电工技术基础讲解课程课件

电工技术一、电能的应用

电能应用在工业、农业及国民经济各部门，在日常生活中也是不可缺少的。

绪论1.电能的优越性（1）便于转换

（2）便于传输（3）便于控制2.不足之处难于储存二、课程的目的和学习方法

目的—获得电的基本理论知识，为今后的学习和工程技术研究打下基础。

方法—掌握好物理概念（多看参考书）；多做习题。三、使用教材

秦曾煌主编《电工学》第五版上册《电工技术》高等教育出版社出版第1章电路的基本概念与基本定律

1-1电路的作用与组成部分

电路—电流流经的闭合路径（由电工设备和元件组成）。一.电路的组成—•电源（信号源）

•中间环节

•负载

二.电路的作用—传输和转换电能；传递和处理信号。电源：将非电能转换成电能的装置(干电池,蓄电池,发电机)或信号源。中间环结：把电源与负载连接起来的部分(连接导线,开关)负载：将电能转换成非电能的用电设备(电灯,电炉,电动机)一.电路的组成：电池灯泡EIRU+_负载电源电路的组成二.电路的作用1.电能传输和转换发电机升压变压器降压变压器电灯电炉热能,水能,核能转电能传输分配电能电能转换为光能,热能和机械能2.信号的传递和处理放大器话筒扬声器将语音转换为电信号(信号源)信号转换、放大、信号处理(中间环节)接受转换信号的设备(负载)

将实际元件理想化，由理想化的电路元件组成的电路。EIRU+_例如：理想化导线理想化元件今后我们分析的都是电路模型，简称电路。1-2电路的模型理想化电源电路模型:

由理想元件组成的电路.（一）理想无源元件(线性元件)1.电阻:电路中消耗电能的理想元件2.电容:电路中储存电场能的理想元件3.电感:电路中储存磁场能的理想元件线性电路:由线性元件和电源元件组成的电路.（二励）理零想电兄源元它件1.转理想结电压闸源恒压矩源2.谅理想欣电流虏源恒流璃源电路启分析—在已愧知电辣路结阵构与骆元件嗓参数渠情况下击研究趁电路激励与响应之间的关宴系。激励—推割动电努路工该作的电源烦的电器压或歼电流。响应—由于电源慈或信葱号源慢的激励冶作用陪，在电路根中产生染的电贝压与如电流。1-殿3谊电压亮和电吗流的凤参考简方向I=0+_RUESU0R0ba电路秩中的嗓箭头钞方向除为电柿压与俱电动颂势和继电流长的参考周方向.电路含中物骡理量涝的正怀方向壮(参考博方向)物理钢量的正方昆向：实际正方向假设正方向实际正方向：物理中对电量规定的方向。假设正方向（参考正方向）：在分析计算时，为了解题方便，对物理量任意假设的参考方向。物理仪量的尿实际局正方母向一、牛电流电流杀方向卫—正电赴荷运能动的桑方向（实拼际方椒向）懂。电流哲参考蕉方向卫—任选佣一方俭向为述电流睬正方在向。正值负值Iab=龙-Iba例：IIaabb二、桑电压电压必方向—由贪高电俭位端摩指向山低电宗位端（实顿际方底向）。电压北参考异方向—任六选一洪方向拒位为饼电压侦正方屯向。电压冶表示纷方法究：U+-UabUabUab贺=拔-Uba关联粘正方呀向：UI关联阶正方用向UI非关联正方向三、艇电动橡势电动谨势的雨方向—电猴位升莲高的焰方向微（实谦际方选向）否。电动亲势的锐参考叫方向—任芝选一详方向恼为电俊动势悟的正耗方向舌。电动纽奉势的电表示绩方法惩：a.录箭头b.众正负罢号c.做双下茂标电动扶势和啊电压疾的关亲系：EU电压径与电旧动势授规定处正方味向相彼反时E=驱UEU电压叉与电请动势赶规定康正方物向相汁同时E=功-受U由以山上关只系可四以看尿出：电压谈源可由夺一个樱大小冶相等保，方向照相反馒的外加兆电压表示没。例：EUU(U=狂E)电路污分析难中的假设正方俩向（参示考方六向）问题坛的提瓣出：在复湿杂电仔路中执难于洪判断绩元件籍中物者理量的实谜际方见向，帜电路孔如何第求解扑？电流理方向A

B？电流贪方向B

A？E1ABRE2IR(1岛)成在解戚题前先设兴定一屯个正京方向，作学为参蚀考方降向；解决集方法(3礼)米根据昌计算凯结果烟确定务实际患方向勉：若计算们结果为正，则吐实际缎方向泡与假偏设方向希一致；若计算著结果为负，则施实际挎方向立与假需设方向钟相反。(2钳)理根据由电路向的定漆律、刃定理搬，列雹出物果理量屋间相劝互关系的毛代数姑表达役式并倚计算凤；例已知土：E=2仁V,R=1你Ω求：梨当Uab分别蜜为区3V忆和妄1达V迅时，IR=?E

IRRURabUab解：(1)假定电路中物理量的正方向如图所示；(2)列电路方程：(3干)骗数值恭计算（实际智方向基与假义设方舟向一渴致）（实际饼方向感与假晃设方列向相丘反）E

IRRURabUab(4罩)陆为了拦避免播列方论程时灾出错盼，习惯狗上把I与U的方围向按相护同方疮向假铜设(关揪联正降方向剧）。(1练)浮方程世式U/古I=灾R仅适汤用于愈假设悉正方轮向一依致的雪情况织。(2核)“实冷际方姑向”是物劈燕理中骆规定胸的，歼而“假伙设珍正方祸向”则是人记们在互进行屡电路货分析拿计算经时,皮任意射假设轻的。(3颠)西在以崇后的击解题鼻过程剩中，畜注意处一定厌要先假外定“性正方申向”(即斑在图线中表东明物默理量页的参制考方仗向)直，然后嫂再列寒方程计算。缺越少“参考款方向”的至物理佛量是暮无意逗义的堂.提示

IRURab假设:与的方向一致例假设:与的方向相反

IRURab关联世正方雕向非关灾联正炼方向1-拌4阀欧姆矿定律U和I为关滩联正队方向铜时：U和I为非星关联疑正方眠向时罗：线性断电阻鞠：遵循济欧姆烫定律散的电扣阻，堵其阻插值的大小量和电菜流电吴压无帅关。RUI注意：用欧姆僻定律顺列方率程时艘，一洋定要爪在图中杯标明谎正方肯向。RUIRUI例：广义歇欧姆双定律(支队路中忠含有炕电动毛势时拉的欧品姆定递律)当Uab>E时，I>0表明省方向老与图健中假阳设方奖向一怪致当Uab<E时，I<0表明景方向慨与图井中假幻玉设方系向相贯反E+_baIUabR1-胆5猫电路贝的工偷作状誓态（开歇路、就短路籍和有蛾载工螺作）受控罗电源（后拣面介折绍）理想电压源电源实际电源理想电源电压源理想电流源电流源R0IsU0E+_U0R0E（R0=0）Is（R0∞）1.欠5.蒙1染电祥源有矿载工撕作电路特征：I=E/(R0+R)U=IR=E–IR0P=PE-△P将上式乘以I，得（注味意：湾电源斤输出庭的功棵率和栽电流俊由负论载决秩定。弄）上式欢表明具：当R变化碑时，辱电源伏端电须压变由化不巩大，聋则此食电源带负魂载的愿能力殿强。当R检>>础R0时U≈E一、翅电压己和电蚁流+_IRUabESR0ab电源泪的外弱特性水曲线表示计电源禁端电剑压与雕输出赤电流谱之间鹿的关谊系曲凑线，丽称为乓外特回性曲剖线。U纹=扔IR涛=能E黄–谊I才R0IU0EIR0二.痕功位率与烧功率收平衡电源玻的发出虾功率=负严载的取用政功率+电帐源内叮阻上勒的消耗浅功率P--瓣--蜂电源艺输出录的功拉率PE--怜--严电源霸产生柏的功伍率∆P--舍--蹈电源该内阻移上消伪耗的颗功率IUE+_RabSR0功率俊平衡权方程长式：在U、票I正方向乱选择顿一致跪的前鹊提下命：IRUab或IRUab“吸哈收功滤率”旦（负志载）“发伤出功搭率”飞（电金源）若P=UI

0若P垮=窄UI

0根据能量守衡关系P（吸收）=P（发出）三.钞电食源与愉负载尖的判悼别当事计算僻的P>筋0时,育则票说明U、信I的实怜际方京向一知致，桑此部志分电杏路消耗糠电功匆率，为负载。功率旁性质赶判断罩：当计革算的P<辉0时,怀则眉说明U、出I的实蓬际方壁向相唇反，纸此部蛇分电娱路发出救电功挨率，为电源。①如果体假设U、住I正方糖向一悉致。②电源刷有时洪发出澡功率掏，有聋时消扬耗功校率。当计算薯的电夸源功茄率PE>悲0时,居则电缺源消哲耗功尺率，畅为负载；当计算晒的电签源功持率PE<拌0时,钱则电含源发秋出功池率，记为电源教.例IUU=10VI=-1A电路IUU=-10VI=1A电路IUU=10VI=1A电路P=喇UI纺=-绢10围W<贪0,区发出村功率绞，是漫电源游。P=恢-U忌I=番10蓄W>卵0，消耗谊功率幻玉，是猫负载招。P=舅-U挎I=浙-1杨0W创<0帽，发出柏功率仗，是术电源灶。四.泉额但定值术与实旅际值额定组值:制造塔厂为狼了使贤电子梯设备美能在罪给定次的工井作条鸭件下挥正常魂运行童而规族定的茄正常眼允许倒值。UN搬、IN哀、PN使用堆时，电压梅、电醉流、剧功率补的实伙际值不扣一定揪等于额定总值。I>IN过载I<IN轻载I=IN额定工作状态电器糕使用泥时的涝实际轻值不灰等于旨额定朱值的范原因矩：a.电器笼受外顾界影绳响—钩—如盘电压难波动灾。b.负载梅变化荣时，召电流粉、功依率通麻常不羡一定享处于额定励工作攻状态纽奉。开关S断开衬时，含外电掌路的时电阻传无穷迷大,质电母流为卖零，毕电源疮的端庭电压U0等于夸电源仰电动蚊势E。二、超开路沉（断路债或空苦载）电路蹲特征困：I估=行0U凳=滔0周U0=桑EPE=困P业=讨0I=0+_RUEabSU0R0（其怜中：绿PE=胜EI、P滩=捉U衣I）三.仇短路U=披0始I=恼0短路电流P=正0电路绑特征阀：+-E+-0RUIsI=0+_RUEabSR0当R00时，Is∞（烧毁电源）。注意：电压源不允许短路！IS用来镰描述污电路沾中各壤部分发电压猴或各尿部分然电流直间的衣关系敌,其前中包赴括基氏绑电流和基氏淹电压两个茂定律并。术语乱：网孔由：不包盯含任往何支兼路的婆回路支路溉：电路献中的小每一碎个分柿支（一励个支功路流徒过一左个电塔流）结点苍：三个闭或三天个以回上支蒙路的帝联结素点回路俯：电路脚中任汉一闭饿合路色径1-竞6扛基支尔霍弯夫定确律支路努：ab、ad、…哭.乔..（共腐6条详）回路裁：ab量da、bc息db、…圆..塌.（共盗7恶个）结点鲜：a、b、…含.淡..(共册4个隔）例I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-对任睛何结龄点，驾在任篮一瞬徒间，琴流入垮结点畅的电备流等债于由帜结点斯流出铁的电玻流。基氏顽电流旅定律陆的依据：电养流的初连续肥性I=0即：I1I2I3I4例或：1.括6.蜡1淹基尔尸霍夫钢电流司定律（K袍CL竞)I入=I出即：设：碍流入灭结点怕为正携，流互出结眯点为罪负。在任考一瞬戒间，睬一个野结点男上电卫流的内代数妥和为岂0误。电流旗定律还可伐以扩蠢展到恋电路知的任薯意封篮闭面何（广义创结点）。例I1+I2=I3例I=0基氏磨电流徐定律邪的扩验展I=?I1I2I3E2E3E1+_RR1R+_+_R对电伤路中止的任孔一回钉路，不沿任浑意循行波方向的各割段电土压的稳代数石和等途于零论。即：1.叙6.做2.烤基尔尚霍夫性电压木定律（K筝VL错）即：在任军一回重路的循行叙方向上，蛙电动尾势的缎代数止和等秋于电州阻上逗电压婆降的信代数孤和。E、酱U和胸IR畏与循行谨方向相同晕为正慢，反满之为者负。例如暑：考回反路a-d-c-a或：注意渔：与循行绍方向殖相同数为正喉，乐反之敌为负倒。I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-其中蕉:US3=奔-蜂E3，US4=圆-缸E4基氏片电压蔑定律刑也适耀合开肚口电昼路。例由：得：E+_RabUabI例aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1分析以下电路中应列几个电流方程？几个电压方程？基尔霍夫电流方程：结点a：结点b：独立方程只有1个基尔霍夫电压方程：#1#2#3独立方程只有2个aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1网孔网孔设：折电路妇中有N个结栗点，B个支哀路N=2呈、B=3bR1R2E2E1+-R3+_a小疏结独立的结点电流方程有

(N-1)个独立的回路（网孔）电压方程有

(B-N+1)个则：（一般为网孔个数）独立电流方程：１个独立电压方程：２个求：I1、I2、I3

能否很快说出结果？1

++--3V4V1

1

+-5VI1I2I3电路希中的银电位——该点与评参考掩点（零电享位点）之使间的帆电压妨。（参考局点通桑常用王“接洪地”半符号酒表示右，但优该点牛没有碌和大鉴地相宿连。谎）①参考依点选保的不赔同，颜则各野点的近电位瓶不同徒。②电流偷总是友从高乘电位岩流向眨低电炸位。例11-手7尿电路析中电讨位的与概念券及计每算-7V3K1KAS1K+6V+8Vcb求：例A点熟电位最。设b点为晨参考扭点：Vb=0则：V