第1章 电工电子技术PPT课件

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4. 电压、电流及其参考方向
（1） 电流
☆ 电荷的定向移动形成电流。
☆ 电流的大小用电流强度表示，简称电流。
☆ 电流强度等于单位时间内通过导体横截面
的电荷量。
i dq dt
或 IQ t
大写 I 表示直流电流，小写 i 表示电流的一般符号
电流的单位及换算：1A=103mA=106μA=109nA
a
ba
b
+ u1 － － u2 +
例： 当ua =3V
ub = 2V时
u1 =1V
u2=－1V
求得的u1为正值，说明电压的实际方 向与参考方向一致；
求得的u2为负值，说明电压的实际方 向与参考方向相反。
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5. 电能、电功率和效率
（1）电能
电能的转换是在电流作功的过程中进行的，因此电 能的多少可以用功来量度。
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第1章 电路分析基础
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1.1 电路分析基础知识
1. 导体、绝缘体和半导体
自然界物质的电结构：
= 原子结构中：正电荷 负电荷
原子核 电子
原子核中有质子和中 子，其中质子带正电 ，中子不带电
绕原子核高速旋转 的电子带负电
原子核
原子核
原子核
导体的外层电子数很少且距离原子 核较远，因此受到原子核的束缚力 很小，极易挣脱原子核的束缚游离 到空间成为自由电子，自由电子在 外电场作用下定向移动形成电流。
实际电路元件的电特性是多元的、复杂的。
由于白炽灯中耗能
的因素大大于产生
消耗电能的电
磁场的因素，因此
特性可用电阻
L 可以忽略
i
元件表征
R
产生磁场的电
白炽灯的电 路模型可表
特性可用电感 L
元件表征
示为：Βιβλιοθήκη R理想电路元件的电特性是精确的、惟一的。
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理想电路元件又分有有源和无源两大类
无源二端元件
有源二端元件
图中若 I = 3 A，则表明电流的
I
实际方向与参考方向相同；反
之，若 I = –3 A，则表明电流的 实际方向与参考方向相反 。
+
US
–
R
当电压、电流参考方向与实 际方向相同时，其值为正，反之
R0
则为负值。
电流的参考方向用箭头表示；电压的参考方向
除用极性“+”、“–”外，还可用双下标或箭头表
示
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半导体有 什么特殊 性？
半导体的导电性虽然 介 于导体和绝缘体之间， 但半导体在外界条件变 化时，其导电能力会大 大增强；若掺入某些杂 质后，其导电能力甚至 会增加成千上万倍，半 导体的这种特殊性，使 它在电子技术中得到了 广泛地应用。
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2.电路的组成和功能
（1） 电路的组成
电路一般由电源、负载和中间环节组成。
电路可以实现电能的 传输、分配和转换。
电子技术中：
电路可以实现电信号 的传递、存储和处理。
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3.电路模型和电路元件
开关 负 载
电 源
导线
电源
S
R0
+ _ US
中间环节 I
+
RL U 负
–载
实体电路
电路模型
与实体电路相对应的电路图称为实体电路的电路模型。
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电路模型中的所有元件均为理想电路元件。
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半导体的外层电子数 一般为4个，其导电 性界于导体和绝缘体 之间。
绝缘体外层电子数常为8个，且距离 原子核较近，因此受到原子核很强的 束缚力而无法挣脱，我们把外层电子 数为8个称为稳定结构，这种结构中 不存在自由电子，因此不导电。
检验学习结果
绝缘体是否 在任何条件 下都不导电 ？
当外界电场的作 用超过原子核对 外层电子的束缚 力时，绝缘体的 外层电子也同样 会挣脱原子核的 束缚成为自由电 子，这时我们称 为绝缘被 击穿。
W UIt
式中电压的单位为伏特【V】，电流 单位为安培【A】，时间的单位用秒 【s】时，电能（或电功）的单位是焦 耳【J】。
日常生产和生活中，电能（或电功）也常用 度作为量纲：1度=1KW•h=KV•A•h
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（2）电功率
单位时间内电流所作的功称为电功率，用“P”表示
PWUII2RU2
t
R
功的单位为焦耳，时间单位为秒时，电功率的单位是“瓦
（3）效率
1W=10”-3KW
输出功率与输入功率的比值称为效率，用“η”表示
P210% 0 P2 10% 0
P 1
P2P
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计算功率时应注意的问题
在进行功率计算时，如果假设 U、I 参考方向关联。 则某部分电路功率 P > 0 , 说明U、I 实际方向与
参考方向一致，说明电路吸收电功率，为负载。
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第二篇
第1章 电路分析基础 第2章 正弦交流电路 第3章 三相交流电路 第4章 磁路与变压器 第5章 异步电动机及其控制
理解电流、电压参考方向 的问题；掌握基尔霍夫定律及 其应用；了解电气设备额定值 的定义；熟悉电路在不同工作 状态下的特点；深刻理解电路 中电位的概念并能熟练计算电 路中各点的电位。
R
L
+
IS
C
US
–
电阻元件
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电感元件
电容元件
理想电压源
理想电流源
集总参数元件的特征
1.在元件中所发生的电磁过程都集中在元件内部 进行，其次要因素可以忽略的理想化电路元件。 如前面提到的无源电路元件R，只具有耗能的电 特性；L只具有储存磁场能量的电特性；C只具 有储存电场能量的电特性。
2. 对于集总参数元件，任何时刻从元件一端流入的电 流，恒等于从元件另一端流出的电流，并且元件两端的 电压值是完全确定的。
电源： 如发电机、电池等，电源可将其它形式的能 量转换成电能，是向电路提供能量的装置。
负载： 指电动机、电灯等各类用电器，在电路中是接收 电能的装置，可将其它形式的能量转换成电能。
中间环节：将电源和负载连成通路的输电导线、控制电 路通断的开关设备和保护电路的设备等。
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（2）电路的主要功能：
电力系统中：
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（3） 电流、电压的参考方向
解题前在电路图上标示的电压、电流方
向称为参考方向。
为什么要在 电路图中标 示参考方向
？
I a U
关联参考方
向下：
R
U=IR
b I
a
参考方向是为了给 方程式中各量前面
U
的正、负号以依据 b
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非关联参考
方向下：
R
U=－IR
电压、电流的参考方向： 原则上： 任意假定。
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（2） 电压
☆ 电压是电路中产生电流的根本原因。
☆ 电压等于电路中两点电位之差。
☆ 电路中a、b两点间的电压定义为单位正电 荷由a点移至b点电场力所做的功。
u ab
dw ab dq
或
U ab
Wab Q
大写 U 表示直流电压，小写 u 表示电压的一般符号 电压的单位及换算：1V=103mV=10-3KV