电工技术 教学课件 ppt 作者 劳振花 第一章 电路的基础知识
48页1、第一章 电路的基础知识,机械工业出版社,高职高专“十一五”机电类专业规划教材,1.1 电路及其主要物理量 1.2 理想电路元件 1.3 基尔霍夫定律 1.4 电压源与电流源及其等效变换 1.5 电路的状态及电器设备的额定值 1.6 电阻元件的串联和并联,第一章 电路的基础知识,重点:,掌握电路的概念和基本物理量及组成电路的理想电路元件。 熟练掌握基尔霍夫电压、电流定律。 熟练掌握电压源与电流源的等效变换、电阻元件的串联和并联。 了解电路的三种工作状态以及电器设备的额定值。,难点:,电路的概念和基本物理量及组成电路的理想电路元件的特点。 基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律。 电压源与电流源的概念及其等效变换。,1.1 电路及其主要物理量,1.1.1 电路的组成及功能,a)实际电路 b)电路模型 图1-1 手电筒电路,电路具有两个主要的功能:,在电路中随着电流的流动,它能实现电能与其他形式能量的转换、传输和分配。,电路可以实现信号的传递和处理。,1.1.2 电路的基本物理量,1电流,带电质点有规律运动的物理现象称为电流。,习惯上规定,正电荷移动的方向或负电荷移动的反方向为电流的实际方向。,
2、图1-2 电流的方向,衡量电流大小、强弱的物理量称为“电流强度”,其数值等于单位时间内通过导体某一横截面的电荷量。设在极短的时间 内通过导体某一横截面的电荷量为 ,则电流强度为,电流强度:,在一般情况下,电流强度i是时间t的函数。如果电路中电流的大小、方向都不随时间而变化,即 =常数,则称为恒定电流,简称直流电流,它所通过的路径就是直流电路。,单位:库仑每秒(库仑/秒),即安培,简称“安”,用符号“A”表示。,在电力系统中电流都比较大,常以千安(kA)作为电流强度的计量单位,而在电子线流中电流都比较小,常以毫安(mA)、微安(A)作为电流强度的计量单位,,在物理学中电流与电流强度的概念是不同的,但在电工技术中这两者可以不必严格区分,为了简便统称为“电流”。,电流的参考方向,电流的参考方向与实际方向一致时,电流为正值(I0) 电流的参考方向与实际方向相反时,电流为负值(I0),a) I0 b) I0 图1-3 电流的参考方向与实际方向,2电压,把电场力将单位正电荷q从a点移动到b点所做的功,称作a、b两点之间的电压,记作,图1-4 电压的示意图,电压的大小和方向随时间变化而发生变动,称为
3、交变电压,用小写字母u表示;如果电压的大小和方向都不随时间变动,称为恒定电压或直流电压,用大写字母U表示。,单位:焦耳每库仑(焦耳/库仑),即伏特,简称“伏”,用符号“V”表示。,计量微小电压时,常以毫伏(mV)、微伏(V)为单位;计量高电压时,常以千伏(kV)为单位。,电压的参考方向,电压的参考方向与实际方向一致时,电压为正值(U0) 电压的参考方向与实际方向相反时,电压为负值(U0),a) U0 b) U0 图1-5 电压的参考方向与实际方向,关联参考方向,为了我们分析电路的方便,元件上的电压和电流常取一致的参考方向,这称为关联参考方向。,3电动势,电源内部存在着这样的外力,能把单位正电荷从低电位端b经过电源内部移动到高电位端a所做的功称为电源的电动势,用E表示。,在电源内部电动势E的方向规定为从低电位端指向高电位端。,电动势E的大小在数值上与电源的开路电压相等。,4功率,电功率简称为功率,是用来衡量每单位时间内所消耗电能大小的物理量。,a、b两点的电压为U,流过的电流为I,在时间t内,电荷q受电场力作用从a点(电源正极)移动到b点(电源负极),电场力所做的功,也就是电阻R在t时间
4、内所吸收的电能,对于电阻来说吸收的电能全部转换成热能,电阻吸收的功率可定义为单位时间里能量的转换率。,功率:,单位:瓦特,简称“瓦”,用字母“W”表示,还可以用千瓦(kW),毫瓦(mW)作单位,在工程上常用千瓦时来作为计量电能的实用单位,通常电度表上显示的读数1度电就是表示功率为1千瓦的电气设备使用1小时所消耗的电能,1度电=1kWh,电路元件的功率性质:,当电压U和电流I的实际方向相同,即电流从“+”端流入,从“-”端流出,则该元件是消耗功率,属负载性质。 当电压U和电流I的实际方向相反,即电流从“+”端流出,从“-”端流入,则该元件是提供功率,属电源性质。,1.2 理想电路元件,1.2.1 电阻元件,伏安特性:,功率:,耗能元件,1.2.2 电容元件,储能元件,伏安特性:,电场能:,1.2.3 电感元件,储能元件,伏安特性:,磁场能:,1.3 基尔霍夫定律,名词解释,两端元件 凡具有两个端钮可与外部电路相连接的元件称为两端元件。电阻元件、电感元件、电容元件、电压源、电流源均为两端元件。,有5个两端元件,支路 电路中的一条分支,用字母“b”表示,在这条分支上流过的电流相同。如图所示的
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