电工学第一章课件

电工与仪表精品课程山师大化学院化工系机电仪表教研室

学习改变命运,教育成就未来.电工与仪表精品课程山师大化学院化工系机电仪表教研室电工与仪表主讲教师陈金国家庭电话：86179629手机mail：chenjinguo-88888@163.comQQ：1277190942第一章

电路的基本概念与定律第三章

正弦交流电路第二章电路分析方法第四章

三相交流电路第五章电工测量与安全用电HOME第六章

铁心线圈与变压器第八章电动机的继电接触控制器

第七章异步电动机第九章

测量的基本知识第十一章

流量检测及仪表第十章压力检测及仪表第十二章

物位检测及仪表第十三章温度检测及仪表HOME第十四章

化工自动化基本知识检测技术第一章电路的基本概念与定律介绍概念:什么是电路?电路元件?电路模型?电路参数?参考方向?什么是什么是KCL?KVL?第一节电路和电路模型第二节电路变量及其参考方向第四节电压源和电流源第五节受控电源第六节基尔霍夫定律第七节电功率和电位的计算第三节电阻、电感和电容HOME什么是电路?

电路是为了实现某种功能，由各种电气设备和器件按一定方式联接，为电流提供通路的整体。

最简单的电路是由电源、负载、中间环节构成的。

下面的就是这个简单电路和电路模型：可以看到电流的通路：电压源中间环节负载电池中间环节负载实际电路电路模型HOME第一节电路和电路模型1、电流：在导体中，自由电子在电场力的作用下做有规则的移动形成电流。正电荷移动的方向为电流的实际方向规定：电路理论中涉及的电路变量通常有：电流、电压、电功率I

直流电流

电流的单位是安培！1A=1000mA1mA=1000μA

i交流电流HOME第二节电路变量及其参考方向电压、电压降、电位差、电位、电动势它们的相同点它们的区别单位相同都是伏特（V）仅电动势的方向与其它的相反3.电功率注意电压的名称电功率与电压和电流密切相关。当正电荷从元件上电压的“+”极经元件移至“-”极时，电场力要对电荷作功，这时，元件吸收能量；反之，正电荷从“-”极到“+”极时，电场力作负功，元件向外释放能量。功率用p来表示p(t)=u(t)i(t)单位为W、mW、kW定义HOME电压降是有方向的abab从a到b从b到a有源元件上自有方向+U

Is电压源电流源在这一节里要弄懂电路变量和变量的参考方向。HOME电路分析中的参考方向（正方向）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？电流方向AB？电流方向BA？E1AR3E2IR3B(1)在解题前先人为地设定一个正方向，作为参考方向。(3)根据计算结果确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。(2)根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关系的代数表达式。解决方法1、正方向（参考方向）的定义：在分析计算时，对电量人为规定的方向2、物理量正方向的表示方法电池灯泡IRUabE+_abu_+正负号abUab（高电位在前，低电位在后）

双下标箭头uab电压+-IR电流：箭头从高电位指向低电位。例已知：E=2V,R=1Ω问：当U分别为3V和1V时，IR=?E

IRRURabU解：(1)假定电路中物理量的正方向如图所示；(2)列电路方程：(3)为了避免列方程时出错，习惯上在负载两端把I与U的方向按相同方向假设，称关联正方向。(4)许多方程式，如U/I=R仅适用于假设正方向一致的情况。(1)“实际方向”是物理中规定的，而“参考方向”（正方向）则是人们在进行电路分析计算时,任意假设的。假设时尽量同实际方向。(2)在以后的解题过程中，注意一定要先假定“正方向”(即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程计算。缺少“参考方向”的物理量是无意义的.3、正方向小结

IRURab假设:与的方向一致例假设:与的方向相反

IRURab2、开路状态aE+-bIUabRORLaE+-bISRO3、短路状态Uab0该状态为事故，应避免！用电压表测有源二端网络的开路电压就是有源二端网络内部的E

无源电路元件：电阻R、电感L、电容C

这里介绍1.电阻文字符号：R图形符号：（灯泡、电炉等均可视为电阻）当电压和电流取关联参考方向时，任何时刻它两端的电压和电流关系服从欧姆定律u=Ri{伏安关系：功率情况：p=ui直流电路中：永远消耗功率2.电容{文字符号：图形符号：伏安关系：功率情况：Cp=ui电流和电压的变化率成正比在直流电路中P=0电容是储能元件,不消耗有功功率3.电感文字符号：图形符号：伏安关系：功率情况：Lp=ui电压和电流的变化率成正比在直流电路中P=0电感是储能元件,不消耗有功功率{第三节电路元件HOME无内阻的电流源即理想电流源特点输出电流恒定输出电压随RL而定有内阻的电流源即实际电流源特点输出电压和电流均随RL而定2.电流源理想电流源实际电流源HOME实际电压源与实际电流源的端口处具有相同的伏安特性:对外电路来说,电压源和电流源可以互相等效两种实际电源间的等效变换电流源电压源开路时短路时开路时短路时HOME开路电压对等短路电流对等即即对外电路来说,电压源和电流源可以互相等效等效互换的条件HOME电路简化为与理想电压源并联的所有电路元件失效（对外电路来说）与理想电流源串联的所有电路元件失效（对外电路来说）化简如下电路：（a）（b）切记例1-3（c）HOME支路（Branch）：电路中的每一条分支。节点（Node）：三条以上支路的汇节点。回路（Loop）：由支路构成的闭合路径。6条支路----b=64个节点----n=47个回路----L=7该电路拥有预备知识名词解释：1.6.1HOME第六节基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律（Kirchhoff’sCurrentLaw）基尔霍夫电压定律（Kirchhoff’sVoltageLaw）简称

KCL简称

KVLKCL内容：KVL内容：对任意节点，任意时刻，对任意闭合回路，任意时刻，沿一定方向绕行一周，各元件上电压降的代数和为零。流入（或流出）该节点的电流代数和为零。即∑u=o即

∑i=o1.6.2HOME基尔霍夫电流定律（KCL）祥解I1I2I3I4KCL的依据：电流的连续性I=0即：例如在下图节点中可以根据KCL列写方程：流入为正流出为负1.6.2定律内容∑i=oI1I2I3KCL还可适用于任意封闭的面，对下面封闭面可列方程：I1+I2-I3

=0HOMEU2U3U1+_RR1R+_+_RI=?I=0

基尔霍夫电压定律（KVL）详解

回路#1

13311URIRI=+#1aI1I2U2+-R1R3R2+_I3bU1回路#2：

#223322URIRI=+回路#3：

12211URIRI=++U2#3第3个方程不独立1.6.2即：对任意闭合回路，任意时刻，沿一定方向绕行一周，各元件上电压降的代数和为零。对下图中各回路列写方程：HOME基尔霍夫电流方程：节点a：节点b：独立方程只有1个基尔霍夫电压方程：#1#2#32211213322233111RIRIUURIRIURIRIU-=-+=+=独立方程只有2个aI1I2U2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bU11.6.2HOME设：电路中有N个节点，B个支路N=2、B=3bR1R2U2U1+-R3+_a小结独立的节点电流方程有

(N-1)个独立的回路电压方程有

(B-N+1)个则：（一般为网孔个数）独立电流方程：１个独立电压方程：２个1.6.2HOME1.7.1电功率的计算在直流电阻元件

始终消耗功率电感和电容元件

不消耗功率电压源和电流源

有时发出功率，也有时消耗功率，需要看I和U的方向。IU1发出功率+-U2吸收功率当电源上的电压和电流方向相反时，电源发出功率。当电源上的电压和电流方向相同时，电源吸收功率。U1与I方向相反U2与I方向相同在电路中，功率是平衡的HOME第七节电功率和电位的计算1.7.2电位的计算a+-12V经常这样表示：12Vaa+12V0Va+12V-4V5030aUAUBR1R2HOME图示电路：求U和I。例1-4解：3+1-2+I=0，I=-2（A）U1=3I=-6（V）U+U1+3-2=0，U=5（V）1A3A2A3V2V3UIU1HOME例1-510V55i1i2ii2S求下图电路开关S打开和闭合时的i1和i2。S打开：i1=0i2=1.5(A)i2=i+2i5i+5i2=10S闭合：i2=0i1=i+2ii=10/5=2i1=6(A)第一章电路的基本概念和定律习题课学习要点本章学习要点是理解和掌握下述基本概念和知识点：1、电路和电路模型分析方法；2、电路变量的参考方向；3、一般激励时的R、L、C电路特性；4、电压源和电流源；5、受控电源；

6、电源的等效变换；7、基尔霍夫定理；8、电功率和电位的计算。HOME选择题1、在下图电路中，对负载电阻RL而言，虚线框中的电路可用一个等效电源代替，该等效电源是（）。理想电压源b)理想电流源c)不能确定a2、已知电路中,则A、B间的电压UAB为（）c-1Vb)0c)1VHOME3、在下图电路中，已知则A、B两点间的电压UAB为（）。-18V18Vc)-6Va12V2A4、已知图1中的电流源代替图1所示的电路，该等效电流源的参数为（）。6A2Ac)–2A图1图2c用图2所示的等效理想HOME5、在下图电路中，当增大电阻R1的阻值时，电流I2相（）。a)减小b)增大c)不变c6、下图电路的开路电压为（）。4Vb)8.67Vc)6Vb+2VI？对回路列写KVL：HOME7、在下图的电路中，由（）供给功率。a)电压源b)电流源