想电路元件实际的电气器件工作时产生的电磁现象比较复杂；实际的电气器件工作时产生的电磁现象比较复杂； 理想电路元件是对实际电路元件的科学抽象和概括；理想电路元件是对实际电路元件的科学抽象和概括；实际上是一种数学模型，用国家规定的标准符号表示。实际上是一种数学模型，用国家规定的标准符号表示。 1.1.2 电路模型电路模型基本的理想电路元件具有一种确定电磁性质基本的理想电路元件具有一种确定电磁性质电阻元件：电阻元件：表示消耗电能的元件表示消耗电能的元件电感元件：电感元件：表示产生磁场表示

7、产生磁场，储存磁场能量的元件储存磁场能量的元件电容元件：电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件表示产生电场，储存电场能量的元件电压源和电流源：电压源和电流源：提供电压、电流的元件提供电压、电流的元件1.1 电路的基本概念电路的基本概念1.1 电路的基本概念电路的基本概念2. 电路模型电路模型 电路模型电路模型：由由理想电路元件理想电路元件构成的模型，用于分构成的模型，用于分析计算的析计算的电路图形电路图形。 电路模型电路模型 对于一个实际电路，将实际电气器件用对于一个实际电路，将实际电气器件用理想电路理想电路元件元件替代，得到的可用电路符号表示的模型，称之替代，得到的可用电路符号表示的模型

8、，称之为电路模型或电路图。为电路模型或电路图。1.1 电路的基本概念电路的基本概念1. 1.3 电流和电压的参考方向电流和电压的参考方向规定：规定：正电荷移动的方向为电流实际方向。正电荷移动的方向为电流实际方向。tqidd定义：定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量。单位时间内通过导体横截面的电荷量。 实际方向实际方向只有两种可能：只有两种可能：从从A流向流向B或从或从B 流向至流向至A 1. 电流的定义与实际方向电流的定义与实际方向 定义：定义：在数值上等于电场力把单位正电荷从在数值上等于电场力把单位正电荷从A点点 移动到移动到B点所做的功，或等于两点之间的电位之差。点所做的功，或等于两点之

9、间的电位之差。 规定：规定：高电位指向低电位的方向，即电位真正降高电位指向低电位的方向，即电位真正降 低的方向为电压实际方向。低的方向为电压实际方向。实际方向实际方向只有两种可能只有两种可能qWudd1.1 电路的基本概念电路的基本概念2. 电压的定义与实际方向电压的定义与实际方向复杂电路的实际方向不易判断；复杂电路的实际方向不易判断；正弦交流激励时，电路中的电压和电流随时间变化。正弦交流激励时，电路中的电压和电流随时间变化。3.电流和电压的参考方向电流和电压的参考方向 参考方向：是任意指定的电压（电流）方向。参考方向：是任意指定的电压（电流）方向。 （1）电流的参考方向（两种表示方法）电流的

10、参考方向（两种表示方法） i 0i 0u 0 元件吸收功率元件吸收功率p0 元件吸收功率元件吸收功率p0, 电容吸收功率，电容吸收功率，电容充电；电容充电； p 0吸收功率，充当负载吸收功率，充当负载;p0发出功率，起电源作用。发出功率，起电源作用。1.2 理想电路元件理想电路元件（4）实际电压源模型）实际电压源模型注意：实际的电压源不允许短路。注意：实际的电压源不允许短路。1.2 理想电路元件理想电路元件电流源电流源 (1) 定义、符号定义、符号设流过电流源的电流为设流过电流源的电流为i(t), 则定义可简述为：则定义可简述为：utii(t)S对于任意对于任意 , )( 不论外电路如何，端电

11、流与其端电压不论外电路如何，端电流与其端电压 无关，无关，端电流总能保持给定值或一定的时间函数的元件端电流总能保持给定值或一定的时间函数的元件 其两端的电压受外电路的影响。其两端的电压受外电路的影响。（2）电流源的电压、电流关系（）电流源的电压、电流关系（VCR） 电流源的电流由其本身决定，与外电路无关电流源的电流由其本身决定，与外电路无关;utii(t)S对于任意对于任意 , )( (3) 电流源的功率电流源的功率对于电流源，一般取非关联参考方向对于电流源，一般取非关联参考方向suip1.2 理想电路元件理想电路元件（4）实际电流源模型）实际电流源模型 实际电流源不允许开路。实际电流源不允许

12、开路。 因其内阻大，若开路，电压很大，可能烧毁电源。因其内阻大，若开路，电压很大，可能烧毁电源。 实际电流源向外提供电流时，总小于电流源电流。实际电流源向外提供电流时，总小于电流源电流。1.2 理想电路元件理想电路元件1.2 理想电路元件理想电路元件1.2.5 受控源受控源电路中的受控现象电路中的受控现象ic=b b ibiCui+iB+VBBRb+VCCRcuCEuo基本共射极放大电路基本共射极放大电路ibicicBCEibb bib微变等效电路微变等效电路ube+ +- -uce+ +- -ube+ +- -uce+ +- -rbeBEC 晶体管的晶体管的B、E之间可用之间可用rbe等效代

13、替等效代替。 晶体管的晶体管的C、E之间可用一受控电之间可用一受控电流源流源ic=b bib等效代替等效代替。1.2 理想电路元件理想电路元件常用电路符号常用电路符号+受控电压源受控电压源受控源的定义受控源的定义受控电流源受控电流源 电压或电流电压或电流不是给定的时间函数，而是受电路中不是给定的时间函数，而是受电路中某处的某处的电压电压(或电流或电流)控制的电源，称受控（电）源。控制的电源，称受控（电）源。被控量被控量控制量控制量1.2 理想电路元件理想电路元件受控源的分类和符号受控源的分类和符号VCVS CCVS VCCS CCCS 根据控制量和被控制量是电压根据控制量和被控制量是电压u 或

14、电流或电流i，受控源，受控源可分可分四种类型：四种类型：1.2 理想电路元件理想电路元件受控源与独立源的比较受控源与独立源的比较 独立源是给定的、独立的，而受控源由控制独立源是给定的、独立的，而受控源由控制量决定。量决定。 独立源独立源起起“激励激励”作用，而作用，而受控源受控源是反映电路是反映电路中某处的电压或电流受另一处的中某处的电压或电流受另一处的电压或电流电压或电流的的控制关系控制关系。受控源的处理方式受控源的处理方式 受控源的控制量一般不能消失受控源的控制量一般不能消失。 一般情况下，可先当独立源处理；一般情况下，可先当独立源处理；例例1-4：图示电路中，电流源：图示电路中，电流源A

15、2siS2g，VCCS的控制系数的控制系数，求，求u=？ 解：解：V1051siuV40102221guu1.2 理想电路元件理想电路元件 作业作业 P25：1-101.3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 本节主要内容：本节主要内容：一、基尔霍夫电流定律（一、基尔霍夫电流定律（KCLKCL）二、基尔霍夫电压定律（二、基尔霍夫电压定律（KVL)KVL)三、讲两道例题，做习题三、讲两道例题，做习题1-101-10 n1848年，提出年，提出：n基尔霍夫电流定律，基尔霍夫电流定律， 简称简称 KCL；n基尔霍夫电压定律，基尔霍夫电压定律， 简称简称KVL；基尔霍夫基尔霍夫(克希荷夫）克希荷夫） (Kirc

16、hhoff)1824 1887 德国物理学家德国物理学家柏林科学院院士柏林科学院院士 被称为被称为“电路求解大师电路求解大师”1.3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 1.3.1 几个概念几个概念 支路：支路：电路中的每一个分支。电路中的每一个分支。 结点：结点：三条或三条以上支路的联接点。三条或三条以上支路的联接点。b=6n=4 回路：回路：由支路构成的闭合路径（由支路构成的闭合路径（6 6个个）。）。1.3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.3.2 基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCL） 在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。结点的电流。流出流

17、出该结点的支路电流该结点的支路电流取取“+ +”号号, ,否则取否则取“-”-”号。号。mti1b0)( 出出入入iior 规定：规定：对结点和结点应用对结点和结点应用KCL定律，可得：定律，可得： 0321+iii0543+iii321iii+543iii+或或1.3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律广义广义KCL定律定律包含几个结点的包含几个结点的闭合面闭合面KCL对广义结点同样适用对广义结点同样适用广义结点广义结点0321III1.3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律即：即： U = 0 在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行一周，则在这个方向上电位升之和等

18、于电位降之和。一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。对回路对回路1：对回路对回路2： E1 = I1 R1 +I3 R3I2 R2+I3 R3=E2或或 I1 R1 +I3 R3 E1 = 0 或或 I2 R2+I3 R3 E2 = 0 I1I2I3ba+ + E2R2+ + R3R1E11 12 21列方程前列方程前标注标注回路循行方向；回路循行方向； 电位升电位升 = 电位降电位降 E2 =UBE + I2R2 U = 0 I2R2 E2 + UBE = 02应用应用 U = 0项前符号的确定：项前符号的确定： 3. 开口电压可按回路处理开口电压可按回路处理 注意：注意：1 1对回路对回路1：E1UBEE+B+R1+E2R2I2_ 电位升电位升 = 电位降电位降 E2 =UBE + I2R2 1 1对回路对回路1：E1UBEE+B+R1+E2R2I