J--《电工电子技术基础》电子教案-电工电子技术课件-第1章---电路分析基础

1、电工电子技术第1章 电路分析基础第2章 正弦交流电路第3章 三相交流电路第4章 磁路与变压器第5章 异步电动机及其控制第一篇 电工电子技术 理解电流、电压参考方向的问题；掌握基尔霍夫定律及其应用；了解电气设备额定值的定义；熟悉电路在不同工作状态下的特点；深刻理解电路中电位的概念并能熟练计算电路中各点的电位。第1章 电路分析基础学习要点第1章 电路分析基础1.1 电路分析基础知识1.2 电气设备的额定值及电路的工作状态1.3 基本电路元件和电源元件1.4 电路定律及电路基本分析方法1.5 电路中的电位及其计算方法1.1 电路分析基础知识1. 导体、绝缘体和半导体原子核原子核中有质子和中子，其中质

2、子带正电，中子不带电绕原子核高速旋转的电子带负电自然界物质的电结构：电子正电荷负电荷=原子结构中：原子核导体的外层电子数很少且距离原子核较远，因此受到原子核的束缚力很小，极易挣脱原子核的束缚游离到空间成为自由电子，自由电子在外电场作用下定向移动形成电流。原子核半导体的外层电子数一般为4个，其导电性界于导体和绝缘体之间。原子核绝缘体外层电子数常为8个，且距离原子核较近，因此受到原子核很强的束缚力而无法挣脱，我们把外层电子数为8个称为稳定结构，这种结构中不存在自由电子，因此不导电。绝缘体是否在任何条件下都不导电？当外界电场的作用超过原子核对外层电子的束缚力时，绝缘体的外层电子也同样会挣脱原子核的束

3、缚成为自由电子，这时我们称为绝缘被 击穿。半导体有什么特殊性？半导体的导电性虽然 介于导体和绝缘体之间，但半导体在外界条件变化时，其导电能力会大大增强；若掺入某些杂质后，其导电能力甚至会增加成千上万倍，半导体的这种特殊性，使它在电子技术中得到了广泛地应用。检 验 学 习 结 果2.电路的组成和功能 （1） 电路的组成电路一般由电源、负载和中间环节组成。电源：如发电机、电池等，电源可将其它形式的能量转换成电能，是向电路提供能量的装置。负载：指电动机、电灯等各类用电器，在电路中是接收 电能的装置，可将电能转换成其它形式的能量。中间环节：将电源和负载连成通路的输电导线、控制电路通断的开关设备和保护电

4、路的设备等。 电路可以实现电能的传输、分配和转换。（2）电路的主要功能：电力系统中：电子技术中： 电路可以实现电信号的传递、存储和处理。3.电路模型和电路元件 电源负载负载电源开关实体电路ISUS+_R0中间环节电路模型与实体电路相对应的电路图称为实体电路的电路模型。RL+ U导线电路模型中的所有元件均为理想电路元件。实际电路元件的电特性是多元的、复杂的。iR R L消耗电能的电特性可用电阻元件表征产生磁场的电特性可用电感元件表征由于白炽灯中耗能的因素远大于产生磁场的因素，因此L 可以忽略白炽灯的电路模型可表示为：理想电路元件的电特性是精确的、惟一的。理想电路元件又分有有源和无源两大类RC+

5、USIS电阻元件电容元件理想电压源理想电流源L无源二端元件有源二端元件电感元件4. 电压、电流及其参考方向大写 I 表示直流电流，小写 i 表示电流的一般符号（1） 电流 电流强度等于单位时间内通过导体横截面的电荷量。电流的单位及换算：1A=103mA=106A=109nA 电荷的定向移动形成电流。 电流的大小用电流强度表示，简称电流。或（2） 电压 电路中a、b两点间的电压定义为单位正电 荷由a点移至b点电场力所做的功。 电压是电路中产生电流的根本原因。 电压等于电路中两点电位之差。或大写 U 表示直流电压，小写 u 表示电压的一般符号电压的单位及换算：1V=103mV=10-3KV（3）

6、电流、电压的参考方向 解题前在电路图上标示的电压、电流方向称为参考方向。为什么要在电路图中标示参考方向？参考方向是为了给方程式中各量前面的正、负号以依据aIRUb关联参考方向下： U=IRaIRUb非关联参考方向下： U=IR图中若 I = 3 A，则表明电流的实际方向与参考方向相同；反之，若 I = 3 A，则表明电流的实际方向与参考方向相反 。I +US电压、电流的参考方向： 当电压、电流参考方向与实际方向相同时，其值为正，反之则为负值。 电流的参考方向用箭头表示；电压的参考方向除用极性“+”、“”外，还可用双下标或箭头表示原则上：任意假定。RR0例：当ua =3V ub = 2V时u1

7、=1Vu2=1V 求得的u1为正值，说明电压的实际方向与参考方向一致； 求得的u2为负值，说明电压的实际方向与参考方向相反。5. 电能、电功率和效率 电能的转换是在电流作功的过程中进行的，因此电能的多少可以用功来度量。式中电压的单位为伏特【V】，电流单位为安培【A】，时间的单位用秒【s】时，电能（或电功）的单位是焦耳【J】。日常生产和生活中，电能（或电功）也常用度作单位：1度=1KWh=1KVAh（1）电能单位时间内电流所作的功称为电功率，用“P”表示（2）电功率1W=10-3KW功的单位为焦耳，时间单位为秒时，电功率的单位是“瓦”（3）效率输出功率与输入功率的比值称为效率，用“”表示 则某部

8、分电路功率 P 0 , 说明U、I 实际方向与参考方向一致，说明电路吸收电功率，为负载。 所以，从 P 的 + 或 - 可以区分器件的性质，或是电源，或是负载。在进行功率计算时，如果假设 U、I 参考方向关联。 当某部分电路功率 P R2，则RR1如果两个并联电阻有：R1R2，则RR2第四页电阻的混联计算举例【解】 Rab=R1+ R6+(R2/R3)+(R4/R5)R1R2R3R4R5R6ab分析：由a、b端向里看， R2和R3， R4和R5均连接在相同的两点之间，因此是并联关系，把这4个电阻两两并联后，电路中除了a、b两点不再有结点，所以它们的等效电阻与R1和R6相串联。电阻混联电路的等效

9、电阻计算，关键在于正确找出电路的联接点，然后分别把两两结点之间的电阻进行串、并联简化计算，最后将简化的等效电阻相加即可求出。第四页2. 负载获得最大功率的条件R0RLUSI左图所示的闭合全电路中，电流为：负载上获得的功率为：将式子整理为：由此式能看出负载上获得最大功率的条件吗？*R0=RL第四页检 验 学 习 结 果当这两个电阻相串或相并时，等效电阻R？负载获得最大功率的条件？最大功率为多少？10K10R0=RL Pmax=US24R0串联 ：R10K并联 ：R101.5 电路中的电位及其计算方法1. 电位电位具有相对性，相对于参考点较高的电位点是正电位，比参考点低的电位点为负电位。参考点的电位一般取零 。电位实际上就是电路中某点到参考点的电压，电