《电工电子技术》课件 模块一：直流电路

电工电子技术：开启现代科技之门你与世界的“隐形纽带”当清晨的闹钟响起，当指尖划过屏幕连接网络，当电梯平稳升降，当空调送来清凉……是什么无形的力量在背后默默支撑？它不是魔法，却创造了无数奇迹；它无处不在，却常被忽略。答案，就藏在我们即将探索的「电工电子技术」之中——这是揭开现代世界运行底层密码的钥匙，也是连接你我与未来的核心桥梁。无处不在的影响力：电工电子技术的应用实例?01.智能终端设备智能手机、笔记本、智能手表等设备，内部复杂的处理器、存储器和各类传感器，都是微电子技术高度集成的结晶，构成了现代生活的数字基石。02.现代交通系统无论是电动汽车的电池管理、电机驱动，还是传统汽车的ABS防抱死系统，都依赖精确的电子控制单元(ECU)，让出行更安全、高效和环保。03.医疗健康守护从CT、MRI等精密诊断设备，到日常电子血压计、血糖仪，电子技术在疾病诊断、临床治疗和健康监测的全过程中发挥着不可替代的关键作用。04.前沿算力核心AI模型训练、大数据处理需要海量算力，这依赖于由数十亿晶体管构成的高性能GPU与CPU。电子技术的极限，定义了信息时代的计算边界。电路基础：能量流动的底层逻辑从电压、电流、电阻出发，掌握交直流电路分析方法，理解电能的传输与分配规律。模拟电子：捕捉真实世界的信号探索二极管、晶体管的奥秘，学习放大、滤波与稳压技术，解析声音、图像等连续信号的处理。数字电子：构建0和1的数字帝国深入逻辑门与触发器，掌握数字电路设计，揭秘计算机逻辑运算与数据存储的核心原理。模块一直流电路三个项目项目一认识电路的组成及其物理量

认识电路的组成及电路图、认识电路的基本物理量项目二

分析简单的直流电路

欧姆定律、串并联电路项目三

分析复杂的直流电路

基尔霍夫定律、等效变换法、叠加定理、戴维南定理和诺顿定理

项目一认识电路的组成及其物理量6项目一认识电路的组成及其物理量本项目的焦点问题：

电路基本组成？常用电路符号？电路基本物理量？

技能点：万用表使用项目一

学习目标知识目标1.掌握电路的组成和各部分的作用。2.理解电路中常见的物理量。技能目标1.能够搭建简单的直流电路。2.能够使用直流电压表、直流电流表、万用表测量电路基本物理量。素质目标

树立安全用电意识，养成文明生产、认真严谨的职业习惯。思考？完整电路的组成任务一

认识电路的组成及电路图结论：每一个完整的电路都是由电源、负载、连接导线和辅助设备四个基本部分组成的。负载中间环节电路模型SRL+

U–IUS+_R0理想电路元件分有无源和有源两大类任务一

认识电路的组成及电路图RC+

US–电阻元件只具耗能的电特性电容元件只具有储存电能的电特性理想电压源输出电压恒定，输出电流由它和负载共同决定理想电流源输出电流恒定，两端电压由它和负载共同决定L电感元件只具有储存磁能的电特性IS无源二端元件有源二端元件记一记：常用的电路图形符号和文字符号

任务一

认识电路的组成及电路图！测一测：常用的电路图形符号和文字符号任务一

认识电路的组成及电路图序号名称外形图形符号文字符号1

2

3

4

5

6

7

序号名称外形图形符号文字符号8

9

10

11

12

13

14本项目的焦点问题：任务二

认识电路的基本物理量六个基本物理量？物理量基本计算？

技能点：万用表使用

一、电流（i或I）

电荷的定向移动称为电流。电流的大小用电流强度来表示，用于表征同一时间内流过导体横截面的电荷量的多少。

大小：

方向：习惯上规定为正电荷移动的方向。

单位：安培【A】换算：1A=103mA=106μA=109nA任务二

认识电路的基本物理量

通过图分析：实际方向、参考方向，交流电、直流电任务二

认识电路的基本物理量

二、电压（u或U）

电压的定义是：电场力把单位正电荷从电场中的一点A移到另一点B所做的正功称为A、B两点间的电压，用UAB表示。·大小：·方向：规定为由高电位（+）指向低电位（-）。（即电压降落的方向，故电压又称作电压降。）·单位：伏特【V】

换算：1V=103mV=10－3KV任务二

认识电路的基本物理量

·分类：（1）直流电压：（2）交流电压。

在电路分析中，电流方向的表示方法：

⑴实线箭头，⑵双下标，⑶高、低电位：

例如：UAB为电压U由A指向B，或A、B两点间的电压、A点到B点的电压。思考:UAB和UBA的区别？任务二

认识电路的基本物理量

思考：参考方向、实际方向，

关联参考方向、非关联参考方向。电路图中，电压方向的表示方法：

任务二

认识电路的基本物理量

为什么要在电路图中预先标出参考方向？

任务二

认识电路的基本物理量aI

负载

元件

＋U－b非关联参考方向关联参考方向aI

电源

元件＋U－b

任务二

认识电路的基本物理量三、电动势E（V）

电动势是描述电源性质的重要物理量。

电动势用符号E来表示,其单位常用伏特(V)来表示。

任务二

认识电路的基本物理量四、电位（V）

电场力把单位正电荷从电路中的某点移到参考点所做的功,称为该点的电位,用大写字母V表示。单位：伏特【V】思考：电位和电压的关系根据上述电压、电位的定义,可以证明电路中任意两点之间的电压就等于这两点间的电位差,即Uab=Va-Vb

任务二

认识电路的基本物理量

电位、电压的区别与联系：例：如图，UAB=5V。①

以B点为参考点时，VB=0，VA=UAB=5VVA-VB=5V=UAB②

以A点为参考点时，VA=0，VB=UBA=-UAB=-5VVA-VB=0-（-5）=UAB∴（Ⅰ）电路中任意两点间的电压等于该两点之间的电位差；（Ⅱ）各点电位的高低是相对的，两点间的电压是绝对的。（参考点选择不同，电路中各点的电位值随之改变，但任意两点间的电压值是不变的）

任务二

认识电路的基本物理量做一做：图所示的电路中,以O为参考点,VA=10V,VB=5V,VC=-5V,试求UAB

、UBC

、UAC

、UCA

。解:以O为参考点,则VO=0V。UAB=VA-VB=10-5=5(V)UBC=VB-VC=5-(-5)=10(V)UAC=VA-VC=10-(-5)=15(V)UCA=VC-VA=-5-10=-15(V)

任务二

认识电路的基本物理量五、电能、电功率1.电能：电流所做的功,简称电功(即电能),用字母W表示。

电流作功所消耗电能的多少可以用电功来量度。大小：单位：焦耳【J】，工程上常用千瓦时（kWh）或度。1度=1kWh=3.6×106J

任务二

认识电路的基本物理量2.电功率：单位时间内电流所做的功称为电功率,用字母P表

示,单位为瓦(W)。用以表示电场力做功的快慢。

大小：单位：瓦特（W），单位还有kW,它和瓦(W)的换算关系为1kW=1×103W

任务二

认识电路的基本物理量做一做：一个100Ω的电阻流过50mA的电流时,求电阻上的电压降和电阻消耗的功率;当电流通过时间为1min时,电阻消耗的电能为多少?解:由欧姆定律得电压降为U=IR=0.05×100=5(V)消耗的功率P=UI=5×0.05=0.25(W)消耗的电能W=Pt=0.25×60=15(J)认一认任务一

认识电路的组成及电路图

任务二

认识电路的基本物理量复制打开抖音，看看【安泰小课堂的作品】还不会用万用表？资深工程师教你每个档位的测量方法.../b4VuH-z1xi4/B@t.eO04/30:8pmxfo:/！技能练一练：尝试用万用表进行电阻、电容、二级管等测试

任务二

认识电路的基本物理量巩固提升：扫码学习尝试绘图；完成P32：一（1-6），

二（1-4），

三（1-5）P11项目二分析简单的直流电路

项目二

学习目标知识目标1.掌握全电路欧姆定律。2.掌握电阻串、并联电路的特点及其应用。技能目标1.能够调试简单的直流电路。2.能够识别电路工作状态。3.能够熟练使用直流电压表、直流电流表、万用表等仪表进行测量。4.能够验证欧姆定律。素质目标树立安全操作意识，养成主动探究、刻苦钻研、认真严谨的职业精神。任务一

认识全电路欧姆定律一、部分电路欧姆定律定义：只含有负载而不包含电源的一段电路称为部分电路。如图：流过电阻的电流I与电阻两端的电压U成正比,与电阻成反比,这称之为部分电路欧姆定律,用公式表示。I=UR或U=IR

【例1-3】某白炽灯接在220V电源上,正常工作时流过的电流为273mA,试求此电灯的电阻。任务一

认识全电路欧姆定律二、全电路欧姆定律定义：全电路是指含有电源的闭合电路,电源内部的电路称为内电路(虚线框中为内电路)。电源内部一般都是有电阻的。如图：在一个闭合电路中,电流I与电源的电动势E成正比,与电路中内电阻和外电阻之和成反比,这个规律称之为全电路欧姆定律,用公式表示。I=Er+R

或

U=E-Ir

例：有一电源电动势E=6V,内阻r=0.8Ω,外接负载电阻R=19.2Ω,求电源端电压和内压降。任务一

认识全电路欧姆定律三、电路的工作状态通路

通路即有载工作状态，是指电源与负载连成回路，电路中有电流存在。开路

也称为断路，是指电源与负载之间未接成闭合回路。短路

是指电源未经过任何负载而直接由导线接通成闭合回路。？？？

任务一

认识全电路欧姆定律练一练：根据图1-14，完成任务实施表1-5。

任务二

认识电阻的串并联一、电阻的串联

任务二

认识电阻的串并联二、电阻的并联

任务二

认识电阻的串并联三、电阻的混联等效电阻：尝试求RAB

任务二

认识电阻的串并联练一练P28根据图完成工单1-4

任务二

认识电阻的串并联练一练：88根据图完成工单88881-488P28

项目二

简单直流电路

小结小结1.欧姆定律2.电阻串并联计算项目三分析复杂的直流电路项目三

分析复杂的直流电路

知识导入

10V+－2A2

II=?哪个答案对？项目三

分析复杂的直流电路

知识导入

上述电路为多个电源共同作用，电源也有可能被充电的时候(负载)。所以不能简单的用欧姆定律来求解电路变量。项目三

分析复杂的直流电路

任务一认识基尔霍夫定律

任务二理解电源等效变换法

任务三认识叠加定理

任务四认识戴维南定理和诺顿定理

任务一

认识基尔霍夫定律

任务目标（1）掌握基尔霍夫定律。（2）利用基尔霍夫定律分析和计算复杂电路。（3）连接复杂直流电路，验证基尔霍夫定律。任务一

认识基尔霍夫定律

一、电路名词:找出图中节点、支路、回路、网孔节点(m):三个或三个以上元件之间的联接点。支路(n):联结于两个节点之间的一段电路。回路(l):电路中的任一闭合路径。网孔(k):回路内部没有包围其它支路的回路。任务一

认识基尔霍夫定律

练一练:找出图中节点、支路、回路、网孔R3US4US3_+R6+R4R5R1R2_+_R1US1+_US2R2R3任务一

认识基尔霍夫定律

二、基尔霍夫电流定律（KCL)基尔霍夫电流定律又称基尔霍夫第一定律(KCL):电路中任意一个节点上,流入节点的电流之和等于流出该节点的电流之和,即:∑I进=∑I出或∑I=0写出图中KCL公式任务一

认识基尔霍夫定律

例：求下图示电路中电流i1、i2。17+(–16)

–i1–i2=0®

i2=5A

8+i1–

4=0

®

i1=－4A

其中i1得负值，说明它的实际方向与参考方向相反。任务一

认识基尔霍夫定律

KCL推广：节点电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。I1+I2=I3I=0任务一

认识基尔霍夫定律

三、基尔霍夫电压定律（KVL）基尔霍夫第二定律：任一瞬间，沿任一回路参考绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。数学表达式为：ΣU=0注意！应用基尔霍夫电压定律分析电路时，列出回路的电压方程。首先必须确定任意沿回路的绕行方向，当电压的参考方向与绕行方向一致时，该电压为正，否则为负。任务一

认识基尔霍夫定律

例：列出下图KVL方程先确定绕行方向任务一

认识基尔霍夫定律

四、支路电流法定义：支路电流法是以支路电流为未知量,利用基尔霍夫定律和欧姆定律列出所需的方程组,并解出各个未知电流的一种电路分析计算方法。解题步骤：(1)任意标定各支路电流的参考方向和网孔绕行方向。(2)用基尔霍夫电流定律列出节点电流方程。有n个节点,就可以列出n-1个独立电流方程。(3)用基尔霍夫电压定律列出L=b-(n-1)个网孔方程。L指的是网孔数,b指支路数,n指节点数。(4)代入已知数据求解方程组,确定各支路电流及方向。任务一

认识基尔霍夫定律

例：如图E1=E2=17V,R1=2Ω,R2=1Ω,R3=5Ω。求各支路电流。解题步骤：(1)标支路电流参考方向、网孔绕行方向。(2)列KCL方程。(3)列KVL方程(4)带入求解。任务一

认识基尔霍夫定律

练一练：1.求:I1I2I3I1I2I36Ω24V+_30V_+6Ω3Ω2.US1=20V、US2=6V、R1=1kΩ、R2=2kΩ、R3=510Ω。求:I1I2I3任务一

认识基尔霍夫定律

实验：2.US1=20V、US2=6V、R1=1kΩ、R2=2kΩ、R3=510Ω。验证基尔霍夫定律。I1I2I3计算数值

直流电流表量程

测量数值

任务二

理想电源等效变换法

任务目标（1）理解电压源和电流源、受控电压源和受控电流源的概念。（2）掌握电源等效变换的方法。（3）掌握含受控源电路的分析方法。任务二

理想电源等效变换法一、电压源1.理想电压源（恒压源）：电压源具有端电压保持恒定不变,而输出电流大小由负载决定。内阻为02.实际电压源：实际上任何电源内部都存在电阻,通常称为内阻。内阻不为0理想电压源的外特性0UI0UI实际电压源的外特性任务二

理想电源等效变换法一、电压源

任何电源都可以用两种电源模型来表示，输出电压比较稳定的，如发电机、干电池、蓄电池等通常用电压源模型(理想电压源和一个电阻元件相串联的形式)表示；US+_RS任务二

理想电源等效变换法二、电流源1.理想电流源（恒流源）：理想电流源具有输出电流保持恒定不变,而端电压的大小由负载决定。2.实际电流源：实际电流源可以用一个内阻r和电流源IS并联表示,其输出电流I随端电压U增大而减小理想电流源的外特性实际电流源的外特性0IUU+_RLISIIGS+u_IS0IU任务二

理想电源等效变换法三、实际电压源与实际电流源的等效变换IRS+U_ISI+_USRS+U_（1）两电源模型内阻相等。（2）电压源电压等于电流源电流乘以内阻。任务二

理想电源等效变换法四、理想电压源的串并联uS2+_+_uS1ºº+_uSºº+_5VIºº5V+_+_5VIºº电压相同的电压源才能并联，且每个电压源的电流不确定。uS=

uSk

(

注意电压参考方向)任务二

理想电源等效变换法五、理想电流源串并联iS1iS2iSkººiSººiSiSu1u2电流相同的理想电流源才能串联，并且每个电流源的端电压不能确定。任务二

理想电源等效变换法练一练：等效变换应用5A3

4

7

2AI+_15v_+8v7

7

II=0.5A任务二

理想电源等效变换法6A+_U5

5

10V+_U5∥5

2A6AU=20V练一练：等效变换应用任务二

理想电源等效变换法特例：等效变换特殊情况usisususisisus1is2is1us2is=is2-is1任务三

认识叠加定理定义：在多个电源同时作用的线性电路中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。IR1+–R2ISUSI'R1+–R2USI"R1R2IS=+I=I

I+

*计算功率时不能应用叠加原理！*当恒流源不作用时应视为开路*当恒压源不作用时应视为短路任务三

认识叠加定理例：如图1-33所示电路,已知E=12V,IS=3A,R1=4Ω,R2=10Ω,R3=20Ω,试用叠加定理求支路电流I2。任务三

认识叠加定理练一练：用叠加原理求下图所示电路中的I2。BAI23Ω7.2V+_2Ω12V+_6ΩBA3Ω7.2V+_2Ω6ΩBA3Ω2Ω6Ω+_+根据叠加原理:I2=I2´+I2=1+(－1)=0任务三

认识叠加定理练一练：用叠加定理求：I=?+-I4A20V10

10

10

I′4A10

10

10

+-I″20V10

10

10

+I=I′+I″=2+（－1）=1A4A电流源单独作用时：I′4A10

10

10

+-I″20V10

10

10

+20V电压源单独作用时：I=I′+I″=2+（－1）=1A任务三

认识叠加定理定义：应用叠加定理要注意的问题1.

叠加定理只适用于线性电路（电路参数不随电压、电流的变化而改变）。2.叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令U=0；暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令Is=0。3.解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电流的代数和。任务三

认识叠加定理4.叠加定理只能用于电压或电流的计算，不能用来求功率，即功率不能叠加。例：R3I3任务四

认识戴维南定理和诺顿定理戴维南定理内容：任一线性有源二端网络都可用一个电压源与一个阻抗的串联支路来等效置换,此电压源的电压等于有源二端网络的开路电压,此阻抗等于有源二端网络内所有电压源短路、所有电流源开路时的等效电阻。使用范围：求解复杂电路中的某一条支路电流