电工技术1(基本概念和定律部分).ppt

电工技术培训,第一章 电路的基本概念和基本定律,第一节 电路和电路模型,第二节 电路的基本物理量,第一节 电路和电路模型,一、电路的组成,1.电路的三部分组成：,电源（信号源）：供给电路电能（电信号）,负载：接受电能或电信号,中间部分：控制及连接部分（如导线，开关等）,2.电路的基本作用：,（1）实现电能的传输与转换,（2）传递和处理信号,二.电路模型,1.引入电路模型的原因：,我们在研究和分析一个实际电路时，对于一些与研究无关的因素我们无需考虑，比如负载电源的形状、大小等等，只考虑其电特性就可以。这样我们在画一个电路图时无需把实物的形状画出，可将电源负载等简单化，理想化。,2.其中各部分的理想化模型如图所示：,电阻,电容,电感,3.电路模型：由理想化元件构成的电路。,三、电路的工作状态,电路有三种工作状态如下 图所示：,（a)电源与负载构成闭合回路，电源处于有载工作状态，电路中有电流流过。,(b)当a、b两点间用导线相连时，称电阻R1被短路。a、b间导线称为短路线，短路线中的电流叫短路电流。,注:短路可分为有用短路和故障短路，故障短路往往会造成电路中电流过大，使电路无法正常工作，严重的会产生事故。,(c)开关S断开或电路中某处断开，切断的电路中没有电流流过，此时的电路称为开路。开路又叫断路，断开的两点间的电压称为开路电压。,注：开路也分为正常开路和故障开路。如不需要电路工作时，把电源开关打开为正常开路；而灯丝烧断，导线断裂产生的开路为故障开路，它使电路不能正常工作。,第二节 电路的基本物理量,一、电流,1、定义：电荷的定向运动,2、电流是一个矢量既有大小又有方向,方向：正电荷运动的方向,大小：用电流强度来表示，电流强度是指单位时间 内通过导体横截面的电荷量。电流强度习惯 上又常被简称为电流。,3.根据电流的大小和方向随时间变化情况，电流的分类：,电流,恒定电流（稳恒电流),时变电流,脉动电流,变动电流,非周期性变动电流,周期性变动电流,非交变电流,交变电流,非正弦交流电,正弦交流电,恒定电流大小和方向都不随时间变化的电流，简称直流。简写作“DC”，用“I”表示。,时变电流大小和方向或两者之一，随时间变化的电流称为时变电流，用“i”表示。,脉动电流方向不变，但大小随时间变化的电流，称为脉动电流。,变动电流大小和方向均随时间变 化的电流，称为变动电流。,周期性变动电流每隔一段时间，总是重复前面的变化的变动电流，称为周期性变动电流。,交变电流在一个周期内，电流平均值为零的周期性变动电流称为交变电流，简称交流，简写作“AC”。,正弦交流电按正弦规律变化的交变电流，称为正弦交电。,4.电流的计算公式:,直流的计算公式：,交流的计算公式：,5.电流的单位：安培（A）（国际单位制）, 1安培表 示1秒内通过截面的电荷量为1库仑。,常用单位还有千安kA,毫安mA,微安A,6.参考方向的引入： 在分析电路时，对复杂电路中某一段电路里电流的实际方向有时很难确定，而且有时电流的实际方向还在不断地改变，因此在电路中很难标明电流的实际方向，为了解决这样的困难，引入了电流的“参考方向”这一概念。,参考方向： 在一段电路或一个电路元件中事先选定一个方向，这个选定的电流方向就叫做电流的参考方向。,7.电流参考方向的表示：,1）用实线箭头表示,A,B,2）双下标表示，如iAB，其参考方向 是由A指向B,注（1）电流参考方向可以任意选定,（2）参考方向一经选定，在电路分析和计算过程中，不能随意更改,（3）所选定的电流参考方向并不一定就是电流的实际方向,8.参考方向与实际方向的关系规定：,若一致，则电流值为正，即 i0,若相反，则电流值为负，即i0,即可以在选定的电流的参考方向下，据电流的正负来确定出某一时刻电流的实际方向,二、电压和电位：,（一）电压,1.常用电压的分类：,直流电压，用U表示,交流电压，用u表示,2.电压的大小：电路中任意A、B两点间的电压，在数值上等于电场力将单位正电荷从A点移动到 B点所做的功。,电压定义式：,A、B两点间的直流电压表示为,交流电压表示为,4.电压的单位：在国际单位制中，电压的单位是伏特（V）。 物理意义：当电场力将1库仑（C）的电荷量从一点移动到另一点所作的功为1焦耳（J）时，则该两点间的电压为1伏特（V）。,电压的单位还有千伏（KV）、毫伏（mV）和微伏（V），,5.电压的参考方向用实线箭头或双下标表示。,3.电压的实际方向定义为正电荷在电场中受电场力作用（电场力作正功时）移动的方向。,6.电压的参考方向与实际方向的关系：,一致时，电压值为正值，即u0,相反时，电压值为负值，即u0,如图所示：,（二)电位,1.电位的定义：在电路中任选一点为参考点，则某点到参考点的电压就叫做这一点（相对与参考点）的电位。,2.电位的表示：参考点在电路图中用符号“”表示。,3. 电位与电压的关系：,两点间的电压就是该两点电位之差，电压的实际方向是 由高电位点指向低电位点，有时也将电压称为电压降。,4.引入电位后电压的参考方向的另一种表示方法：,可以用“参考极性”的标注方法来表示，即在电路或元件 两端标以“+”“-”符号，“+”号表示假设的高电位端，“-”号表示假设的低电位端，由“+”号指向“-”号的方向就是选定的电 压参考方向,2.参考点一经选定，在电路分析和计算过程中，不能 随意更改,注：1.电路中各点的电位值与参考点的选择有关，当所选 的参考点变动时，各点的电位值将随之变动,3.在电路中不指定参考点而谈论各点的电位值是没有意义的,4.习惯上认为参考点自身的电位为零，即O=0，所以参 考点也叫零电位点。,5.在电子线路中一般选择元件的汇集处，而且常常是电 源的一个极作为参考点,6.在工程技术中则选择大地、机壳等作为参考点,第三节 基本定律,一、几个定义 1、结点：电路中三个或三个以上元件的公共连接点。 2、支路：在两个结点之间，由一个元件或几个元件串联构成的一段无分支电路。 3、回路：由一条或多条支路组成的闭合路径。 4、单回路电路：只有一个闭合回路的电路