电工学 秦曾煌第七版 第一章课件
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电工学_1
u iR
i
R
默认是取关联参考方向 四、非线性电阻 电阻R不是常量
+
u
－
o
o
i
i
i
u
u
o
16
u f (i) 或, f (u, i) 0
第七章气体动理论 第一章 电路的基本概念与基本定律
1.5 电源有载工作、开路与短路
一、电源有载工作 开关闭合,接通电源与负载
+
I + U
U E
E 1.特征: I R + R0
3.元件上一般选关联参考方向，而电源则一般选非关联参考方向。
13
第七章气体动理论 第一章 电路的基本概念与基本定律 1.4 欧姆定律 一、参考方向下的欧姆定律 U、I 参考方向一致时， U、I 为关联参考方向时，
+
U – I R U=RI
+
U – I R
U = – RI
表达式中有两套正负号： (1) 式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定； (2) U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考方向之间的关系。 习惯上通常取 U、I 关联参考方向。
关联参考方向 a ＋ 公式为： u
i
u
a
i
电源 元件
－
p ui
n
－
b 若由n个二端元件组成一个闭合电路，在任一时刻，所有元件
b
的吸收功率的总和必为零。 即功率平衡式为：
j 1
pj 0
18
第七章气体动理论 第一章 电路的基本概念与基本定律 (3) 电源与负载的判别 电源： (由电功率的正负判别) I
3
第七章气体动理论 第一章 电路的基本概念与基本定律
电工学(第七版上册)秦曾煌主编ppt课件
A
B
(2)用正负极性： A +
U
B
(3)用双下标： A
UAB
B
参考方向
+U
–
+ 实际方向
U >0
参考方向
+U
–
实际方向 +
U <0
3.电位： 电路中为分析的方便，常在电路中选某
一点为参考点，任一点到参考点的电压称 为该点的电位。
用表示，单位与电压相同，也是V(伏)。
.
16
4.关联参考方向 i
+
1. 用箭头表示： 箭头的指向为电流的参考方向。
2.用双下标表示： 如iAB,电流的参考方向由A点指向B点。
i
A
B
.
11
2 .电压
两点之间的电位之差即是两点间的电压。从电场力做功概 念定义，电压就是将单位正电荷从电路中一点移至电路中另 一点电场力做功的大小，如图 所示。用数学式表示，即为
定义电压示意图
.
21
1.3 电功率和能量 一：电功率
单位时间做功大小称作功率，或者说做功的速率称为 功率。在电路问题中涉及的电功率即是电场力做功的速率， 以符号p(t)表示。功率的数学定义式可写为 :
p(t) dw(t) dt
式中dw为dt时间内电场力所做的功。功率的单位为瓦(W)。 1瓦功率就是每秒做功 1 焦耳，即1W = 1J/s 。
.
23
由 u dw 得 dw udq dq
再由 i dq 得 dt dq
dt
i
根据功率定义 p(t) = dw/dt, 得
P(t)=ui
根据功率的定义知道功率是能量对时间的导 数，反过来能量是功率对时间的积分。
电工学第七版上册秦曾煌
i1
U1
U2 U'1
W'2 U'2
i3
W'1 V'2 W1 W2 V'1
V2
V1
i2
V2 W1
U2
U1 W2
V1
V1 W2 U1
U2
W1
V2
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W1
V2
U1
N
• W2
•
U2 S
V1
S
V1 •
U2
W2 •
N
U1
V2
W1
30 V2
W1
U2 S
•
V1 •
W2 N
U1
U1
n N
cos2
O
1s
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7.4 三相异步电动机转矩与机械特性
7. 4. 1 转矩公式 T Φ , I2 ,cos 2 T KTΦI2 cos 2
常数，与电 旋转磁场
转子电路的
机结构有关 每极磁通 转子电流 功率因数
由前面分析知：
I2 cos 2
sE20
R22
(
sX
R2
E20= 4.44 f 1N2
即E2= s E20
转子静止时 的感应电势
转子转动时 的感应电势
3. 转子感抗X 2
X2 2f2Lσ2 2 s f1Lσ2
当电动机起动瞬间, n = 0, s = 1, f2 = f1 , 则 X2 最大
X20= 2 f1L2
即X2= sX20
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p = 1时
旋转磁场的转速 n0 60 50 3000 (转/分）
U1
U2 U'1
W'2 U'2
i3
W'1 V'2 W1 W2 V'1
V2
V1
i2
V2 W1
U2
U1 W2
V1
V1 W2 U1
U2
W1
V2
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W1
V2
U1
N
• W2
•
U2 S
V1
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V1 •
U2
W2 •
N
U1
V2
W1
30 V2
W1
U2 S
•
V1 •
W2 N
U1
U1
n N
cos2
O
1s
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7.4 三相异步电动机转矩与机械特性
7. 4. 1 转矩公式 T Φ , I2 ,cos 2 T KTΦI2 cos 2
常数，与电 旋转磁场
转子电路的
机结构有关 每极磁通 转子电流 功率因数
由前面分析知：
I2 cos 2
sE20
R22
(
sX
R2
E20= 4.44 f 1N2
即E2= s E20
转子静止时 的感应电势
转子转动时 的感应电势
3. 转子感抗X 2
X2 2f2Lσ2 2 s f1Lσ2
当电动机起动瞬间, n = 0, s = 1, f2 = f1 , 则 X2 最大
X20= 2 f1L2
即X2= sX20
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p = 1时
旋转磁场的转速 n0 60 50 3000 (转/分）
电工学电工技术第七版上册第一章电子教案PPT课件
当参考方向与实际方向相反时，值为负。
1.3.2 电压的参考方向
电压实际方向：由高电位端指向低电位端(客观存在） 电压的参考方向： 任意假定
如果A、B的实际电位为： VA 6V VB 2V
A
A
U
U
B
U=4V
B
U= -4V
注意：
1. i、u、e 的参考方向可任意假定。但一经选定，分 析过程中不应改变。
电路分析是在已知电路结构和参数的条件下，
讨论激励与响应的关系。
1.3.1 电流1.3 电压和电流的参考方向
一、电流定义
带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动
形成电流。单位时间内流过导体截面的电荷量定义
为电流强度。
二、电流的单位
i dq dt
A（安培）、mA(毫安）、μA（微安）
三、电流的实际方向
第1章 电路的基本概念与基本定律
1.1 电路的作用与组成部分 1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向 1.4 欧姆定律 1.5 电源有载工作、开路与短路 1.6 基尔霍夫定律 1.7 电路中电位的概念及计算
第1章 电路的基本概念与基本定律
本章要求: 1.理解电压与电流参考方向的意义; 2. 理解电路的基本定律并能正确应用; 3. 了解电路的有载工作、开路与短路状态，理解
电压与电流参 考方向相反
电流的参考方向 与实际方向相反
线性电阻的概念：
遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段 电路电压与电流的比值为常数。
即：R U 常数 I
电路端电压与电流的关系称为伏安特性。
线性电阻的伏安特性
I/A
是一条过原点的直线。
o
U/V
线性电阻的伏安特性
电工学第七版上册秦曾煌
20
)2
R22 (sX 20 )2
U1 4.44 f1 N1Φm
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电磁转矩公式
T
K
R22
sR2 (sX 20 )2
U12
由公式可知
1.
T
与定子每相绕组电压
U
2 1
成正比。U
1
T
2. R2 的大小对 T 有影响。绕线型异步电动机可外
接电阻来改变转子电阻R2 ，从而改变转距。
f2
n0 n 60
p
n0 n n0
n0 p 60
s
f1
定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率 f 2 通常, f2 = 0.5 ~ 4.5Hz (f1 = 50Hz)
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2. 转子感应电动势E 2
E2= 4.44 f 2N2 = 4.44s f 1N2
当电动机起动瞬间, n = 0, s = 1, f2 = f1 , 则 E2 最大
(2) Tst与 R2 有关， 适当使
R2 Tst 。对绕线式型
电机改变转子附加电阻
R´2 , 可使Tst =Tmax 。
n0 n
O
T
Tst
Tst体现了电动机带
载起动的能力。
若 Tst > T2电机能起 动，否则不能起动。
起动能力 st
Tst TN
一般st 1 ~ 1.2
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例1：一台三相异步电动机，其额定转速
n = 975 r/min，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的 极对数和额定负载下的转差率。
解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速
电工学(第七版)上册秦曾煌第一章ppt课件
(3) 根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正值，则实际方向与假设方向一致； 若计算结果为负值，则实际方向与假设方向相反。
.
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例: 电路如图所示。
I = 0.28A I = – 0.28A
电动势为E =3V
+
方向由负极指向正极； E
3V
电压U的参考方向与实际方
向相同, U = 2.8V, 方向由
电动势 E
单位
A、 kA、 mA、 μA V、 kV、 mV、 μV
电 压 U V、 kV、 mV、 μV
实际正方向 正电荷移动的方向
电源驱动正电荷的 方向
(低 电 位 - 高 电 位 ) 电位降落的方向
(高 电 位 - 低 电 位 )
.
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物理量正方向的表示方法
I
a
灯
U
R
池
泡 R0
导线
手电筒电路
干电池 导线 灯泡 手电筒的电路模型
电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电
路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。
电路分析是在已知电路结构和参数的条件下，讨
论激励与响应的关系。
.
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1.3 电压和电流的参考方向
电流
电路中的物理量 电压
电功率和额定值的意义; 4. 会计算电路中各点的电位。
.
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1.1 电路的作用与组成部分
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。
1. 电路的作用 (1) 实现电能的传输、分配与转换
发电机
.
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例: 电路如图所示。
I = 0.28A I = – 0.28A
电动势为E =3V
+
方向由负极指向正极； E
3V
电压U的参考方向与实际方
向相同, U = 2.8V, 方向由
电动势 E
单位
A、 kA、 mA、 μA V、 kV、 mV、 μV
电 压 U V、 kV、 mV、 μV
实际正方向 正电荷移动的方向
电源驱动正电荷的 方向
(低 电 位 - 高 电 位 ) 电位降落的方向
(高 电 位 - 低 电 位 )
.
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物理量正方向的表示方法
I
a
灯
U
R
池
泡 R0
导线
手电筒电路
干电池 导线 灯泡 手电筒的电路模型
电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电
路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。
电路分析是在已知电路结构和参数的条件下，讨
论激励与响应的关系。
.
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1.3 电压和电流的参考方向
电流
电路中的物理量 电压
电功率和额定值的意义; 4. 会计算电路中各点的电位。
.
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1.1 电路的作用与组成部分
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。
1. 电路的作用 (1) 实现电能的传输、分配与转换
发电机
电工学秦曾煌第七版第一章课件
P17：例1.5.2 （1-33）
例：有一额定值为5W 500Ω的绕线电阻，其额定电流 是多少？在使用时电压不得超过多大的数值？
P18：例1.5.3 （1-34）
1.5.2 电源开路
I
开关断开
特征: I=0
E
-
U0
R
Ro
-
U = U0 = E
P= 0
1. 开路处的电流等于零 2. 开路处的电压 等于电源电动势
I
++
E
-
U0
R0
-
P19：例1.5.4
（1-37）
练习： 1：试问可否将110Ｖ100W和110V40W的两只白 炽灯串联在220V的电源上使用？
2：试问将40Ω10W和200Ω20W的两只电阻串联 使用，其两端最高允许电压应多大？
3：据日常观察，电灯在深夜要比黄昏时亮一些， 为什么？
（1-39）
§1.6 基尔霍夫定律
用来描述电路中各部分电压或电流间的关系， 包括电流(KCL)和电压(KVL)两个定律。
支路：电路中每一个分支
名
每条支路流过一个电流，称为支路电流
词 结点：三个或三个以上支路的联结点
回路：电路中任一闭合路径
（1-40）
支路、结点、回路
R1
R3
+
uS1
R2
_
支路数 结点数 回路数
负载大小的概念:
负载增加指负载取用的电流和功率增加*
0
I
（1-23）
功率与功率平衡 功率的概念
aI
U
R
b
P UI
如果U I方向不一 致结果如何？
（1-24）
功率与功率平衡
例：有一额定值为5W 500Ω的绕线电阻，其额定电流 是多少？在使用时电压不得超过多大的数值？
P18：例1.5.3 （1-34）
1.5.2 电源开路
I
开关断开
特征: I=0
E
-
U0
R
Ro
-
U = U0 = E
P= 0
1. 开路处的电流等于零 2. 开路处的电压 等于电源电动势
I
++
E
-
U0
R0
-
P19：例1.5.4
（1-37）
练习： 1：试问可否将110Ｖ100W和110V40W的两只白 炽灯串联在220V的电源上使用？
2：试问将40Ω10W和200Ω20W的两只电阻串联 使用，其两端最高允许电压应多大？
3：据日常观察，电灯在深夜要比黄昏时亮一些， 为什么？
（1-39）
§1.6 基尔霍夫定律
用来描述电路中各部分电压或电流间的关系， 包括电流(KCL)和电压(KVL)两个定律。
支路：电路中每一个分支
名
每条支路流过一个电流，称为支路电流
词 结点：三个或三个以上支路的联结点
回路：电路中任一闭合路径
（1-40）
支路、结点、回路
R1
R3
+
uS1
R2
_
支路数 结点数 回路数
负载大小的概念:
负载增加指负载取用的电流和功率增加*
0
I
（1-23）
功率与功率平衡 功率的概念
aI
U
R
b
P UI
如果U I方向不一 致结果如何？
（1-24）
功率与功率平衡
《电工学》第一章课件
写字母i或i(t)表示。
四、电压
1．电压的基本概念 电压是指电路中两点A、B之间的电位差(简称
为电压)，其大小等于单位正电荷因受电场力作 用从A点移动到B点所作的功，电压的方向规定 为从高电位指向低电位的方向。
电压的国际单位制为伏特(V)，常用的单位还 有毫伏(mV)、微伏(V)、千伏(kV)等，它们与 伏特的换算关系为
u iR 或 i Gu
3、功率
在电流和电压关联参考方向下, 任何瞬时线 性电阻元件接受的电功率为
p ui Ri2 u2 Gu 2 R
线性电阻元件是耗能元件。
4、焦耳定律
如果电阻元件把接受的电能转换成热能, 则从t0到t 时间内。电阻元件的热［量］Q, 也就是这段时间内接
1、电压与电流
图中r表示电源的内部电阻，R表
示电源外部联接的电阻(负载)。
闭合电路欧姆定律的数学表达式
为外电路两端电压
图6：简单的闭合电路
U RI E rI R E Rr
E RI rI
或
I E
Rr
显然，负载电阻R值越大，其两端电压U也越大；当
时(R相当于r 开路)，则 ；当 U 时 (E相当于短R 路)r，
《电工学》
秦曾煌主编
参考书目： 1、《电路》，邱关源主编； 2、《电路分析基础》，刘明丹主编，北京航空航天大学 出版社； 3、《电路理论》，邹玲，姚齐国主编 ，华中科技大学出 版社。
绪论
电工和电子技术发展历程：
18-19世纪，（主要是欧洲国家的）科学家们通 过实验的方法，发现了很多电磁现象和规律，从而形 成了电路的基本理论和基本定律。
P 100 一个月消耗的电能为:
W PT 100 103 530 15kW h 15度
四、电压
1．电压的基本概念 电压是指电路中两点A、B之间的电位差(简称
为电压)，其大小等于单位正电荷因受电场力作 用从A点移动到B点所作的功，电压的方向规定 为从高电位指向低电位的方向。
电压的国际单位制为伏特(V)，常用的单位还 有毫伏(mV)、微伏(V)、千伏(kV)等，它们与 伏特的换算关系为
u iR 或 i Gu
3、功率
在电流和电压关联参考方向下, 任何瞬时线 性电阻元件接受的电功率为
p ui Ri2 u2 Gu 2 R
线性电阻元件是耗能元件。
4、焦耳定律
如果电阻元件把接受的电能转换成热能, 则从t0到t 时间内。电阻元件的热［量］Q, 也就是这段时间内接
1、电压与电流
图中r表示电源的内部电阻，R表
示电源外部联接的电阻(负载)。
闭合电路欧姆定律的数学表达式
为外电路两端电压
图6：简单的闭合电路
U RI E rI R E Rr
E RI rI
或
I E
Rr
显然，负载电阻R值越大，其两端电压U也越大；当
时(R相当于r 开路)，则 ；当 U 时 (E相当于短R 路)r，
《电工学》
秦曾煌主编
参考书目： 1、《电路》，邱关源主编； 2、《电路分析基础》，刘明丹主编，北京航空航天大学 出版社； 3、《电路理论》，邹玲，姚齐国主编 ，华中科技大学出 版社。
绪论
电工和电子技术发展历程：
18-19世纪，（主要是欧洲国家的）科学家们通 过实验的方法，发现了很多电磁现象和规律，从而形 成了电路的基本理论和基本定律。
P 100 一个月消耗的电能为:
W PT 100 103 530 15kW h 15度
2024版电工学简明教程(秦曾煌)ppt课件
29
同步发电机励磁系统简介
励磁系统作用
为发电机提供直流励磁电流，建立发电机主 磁场，并通过调节励磁电流的大小和相位， 实现对发电机输出电压和无功功率的调节。
2024/1/29
励磁系统组成
主要包括励磁电源、励磁调节器、励磁变压 器及灭磁装置等部分。其中，励磁电源为发 电机提供直流电源；励磁调节器根据发电机 运行状态和电网要求，输出相应的控制信号； 励磁变压器将控制信号转换为适合发电机的 励磁电流；灭磁装置用于在发电机停机或故
4
教材作者秦曾煌简介
2024/1/29
5
课程目标与要求
2024/1/29
课程目标
通过本课程的学习，使学生掌握电路的基本理论、分析方法和 实验技能，具备分析和解决工程实际电路问题的能力，为后续 专业课程的学习和从事相关领域的科学研究或工程技术工作打 下坚实的基础。
课程要求
要求学生掌握电路的基本概念和基本定律，掌握电路的分析方 法和实验技能，了解电路理论的最新发展动态和前沿技术。同 时，要求学生具备独立思考、创新能力和团队协作精神。
2024/1/29
9
电源与负载
2024/1/29
电源
电源是将其他形式的能转换成电能 的装置。在电路中，电源提供电能， 驱动电荷流动。
负载
负载是指连接在电路中的电源两端 的电子元件。在电路中，负载消耗 电能，将电能转换为其他形式的能 量。
10
03
直流电路分析方法2024/1/2911电阻串联与并联
2024/1/29
特殊应用场合
除了上述应用外，变压器还被应用于一些特殊场合。例如，在铁路牵引供电系统中，为了减 小对通信线路的干扰，需要使用高阻抗变压器；在电子测量仪器中，为了减小测量误差和提 高测量精度，需要使用精密电压互感器等。
同步发电机励磁系统简介
励磁系统作用
为发电机提供直流励磁电流，建立发电机主 磁场，并通过调节励磁电流的大小和相位， 实现对发电机输出电压和无功功率的调节。
2024/1/29
励磁系统组成
主要包括励磁电源、励磁调节器、励磁变压 器及灭磁装置等部分。其中，励磁电源为发 电机提供直流电源；励磁调节器根据发电机 运行状态和电网要求，输出相应的控制信号； 励磁变压器将控制信号转换为适合发电机的 励磁电流；灭磁装置用于在发电机停机或故
4
教材作者秦曾煌简介
2024/1/29
5
课程目标与要求
2024/1/29
课程目标
通过本课程的学习，使学生掌握电路的基本理论、分析方法和 实验技能，具备分析和解决工程实际电路问题的能力，为后续 专业课程的学习和从事相关领域的科学研究或工程技术工作打 下坚实的基础。
课程要求
要求学生掌握电路的基本概念和基本定律，掌握电路的分析方 法和实验技能，了解电路理论的最新发展动态和前沿技术。同 时，要求学生具备独立思考、创新能力和团队协作精神。
2024/1/29
9
电源与负载
2024/1/29
电源
电源是将其他形式的能转换成电能 的装置。在电路中，电源提供电能， 驱动电荷流动。
负载
负载是指连接在电路中的电源两端 的电子元件。在电路中，负载消耗 电能，将电能转换为其他形式的能 量。
10
03
直流电路分析方法2024/1/2911电阻串联与并联
2024/1/29
特殊应用场合
除了上述应用外，变压器还被应用于一些特殊场合。例如，在铁路牵引供电系统中，为了减 小对通信线路的干扰，需要使用高阻抗变压器；在电子测量仪器中，为了减小测量误差和提 高测量精度，需要使用精密电压互感器等。
电工学 电子技术( 第七版 秦增煌)课件共16页
干扰、噪声、漂移、非线性
模拟电 子技术
数字电 子技术
被 测
传 感 器
模拟 信号 处理
模数 数字 转换 接口
微
控
对 象
伺服 机构
功率 放大
数模 转换
数字 接口
机
电机
计算机检测控制系统原理框图
绪 课程 的 目的、任务和学习方法
论
••• ••
《 试 理 按电 课 解 要工 ） 基 求学 本 参概 加》念实课、验程基是本必培理修养论课良和（好分学的析校实方规验法定素为质考 大 学 注学 用 重工 结 实科 合 践各 ， 技专举能业一的的反培技三养术，基融础会课贯通
• 1892年马可尼和波波夫分别进行了无线电 通讯实验
• 1883年爱迪生发现电子的热效应及1904年 佛莱明制成了电子二极管
• 1906年德福雷斯发明了电子三极管 • 1948年美国贝尔实验室发明了晶体三极管 • 1958子技术 的 发展概况
论 • 现状:
• 容量大型化
绪
论•••••
•
工械机加束测力交电地第…、业工加、械量通子促二采…—电长汽广••••金生矿、工流加与与技进次—镀度车播农医军国属产、超 等 量工 控 通 术 了 工电、 、 与 、业 疗 事 防冷中冶动声、…工制讯的社业电速火电加电金机波照…艺发会革焊度车视工力、加度展生命机、、、、机轧…………工和和产对—械械电温飞电钢…………、色机—广力社的、炉度机影床动电度电泛的会锻冶、、及等力造子等加应提生金时轮电设和束…工用 高产、间船话备铸和…技极力电、……造离术大的蚀压……机子
•
器件小型化
•
设计自动化
电子计算机 的 发展概况 绪 论
• 1943年英国制造了一台电子计算机
模拟电 子技术
数字电 子技术
被 测
传 感 器
模拟 信号 处理
模数 数字 转换 接口
微
控
对 象
伺服 机构
功率 放大
数模 转换
数字 接口
机
电机
计算机检测控制系统原理框图
绪 课程 的 目的、任务和学习方法
论
••• ••
《 试 理 按电 课 解 要工 ） 基 求学 本 参概 加》念实课、验程基是本必培理修养论课良和（好分学的析校实方规验法定素为质考 大 学 注学 用 重工 结 实科 合 践各 ， 技专举能业一的的反培技三养术，基融础会课贯通
• 1892年马可尼和波波夫分别进行了无线电 通讯实验
• 1883年爱迪生发现电子的热效应及1904年 佛莱明制成了电子二极管
• 1906年德福雷斯发明了电子三极管 • 1948年美国贝尔实验室发明了晶体三极管 • 1958子技术 的 发展概况
论 • 现状:
• 容量大型化
绪
论•••••
•
工械机加束测力交电地第…、业工加、械量通子促二采…—电长汽广••••金生矿、工流加与与技进次—镀度车播农医军国属产、超 等 量工 控 通 术 了 工电、 、 与 、业 疗 事 防冷中冶动声、…工制讯的社业电速火电加电金机波照…艺发会革焊度车视工力、加度展生命机、、、、机轧…………工和和产对—械械电温飞电钢…………、色机—广力社的、炉度机影床动电度电泛的会锻冶、、及等力造子等加应提生金时轮电设和束…工用 高产、间船话备铸和…技极力电、……造离术大的蚀压……机子
•
器件小型化
•
设计自动化
电子计算机 的 发展概况 绪 论
• 1943年英国制造了一台电子计算机
2024版电工学(第七版上册)秦曾煌主编PPT课件
根据磁化曲线的不同特点， 铁磁性物质可分为软磁材 料、硬磁材料和矩磁材料 等。
26
铁心线圈电路模型和分析方法
铁心线圈电路模型
将铁心线圈等效为一个电阻和一个电 感的串联电路，其中电阻表示线圈的 铜损，电感表示线圈的磁损。
铁心线圈电路的特点
由于铁心的存在，铁心线圈电路具有 非线性、饱和性和磁滞性等特点，使 得电路的分析和计算变得复杂。
2024/1/28
无功功率
比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功 率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场， 就要消耗无功功率。
视在功率
在电工技术中是指将单口网络端钮电压和电流有效值的乘积。只有单口网络完全由电阻混联 而成时，视在功率才等于平均功率，否则，视在功率总是大于平均功率（即有功功率），也 就是说，视在功率不是单口网络实际所消耗的功率。
4
第七版上册内容结构
第七版上册主要包括电路的基本概念和基本定律、电阻电路的分析、动态电路的时域分析、正弦稳态电 路的分析、含有耦合电感的电路分析、三相电路、非正弦周期电流电路和信号的频谱分析等内容。
本册内容在编排上注重系统性、连贯性和实用性，通过大量的例题和习题帮助学生巩固所学知识，提高分 析问题和解决问题的能力。
在并联电路中，总电阻的倒数等于 各电阻倒数之和，即 1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn，同时 电压相等，电流分配与电阻成反比。
13
电源等效变换方法
电压源等效变换
将电压源转换为等效的电流源，使得二者在外部电路中具有相同的电压和电流 表现。具体方法是通过计算电压源的内阻和开路电压，得到等效电流源的电流 和内阻。
26
铁心线圈电路模型和分析方法
铁心线圈电路模型
将铁心线圈等效为一个电阻和一个电 感的串联电路，其中电阻表示线圈的 铜损，电感表示线圈的磁损。
铁心线圈电路的特点
由于铁心的存在，铁心线圈电路具有 非线性、饱和性和磁滞性等特点，使 得电路的分析和计算变得复杂。
2024/1/28
无功功率
比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功 率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场， 就要消耗无功功率。
视在功率
在电工技术中是指将单口网络端钮电压和电流有效值的乘积。只有单口网络完全由电阻混联 而成时，视在功率才等于平均功率，否则，视在功率总是大于平均功率（即有功功率），也 就是说，视在功率不是单口网络实际所消耗的功率。
4
第七版上册内容结构
第七版上册主要包括电路的基本概念和基本定律、电阻电路的分析、动态电路的时域分析、正弦稳态电 路的分析、含有耦合电感的电路分析、三相电路、非正弦周期电流电路和信号的频谱分析等内容。
本册内容在编排上注重系统性、连贯性和实用性，通过大量的例题和习题帮助学生巩固所学知识，提高分 析问题和解决问题的能力。
在并联电路中，总电阻的倒数等于 各电阻倒数之和，即 1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn，同时 电压相等，电流分配与电阻成反比。
13
电源等效变换方法
电压源等效变换
将电压源转换为等效的电流源，使得二者在外部电路中具有相同的电压和电流 表现。具体方法是通过计算电压源的内阻和开路电压，得到等效电流源的电流 和内阻。
电工学 秦增煌 第七版修改版
(3) 计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。
2. 举例
c 20 a 5 d
求图示电路中 各点的电位:Va、 E1 Vb、Vc、Vd 。 140V
4A 6
6A
10A
E2
90V
解：
设 a为参考点， 即Va=0V Vb=Uba= –10×6= 60V Vc=Uca = 4×20 = 80 V Vd =Uda= 6×5 = 30 V Uab = 10×6 = 60 V Ucb = E1 = 140 V Udb = E2 = 90 V
第1章 电路的基本概念与基本定律
本章要求: 1.理解电压与电流参考方向的意义； 2. 理解电路的基本定律并能正确应用； 3. 了解电路的有载工作、开路与短路状态，
理解电功率和额定值的意义； 4. 会计算电路中各点的电位。
{end}
1.1 电路的作用与组成部分
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。
b 设 b为参考点，即Vb=0V Va = Uab=10×6 = 60 V Vc = Ucb = E1 = 140 V
Vd = Udb =E2 = 90 V Uab = 10×6 = 60 V Ucb = E1 = 140 V
Udb = E2 = 90 V
高电位 低电位 (电位降低的方向)
单位
kA 、A、mA、 μA
kV 、V、mV、 μV
电动势E
低电位 高电位 (电位升高的方向)
kV 、V、mV、 μV
2. 电路基本物理量的参考方向
(1) 参考方向 在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。
为什么要引入参考方向 ？
(a) 复杂电路的某些支路事先无法确定实际方向。
2. 举例
c 20 a 5 d
求图示电路中 各点的电位:Va、 E1 Vb、Vc、Vd 。 140V
4A 6
6A
10A
E2
90V
解：
设 a为参考点， 即Va=0V Vb=Uba= –10×6= 60V Vc=Uca = 4×20 = 80 V Vd =Uda= 6×5 = 30 V Uab = 10×6 = 60 V Ucb = E1 = 140 V Udb = E2 = 90 V
第1章 电路的基本概念与基本定律
本章要求: 1.理解电压与电流参考方向的意义； 2. 理解电路的基本定律并能正确应用； 3. 了解电路的有载工作、开路与短路状态，
理解电功率和额定值的意义； 4. 会计算电路中各点的电位。
{end}
1.1 电路的作用与组成部分
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。
b 设 b为参考点，即Vb=0V Va = Uab=10×6 = 60 V Vc = Ucb = E1 = 140 V
Vd = Udb =E2 = 90 V Uab = 10×6 = 60 V Ucb = E1 = 140 V
Udb = E2 = 90 V
高电位 低电位 (电位降低的方向)
单位
kA 、A、mA、 μA
kV 、V、mV、 μV
电动势E
低电位 高电位 (电位升高的方向)
kV 、V、mV、 μV
2. 电路基本物理量的参考方向
(1) 参考方向 在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。
为什么要引入参考方向 ？
(a) 复杂电路的某些支路事先无法确定实际方向。
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练习：已知U = 220V, I = -1A，
试问各元件为负载？还是为电源?
P20 题 1.5.4
例：电路如图所示，试求电源的功率， 并说明其为电源还是负载。
I
+ 10V
-
+
2A
-
+
3A
-
（1-31）
电源与负载的判别小结
负载：取用功率
电源：产生功率
U 和 I 的实际方向相同 U 和 I 的实际方向相反
第一章 电路的基本概念和
基本定律
第一章 电路的基本概念 和基本定律
1.1 电路的作用与组成部分 1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向 1.4 欧姆定律 1.5 电源有载工作、开路与短路 1.6 基尔霍夫定律 1.7 电路中电位的概念及计算
§1.1 电路的作用与组成部分
电路：电流的通路。它由电工设备 或元件按一定方式组合而成。
C -9V
B
I
R1
B_ R2
+
R1 C+
9V _
R2 A
6V
+6V
A
P27：例1.7（.11-55）
思考？
I=?
R
R
+
+R
+
_E1 _E2
R1
_ E3
I=0
通常：I ≠ 0
R
R
+
+R
+
_E1 _E2
R1
_ E3
例：A点开路,试求开关S闭合和断开时A点的电位
+6V
R R A I
S
P28：题1.7.3
参考方向： 在分析计算时，对电量人为规定的方向。
例：试判别电流、电压的实际方向
aI
b
R
a
b
R
+U -
a
b
R
I = -1A Uab = +3V U = -3V
关联参考方向
某元件上电流的参考方向与电压的参考方向一致， 称为关联参考方向
i 元件
+u_
1.4 欧姆定律
U、I 参考方向相同时
+ U IR –
用来描述电路中各部分电压或电流间的关系， 包括电流(KCL)和电压(KVL)两个定律。
支路：电路中每一个分支
名
每条支路流过一个电流，称为支路电流
词 结点：三个或三个以上支路的联结点
回路：电路中任一闭合路径
支路、结点、回路
R1
R3
R5
+
uS1
R2
_
+
R4
uS2 _
支路数 结点数 回路数
一、基尔霍夫电流定律(KCL)
U、I 参考方向相反时
+ U IR –
U=IR
U = – IR
例: 应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R
+
+
UI 6V 2A
R
– (a)
U 6V
I R
–2A
–
(b)
欧姆定律
UIR
① 式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定； ② U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考
方向之间的关系。
用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明参考方向!
灯泡主要具有消耗电能的性质， 是电阻元件，其参数为电阻R；
筒体用来连接电池和灯泡，其 电阻忽略不计，认为是无电阻 的理想导体。
开关用来控制电路的通断。
§1.3 电压和电流的参考方向
物理量的实际正方向
物理量
单位
电流 I A、kA、mA、
μA
电动势 E V、kV、mV、
μV
电压 U V、kV、mV、 μV
例：已知E1= 6V,E2=4V,R1=4Ω,R2=R3=2Ω， A点开路， 求A点的电位？
D
E1
+
B
_ _
I2
R1 I1
R2
I3
C
A
+
E2 R3
P27：例1.7（.21-58）
计算两点间电压的计算方法
根据电压和路径无关
沿一条已知路径计算（不选含电流源支路） 从正极出发， 路径上的电压和路径方向相同为正， 和路径方向相反为负， 电阻上的电压方向和电流相同。
电路分析中尽可能采用关联参考方向
电阻 R
（常用单位：、k、M ）
线
性
电
i
阻
i
u
R ui const
uR 非
线 性 电
i
u R ui
阻
const
伏安特性
（1-22）
练习
I1= 2A I3= -3A
a 5Ω
c 5Ω
5Ω I2= -1A
Uab = ? Ubc = ? Uca = ?
b
P14 题 1.4.2（b）
...
中间环节：传递、分
配和控制电能的作用
信号源:
提供信息
信号处理：
放大、调谐、检波等
直流电源:
提供能源
话筒 放 扬声器 大 器
直流电源
负载
激励：电路中的电源或信号源的电压或电流 响应：激励在电路中各部分产生的电压或电流
电路分析：
在已知电路结构和元件参数的条件下，讨论电路 的激励与响应的关系。
1. 2 电路模型
( 开路电压或空载电压 )
3.电源不输出功率
1.5.3 电源短路
I
E
电源外部端子被短接
-
R
Ro
特征:
E
I U=
IS 0
R0
短路电流（很大） 电源端电压
P= 0
负载功率
PE = P = I²R0 电源产生的能量全被内阻消耗掉
例：若电源的开路电压Uo =12V，短路电流Is=30A，试问 电源的电动势和内阻各为多少？
Ii ≠IO时， 表明有漏电出现
开关S立刻打开， 起到漏电保护的作用。
基尔霍夫电流定律的扩展
KCL可以扩展到电路的任意封闭面!
例
I1
I2
I3
例
I=?
R
R
+
+R
+
_E1 _E2
R1
_ E3
I1+ I2=I3
二、基尔霍夫电压定律(KVL)
对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其
电位升等于电位降。
※电流源两端的电压 不为0
练习：计算电压Uab
a
+ 10V 5V +
b
Uab =
a 10V +
2Ω b
2A
Uab =
+ 2Ω
10V 4Ω 4V
-
Uab =
a 2V
b 5Ω
讨论题
试求：I1、I2 、I3 。
能否很快说出结果？
4V
I1
+ 3V -
+
1
I2
I3
1 + - 5V 1
第一章课后习题
P28: 习题A选择题（自己练习） ---- 基本概念与基本分析方法
用理想电路元件或它们的组合来模拟实际电路
具有某种确定的电磁性质的假想元件 电阻元件 电感元件 电容元件 电源元件 实际元件理想化，是在一定条件下突出其主要的电 磁性质，忽略其次要因素。
常用理想元件符号
例： 手电筒的电路模型
+ E
–
Ro 电池
开关 IS +
U
灯泡 R
– 导线
手电筒的电路模型
电池是电源元件，其参数为 电动势 E 和内阻Ro
电路的作用
(1) 实现电能的传输、分配与转换
发电机
升压 变压器
输电线
降压 变压器
(2)实现信号的传递与处理
强电电路 电力电路
电灯 电动机
电炉 ...
话筒
放大 器
扬声器
电子电路 弱电电路
电路的组成部分
电源: 提供
电能的装置
发电机
升压 输电线 变压器
负载: 取用
电能的装置
降压 变压器
电灯 电动机
电炉
I
++
E
-
U0
R0
-
P19：例1.5.4
练习： 1：试问可否将110Ｖ100W和110V40W的两只白 炽灯串联在220V的电源上使用？
2：试问将40Ω10W和200Ω20W的两只电阻串联 使用，其两端最高允许电压应多大？
3：据日常观察，电灯在深夜要比黄昏时亮一些， 为什么？
（1-40）
§1.6 基尔霍夫定律
系的代数表达式； (3) 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； 若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。
A IR B
R
E1
E2
参考方向的表示方法
电压
a 正负号
+
u_ b
电流：
箭 头a
ub
I
U 双下标
ab（高电位在前， +
R
-
低电位在后）
Notice
实际正方向： 物理中对电量规定的方向。
电气设备的三种运行状态:
额定值
额定工作状态： I = IN ， P = PN (经济合理安全可靠)
过载(超载)： I > IN ，P > PN (设备易损坏)
欠载(轻载)： I < IN ，P < PN (不能充分的利用设备的能力)
例：一只220V,60W的白炽灯, 接在220V的电源上，求 通过电灯的电流和电灯此时的电阻。如果每晚工作3h( 小时)，问一个月消耗多少电能?