电工学及其电气设备第1章课件

电工学及电气设备

参考书目电工学及电气设备（第四版）侯树文主编水利水电出版社，2011电工学及电气设备，华孝敏，中国水利水电出版社，2004。第一章电路分析基础作用：1.电能的转换、传输和分配；发电厂的发电机组把水能或热能转换成电能，通过变压器、输电线路传送给各用户，用户又把电能转换成机械能、热能或光能。2.信号的传递和处理。电视机接受各发射台发出的不同信号并进行放大、处理，转换成声音和图像

二、电路的基本物理量

1、电流

大小：用电流强度来衡量，电流强度工程上简称电流

符号：I或i。

I

表示直流电，i表示交流电。

单位：安培(A)，简称安。用单位有mA(毫安)、uA(微安)、

kA(千安)。

2、电位及电压

电压：电路中两点之间的电位差。符号：U或u。

单位：伏特(V)，简称V。

常用电位：千伏(KV)、毫伏(mV)、微伏(uV)3、电动势

定义：指单位正电荷在电源力作用下，自低电位端电源内部移动到高电位端所做的功。符号：e或E单位：伏特(V)4、功率定义：单位时间内电场力所做的功。符号：p或P表示单位：瓦特(W)，常用单位：千瓦(KW)、毫瓦(mW)

三、电压、电流的关联参考方向1、电流的参考方向

正电荷的运动的方向为电流的方向。在分析计算电路的问题时，必须先假定某一元件电流的方向作为参考方向（正方向）。当电流的参考方向确定以后，如果计算出的电流为正值，说明实际方向与参考方向一致；若计算出的电流为负值，则说明电流的实际方向与参考方向相反。3、电动势的参考方向电动势的方向指电位升高的方向，从低电位指向高电位的方向，与电压的方向相反。电压与电势的关系：4、电压、电流的关联参考方向

一般来说，电压、电流的参考方向可以任意假定，但为方便计算，负载元件选取电压的参考方向与电流的参考方向一致，即关联参考方向。欧姆定律：关联：U=IR非关联：U=-IR当P=UI>0时，表明该段电路吸收（消耗）功率，视为负载当P=UI<0时，表明该段电路发出（释放）功率，视为电源第二节电压源、电流源及等效变换一、电压源及伏安特性1、理想电压源电源的端电压与输出电流无关，是给定的时间函数，u=us(t)=e(t)，称为理想电压源，理想电压源的电流取决于外电路中负载的大小，如果是常数us(t)=US，称为直流电压源（又名恒压源）。理想电压源及伏安特性二、电流源及伏安特性1、理想电流源电源输出的电流端电压与无关，电流是给定的时间函数，I=Is(t)，称为理想电流源，

理想电流源的电压取决于外电器中负载的大小，如果是常数is(t)=IS，称为直流电流源（又名恒流源）。理想电流源及伏安特性2、实际电流源特性实际电路中，理性电流源是不存在的，总存在着电源内阻，可用下图等效：实际电流源及伏安特性三、电压源与电流源的等效变换

等效条件：短路与短接电路中任一部分电路被电阻为零的导线直接接通，使两端电压降为零叫端接；电源在输出端被端接，称为短路。第三节基尔霍夫定律基本概念：节点：电路中三条或三条以上的连接点称为节点。支路：电路中一个或若干个元件串联而成的一段电路。回路：由若干条支路所组成的闭合路径称为回路一、基尔霍夫电流定律（KCL）

内容：

任一时刻，对电路中任一节点，所有支路电流的代数和恒等于零，又名节点电流定律，简称KCL。

∑i(t)=0二、基尔霍夫电压定律（KVL）

内容：任一时刻，沿闭合回路绕行一周，各支路元件电压的代数和恒等于零，又名回路电压定律，简称KVL。

∑u(t)=0第四节电路的基本分析方法一、支路电流法支路电流法是以支路电流为网络变量，根据KCL和KVL及欧姆定律，直接列出电路中的节点电流方程和回路电压方程，然后联立求解，求出个支路电流。步骤：1、假设各支路电流的参考方向和网孔（回路）的绕行方向，并

对各节点标上符号。2、列n-1个独立的KCL方程。3、列m个独立的回路电压方程4、所列上述方程联立求解，即可求出各支路电流。支路电流法举例二、节点电压法

节点电压法先定义节点的电压为求解对象，根据基尔霍夫电流定律建立方程组，解出各节点电压，然后由支路电压电流关系最后求解出各支路电流。注意事项：各支路电流的参考方向与所列节点电压方程中各量的正、负号无关。与电流源串联的电阻在方程中不出现，对结果无影响。如果支路中只有理想电压源，而没有串联电阻时，则该节点的电压为已知，此时，可少列一个节点电压方程。节点电压法举例节点电压法举例第五节电路的基本定理一、叠加原理在线性电路中，当有两个或两个以上的独立电源同时作用时，任意支路的电流或电压，都可以看成是由电路中的各个独立电源单独作用时，在该支路中产生的电流或电压的代数和。

除源规则：

电压源所在位置短路，电流源所在位置开路。叠加定理法举例叠加定理法举例二、二端网络及戴维南定理

1、二端网络

有源二端网络和无源二端网络

任何一个线性有源二端网络，对