模块一直流电路电工技术基础系列PPT学习教案

1、会计学1模块一模块一 直流电路电工直流电路电工(dingng)技术基础技术基础系列系列第一页，共74页。第1页/共74页第二页，共74页。第2页/共74页第三页，共74页。第3页/共74页第四页，共74页。第4页/共74页第五页，共74页。工业生产过程工业生产过程(guchng)控制室控制室检测与控制(kngzh)装置现场第5页/共74页第六页，共74页。1. 紫金矿业的福建上杭铜矿渗漏2. 大连储油库燃爆(rn bo)3. 吉林永吉县两家化工企业七千多个化学原料桶被洪水冲入松花江4. 南京塑料四厂拆迁导致丙烯泄漏引发爆第6页/共74页第七页，共74页。第7页/共74页第八页，共74页。第8页

2、/共74页第九页，共74页。第9页/共74页第十页，共74页。第10页/共74页第十一页，共74页。n第11页/共74页第十二页，共74页。手电筒的电路手电筒的电路(dinl)(dinl)模型模型 R+RoES+UI电池电池(dinch)导线导线(doxin)灯泡灯泡开关开关 手电筒由电池、灯手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。泡、开关和筒体组成。 理想电路元件主要有理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容电阻元件、电感元件、电容元件元件和电源元件等。和电源元件等。一、电路一、电路电源电源中间环节中间环节负载负载第12页/共74页第十三页，共74页。内电路电动势导线(doxin)开关(kig

3、un)负载(fzi)第13页/共74页第十四页，共74页。U第14页/共74页第十五页，共74页。具体具体(jt)实物实物 共性共性(gngxng)(gngxng)特征特征 抽象化命名抽象化命名(mng mng) (mng mng) 符号符号 电路分析电路分析 电灯电灯 消耗电能消耗电能 电阻电阻 就是将实际中一些具体的电子器件按其主要的电就是将实际中一些具体的电子器件按其主要的电磁特性抽象为某一种理想化模型磁特性抽象为某一种理想化模型,用一种具体的符用一种具体的符号来表示号来表示,便于系统理论辨析。便于系统理论辨析。第15页/共74页第十六页，共74页。电器元件符号(fho) 名称符号名称符

4、号电 池电 感直流电机电 容电压源熔断器电流源电压表电 阻电流表GVA第16页/共74页第十七页，共74页。放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒 电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。元件按一定方式组合而成。 发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动电动机电机电炉炉.输电线输电线第17页/共74页第十八页，共74页。电源电源: 提供提供(tgng)电能的装置电能的装置负载负载: 取用取用电能电能(dinnng)的装置的装置中间环节：中间环节：传递、分传递、分配和控制电能的作用配和控制电能的作用

5、发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线第18页/共74页第十九页，共74页。直流电源直流电源: 提供提供(tgng)能源能源信号处理信号处理(xn ho ch l)：放大、调谐、检波等放大、调谐、检波等负载负载(fzi)信号源信号源: 提供信息提供信息放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒 电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。第19页/共74页第二十页，共74页。01042. 电路(dinl)的基本物理量+ +-电

6、流(dinli)方向第20页/共74页第二十一页，共74页。2.表达方式表达方式 单位单位:安培安培(A)且：安培（且：安培（A）库仑秒）库仑秒3.方向方向 实质：带负电荷的电子在金属导体中的运动产生电流。实质：带负电荷的电子在金属导体中的运动产生电流。 习惯：约定正电荷运动方向为电流的正方向。习惯：约定正电荷运动方向为电流的正方向。 分析：采用人为随意设定的参考方向，并且分析：采用人为随意设定的参考方向，并且(bngqi)当当参考方向和电流正方向相一致时电流的值为正值；参考方向和电流正方向相一致时电流的值为正值；当参考方向和电流正方向相反时，电流值为负值当参考方向和电流正方向相反时，电流值为

7、负值 。4. 注意注意 电路分析时必须先指定电流的参考方向（题目中给出的电路分析时必须先指定电流的参考方向（题目中给出的电流方向是参考方向）。电流方向是参考方向）。 离开参考方向谈电流的正负值无意义。离开参考方向谈电流的正负值无意义。tQdtdqi 第21页/共74页第二十二页，共74页。电荷在导体中的定向移动(ydng)形成电流+5A实际实际(shj)方向方向-5A参考方向参考方向与与实际方向相反实际方向相反第22页/共74页第二十三页，共74页。定义恒量电场力作功能力的物理量。 Uab= Wab/q 方向(fngxing)： 电压（位）降为正方向(fngxing)+Uabab+ + + +

8、 +- - - - -第23页/共74页第二十四页，共74页。uU或qWUababdqdWUabab 第24页/共74页第二十五页，共74页。第25页/共74页第二十六页，共74页。电位：电路(dinl)中任一点相对于参考点的电压。 Uc=2V Ua=6V Ub=1V Ud=RI+E2V3V5VdacbRI4V第26页/共74页第二十七页，共74页。 电动势：衡量外力克服电场力把单位电荷从负极移到正极所作功能力(nngl)大小的物理量。单位：V qWEbaEUs-+ab第27页/共74页第二十八页，共74页。 )( )()()(), : 单( )(titutpdtdqdqdwtpWdtdwtp

9、秒焦耳瓦特位第28页/共74页第二十九页，共74页。第29页/共74页第三十页，共74页。第30页/共74页第三十一页，共74页。SlRR+-UI第31页/共74页第三十二页，共74页。 碳膜电阻(dinz)金属膜电阻(dinz)第32页/共74页第三十三页，共74页。大功率线绕电阻(dinz) 第33页/共74页第三十四页，共74页。U、I 参考参考(cnko)方向相同时，方向相同时，RU+I 通常取通常取 U、I 参考方向参考方向(fngxing)相同。相同。U = I R欧姆定律第34页/共74页第三十五页，共74页。I/AU/Vo线性电阻的伏安特线性电阻的伏安特性性常数IUR 第35页

10、/共74页第三十六页，共74页。电阻所吸收电阻所吸收(xshu)(xshu)的功率的功率为为RURIUIP22电阻元件电阻元件(yunjin)(yunjin)吸收的能量吸收的能量为为W W ，即，即PTW 电能的单位是焦电能的单位是焦 耳耳 （J J）；或千瓦）；或千瓦小时小时(xiosh)(xiosh)（kWhkWh），），简称为度。简称为度。 第36页/共74页第三十七页，共74页。例有220V, 100 W灯泡一个, 其灯丝(dn s)电阻是多少？每天用5h, 一个月（按30天计算）消耗的电能是多少度？解 灯泡灯丝(dn s)电阻为度5115305101003hkWPTW48410022

11、022PUR一个月消耗(xioho)的电能为第37页/共74页第三十八页，共74页。电容：电容：uqC )(FuiC+_电容器的电容与极板电容器的电容与极板(j bn)的尺寸及其间介的尺寸及其间介质的介电常数等关。质的介电常数等关。(F)dSCS 极板面积（极板面积（m2）d 板间距离（板间距离（m）介电常数（介电常数（F/m）tuCidd 当电压当电压u变化时，在电路中产生电流变化时，在电路中产生电流:第38页/共74页第三十九页，共74页。贴片瓷片电容(dinrng)贴片电解电容插件电解电容第39页/共74页第四十页，共74页。电容元件电容元件(yunjin)储能储能221CuW 根据根据

12、(gnj)：tuCidd电容元件对直流电路来说相当于断路。电容元件对直流电路来说相当于断路。 第40页/共74页第四十一页，共74页。iNiL电感电感:( H、mH)电流通过电流通过N匝匝线圈产生线圈产生(磁链磁链)N 电流通过电流通过一匝一匝线圈产生线圈产生(磁通磁通)ui +-线圈的电感线圈的电感(din n)与线圈的尺寸、匝数以及附近的与线圈的尺寸、匝数以及附近的介质的导磁性能等有关。介质的导磁性能等有关。第41页/共74页第四十二页，共74页。(H)lNSL2tiLteddddL(1) 自感自感(z n)电动势的参考方向电动势的参考方向iu+-eL+-LS 线圈横截面积（线圈横截面积（

13、m2） l 线圈长度（线圈长度（m）N 线圈匝数线圈匝数 介质的磁导率（介质的磁导率（H/m）第42页/共74页第四十三页，共74页。(2) 自感电动势瞬时自感电动势瞬时(shn sh)极性的判别极性的判别tiLeddL 0 eL具有阻碍电流变化具有阻碍电流变化(binhu)的性质的性质eLui+-+-tiddi 0eLui+-+ 0 tiLeddLi 0 tidd第43页/共74页第四十四页，共74页。221LiW 第44页/共74页第四十五页，共74页。 开关闭合开关闭合,接通接通(ji tn)电源与负电源与负载。载。RREI 0U = IR一、电源有载工作一、电源有载工作 电流的大小由负

14、载决定。电流的大小由负载决定。 或或 U = E IRoP=UIP = PE P负载负载取用取用功率功率电源电源产生产生功率功率内阻内阻消耗消耗功率功率 电源输出的功率由负载决定。电源输出的功率由负载决定。负载大小的概念负载大小的概念: 负载增加指负载取用的负载增加指负载取用的电流和功率增加电流和功率增加(电压一定电压一定)。IR0R EU I3 电路的工作状态第45页/共74页第四十六页，共74页。额定值额定值: 电气设备在正常运行时的规定电气设备在正常运行时的规定(gudng)使用值使用值 I IN ，P PN 额定工作状态：额定工作状态： I = IN ，P = PN 1. 额定值反映电

15、气设备的使用安全性；额定值反映电气设备的使用安全性；2. 额定值表示电气设备的使用能力。额定值表示电气设备的使用能力。例：例：灯泡：灯泡：UN = 220V ，PN = 60W电阻：电阻： RN = 100 ，PN =1 W 第46页/共74页第四十七页，共74页。特征特征(tzhng): 开关开关(kigun) 断开断开二、电源二、电源(dinyun)开路开路I = 0电源端电压电源端电压 ( 开路电压开路电压 )负载功率负载功率U = U0 = EP = 01. 开路处的电流等于零；开路处的电流等于零； I = 02. 开路处的电压开路处的电压 U 视电路情况而定。视电路情况而定。电路中某

16、处断开时的特征电路中某处断开时的特征: :I+U有有源源电电路路IRoR EU0 第47页/共74页第四十八页，共74页。电源电源(dinyun)外部端子外部端子被短接被短接三、电源三、电源(dinyun)(dinyun)短路短路 特征特征:0SREII 电源端电压电源端电压负载功率负载功率电源产生的能量全被内阻消耗掉电源产生的能量全被内阻消耗掉短路电流（很大）短路电流（很大）U = 0 PE = P = IR0P = 01. 1. 短路处的电压等于零；短路处的电压等于零； U = 0 U = 02. 2. 短路处的电流短路处的电流 I I 视电路视电路(dinl)(dinl)情况而定。情况而

17、定。电路中某处短路时的特征电路中某处短路时的特征: :I+U有有源源电电路路IR0R EU0 第48页/共74页第四十九页，共74页。VUEo12电源的电动势4 . 0301200ssIUIER电源的内阻第49页/共74页第五十页，共74页。任务(rn wu)三 电压源与电流源一、电压一、电压(diny)源源 电压电压(diny)源模型源模型由上图电路可得由上图电路可得: U = E IRS 若若 RS = 0理想电压源理想电压源 : U EU0=E 电压源的外特性电压源的外特性IUIRLR0+-EU+ 电压源是由电动势电压源是由电动势 E和内阻和内阻 RS 串联的电源的电串联的电源的电路模型

18、。路模型。 SSREI 若若 RS RL ，U E ，可近似认为是理想电压源。可近似认为是理想电压源。理想电压源理想电压源O电压源电压源第50页/共74页第五十一页，共74页。理想理想(lxing)(lxing)电压源（恒压源）电压源（恒压源）(2) 输出输出(shch)电压是一定值，恒等于电压是一定值，恒等于电动势。电动势。 对直流电压，有对直流电压，有 U E。(3) 恒压源中的电流恒压源中的电流(dinli)由外电路决由外电路决定。定。特点特点: :(1) 内阻内阻RS = 0IE+_U+_RL外特性曲线外特性曲线 IUEO第51页/共74页第五十二页，共74页。SRUIIS电流源电流源

19、第52页/共74页第五十三页，共74页。RL IUISOIISU+_第53页/共74页第五十四页，共74页。电压源与电流源等效变换的结论如下1.电压源与电流源的等效变换只能对外电路等效2.串联(chunlin)时变为电压源，并联时变为电流源3.把电压源变换为电流源时，电流源中的IS等于电压源输出端短路电流IS， IS方向与电压源对外电路输出电流方向相同，电流源中的并联电阻Ri与电压源的内阻R0相等。第54页/共74页第五十五页，共74页。第55页/共74页第五十六页，共74页。 简单(jindn)电路：复杂电路： 单回路多回路 Iu1u2RRR3Rr任务(rn wu)四 基尔霍夫定律第56页/

20、共74页第五十七页，共74页。 一、有关一、有关(yugun)(yugun)术语术语1.1.支路支路至少含有一个至少含有一个(y )(y )元件而无分枝的电路。元件而无分枝的电路。 A A与与B B二个节点中有一个二个节点中有一个(y )(y )是假节点。是假节点。EE R1R3R2R4R5第57页/共74页第五十八页，共74页。2.2.节点节点(ji din)(ji din)（节上生支）（节上生支） 三条(sn tio)或三条(sn tio)以上支路的汇交点。节点第58页/共74页第五十九页，共74页。回路：由支路回路：由支路(zh l)组成的闭合路径。组成的闭合路径。网孔：内部网孔：内部(

21、nib)不含支路的回路。不含支路的回路。第59页/共74页第六十页，共74页。二、二、 基尔霍夫电流基尔霍夫电流(dinli)定律定律(KCL定律定律)1定律定律(dngl) 即即: 入入= 出出 在任一瞬间，流向任一结点在任一瞬间，流向任一结点(ji din)的电流等于的电流等于流出该结点流出该结点(ji din)的电流。的电流。 实质实质: 电流连续性的体现。电流连续性的体现。或或: = 0I1I2I3ba E2R2 R3R1E1对结点对结点 a：I1+I2 = I3或或 I1+I2I3= 0第60页/共74页第六十一页，共74页。I =?例例:广义广义(gungy)结点结点I = 0IA

22、 + IB + IC = 0ABCIAIBIC2 +_+_I5 1 1 5 6V12V第61页/共74页第六十二页，共74页。即：即： U = 0对回路对回路1：对回路对回路2： E1 = I1 R1 +I3 R3I2 R2+I3 R3=E2或或 I1 R1 +I3 R3 E1 = 0 或或 I2 R2+I3 R3 E2 = 0 I1I2I3ba E2R2 R3R1E11 12 2第62页/共74页第六十三页，共74页。图 示UU+-I1I2I3R1R2R3第63页/共74页第六十四页，共74页。1列方程前标注回路列方程前标注回路(hul)循行方向；循行方向； 电位电位(din wi)升升 =

23、 电电位位(din wi)降降 E2 =UBE + I2R2 U = 0 I2R2 E2 + UBE = 02应用应用(yngyng) U = 0列方程时，项前符号的确定：列方程时，项前符号的确定： 如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。3. 开口电压可按回路处理开口电压可按回路处理 注意：注意：1 1对回路对回路1：E1UBEE+B+R1+E2R2I2_第64页/共74页第六十五页，共74页。对网孔对网孔abda：对网孔对网孔acba：对网孔对网孔bcdb：R6I6 R6 I3 R3 +I1 R1 = 0I2 R2 I4 R4 I6 R6 = 0I4 R4 + I3 R3 E = 0对回路对回路(hul) adbca，沿逆时针方向循行：，沿逆时针方向循行： I1 R1 + I3 R3 + I4 R4 I2 R2 = 0应