电工技术第讲

电工技术1前

言

现在人们生活和工作中都离不开电。电工技术是一门技术基础课。是为同学们继续学习，以及将来从事本专业有关工程和科学研究等工作打下电这方面的基础。

1、上课时要认真听课主动学习，要注意掌握基本概念和基本原理。不要死记硬背。

课程的学习方法：2、听课时要记笔记。课后要及时复习。要多做一些不同类型的题，做到举一反三。3、要重视实验。要通过实验来巩固所学理论，训练实验技能。2

主要学习内容：第一章、电路的基本概念与基本定律第二章、电路的分析方法第四章、正弦交流电路第五章、三相交流电路第三章、电路的暂态分析第六章、磁路与铁心线圈电路3考核方法：2、实验成绩占20％。3、平时成绩占10％。1、期末考试成绩占70％。平时成绩的考核内容：（2）课堂提问。（3）课堂笔记。（4）作业（1）出勤率。任课教师：孟繁钢电话：4第一章、电路的基本概念与基本定律

一、电路的作用与组成部分

二、电路模型

三、电压和电流的参考方向

四、欧姆定律

五、电源有载工作、开路与短路

六、基尔霍夫定律

七、电路中电位的概念及计算

5一电路的作用与组成部分

第一章、电路的基本概念与基本定律1、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的。

例如：对于一个电力系统是由发电机、升压变压器、输电线。降压变压器、用电设备（负载）等组成。目的是传递能量。

发电机升压变压器降压变压器用电设备电动机电灯输电线6第一章、电路的基本概念与基本定律对于扩音机是由信号源（话筒）、放大器、扬声器组成。目的是进行信号处理（将小的声音信号变成大的声音信号）。

放大器扬声器话筒一电路的作用与组成部分

7第一章、电路的基本概念与基本定律2、电路的组成

发电机升压变压器降压变压器用电设备电动机电灯输电线电力系统电源：提供电能的装置

负载：用电设备

中间环节：传递、分配和控制电能一电路的作用与组成部分

8第一章、电路的基本概念与基本定律扩音机放大器扬声器话筒信号源：提供信息负载：将电能转换为其它形式的能量中间环节：传递、分配和控制电能一电路的作用与组成部分

9第一章、电路的基本概念与基本定律电路的组成：电路是由电源（信号源）、负载、中间环节三部分组成。

电源：是指电路中供给电能的装置。电源的作用是将其它形式的能量转换为电能。

负载：是指用电设备。负载的作用是将电能转换为其他形式的能量。中间环节：是连接电源和负载的部分。用来传输、分配、控制电能。

一电路的作用与组成部分

10第一章、电路的基本概念与基本定律3、电路的作用（1）、用来传递或转换电能。

（2）、用来实现信息的传递和处理。一电路的作用与组成部分

例如：电力系统发电机升压变压器降压变压器用电设备电动机电灯输电线放大器扬声器话筒例如：扩音机11第一章、电路的基本概念与基本定律一电路的作用与组成部分

1、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的。

小结：

2、电路的组成：电路是由电源（信号源）、负载、中间环节三部分组成。

3、电路的作用：（1）、用来传递或转换电能。（2）、用来实现信息的传递和处理。12第一章、电路的基本概念与基本定律二电路模型1、实际电路与电路模型

实际电路是由实际电路元件或器件组成的电路。

例如手电筒是由电池、开关和白炽灯组成。

电池灯泡13第一章、电路的基本概念与基本定律一般电路元件的电磁性质较为复杂。二电路模型用电阻元件代替白炽灯就是将白炽灯进行模型化。白炽灯的电路模型就是电阻。

为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模型化，然后再进行电路分析。

如白炽灯除了消耗电能（具有电阻性质）外，还会产生磁场（具有电感性质）。

但是产生的磁场与消耗的电能相比很小，可以忽略不计。

因此，白炽灯可以认为是一个电阻元件。

14第一章、电路的基本概念与基本定律二电路模型2、电路元件的理想化（模型化）

在一定条件下，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。

（1）、理想电路元件（电路模型）在一定条件下，突出元件主要的电磁性质，忽略其次要因素，把它近似地看作理想电路元件。

（2）、电路元件的理想化（模型化）以后分析的电路都是指电路模型。

15第一章、电路的基本概念与基本定律二电路模型例如手电筒是由电池、开关和白炽灯组成。

灯泡：主要消耗电能，认为灯泡是一个电阻元件。电池：产生电压，但是电池内部也要消耗一些能量，认为还存在一个电阻，所以认为电池是一个由电压源与电阻串联组合的元件。电池灯泡导线：认为电阻为零。开关：认为闭合电阻为零。断开电阻无穷大。16第一章、电路的基本概念与基本定律二电路模型+RoE-SR灯泡电池S实际电路电路模型17第一章、电路的基本概念与基本定律二电路模型3、常用的理想电路元件

①、理想电压源（又称恒压源）

理想电压源是一种能够独立向电路提供电压的电源。

理想电压源的符号：

+-USE18第一章、电路的基本概念与基本定律二电路模型

理想电压源有两个基本性质：

二是流过理想电压源的电流由外电路决定。

一是理想电压源两端的电压与流过理想电压源的电流无关；②、理想电流源（恒流源）理想电流源是一种能够独立向电路提供电流的电源。

19第一章、电路的基本概念与基本定律二电路模型理想电流源的符号：

IS

理想电流源有两个基本性质：

二是理想电流源端电压取决于与理想电流源相连接的外电路。

一是理想电流源输出的电流与理想电流源的两端电压无关；20第一章、电路的基本概念与基本定律二电路模型③、电阻电阻是将电能转换为热能的二端耗能元件。电阻的单位是欧姆（Ω）。

电阻的符号：R电阻元件电压与电流的关系：加在电阻元件两端的电压U与通过电阻的电流I成正比。即符合欧姆定律。U=IR21第一章、电路的基本概念与基本定律二电路模型④、电容

电容是用来表征电路中存储电场能量的理想元件。电容的单位是法拉（F）。电容的符号：

C定义:电容与极板上存储的电荷q成正比，与电容两端的电压u成反比。22第一章、电路的基本概念与基本定律二电路模型电容元件电压与电流的关系：

电流的定义：

结论：电容电流与电压的变化率成正比。当电容两端电压变化时，电容才有电流通过；当电容两端电压不变时，电容电流为零。因此，在直流电路中电容电流为零，相当于开路。23第一章、电路的基本概念与基本定律二电路模型⑤电感

电感是表征电路中存储磁场能量的理想元件。电感的单位是亨利（H）。

电感的符号：

定义：电感与电感线圈的匝数（N）成正比，与电感线圈产生的磁通（Φ）成正比，与流过电感的电流（i）成反比。

24第一章、电路的基本概念与基本定律二电路模型电感元件电压与电流的关系：

根据楞次定律：

结论：电感电压与电流的变化率成正比。当通过电感的电流有变化时，电感两端才有电压。当电流不变时，电感两端电压为零。因此，在直流电路中电感两端电压为零，相当于短路。

25小结：

第一章、电路的基本概念与基本定律二电路模型1、电路元件的模型化：在一定条件下，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。

2、常用的理想电路元件（1）理想电压源是一种能够独立向电路提供电压的电源。

（2）理想电流源是一种能够独立向电路提供电流的电源。

（3）电阻是将电能转换为热能的二端耗能元件。（4）电容是用来表征电路中存储电场能量的理想元件。在直流电路中电容电流为零，相当于开路。

（5）电感是表征电路中存储磁场能量的理想元件。在直流电路中电感两端电压为零，相当于短路。

26第一章、电路的基本概念与基本定律三电压和电流的参考方向

1、电压和电流的实际方向电流的实际方向：规定正电荷移动的方向为电流的实际方向。电压的实际方向：规定由高电位端指向低电位端为电压的实际方向。实际上，电流和电压的方向是客观存在的。一个电路的电流、电压的实际方向是不变的。但是在分析直流电路时，往往很难事先判断出电流、电压的实际方向。因此为了分析和计算方便我们引入参考方向。

27第一章、电路的基本概念与基本定律三电压和电流的参考方向

2、电流、电压的参考方向

电流的参考方向：假设某一方向为电流的参考方向，也叫其正方向。

注意：只有参考方向选定后电流的值才有正、负。

（1）、电流的参考方向

当电流的实际方向与其参考方向一致时，其值为正；当电流的实际方向与其参考方向相反时，其值为负。

28第一章、电路的基本概念与基本定律三电压和电流的参考方向

例如：参考方向的表示方法：

a、用箭头来表示，箭头的方向为其参考方向；

29第一章、电路的基本概念与基本定律三电压和电流的参考方向

b、用双下标表示，

（2）、电压的参考方向

电压的参考方向：假设某一方向为其参考方向，也叫其正方向。（由高电位指向低电位）。

例如Iab表示电流参考方向由a指向b。

30第一章、电路的基本概念与基本定律三电压和电流的参考方向

当电压的实际方向与其参考方向一致时，其值为正；当电压的实际方向与其参考方向相反时，其值为负。

例如：注意：只有参考方向选定后电压的值才有正、负。

31第一章、电路的基本概念与基本定律三电压和电流的参考方向

参考方向的表示方法：

a、用极性“＋”、“－”表示，参考方向由正指向负；

b、用双下标表示，例如Uab表示其参考方向由a指向b。

电位高

电位低

电位高

电位低

32第一章、电路的基本概念与基本定律三电压和电流的参考方向

c、用箭头表示。参考方向由高电位指向低电位。

3、电动势及其参考方向（1）、电动势的概念外力克服电场力把单位正电荷由低电位B端移到高电位A端，所做的功称为电动势，用E表示。

电位高

电位低

33第一章、电路的基本概念与基本定律三电压和电流的参考方向

（2）、电动势的实际方向与参考方向

电动势的实际方向：规定为在电源内部由低电位指向高电位，也就是电位升高的方向。即在电源内部由负极指向正极。

电动势的参考方向为假设某一方向为其参考方向（由低电位指向高电位）。但是通常在已知电动势实际方向的时候，参考方向都与实际方向选择一致。34第一章、电路的基本概念与基本定律三电压和电流的参考方向

参考方向的表示方法：

a、用极性“＋”、“－”表示，参考方向由负指向正；

b、用双下标表示，例如Eba表示其参考方向由b指向a。(b低电位，a高电位)

电位高

电位低

电位高

电位低

35第一章、电路的基本概念与基本定律三电压和电流的参考方向

c、用箭头表示。参考方向由低电位指向高电位。

例：已知：E=2V,R=1Ω问：当Uab分别为3V和1V时，IR=？电位低

电位高

36第一章、电路的基本概念与基本定律三电压和电流的参考方向

解：(1)假定电路中物理量的正方向如图所示；

(2)列电路方程：37第一章、电路的基本概念与基本定律三电压和电流的参考方向

(3)数值计算：（实际方向与假设方向一致）

（实际方向与假设方向相反）

38第一章、电路的基本概念与基本定律三电压和电流的参考方向

4、关联与非关联参考方向定义：如果指定流过元件的电流的参考方向是从标以电压正极性的一端指向负极性的一端，则这样设定的参考方向称为电流与电压是关联参考方向。

否则为非关联参考方向。关联参考方向

非关联参考方向

39第一章、电路的基本概念与基本定律三电压和电流的参考方向

小结：

1、电压和电流的实际方向电流的实际方向：规定正电荷移动的方向为电流的实际方向。电压的实际方向：规定由高电位端指向低电位端为电压的实际方向。2、电压、电流的参考方向

电压、电流的参考方向：假设某一方向为电压、电流的参考方向，也叫其正方向。当实际方向与其参考方向一致时，其值为