电工电子学之电路基本概念与定律.ppt

电气工程系，电气工程系，电气工程系，导论，电工学是大学所有工程专业的一门基础技术课。当今世界，人们的衣食住行等基本生活条件，一切现代科学技术的发展和工农业生产都离不开电子电气技术的支持。一、电能的应用及其与生产发展的关系。蒸汽机的发明引发了第一次工业革命。机械化越来越广泛，大大提高了工农业的生产效率。引言，第二次工业革命是由电动机的发明引发的。越来越广泛的电气化进一步促进了人类文明的发展，极大地改变了物质和精神生活的条件。工业生产中的电机动力设备电机采矿、冶金、轧钢、锻造和铸造机械、金属冷加工机床等.电能的应用、介绍、电能的应用、机械加工技术电镀、电焊、电炉冶金、电蚀刻、超声波加工、电子束和离子束加工等.介绍、电能应用、长度、速度、温度、时间、压力、流量、照度和色度的测量和控制等.电能、交通和通讯车辆及火车、飞机、轮船的介绍和应用.收音机、电视、电影和电话.电能的介绍、应用、农业.医疗.军队.国防.信息.电能的介绍和应用。电子电气技术的发展和广泛应用极大地促进了社会生产力的提高。第二次工业革命在促进社会生产力发展方面发挥了革命性的作用。引言电能的应用为人们转换电能、水能、热能、光能、机械能和化学能提供了极大的便利。导言，二。课程现状及主要内容。电气与电子技术：研究电气技术和电子技术及其应用科学技术的理论。电气技术(第一卷)，电子技术(第二卷)，电路分析基础，磁路与电机，模拟电子技术，数字电子技术，第三，电气电子技术的发展与应用，现状，大容量，器件小型化，设计自动化，计算机检测与控制系统原理框图，电气电子技术的典型应用，第四，如何学好电气电子技术，课程特点：内容大而广，学时相对较少。1、注重掌握“三基”:2、注重综合分析和设计，注重工程素质的培养，基本原理、基本分析方法和基本应用；3、提高学习效率，培养自学能力，课堂、答疑、作业、自学、讨论和实验；第一章电路的基本概念和基本规律；1.1电路的功能和元件；1.2电路模型；1.3电压和电流的参考方向；1.4欧姆定律；1.5电源有载运行、开路和短路理解电路模型和理想电路元件的含义；2.理解电压和电流参考方向的含义；3.了解电路的基本规律并正确应用；4.了解电源的有载运行、开路和短路状态，了解电功率和额定值的含义。5.掌握分析和计算电路中各点电位的方法。1.1、电路的功能和组成，(1)实现电能的传输、分配和转换，(2)实现信号的传输和处理，1。电路的功能，即电路是电流的通路，是由电气设备或电路元件以某种方式进行某种需要。t1:热端，t2:冷端，热电偶，2。电路组件、电源：提供的设备、负载：用来获取电能的设备、中间链路：传输、分配设备建模：1。保留主要电磁特性2。一个设备可以由多个组件模型表示。在电路的建模过程中，电池是一个电源部件，其参数是电动势E和内阻Ro；灯泡主要具有消耗电能的特性，是电阻元件，其参数为电阻R；桶用来连接电池和灯泡。它的电阻可以忽略不计，被认为是理想的无电阻导体。该开关用于控制电路的通断。将来，分析将全部参考电路模型，或简称电路。在电路图中，各种电路元件由规定的图形符号表示。手电筒的电路模型由电池、电线、灯泡、开关和桶组成。1.3电压和电流的参考方向，为物理中的基本物理量指定的方向，1。电路基本物理量的实际方向，注意：它们是标量，指定的方向是为了方便电路的计算。(2)参考方向的表达式，电流：电压：(1)参考方向，分析和计算电路时电量的任何假定方向。一种分析方法。电路基本物理量的参考方向、关联参考方向、负载-U和I参考方向相同；电源-I参考方向与E方向相同。实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正。实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负。(3)实际方向和参考方向的关系。注意：选择参考方向后，电流(或电压)值为正或负。如果I=5A，电流从a流向b；如果I=5a，电流从b流向a；如果U=5V，电压的实际方向从a指向b；如果U=5V，电压的实际方向从b指向a，1.4欧姆定律，当U和I参考方向相同，当U和I参考方向相反时，表达式中有两组符号：公式前的符号由U和I参考方向之间的关系决定；(2)U和I的正值和负值表示实际方向和参考方向之间的关系。通常取U，我的参考方向是相同的，即相关的参考方向。U=RI，U=RI，解决方案：图(a)中有，u=ri，例如：应用欧姆定律在下图中列出电路的公式，并找出电阻r。对于图(b)，U=RI，电路的端电压和电流之间的关系称为伏安特性。遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，这意味着电路中的电压与电流之比是恒定的。线性电阻的概念：线性电阻的伏安特性是一条穿过原点的直线。1.5电源有载运行，开路和短路，开关闭合，接通电源和负载，负载端电压，U=IR，(1)特性：1.5.1电源有载运行，1)电流的大小由负载决定。(2) IU电源有内阻时。或u=eir0，当R0PN(设备易损坏)时，额定工作状态：I=IN，P=PN(经济、合理、安全、可靠)，功能：关断，1.5.2电源开路，1。开路电流等于零；I=02。开路电压U取决于电路状况。当电路在某处断开时，电源的外部端子短路，1.5.3电源短路，1 .短路处的电压等于零；U=02。短路时的电流I取决于电路状况。电路中某处短路的特征：1.6基尔霍夫定律，分支：由串联在两个节点之间的元件组成的一段电路。支路产生电流，称为支路电流。接合处：三根或更多电线的接合处。由树枝组成的封闭路径。网格：内部没有分支的循环。b，a，示例1:分支：ab，bc，ca，(共6个)，循环：abda，abca，adbca.(共7个)，节点：a、b、c、d(共4个)，网格：abd、abc、bcd(共3个)，1.6.1基尔霍夫电流定律(KCL定律)，1 .定律，即：i in=I out，在任何时刻，流向任何节点的电流都等于流出该节点的电流。本质上，反映了电流的连续性。或1.6.2基尔霍夫电压定律(KVL定律)和1 .定律，即u=0，在任何时刻，从环路中的任何一点开始，沿环路一个周期，电位上升的总和等于电位下降的总和。也就是说，对于环路1:对于环路2:E1=I1R1I3R3，E2=I2R2 I3R3，或I1R 11 I3R 3E1=0，或I2R 2 I3R 3E2=0。基尔霍夫电压定律(KVL)反映了电路中任何回路的每个部分的电压之间的关系。1。在列出方程式之前，标记循环的方向；电位上升=电位下降E2=ubei2r2，u=0 i2r 2e2ube=0，2。当应用u=0的等式时，确定项前的符号：如果指定的电位下降为正数，则电位上升为负数。3。开路电压可以通过环路来处理。注：对于循环1，例3，对于单元格abda，单元格acba，单元格bcdb，单元格r5，单元格i5 r5i3 r3i 1 R1=0，i2r 2i4 r 4i5 r 5=0，i4 r 4 i3 r 3e=0，对于循环adbca，按照逆时针方向：i1r 1 i3 r 3i 4 r 4i2r 2=0，并应用u=0列公式。对于环路cadc，按照逆时针方向：-I2R 2I1r 11e=0，1.7电路中电位的概念和计算，电位：某一点单位正电荷的电位(位)能量，即从电路中某一点到参考点的电压，记录为“VX”。通常将参考点的电位设置为零，也称为接地，表示。1。电势的概念，电势计算步骤：(1)选择电路中的一个点作为参考点，并将其电势设置为零；(2)标记当前参考方向并计算它们；(3)计算从每个点到参考点的电压，作为每个点的电势。点电位为正，表明该点电位高于参考点；某一点的电位为负，表示该点的电位低于参考点。例如，找到图中所示电路中每个点的电位：Va、Vb、Vc、Vd。解决方案：设置a为参考点，即va=0v，VB=uba=106=60 VVC=UCA=420=80 vvdd=uda=65=30v，设置b为参考点，即VB=0v，va=Uab=106=60 VVC=UCB=E1=140 vvdd=udb=E2=90v，b，a，Uab=106=60 vucb=E1=140 vudb=E2=90v。 UAB=106=60 vucb=E1=140 vudb=E2=90v，结论：(1)电位值是相对的，电路中各点的电位会随着参考点的选择而变化； (2)电路中两点之间的电压值是固定的，不会因参考点不同而改变，即与零电位参考点的选择无关。电路图简述：电源的一极接地，用无接地电极的电位代替电源；例1:找出b点的电势。解决方案1:将原来的电路改为下图：例1:找出b点的电势。R1和R2的电流相等。示例2:显示了电路，当开关S打开和闭合时，计算点A处的电势VA，并求解：(1)当开关S打开时，(2)当开关S闭合时，电路如图(B)所示，电流I2=0，电势V