电工学课件

�大小：电动势Eab的数值等于电源中的局 外力（即非电场力）将单位正电荷从电源 Eab 负极低电位 b端移至电源正极高电位 a端时 b 所转换而来的电能。 � 方向：电动势的实际方向是由低电位端指向 高电位端即电位升高的方向。 �单位：电动势与电压的单位相同，为伏特 (V) 直流：
E
交流：
e
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欧 姆 定 律
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电位在电路中的表示法：
b c
R1
_
+ _ E1
R2 R3
+ E1 -E2
R1 R2 R3
E + 2
a
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例题1.2.2 计算下图电路中B点的电位。
C -9V R1
100 K kΩ
解
I
B R1 2
50 k KΩ
I＝（VA－VC）／（R1＋R2） ＝[6－（－9）]／[（100＋50） ×103] ＝0.1mA UAB＝VA－VB＝R2I VB＝VA－R2I ＝6－（50 ×103) ×(0.1 ×10-3)
E1=140V
b
E2= 90V
则 Vb＝－60V Vc＝＋80V Vd＝＋30V
Uab＝6×10＝60V
×4＝80V Uca＝20 20× Uda＝5×6＝30V Ucb＝140V Udb＝90V
设 Va = 0 Vb－Va＝Uba Vc－Va＝Uca Vd－Va＝Uda
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c
4A 20 Ω
a 5Ω 10A 6Ω
电路的基本组成部分：
�电源
将非电形态的能量转换为电能的供电设备。
�负载
将电能转换为非电形态的能量的用电设备。
�中间环节
沟通电路、输送电能的作用。
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电源: 提供 电能的设备
升压 变压器 输电线
负载: 取用 电能的设备
电灯 电动机 电炉 ...
发电机
降压 变压器
中间环节：传递、分 配和控制电能的作用
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� � � � � � � � � �
1.1 电路的作用和组成 1.2 电路的基本物理量 1.3 电路的状态 1.4 电路中的参考方向 1.5 理想电路元件 1.6 基尔霍夫定律 1.7 支路电流法 1.8 叠加定理 1.9 等效电源定理 1.10非线性电阻电路
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1.1 电路的作用与组成
� 电路或网络（ electric circuit ）：是电流流通的路 径。由某些电气设备和元器件为完成一定功能、按一定方式 组合后的总称。 � ①
� 邱关源主编，电路，高等教育出版社
� 秦曾煌主编，电工学上下册（第六版）高等教育出版社
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第1章 直流电路
7
前
言
本章是在物理学的基础上，从工程技术的 观点出发，着重讨论电路的基本知识、基本定 律和定理，以及应用这些定律和定理分析和计 算直流电路的方法。这些方法只要稍加扩展， 原则上也适用于交流电路的分析和计算，同时 也是今后分析电子电路的重要基础。
Q 直流： I = t
dq 交流： i = dt
Q单位为库仑（C）,t单位为秒（s） �单位:安培(A) 毫安(mA )、 微安(µA) mA) �实际方向:正电荷移动的方向
+ _
I
R
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2、电位
� 电场力将单位正电荷从电路的某一点移至参考点时 所消耗的电能称为该点的电位。 � 参考点： 定义：电路中，常将电路中的某一点选为参考点，并 规定该点的电位为零 ,参考点也称为零电位点。 选择： ① 选大地为参考点： ② 选元件汇集的公共端或公共线为参考点 � 各点的电位只有在参考点选定以后才有确定的数 值——电位的单值性。 � 单位: 伏[特]（V） � 电位表示 : V
2
� 课程的主要任务是：
使学生获得电工与电子技术的基本概念、基本原 理、基本分析方法和基本技能，培养学生分析问题和 解决问题的能力。了解电工电子技术的发展与应用， 拓宽知识面，为以后的学习、创新和科学研究工作打 下扎实的理论和实践基础。
3
�
课程的学习 理解基本概念、基本理论和分析方法 学用结合，举一反三，融会贯通 处理好课上课下、复习与习题的关系 每周交1次作业 及时提问，独立完成作业 完整掌握课程体系，培养自学能力
a + U -
I R
d
b
c
P U2 或可用 R = 2 和 R = 来计算 I P
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6、电能 电能:在时间t内转换的电功率称为电能。
在直流电路中电能用W表示：
W = P ⋅t
电能单位是焦耳（J）
工程上常用电能的计量单位为千瓦时（kW·h）,1千瓦 时即1度电，它与焦的换算关系为： 1kW ⋅ h = 3.6 × 10 6 J
A +6V
＝＋1V
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5、功率 功率:单位时间内所转换的电能称为电功率简称为功率。
设电路任意两点间的电压为 U ,流入此部分电路的电流 为 I， 则这部分电路消耗的功率为: I d W为瓦[特] + kW为千瓦 U R P =U ⋅I c � E与 I 的乘积等于电源产生的电功率。 �
PE = EI
U 与 I 的乘积等于电源输出的电功率。
P = UI
PL = U L I
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� U L与 I 的乘积等于负载消耗的电功率。
例题1.2.3 已知：有一220V 60W的电灯，接在220V的电源上， 求通过电灯的电流和电灯在220V电压下工作时电阻 如每晚用3小时，问一个月消耗电能多少？ 解
P 60 I = = = 0 . 273 A U 220 U 220 R = = = 806 Ω I 0 . 273
� � � � � �
4
�
课程的内容
1. 掌握电路的基本原理、分析方法及特点。 2.了解变压器的原理及特点。 3. 学习电动机的基本原理和电气自动控制技术。 4. 了解常用电工电子元件及电子器件的结构、原理、特性。 掌握基本电子电路的组成、特点及分析方法。
5
�
教材及参考用书：
� 唐介主编，电工学（第三版），高等教育出版社
U
交流：
u
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�电压一般采用双下标表示 : Uab 电位一般采用单下标表示 : Va I a d + US R c b �电路中任一点与参考点之间的电压就是该点的电位
Va = U S �电压就是电位差 U ab = Va − Vb
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4、电动势
� 有另一种力去克服电场力而使 b端的正电 荷移至a端。 I a + Uab _
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3、电压
� 为衡量电场力对电荷作功的能力，引入一新的 物理量——电压 � 大小：a、b两点间电压 Uab 在数值上等于电场 力把单位正电荷从某一高电位处 a点移到另一 低电位处b点时所消耗的电能。 电源的端电压 U S 负载的端电压 U L � 方向：规定由高电位指向低电位的方向即电位降的方向 为电压的正方向。 � 单位：伏特(V) 千伏(kV) 毫伏(mV) 直流： b _ Uab a + I
电路的作用：
实现能量的输送和转换； 导线 电 池 开关 灯 泡
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电力系统
发电机 升压 变压 器 输电线 降压 变压 器 电灯 电动机 电炉
电力系统电路示意图
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②
实现信号的传递和处理。
�声音信号 �图象信号 �测量信号或控制信号
扩音器
话筒
扬声器

放 大 器
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计算机的声卡
手机充电器
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�
在同一电路中，导体中的电流跟导体两端的电压成 正比，跟导体的电阻阻值成反比。 基本式：
U I= R
I d R c
推导式
a + U -
U R= I
b
U = IR
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例题1.2.1
c 4A 20 Ω a 5Ω 10A 6Ω 6A d
c 4A 20 Ω a 5Ω 10A 6Ω 6A d
E1=140V
b
E2= 90V
一个月的用电量: W = Pt = 60 ×10−3 × 3 × 30
= 5.4kWh
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信号源: 提供信息
信号处理： 放大、调谐、检波等 话筒
放 大 器
扬声器
负载 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。
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�内电路
电源本身的电流通路称为内电路。
�外电路
电源以外的电流通路称为外电路。 升压 变压 器
话筒
输电线
发电机
降压 变压 器
扬声器
6A
d
E1 =140V
b
E2＝90V
设 Vb = 0 则 Va=Uab=＋60V Vc=Ucb=＋140V Vd=Udb=＋90V
结论：（1）电路中某一点的电位等于该点与参考点 （电位为零）之间的电压 （2）参考点选得不同，电路中各点的电位值随着 改变，但是任意两点间的电位差是不变的。 注： 各点电位的高低是相对的，而两点间电位的 差值是绝对的。
电
工
李志辉
学
电 气 工 程 学 院
lizhrain@
1
前 言
� 课程的性质：
电工学课程是为非电专业开设的一门技术基础课程。 它的侧重点在于用电磁理论来研究工程技术领域中所要用 到的与电有关的方向的一些问题，也是现代科学技术的基 础之一。电工学包括电工技术和电子技术，理论性和实践 性结合非常密切。
电灯 电动机 电炉
信号源 （电源）
放 大 器
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�直流电路
电路中的电流是不随时间变化的直流电流。
�交流电路
电路中的电流是随时间按正弦规律变化的交 流电流。 �
电路的模型：