电工学及答案

自动化学院游霞联系方式：E-mail:电工学电工技术绪论一、电工技术的应用二、电工技术课程简介三、教学安排四、基本要求10kV330kV10kV400V1.电力工业（电力、能源）

电工技术是电力工业的主要依靠技术一、电工技术的应用2、基础工业（运输、机械、铁路、冶金、化工）必不可少的支持技术电工技术是基础工业3、高新技术电工技术是高新技术必不可少的组成部分生物电工技术主要研究电磁场与生物体之间相互作用规律及内在机制，包括生物电磁效应、电磁成像技术等。

电磁成像技术是利用生物体内不同组织在不同的生理、病理状态下具有不同的电磁特性，通过施加电磁场，在体外测量电磁信号，以判断生物体是否发生病变。

与传统的X-CT相比有如下优点：

1、不但能反映解剖学结构，而且可给出功能性图像结果；

2、不使用射线，对人体危害大大降低；

3、可以多次测量，重复使用，实现连续医学图像监护；

4、成本低廉，不要求特殊的工作环境。结论：

电工科学技术的进步，电能的开发与利用，在国民经济的发展及人民生活水平提高的过程中起到了重要的促进作用。新世纪，它将在开拓新科学技术领域及促进新学科发展中发挥更大的作用。二、电工技术课程简介1、课程性质--技术基础课与专业课不同，强调基本概念、基本定律和基本分析方法。与基础理论课不同，更接近工程实际。研究电路分析的基本概念、基本定律、基本方法。为学习后续课程，从事相关专业的研究提供必要的基础理论和实验技能。2、主要内容和任务三、教学安排4、考试方式及成绩评定1、课时安排电工技术（54学时=46理论+8实验）

2、教学内容

3、参考书教材1-7章及第10章1-3节综合成绩=期末成绩70%+平时成绩30%

《电工学（第七版）（上册）学习辅导与习题解答》课前预习，课上听讲，课后复习；；2.按时完成《电工电子技术习题册（电工部分）》上的相应练习；3.注重实践环节，认真做实验。四、基本要求

希望

师生互动，顺利完成电工技术课程的学习。第一章电路的基本概念与基本定律§1.1电路的组成部分激励

——响应§1.2电路模型实际电路元件——实际电路

理想电路元件——电路模型

§1.3

电路的基本物理量及其正方向一、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

实际电路电路模型分析研究指导实际+E参考方向（正方向）：

假定I

分析计算判别实际方向电流的参考方向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：1、同一电流，由于参考方向不同，结果不同3AI=3A3AI=-3A2、正负是相对参考方向而言（没有参考方向，正负无意义）I=-3A3、参考方向确定后，分析过程中不能改变4、参考方向的表示方法箭标双下标A起点，B终点二、电压（U）

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：

假定U

分析计算判别实际方向参考方向明确：

1、表示方法：用极性“+”、“－”表示高电位低电位双下标低高箭标低高3、正负是相对参考方向而言U=-3V无意义2、同一电压，由于参考方向不同，结果不同+EU=3VU=-3V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关联参考方向非关联参考方向例：求图中的

伏安特性曲线

线

性

电

阻

1.5电源有载工作、开路与短路

1.5.1电源有载工作

+EE——电源电动势

R0——电源的内阻

U——电源端电压1、电压与电流

电源外特性+EI+ER0UR0大，陡峭

当负载↑→I↑→U↓若R0大：带负载能力差↓2、功率与功率平衡

+E

PE——电源产生的功率

——电源内阻上损耗的功率

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

E1E2R1R2I3V1V1Ω1Ω3、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例：试验证功率平衡

功

率

平

衡

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

负载（电灯）：电压波动

电源：负载增多

即电源输出的功率取决于负载大小

电源通常不一定处于额定状态，但不应高于额定值

I220V1.5.2

电源开路

I+E开路（空载）电压

1.5.3电源短路

I+E

欧姆定律是分析电路的基本定律，但对某些电路是无能为力的。1.基尔霍夫电流定律(KCL)——应用于结点2.基尔霍夫电压定律(KVL)——应用于回路

本节讨论基尔霍夫定律，它亦是分析与计算电路的基本定律。1.6基尔霍夫定律

基尔霍夫定律分为两个部分，即：名词、概念1.支路：电路中的每一个分支,它是由若干个二端元件串联而成。2.结点：电路中三条或三条以上的支路相联结的点称为结点。一条支路中各部分都流过一个相同的电流，称为支路电流图中acb、ab及adb共3条支路。图中的I1、I2及I3共3个电流。图中共有a、b两个结点。aI1I2E2+-R1R3R2+_I3bE1cd名词、概念3.回路：是由一条或多条支路所组成的闭合电路。图示电路共有3个回路。#1#2#34.网孔：网孔是回路，但认定的网孔一定要比其他网孔包含有新的支路。如图电路:当认定cabc和adba是网孔时，adbca

就不能认为是网孔，它所包含的支路都已被前两个网孔所包含。aI1I2E2+-R1R3R2+_I3bE1cd因此，不能认为所有的回路都是网孔。支路：共？条回路：共？个结点：共？个6条4个网孔：？个3个例7个1.6.1电流定律（KCL）

++－－E1E2R1I1R2I2R3I3——任一结点，流入结点的电流等于流出结点的电流——任一结点，电流的代数和恒为零若流入为正，则流出为负基尔霍夫电流定律的依据：电流的连续性电流定律可推广应用于包围部分电路的假想的封闭面

IAIBICABCPIXI1I3ISI2IY例：已知I1=2A、I2=5A、I3=-2AIS=4A，求IX

、IY例：求图示电路中的Uab及电流I、I1

ab++－－6V12V1Ω1Ω5Ω5ΩI1Ia、b可以看作一个结点+－10VI2I3I420Ω10AI120Ω20ΩabI1.6.2电压定律（KVL）

++－－E1E2R1I1R2I2++－－U1U2——对任一回路，沿任一绕行方向，回路中各部分电压代数和恒为零，即①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“-”；

++－－E1E2R1I1R2I2++－－U1U2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，“-”

基尔霍夫电压定律的依据：电路中任一点的瞬时电位具有单值性。例：列出回路电压方程++－－E1R1I1R2I2E4+－E3R5I4I3R3R4+－E2AB各段电压的代数和推广应用回路中的一段电路

（开口电路）+－E1R1I1R2I2U+－AB电位下降为正，电位上升为负++－－UE4+－E3R5I4I3R3R4+－E2AB各段电压的代数和电位下降为正，电位上升为负+U例：已知图中各电阻均为5Ω，求Uab、Ubc、Uca。

+++－－－abcI1=2AI2=－1AI3=－3A（2）与（1）中

I的方向相反（3）与（1）中U的方向相反（4）与（1）中E的方向相反例：写出I、U及E三者之间的关系式

ERI+－UERI+－UERI+－UERI+－U(1)

(2)(4)(3)(1)(2)(3)(4)结论：所列方程中各项的正负号是由其参考方向决定的，如果参考方向选得相反，则会相差一个负号。例：E1=E3=5V、E2=10V，求各电流，并验证功率平衡。

5Ω10Ω10ΩE1E2E3IE1IE2IE3+++I1I2I3－－－[解]：

同理可得

由KCL定律得

功

率

平

衡

5Ω10Ω10ΩE1E2E3IE1IE2IE3+++I1I2I3－－－E1=E3=5V、E2=10V1.7电路中电位的概念及计算

电位的概念：Va=+5V

a

点电位：ab15Aab15AVb=-5V

b

点电位：在电路中任选一点，设其电位为零（用此点称为参考点。其它各点相对参考点的电压，就是该点的电位。记为：“VX”

（注意：电位为单下标）。

标记），两点间的电压就是两点的电位差以点a为参考点，即Va=0b5Ω6Ω20Ω140V90Va++4A－－6A10Acd以点b为参考点，即Vb=05Ω6Ω20Ω140V90Va++4A－－6A10Abcd例、图示电路，以a为参考点，求Vb，Vc，Vd及Uca，Ucd；以b为参考点，求Va，Vc，Vd及Uca，Ucd；

结论：

参考点不同，各点电位不同，但任意两点间的电位差（即电压）保持不变。

5Ω6Ω20Ω140V90Va+