电工电子技术南航

电

工

学课程设计1.5周实验10电子技术（56学时）理论46实验10电工技术（56学时）理论46特点：范围广实践性强第一章电路的基本概念与基本定律第二章电路的分析方法第三章单相交流电路

第四章三相交流电路

第五章非正弦交流电路第六章暂态分析第七章磁路和铁心线圈电路第八章三相交流电动机第十章继电接触控制系统要求：不迟到上课期间不说话作业独立完成按时交答疑时间考试=期末成绩70%+平时成绩30%课代表第一章电路的基本概念与基本定律§1.1电路的组成部分发电机升

压变压器降

压变压器负载电源负载节环间中输电线激励——响应§1.2

电路模型一、电流（I）实际方向：正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向实际电路元件——实际电路理想电路元件——电路模型实际电路 电路模型 分析研究§1.3

电路的基本物理量及其正方向指导实际参考方向（正方向）：I假定I

分析计算 判别实际方向电流的参考方向I

>0与假定相同I

<0与假定相反今后电路中标出的均为参考方向实际方向 客观存在参考方向 人为假定注意：2、同一电流，由于参考方向不同，结果不同I=3A3A

I

I3AI=-3A3、正负是相对参考方向而言（没有参考方向，正负无意义）II=-3A1、参考方向可以任意假定4、参考方向确定后，分析过程中不能改变I箭标5、参考方向的表示方法IABBAA起点，B终点双下标二、电压（U）AB实际方向：由高电位端指向低电位端，为电位降低的方向参考方向：+

U

-假定U

分析计算 判别实际方向参考方向U

>0与参考相同U

<0与参考相反注意：1、表示方法：+

U

-用极性“+”、“－”表示高电位低电位UAB双下标B低A高箭标U低高2、同一电压，由于参考方向不同，结果不同R0-+R

U+E+-U=3VU=-3V3、正负是相对参考方向而言UU=-3V无意义三、电源电动势（E）实际方向：由低电位端指向高电位端，为电位升高的方向+E通常§1.4

欧姆定律IU

=R或U

=IR注意：在电阻元件上，一般选关联参考方向因此可以只标电流、电压之中的一个参考方向I+U

-U

=

IR关联参考方向I-+UU

=

-IR非关联参考方向例：求图中的UAB5AAB10ΩUAB

=

IR

=

50VB5A10ΩUAB

=

-IR

=

-50VA-

5

A10ΩUAB

=

-IR

=

50VA

BU

/VI

/

A伏安特性曲线线性电阻1.5

电源有载工作、开路与短路IR0-+UR+EE——电源电动势

R0——电源的内阻U——电源端电压1.5.1电源有载工作1、电压与电流U

=

E

-

Ro

IUEI电源外特性IR0-+UR+EoU

=

E

-

R

IIUER0I+EUR0大，陡峭带负载能力差若R0大：当负载↑→I↑→U

↓2、功率与功率平衡oU

=

E

-

Ro

IUI

=

EI

-

R I

2IR0-+UR+EP

=

PE

-

DPPE——电动势上产生的功率DP

——电源内阻上消耗的功率P——电源输出功率即负载电阻R取用功率功率平衡例：试验证功率平衡E1E21R2I3V1VR

1Ω1Ω2R

2

2PE

1

=PE

2

+PR1

+PR

2

——功率平衡注意：E2为电源，但是吸收功率，在电路中充当负载作用P

=

I

2

R

=

1 1

=

1WP

=

I

2

R

=

1 1

=

1WR1

1I

=

3 1

=

3WI

=

1 1

=

1W1PE

1

=

E1PE

2

=

E2R

+

RE

-

EI

=

1 2

=

1A3、电源与负载的判别①得出元件上U和I的实际方向，+UI若I从U的“+”端流入，则元件取用功率，起负载作用+UI若I从U的“+”端流出，则元件发出功率，起电源作用②取用取用P1

=U1

I1

=-10W

发出P2

=

U2

I2

=

5WP3

=

U3

I3

=

-5W例：试验证功率平衡-+U1

1I12+-U

2I2-+U

3

3I31I2

=

I3

=

-1AI

=

-2AU2

=

-5VU1

=U3

=

5V功率平衡1-+23-+-+[解]：4、额定值与实际值①额定值：UN

、IN、PN电气设备的电流等于额定电流时——满载低于额定电流时——欠载高于额定电流时——过载②实际值不一定等于额定值电源：负载增多fiI

›fi

P

›即电源输出的功率取决于负载大小电源不一定处于额定状态，但不应高于额定值I220V负载（电灯）：电压波动1.5.2

电源开路R0

-+U

I

+EI

=

0U

=

E

=

Uo开路（空载）电压1.5.3

电源短路R0-+UI+EU

=

0——短路电流oEI

=

IS

=

R1.6

基尔霍夫定律—+E1—+E2R1I1R2I2R3I3支路结点回路单孔回路

I入=

I出3I1

+

I2

=

II1

+

I2

-

I3

=

0—+E1—+E2R1I1R2I2R3I3

I入-

I出=01.6.1电流定律（KCL）——任一结点，流入结点的电流等于流出结点的电流流出-流入+I

=

0

——任一结点，电流的代数和恒为零电流定律可推广至假想的封闭面IA

+

IB

+

IC

=

0IAIBI

CABCPI54II32II1

I入=

I出

I

=

0IXI1I3ISI2IY例：已知I1

=2A、I2

=5A

、I3

=-2AIS

=4A，求IX

、IY解：I1

-

I2

-

IS

-

IX

=

0

fi

IX

=

-7

AIS

+

IX

+

IY

-

I3

=

0

fi

IY

=

1Aab+

+——6V12V1Ω1Ω5Ω5ΩI1I例：求图示电路中的Uab及电流I、I1解：I

=

0

Uab

=

012=

2

A+1I1

=

5+—10VI2I3I420Ω10AI120Ω20Ωaba

、b可以看为一个结点I2

+I

3-I4

-10

=

0+

U1

－—

U2

++—E1+E2—R1I1R2I21.6.2

电压定律（KVL）——对任一回路，沿任一循行方向，回路中各部分电压代数和恒为零，即U

=

0①令电阻元件上电压、电流参考方向相同②选取回路绕行方向③若沿绕行方向电位下降，则取“+”；若沿绕行方向电位上升，则取“-”；E1

-

E2

+U2

-U1

=

0E1

-

E2

+

I2

R2

-

I1

R1

=

0++——E1E2R1I1R2I2++

U1

－—

U2E1

-

E2

+U2

-U1

=

0E1

-

E2

+

I2

R2

-

I1

R1

=

0注：IR若I的参考方向与绕行方向一致，“+”若I的参考方向与绕行方向相反，“-”2-

I3

R4

+

E3

+

I4

R5

-

E4

=

0I1

R1

-

E1

-

I2

R2

-

I3

R3

+

E例：列出回路电压方程+—E1R1I1R2I2+

E4

－+—

E3R5I4I3R3+

E—

2R4AB-

U

+

I2

R2

+

E1

-

I1

R1

=

0U

=

I2

R2

+

E1

-

I1

R1+—E1R1I1R2I2U+—AB推广应用回路中的一段电路（开口电路）nU

=

Ukk

=1各段电压的代数和电位升高U

=

-I3

R3

+

E2-

I3

R4

+

E3

+

I4

R5

-

E4+—U+

E4+—

E3R5I4I3R3+

E2—R4AB

－nU

=

Ukk

=1各段电压的代数和2

A4VU04W+UU

=

-4

+

2

·

4

+

U0++———a

+例：已知图中各电阻均为5Ω，求Uab、Ubc、Uca。bcI1=2AI2=－1AI3=－3AUca

=

5I3

-5I1

=

-25VUbc

=

-5I2

-5I3

=

20VUab

=

5I1

+5I2

=

5VU

+

IR

-

E

=

0例：写出I、U及E三者之间的关系式ER

I+—UER

I+—UERI+—UERI+—UU

-

IR

-

E

=

0-U

+

IR

-

E

=

0U

+

IR

+

E

=

0例：E1=E3=5V、E2=10V，求各电流，并验证功率平衡。5Ω10Ω10ΩE3IE1IE3+E+E+I1IE2

I2I31—2——1012=

-0.5

A=

E1

-

E2=

0

fi

I[解]：-E1

+10I1

+E同理可得I2

=0.5

A、I3

=0由KCL定律得

IE

1

=

I1

=

-0.5

A

IE

3

=

-I2

=

-0.5

A

IE

2

=

I2

-

I1

=

1A10W5W=

0=2.5W

·

2(取用)PPPP

=-2.5W

(取用)E

3

=-2.5W（取用）PE

2

=10W（发出）E

1功率平衡5Ω10Ω10ΩE2E3IE2IE3++I1I2I3IE1+E1———

I=

I2

-

I1

=

1A

E

2

IE

1

=

I1

=

-0.5

A

IE

3

=

-I2

=

-0.5

AE1=E3=5V、E2=10V1.7

电路中电位的概念及计算5Ω6Ω20Ωa4A+140V—+90V—6A10AbcdUab

=

Va

-Vb参考点：参考电位为零表

示：“ ”接地dadaddacaca

c

a

c=

V

-V

fi

V

=

UU

=

V

-V

fi

V

=

U

=

80VU

=

30VUdb

=

Vd

-Vb

fi

Vd

=

Udb

=

90VUcb

=

Vc

-Vb

fi

Vc

=

Ucb

=

140V1、参考点可任选，但在一个电路中只能选择一个参考点2、某点电位等于该点与参考点之间的电压3、电位随参考点的改变而改变，但两点之间的电压不变设点a为参考点，即Va=05Ω6Ω20Ω140Va4A—+90V—6A10Abc+d设点b为参考点，即Vb=05Ω6Ω20Ωa4A+90V—6A10Abc+140V—d5Ω6Ω20Ωa4A+140V—+90V—6A10Abcd简化画法：5Ω6Ω20Ω+140V+90Vabcd例：计算K打开、闭合时a点的电位+12V6K8K16Ka-6VK[解]：（1）K打开时aaV

=

16

·103

I

-

6

=

3.6V6

+

8

+16I

=

12

-(-6)

=

0.6mA或V

=

-(6

+

8)·103

I

+12

=

3.6V（2）K闭合时aa6V

=

-8

·103

I

=

-2VV

=

16

·103

I

-

6

=

-2V8

+

16I

= =

0.25mA6K8K16Ka6VK—++12V—I例：计算K打开、闭合时a点的电位+12V6K8K16Ka-6VK[解]：（1）K打开时fi

Va

=

3.6V=6

+

8

1612

-Va

Va

-(-6)（2）K闭合时168fi

Va

=

-2V=

Va

-(-6)0

-Va例：已知E1

=6V、E2

=4V、R1

=4W

、R2

=R3

=2W

，求VAAR1R2R3I1I2I3E2E161

2E1I3

=

0VA

=

I3

R3

-

E2

+

I2

R2=

-4

+

1 2

=

-2V= =

1AR

+

R

4

+

2I1

=