电工电子技术第1章

1、电工电子技术,授课教师：楚晓华 联系方式QQ: 798459160,电工电子技术,上课课时 共48学时，上课38学时，试验10学时 学分：3 成绩评定法： 平时成绩占总成绩20%。其中作业质量、笔记情况占10%，实验（包括参与实验、动手能力、实验报告质量）占10%。 期末成绩占总成绩80%，闭卷（时间为120分钟，满分为100分）。题目类型有填空题、选择题、综合分析题，计算题等。 缺席1/3学时者，取消考试资格，重修；总成绩不及格者，补考；补考不及格者，重修。,课程内容,第一篇直流电路 第二篇交流电路 第三篇电机与控制 第四篇模拟电子电路 第五篇数字电子电路,第一章电

2、路的基本概念和基本定律 第二章电路的分析方法 第三章电路的暂态分析,第四章单相正弦交流电路 第五章三相交流电路,第六章铁心线圈 第七章电动机 第八章电动机的控制,第九章常用半导体器件 第十章基本放大电路 第十一章集成运算放大器及应用 第十二章直流稳压电源,第十三章数字电路基础 第十四章组合逻辑电路 第十五章双稳态触发器和时序逻辑电路 第十六章存储器与可编程逻辑器件 第十七章模拟量和数字量的转换,第一节 电路和电路模型 第二节 电路的基本物理量及其参考方向 第三节 理想电路元件 第四节 基尔霍夫定律 第五节 电路中的电位及其计算,第一章 电路的基本概念和基本定律,第一节 电路和电路模型,一、电路

3、 二、电路模型,返回,第二节 电路的基本物理量及其参考方向,一、电流及其参考方向 二、电压及其参考方向 三、关联参考方向 四、电能和电功率,返回,第三节 理想电路元件,一、无源理想元件 二、有源理想元件,返回,第四节 基尔霍夫定律,一、基尔霍夫电流定律（KCL) 二、基尔霍夫电压定律 （KVL),返回,第五节 电路中的电位及其计算,一、电位 二、电源的习惯画法,返回,第一节 电路和电路模型,一、电路 二、电路模型,返回,什么是电路呢？例如电子诱饵,R水,A,B,3V,返回,一、电 路,电路是由某些电气元件按一定方 式连接起来的总体，它提供了电 流流通的路径。,电路主要由电源、负载和中间环 节三

4、部分组成。,1.定义:,2.组成:,返回,例如：手电筒电路,电源,中间环节,负载,* 一般不希望中间环节产生能量或 信号的转换,返回,返回,2. 常见的理想电路元件,返回,3. 手电筒的电路模型,电源,中间环节,负载,电路模型只反映实际电路的作用及其相互的连接方式，不反映实际电路的内部结构、几何形状及相互位置。,返回,S,一、电流及其参考方向,1. 定义：,在电场的作用下，电荷有规则的定向移动形成电流，我们把单位时间内通过导体横截面积的电荷量定义为电流强度。,i = dq/dt,大小和方向都随时间改变的叫交流 用i 表示 大小和方向都不随时间改变的叫直流 用I 表示,返回,第二节 电路的基本物

5、理量及其参考方向,2. 单位：,1安培（A）=1000毫安(mA) 1毫安(mA)=1000微安(A),4. 参考方向 ：在分析和计算电路时往往任意选定某一方向作为电流的正方向，也称参考方向。,返回,二、电压及其参考方向,* 参考方向与实际方向的关系 在规定的参考方向下，若计算结果 I 0 参考方向与实际方向一致 I 0 参考方向与实际方向相反,2. 单位 : 1千伏特(kV)=1000伏(V),返回,1伏(V)1000毫伏(mV) 1毫伏(mV)1000微伏(V),4.参考方向 ：任意选定某一方向作为电压的正 方向，也称参考方向。,返回,* 参考方向与实际方向的关系 在规定的参考方向下，若计

6、算结果 U 0 参考方向与实际方向一致 U 0 参考方向与实际方向相反,返回,2.电功率,1） 定义: 单位时间内电能所作的功称为电功率, 简称功率. p = u i,四、电能和电功率,1.电能,返回,当某元件的电压电流关联参考方向时 有 p = u i 当某元件的电压电流非关联参考方向时 有 p = u i,返回,* 若求出的P 0，说明元件在吸收功率，一定是负载，求出的P 0，说明元件在发出功率，一定是电源。,例1、在图示电路中, Uab = 5V ，I2A， 求: (1) 各个元件的功率; (2) 这段电路上的总功率.,返回,解:,(吸收）,(吸收）,(吸收）,(吸收）,（发出）,Uab

7、 = 5V ，I2A,A,1,4, +,10V,I,R1,R2,E1,E2,B,+ ,5V,返回,例2、,图中五个元件代表电源或负载。参考方向如图所示。已知：I1=4A、I2=6A、U1=140V、U2=90V、U3=60V、U4=80V、U5=30V。 （1）试标出各电流和电压的实际方向；（2）判断哪些元件是电源，哪些是负载；（3）计算各元件功率。,U,I,电流、电压同相 负载 电流、电压反相 电源,元件1、2 电源 元件3、4、5 负载,P1=140V4A560W P290V6A540W P480V4A320W P530V6A180W P3(560 + 540320180)W 600W,返

8、回,1. 电阻元件,i,u,R,电压与电流关系 u = i R 满足欧姆定律 R=u / i,若R为常数称为线性电阻 若R随u，i的变化而变化称为非 线性电阻 只有线性电阻才满足欧姆定律,返回,一、 无源理想元件,第三节 理想电路元件,* P总是大于0 即 P 0 电阻是耗能元件。 (一般电阻上电压与电流取关联参考方向。),返回,功率,=Li L=i L单位是亨利(H) L为常数称为线性电感 L不是常数称为非线性电感,返回,* 若i = I ，uL=0 电感对直流相当于短路,* 它是一种储能元件 不消耗能量,返回,WL=,1,2,L i 2,返回,返回, 电压与电流关系,i =,dq,dt,=

9、,C,duC,dt,若 uCUC 则 i0 * 电容元件对直流相当于开路,返回,WC=,t,0,P dt,=,C uC,2,1,2,电容是一种储能元件,不消耗电能,电路中能量转换过程 电阻 耗能元件 电 电感 源 储能元件 电容,返回,1. 电压源 理想电压源(恒压源),US,I,U,返回,二、 有源理想元件, 实际电压源,US,U,R0,U = US I R0,I,当R0 R时，R00, U= US,返回,2.电流源 理想电流源(恒流源),I,IS,U,返回, 实际电流源,IS,I,U,R0,I= IS UR0,返回,例1、电路如图，求理想电压源和理想电流源的功率。,US 1V,R 1,IS

10、 1A,解: 该电路为串联电路 各元件的电流均为IS.,PUS = US IS=1W PR = IS2 R = 1W PIS = (PUS +PR) = 2W,此时电压源吸收功率(负载),返回,在电路中起电源作用，但其大小和方向受 电路中其它支路的电流或电压控制，这种电源 称为受控源。,VCVS,CCVS,VCCS,CCCS,u1,r i1,i1,g u1,常见的受控电流源和电压源，如下图,3. 受控源,返回,电流控制的电流源,Ii,ri,Ii,I0,r0,电压控制的电压源,ri,r0,ui,u0,ui,返回,几个概念 支路: 电路中的每一分支叫做支路。一个支路通 过同一个电流。 节点: 由三

11、条或三条以上的支路相连接的点叫 做节点。 回路:电路中的任一闭合路径叫做回路。,第四节 基尔霍夫定律,返回,图中有6个节点,纯属失误,图中有4个节点,图中有6条支路,图中有8条支路,图中有3个回路,图中有7个回路,你犯了严重错误,不好意思又错了,聪明的脑瓜, OK！, 恭喜你!,一、基尔霍夫电流定律(KCL) 对于电路中的任 一节点，在任一瞬间 流入节点的电流之和 一定等于流出该节点 的电流之和。(第一 定律),如图： I1 I2 I3,对电路中的任一节点，在任一瞬间，该节点 上电流代数和等于零。 I 如图I1 I2 I3 ,规定流入节点的电流取正,流出节点的电流取负。,返回,Ii IO,推广

12、：适用于封闭面,IB,IC,IE,IB IC IE 满足三极管电流分配关系,返回,例：标出图中未知电流大小。,2A 8A,3A,3,4,6A,1A,5A,二、基尔霍夫电压定律(KVL) 在任一瞬间，沿任一闭合回路绕行一周，各部分电压降的代数和等于零，即 U。与绕向一致的电压取正，反之取负。,返回,R1,R2,U1,U2,I1,I2,US1,US2,a,U1US1US2U2 = 0 I1 R1US1US2I2 R20,在电路中任意回路 绕行方向上电动势 的代数和等于电阻 上电压降的代数和 US IR,规定 与绕向一致的电压 和电流取正，反之取负。,US1 US2 I1 R1 I2 R2,返回,K

13、VL通常用于闭合回路，但也可推广应用到任一不闭合的电路上。,例：列出下图的KVL方程,说明:上述两定律适用于任何变化的电压和电流。,例1. 已知E1=7V，E2=16V，E3=14V，R1=16 R2=3，R3=9。求：K打开时，Uab=？ K闭合时，I3=？,1、K打开，I3=0 UR3=0,E1+Uab+E3E2= 0 Uab=714+16=9V,2、K闭合，Uab=0 E1+E3E2 + I3R3= 0 I3=(E1E3 + E2) R3 =99=1A,返回,一、电位 电路中某点的电位等于该点到参考点之间的 电压，参考点就是零电位点。,Ue=0 I=9/9A=1A Ua=5V Ub=5V2V=3V Uc=5V6V= 1V Ud=4V Uab=2V,第五节 电路中电位的计算,返回,e,5V,4V,a,b,c,d,3,2,4,若参考点选在d点则： Ua = 9V Ub = 7V Uc = 3V Ud = 0V Ue =