电工学上册（基础）课件.ppt

1-1） 2. 2. 电路电路（上册）（上册） 第四版第四版 邱关源编邱关源编教材及参考书教材及参考书1.1.电工学电工学（上册）（上册）秦曾煌主编秦曾煌主编 电工技术第七版电工技术第七版（1-2）教学内容电工学部分：电工学部分：电路基本概念与定律、电路分析方法、电路暂态分析、正弦交流电路、三相电路、磁路、交流电动机、继电接触器及其控制电子学部分：电子学部分：模拟电子技术、数字电子技术模拟电子技术：模拟电子技术：半导体二极管、三极管、 基本放大电路、集成运算放大器、正弦波振荡电路、直流稳压电源数字电子技术：数字电子技术：组合电路、时序电路主要教学内容主要教学内容电电工工技技术术电路分析电路分析电机与控制电机与控制直流电路直流电路交流电路交流电路暂态分析暂态分析变压器、电机变压器、电机工业控制工业控制电工技术电工技术 应用举例应用举例 (1)工工 业业 控控 制制电机控制电机控制机床控制机床控制生产过程自动化控制生产过程自动化控制楼宇电梯控制楼宇电梯控制. . . . . . . . . . .电工技术的应用电工技术的应用电工技术电工技术 应用举例应用举例 (2)信信 号号 检检 测测压力、温度、水位、压力、温度、水位、流量等的测量与调节流量等的测量与调节电子仪器电子仪器医疗仪器医疗仪器. . . . . .家家 用用 电电 器器电灯、电灯、广播、电视广播、电视冰箱、洗衣机冰箱、洗衣机家庭影院家庭影院. . . . . .电工技术电工技术 应用举例应用举例 (3)楼宇电梯的控制楼宇电梯的控制电工技术电工技术 应用举例应用举例 (4)楼楼 宇宇 电电 梯梯 的的 控控 制制信信号号检检测测供供电电系系统统电机电机（执行机构）（执行机构）可编程序可编程序控制器控制器ProgrammableLogicController电机控制器电机控制器汽车电子汽车电子汽汽 车车 电电 子子电源电源发动机控制发动机控制行驶装置行驶装置报警与安全装置报警与安全装置旅居性旅居性仪表仪表娱乐通讯娱乐通讯收音机、汽车、业余电台收音机、汽车、业余电台点火装置、燃油喷射控制、点火装置、燃油喷射控制、发动机电子控制发动机电子控制车速控制、间歇刮水、车速控制、间歇刮水、除雾装置、车门紧锁除雾装置、车门紧锁.安全带、车灯未关报警、安全带、车灯未关报警、速度报警、安全气囊速度报警、安全气囊.空调控制、动力窗控制空调控制、动力窗控制里程表、数字式速度表、里程表、数字式速度表、出租车用仪表出租车用仪表.电工技术电工技术 应用举例应用举例 (5)EV?Electric Vehicle21世纪世纪 绿色绿色 环保汽车环保汽车EV安全、舒适、可靠安全、舒适、可靠无废气排放无废气排放（零排放）（零排放）高效率高效率机机电电 机电一体化EV充电系统充电系统电池管理系统电池管理系统汽车照明、汽车照明、电动转向、空调、电动转向、空调、音响、雨刷、安全音响、雨刷、安全报警、电动门窗报警、电动门窗.电电 子子机械机械驱动控制系统驱动控制系统电机驱动系统电机驱动系统汽车电子汽车电子强电强电弱电弱电电机驱动电机驱动逆变电源逆变电源电力电子电力电子.电机与电器控制电机与电器控制信号处理（信号处理（DSP）计算机、单片机计算机、单片机. 课程性质课程性质: :专业基础课专业基础课服务对象服务对象:非电专业非电专业课程特点：课程特点：内容丰富，内容丰富，技术更新快，技术更新快，紧密联系实际，紧密联系实际，应用非常广泛。

应用非常广泛 本课是非电专业一切电类后续课程（电子技术、本课是非电专业一切电类后续课程（电子技术、计算机原理、自动控制、单片机、可编程逻辑控制器计算机原理、自动控制、单片机、可编程逻辑控制器等）的基础学时少、内容多，不能轻视否则，对等）的基础学时少、内容多，不能轻视否则，对以后的学习将会造成很大影响以后的学习将会造成很大影响 主要教学环节主要教学环节习题习题独立完成作业，按时交作业独立完成作业，按时交作业紧跟老师讲课思路，搞清基本概念，注意解题紧跟老师讲课思路，搞清基本概念，注意解题方法和技巧方法和技巧 课堂教学课堂教学实验实验注意理论联系实际，掌握常用仪器、仪表的注意理论联系实际，掌握常用仪器、仪表的使用方法，验证与探索相结合使用方法，验证与探索相结合衷衷 心心 祝祝 愿愿 大大 家家学 有 所 成+ +理理 论论实实 践践（1-17）第 一 章电路的基本概念和基本定律（1-18）电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律第一章第一章1.1 电路的基本概念电路的基本概念 1.1.1 电路中的物理量电路中的物理量 1.1.2 电路元件电路元件1.2 电路的基本定律电路的基本定律 1.2.1 欧姆定律欧姆定律 1.2.2 基尔霍夫定律基尔霍夫定律（1-19）1.1 电路的基本概念电路的基本概念1.1.1 电路的物理量1.1.2 电路元件 (一一) 无源元件无源元件 (二二) 有源元件有源元件（1-20）1.1.1 电路的物理量电路的物理量电电池池灯灯泡泡电流电流电压电压电动势电动势EIRU+_负载负载电源电源（1-21）电位电位：在电路中为方便起见，常用：在电路中为方便起见，常用电位电位表示各处电压。

所谓表示各处电压所谓电位电位是指电路中某是指电路中某一点相对于参考点而言的电压一点相对于参考点而言的电压Va = 5V a 点电位：点电位：ab1 5Aab1 5Ab点电位：点电位：Vb= -5V（1-22）E1+_E2+_R1R2R3R1R2R3+E1-E2电动势的电位表示法电动势的电位表示法参考点参考点（1-23）电位的特点电位的特点：电位值是相对的，参考点电位值是相对的，参考点选得不同，电路中其它各点的电位选得不同，电路中其它各点的电位也将随之改变也将随之改变电压的特点：电压的特点：电路中两点间的电压值是电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而改固定的，不会因参考点的不同而改变注意注意：电位和电压的区别电位和电压的区别1-24）电路中物理量的参考方向电路中物理量的参考方向物理量的物理量的方向方向：实际方向实际方向参考方向（又称正方向）参考方向（又称正方向）实际方向：实际方向： 物理中对电量规定的方向物理中对电量规定的方向参考方向（参考正方向）：参考方向（参考正方向）： 在分析计算时，对电量人为规定的方向在分析计算时，对电量人为规定的方向1-25）物理量的实际方向物理量的实际方向（1-26）电路分析中的电路分析中的假设假设正方向正方向（参考方向）（参考方向）问题的提出问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量在复杂电路中难于判断元件中物理量 的实际方向，电路如何求解？的实际方向，电路如何求解？电流方向电流方向AB？电流方向电流方向BA？E1ABRE2IR（1-27）(1) 在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；解决方法解决方法(3) 根据计算结果确定实际方向：根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。

若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关 系的代数表达式；系的代数表达式；（4）今后解题时一律以正方向为准今后解题时一律以正方向为准1-28）物理量正方向的表示方法物理量正方向的表示方法电电池池灯灯泡泡IRUabE+_abu_+正负号正负号abUab（高电位在前，高电位在前， 低电位在后）低电位在后） 双下标双下标箭箭 头头uab电压电压IR电流电流：从高电位：从高电位 指向低电位指向低电位1-29）例例已知：已知：E=2V, R=1问：问： 当当Uab分别为分别为 3V 和和 1V 时，时，IR=?E IRRURabU解：（解：（1 1）首先假设各物理量的正方向，如图所示；）首先假设各物理量的正方向，如图所示；（2）列方程求解列方程求解1-30）(3) 数值计算数值计算（实际方向与假设方向一致）（实际方向与假设方向一致）（实际方向与假设方向相反）（实际方向与假设方向相反）E IRRURabU（1-31）(4) 为了避免列方程时出错，为了避免列方程时出错，习惯上习惯上把把 I 与与 U 的方向的方向 按相同方向假设（关联参考方向）。

按相同方向假设（关联参考方向）1) 方程式方程式R = U/I 仅适用于仅适用于U和和I假设正方向一致的假设正方向一致的 情况2) “实际方向实际方向”是物理中规定的，而是物理中规定的，而“假设正方向假设正方向”则是人们在进行电路分析计算时，任意假设的则是人们在进行电路分析计算时，任意假设的 (3) 在以后的解题过程中，注意一定要在以后的解题过程中，注意一定要先设定先设定“正方向正方向” (即在图中表明物理量的参考方向即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程然后再列方程 计算计算缺少“参考方向参考方向”的物理量是无意义的的物理量是无意义的 注意注意（1-32） IRURab假设假设: 与与 的方向一致的方向一致例例假设假设: 与与 的方向相反的方向相反 IRURab（1-33）电电 功功 率率aIRUb功率的概念功率的概念：设电路任意两点间的电压为：设电路任意两点间的电压为 U ，流入，流入此部分电路的电流为此部分电路的电流为 I， 则这部分电路消耗的功率为则这部分电路消耗的功率为:功率有无正负？功率有无正负？如果如果U I方向不一方向不一致结果如何？致结果如何？（1-34）IRUab或或IRUab“吸收功率吸收功率”（负载）（负载）“发出功率发出功率”（电源）（电源）若若 P = UI 0若若 P = UI 0IUab+-根据能量守衡关系根据能量守衡关系P（吸收）（吸收）= P（发出）（发出） 在在 U、 I 正正方向选择一致（关联参考方向）的前提下，方向选择一致（关联参考方向）的前提下， （1-35）IaRUb+-E设设 E=10V, R=1 求：求：PE =? PR=?解：显然解：显然 U=10VI=10A PR=UI=10X10=100WP0 (负载）负载）P 0 时时, , 说明此部分电路消说明此部分电路消耗电功率，耗电功率，为为负载负载。

所以，从所以，从 P 的的 + + 或或 - - 可以区分器件的作用，可以区分器件的作用，是电源，还是负载是电源，还是负载结结 论论在进行功率计算时，在进行功率计算时，如果假设如果假设 U U、I I 正方向一致，则正方向一致，则 P= UI,P= UI,如果如果 U U、I I 正方向不一致，则正方向不一致，则 P= UIP= UI 计算出计算出 P 0 时时, , 说明此部分电路产生电功说明此部分电路产生电功率，率，为电源为电源1-39）伏伏 - 安安 特性特性iuRiuui线线性性电电阻阻非非线线性性电电阻阻(一一) 无源元件无源元件 电阻（电阻（R R）, ,电容（电容（C),C),电感（电感（L L）常用单位：常用单位： 、k 、M 1.1.2 电路元件电路元件电阻：电阻：（1-40）电阻的串并联及其等效变换（电阻的串并联及其等效变换（P35）原则：原则：联接在电位相同的两点之间的电阻联接在电位相同的两点之间的电阻均可视为并联均可视为并联例：例：P73习题习题2.1.12电阻的分压及分流电阻的分压及分流电阻串联等效可推广到N个电阻串联，N个电阻串联等效为一个电阻，等效电阻值为各串联电阻值的总和。

abR1R2u1u2ui串联：串联：在电路中，如果两个二端元件首尾相连（且联接处无其它元件端点联接，即中间无分叉），流过同一个电流流过同一个电流，称这两个元件串联两个电阻R1和R2串联联接如图，外接端a、b，电压 u 和电流 i 之间关系表达了这一部分电路的外特性，按照欧姆定律：u1=R1i 。