电工电子电路基础知识(1)
电路基础知识(详解版)
组合来模拟实际电路中的器件,从而构成与实际电路
相对应的电路模型。
理想电路元件主要有电 手电筒的电路模型
阻元件、电感元件、电容
I
元件和电源元件等。
++
例:手电筒
E
–U
手电筒由电池、灯 Ro
泡、开关和筒体组成。
–
电池
S 开关
导线
R 灯泡
手电筒的电路模型
I
++
E
–U
Ro
–
电池
S 开关
导线
R 灯泡
今后分析的都是指电 路模型,简称电路。在 电路图中,各种电路元 件都用规定的图形符号 表示。
4、电容效应——与万有引力相似,任意两个物体之间均有电容特性, 常见如晶体管中三极管管脚之间的电容。
5、实际电容——电容器:集额定功率、尺寸要求、耐压值、耐流值等多 种指标的设备。
++ ++ ++ ++ +q
电容器结构
两个极板 –--– –--– –q
+介质
实际电容器制作的材料和结 构不尽相同,通常有云母电容 器、陶瓷电容器、钽质电容器、 聚碳酸酯电容器等等。
e , 右螺旋 u , e 一致 u , i 关联
e L di dt
u e L di dt
L u–
u L di dt
i
1 L
t udt
i(0)
1 L
0t udt
(0) 0t udt
VCR常 用
VCR次常 用
很少用
4 、 电感的储能
p吸
ui
i
L
di dt
W吸
电工电子技术基础知识点
电工电子技术基础知识点一、电工技术基础1. 电路基础- 电路定义:电流的路径,由电源、导线、负载和开关组成。
- 欧姆定律:电压(V)、电流(I)和电阻(R)之间的关系,V = I * R。
- 基本电路类型:串联电路、并联电路、混合电路。
2. 电源- 直流电源(DC):电压和电流方向恒定的电源。
- 交流电源(AC):电压和电流方向周期性变化的电源。
- 电池、发电机、变压器等都是常见的电源设备。
3. 导线与连接- 导线材料:铜、铝等,具有低电阻率。
- 导线规格:根据负载电流选择合适截面积的导线。
- 连接方式:焊接、压接、螺栓连接等。
4. 负载- 电阻性负载:如电热器、电阻器。
- 电容性负载:如电容器。
- 感性负载:如电动机、变压器。
5. 开关与控制- 开关类型:单刀单掷、单刀双掷、三刀双掷等。
- 控制元件:继电器、接触器、定时器等。
二、电子技术基础1. 电子元件- 被动元件:电阻器、电容器、电感器。
- 主动元件:二极管、晶体管、集成电路。
- 半导体材料:硅、锗等。
2. 数字电子基础- 数字信号:二进制信号,0和1表示低电平和高电平。
- 逻辑门:与门、或门、非门、异或门等。
- 触发器:RS触发器、D触发器、JK触发器等。
3. 模拟电子基础- 放大器:运算放大器、音频放大器、功率放大器。
- 振荡器:正弦波振荡器、方波振荡器。
- 滤波器:低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器。
4. 电子测量与测试- 测量仪器:万用表、示波器、信号发生器。
- 测试方法:电压测量、电流测量、电阻测量。
5. 电子电路设计- 电路原理图设计:使用绘图软件绘制电路图。
- PCB布局:电路板设计,包括元件布局和走线。
- 电路仿真:使用软件模拟电路工作情况。
三、安全与维护1. 电工安全- 遵守电气安全规范。
- 使用个人防护装备。
- 定期检查电气设备。
2. 电子设备维护- 清洁电路板和元件。
- 定期更换老化元件。
- 存储环境要求:防潮、防尘、防静电。
第一章 电工基础知识
2、大小: 电源的电动势在数值上规定为:非电场力将单位正 电荷由电源的低电位端(负极)移到高电位端(正极), 非电场力所做的功。用“E”或“e”表示,单位“伏特”
E=Ag/q
(Ag为非电场力做功q为正电荷所带电量)
3、电动势的方向和一般表示法 电动势的方向:(同电压的方向相反)规定为非电 场力移动正电荷的方向,即 电位升高的方向。 电压源的一般表示法:
(四)电压和电位的异同
相同点: A 单位相同 B 都表示电场中某两点所具有能量的基本性质 不同点: A 电压值说明 (a,b两点) ab两点电场能量差值大小 a能量比b点大 电场在a点能量大小
电位值说明 (就a点而言) 正电荷一定由a点向参考点 移动 B 参考点的改变只影响电位值,不影响电压值
电源工作原理图
Fg
q
F
U
三、电源与电动势
(一)电源 1、定义:电源是产生电能的设备,它的作用 是产生和维持电路两端电位差。 2、分类:电压源、电流源。(常用电源) 3、原理:电源的内部存在一种非电场力,它可 以将正电荷逆电场方向由电位低端移向电位高端, 以消耗其它能量转化为电场能量。
(二)电动势
1、定义:表征电源产生(转换)电场能力大 小的物理量称为电源的电动势。
2、电流的方向 电流的方向习惯上规定为正电荷定向移动的方向。 在金属导体中,电流的方向与自由电子定向移动的相 反。 电流的参考方向 在电路分析中,电流的实际方向不易判定或随时 间改变时,可给电流假定一个参考方向,也称正方向。 在计算中: 如果电流为正值,则实际方向与参考方向相同; 如果电流为负值,则实际方向与参考方向相反。
第二节
欧姆定律
一、欧姆定律
二、伏安特性曲线
第二章
电工电路基础知识教程
23
电路基础
回顾:
电路的基础知识 电压电流与电阻 欧姆定律 电能、电功率和效率 电路定律及电路基本分析方法
24
理解正弦交流电路的几个基本 概念,理解和掌握R、L、C三大基本 元件的伏安关系,了解提高功率因 数的意义和方法,理解有功功率、 无功功率及视在功率的概念。
结论:
电感元件上只有 ωt 能量交换而不耗
能,为储能元件
u u i 关联,
u i 关联, u i 非关联, 吸收电能; u i 非关联,
吸收电能; 送出能量; 建立磁场; 送出能量;
建立磁场; 释放磁能;
释放磁能;
p >0
p >0
p<0
p<0
p为正弦波,频率为ui 的2 倍;在一个周期内,L吸 收的电能等于它释放的磁 场能。
34
正弦交流电路的功率
3 .平均功率(有功功率)P (一个周期内的平均值)
由: p u i U m sin t • I m sin t 可得: P = UI
UI UI cos 2t
例 求:
平均功率用大写 !
解:“R221000V、 U1P020W”2和120“0022204V8、440W”灯泡的电阻?
相串联。
【解】 Rab=R1+ R6+(R2//R3)+(R4//R5)
电阻混联电路的等效电阻计算,关键在于正确找出电路 的联接点,然后分别把两两结点之间的电阻进行串、并 联简化计算,最后将简化的等效电阻相加即可求出。
22
检验学习结果
有“220V、100W”“220V、25W”白炽灯两盏, 串联后接入220V交流电源,其亮度情况是( )
电工电子知识点总结
电工电子知识点总结电工电子是一门涉及电力工程和电子工程的学科,其中包含了大量的理论知识和实践应用。
以下是对电工电子中一些重要知识点的总结。
1. 电路基础知识1.1 电流与电压关系:欧姆定律表明电流与电压之间存在线性关系,即电流等于电压与电阻之比。
1.2 串联与并联电路:串联电路中,电流在各个元件之间依次流动;而并联电路中,电流分流并在各个元件中汇合。
1.3 电阻与电功率:电阻是电流流过的障碍,根据欧姆定律,可以计算出电阻对电流的影响。
电功率是电路中能量的转换率,计算公式为功率等于电流乘以电压。
2. 电子元件与电路2.1 二极管:二极管由 p 型半导体和 n 型半导体组成,其主要作用是将电流限制在一个方向上。
常见的二极管有整流二极管、发光二极管等。
2.2 三极管:三极管也是一种常见的半导体器件,由三个掺杂不同型号的区域构成。
它可以用于放大电流和控制电流的方向。
2.3 集成电路:集成电路将大量的电子元件集成在一个芯片上,可以实现复杂的功能。
常见的集成电路有逻辑门、计时器等。
3. 电力系统3.1 发电机:发电机将机械能转换为电能,是电力系统的核心设备。
常见的发电机包括汽轮发电机、水轮发电机等。
3.2 变压器:变压器用于改变电压的大小或者变换交流电的电压等级。
通过变压器可以将高压输变低压,适合输送和使用。
3.3 输电线路:输电线路用于将发电厂产生的电能输送至各个使用地点。
高压输电线路通常采用导线杆塔搭设,中低压线路则多采用地下布设。
4. 控制与保护装置4.1 断路器:断路器用于控制电路的通断,以保护线路和设备免受过流、短路等故障的影响。
常见的断路器包括空气断路器、真空断路器等。
4.2 继电器:继电器是一种电控开关设备,通过电磁吸合和脱合实现对电路的控制。
继电器可以放大信号,用于控制大功率电器设备。
4.3 自动化控制系统:自动化控制系统通过传感器、执行器和控制器等组件,实现对电力设备和过程的自动监测和控制。
电工电子技术基础第1章 电路的基本理论及基本分析方法
-
电流源模型
实际电源可用一个电流为IS的理想电流源与电阻并 联的电路作为实际电源的电路模型,称为电流源模型。
其中
IS
U0 R0
称为短路电流
实际电源内阻R0越大,越接近于理想电流源。
第1章 电路的基本理论及基本分析方法
3.实际电源模型的等效变换
R0 + US -
等效电压源模型
IS
US R0
US R0IS
2.理想电流源:理想电流源是从实际电流源抽象出来的 理想二端元件,流过它的电流总保持恒定,与其端电压 无关。理想电流源简称电流源。 电流源的两个基本性质
①电流是给定值或给定的时间函数,与电压无关;
②电压是与相连的外电路共同决定的。
IS或iS
+ U或i
-
电流源的图形符号
电流源的伏安关系
i IS
o
u
直流电流源伏安特性
uR( i 关联u ) R( 或 i 非关联)
电阻参数R:表示电阻元件特性的参数。 线性非时变电阻:R为常数;简称为线性电阻。
第1章 电路的基本理论及基本分析方法
应当注意,非线性电阻不满足欧姆定律。
单位:SI单位是欧[姆](Ω)。计量大电阻时,以千欧 (KΩ)、兆欧(MΩ)为单位。
电阻的参数也可以用电导表示,其SI单位是西[门 子](S)。线性电阻用电导表示时,伏安关系为
②箭头,如图(a) i。
参考方向的意义:若电流的参考方向和实际方向一致, 则电流取正值,反之则取负值。如图(a)、(b)所示。
第1章 电路的基本理论及基本分析方法
二、电压、电位、电动势及其参考方向
1. 电压、电位、电动势
⑴电压
电工电子技术基础习题答案解析
第1章电路的基本知识1.1电路的概念 (1) 略(2) 电路通常由电源、负载和中间环节(导线和开关)等部分组成。
A •电源的作用:将其他形式的能转换成电能。
B •负载的作用:将电能转换成其他形式的能。
C •中间环节的作用:传递、分配和控制电能。
1.2电路中的主要物理量 (1) 零、负电位、正电位 (2) 3、1.5、3、1.5、0、3 (3) -7,-5 1.3电阻 (1) 3: 4 (2)查表1.3,知锰铜合金的电阻率 J =4.4 10亠」m1.4欧姆定律 (1)电动势、内压降(2)当R= R 时,电路处于开路状态,其特点是电路中电流为零,电源端电压等于电 源电动势;当R=0时,电路处于短路状态,其特点是短路电流极大,电源端电压等于。
由于I =0.22A=220mA . 50mA ,故此人有生命危险。
1.5电功与电功率P 40(2)略(3) W 二Ult =220 0.2 7200 = 316800J思考与练习一、 判断题1" 2. X 3. V 4. X 5. V 6. X 7. X 8. V 9. X 二、 选择题1. C2. C3. B4. B5. B6. B7. C8. B根据t ,得1RS 3 0.21 10 P 4.4如0二=1.43 m(3)U 220R "1000= 0.22 A(1)t=W 二空£=25h三、填空题1 •正、相反;2•参考点;3•负极、正极; 4 •高、低、低、高; 5•材料、长度、横截面积、 R - ; 6• 1800、土 5%; 7. 220S四、计算题1 • U ab =V a -V b =10 - 5 = 5VU bc *b-V c =5-(-5) =10 V U ac 二V a-V c =10 -(-5) =15V U ca - —U ac - - 15VR = U420门I0.2 220100 10(2)U =IR =2 100=200V(3) U r =lr =2 10 =20V 4.( 1)P =UI = 220 4 =880W(2)W 二 Pt =880 1800 =1584000J2 2(3) Q =l Rt =4 0.5 1800 =14400J(4) E =W -Q =1584000 -14400 =1569600 J第2章直流电路的分析与计算2.1电阻的连接(1) I mb =0.5AR 1 4U 2 = IR 2 =0.5 20 =10V U U U 2 =210 =12VR 2故 P 2』P 二10 28 =14WR 2 202. I24 120= 0.2A 3・(1)(2)由于P P 2 R 1 U 2 R 2 R 1WORD 格式整理10(3) (a ) R ab(b) R ab(R R)RR 」R 3(R R) R (c) R ab=R=1门R (2 R)RR(汀)R32 —Q 52.2基尔霍夫定律 (1) 5、3、6、3 (2) 假设I 2、I 3的方向和回路绕行方向如图 I 1 R 1 1 3R 3 = E 1 12 R 2 T 3 R 3 = E2 0.008 I 2 =丨3 0.008 50 8OI3 =3 I 丨2艮 +8013 =12解得 =0.0245 A=24.5mA =0.0325 A=32.5mA R 2 = 384门2.3电压源与电流源的等效变换 (1) I s =—、不变、并、E — I s r 、不变、r (2) ( a )把两个电压源等效变换为电流源,如图- ----1Q0Q200 n 10¥ a -O rn,evO匸(a)2.2( a )所示。
电工电子技术基础知识
u3 Um sin(t 240 ) Um sin(t 120 )
Um
u1
u2
u3
0
–Um
2
t
也可用相量表示:
U1 U U 2 U U 3 U
0o 120o 120o
•
U3 120°
120°
•
U2
•
U1 120°
三相电压相量图
对称正弦量特点为: U1 U 2 U 2 0
频率相同、幅值相等、相 位互差120°的三相电压称为
平,则输出F 为低电平;只
R
有输入A、B 全为高电平时,
A
输出F 才为高电平。可见输
F 入与输出呈现与逻辑关系: B
与逻辑关系表达式
F = AB
与逻辑关系逻辑符号:
A
&
F
B
2、 二极管或门
与逻辑关系真值表:
AB F
00 0 01 0 10 0 11 1
A
只要输入A、B中一个为高
B
F 电平,则输出F 为高电平;
1、 常量之间的关系(常量:0和1)
加: 0+0=0 乘:0 ·0=0 非:0 1
0+1=1 1+1=1
0 ·1=0 1 ·1=1
1 0
2、变量和常量的关系(变量:A、B、C…)
加:A+0=A 乘: A ·0=0
A+1=1
A ·1=A
A+A=A
A ·A=A
3、与普通代数相似的定理
非:A A 0
1 电流
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
电工基础(第五版)第一章电路基础知识
二是进行信息的传递和处理。
扩音器电路示意图 电路在生产生活中的应用
三、电路图 1.电路原理图
用电气符号描述电路连接情况的图称为电路原理图,简称电路图或原理图。它主要反 映电路中各元件之间的连接关系,并不考虑各元件的实际大小和相互之间的位置关系。
手电筒电路原理图
电风扇电路原理图
2.原理框图
电导率 电阻率的倒数称为电导率,用符号σ 表示,单位为西门子/米(S/m),它表示电流通过 的难易程度,其数值越大,表示电流越容易通过。
典型物质的电阻率
有一类导电能力介于导体和绝缘体之间的物体,它们的导电性能受外界条件的影响很大, 温度的变化、光照的变化、掺入微量其他物质等都可能使其导电性能发生显著的变化,这类物 体称为半导体。
禁止用湿手去拔插头或扳动电气开关,也不要用湿毛巾去擦拭带电的电气设备等,以 免触电。
一旦发生电线或电气设备起火,在带电状态下,决不能用水或泡沫灭火器灭火,应迅 速切断电源,使用不导电的干粉灭火器等进行灭火。
电路的组成
电源是把其他形式的能量转换为电能的装置。 负载是消耗电能的装置, 也称为用电器。负载的作用是把电能转换为其他形式的能量。 控制装置及导线用于连接电源和负载,使它们构成电流的通路,把电源的能量输送给负 载,并根据需要控制电路的通、断。 保护装置保证电路的安全运行。
二、电路的基本功能
电路的基本功能有两大类。 一是进行能量的传输、分配和转换。
§1—1 电路和电路图 §1—2 电流和电压 §1—3 电阻 §1—4 电功和电功率
§1—1 电路和电路图
1.了解电路的基本组成和基本功能。 2.了解电路图的基本类型。 3.能说出电路图中常用电气元件图形符号的含义。
一、电路的基本组成
电工技术-第一章 电路基础
电路的三种状态
❖ 例1-2-5 如图所示,不计电压表和电流表内阻对电 路的影响,求开关在不同位置时,电压表和电流表 的读数各为多少。
❖ 解:
(1)开关接“1”号位置:短路 U=0(V)
E2 I短 r 0.2 10 ( A )
(2)开关接“2”号位置:断路 U=2 V I=0 A。
(3)开关接“3”号位置:通路
(a)
(b)
(c)
稳恒直流电流、脉动电流与交流电流
(3)电流的测量
❖ 交、直流电流的大小分别用交、直 流电流表进行测量。
测量直流: 选定量程、串入电路、正进负出。 测量交流: 选定量程、串入电路、 不分极性。
(4)电流的方向与正负
❖ 以正电荷移动的方向为电流的方向。
参考方向--假定的正方向 电流值为正,电流实际方向与参考 方向一致。
电压的测量
(5)电压的方向--- 由高电位端指向低电位端
❖ 对负载来说,规定电流流入端为电压的正端,电流 流出端为电压的负端,电压的方向为由正端指向负 端。
❖ 电压的方向在电路图中有两种表示方法,
用箭头表示
用极性符号表示
1)电压的参考方向
U>0
U<0
电压的参考方向和它的实际方向
2)关联参考方向----就是电流参考方向应与电压的参考方向一致
《电工技术》
第一章 电路基础
1-1 电路的基本物理量
一、电流与电路 1.电荷: ❖ 电是一种能量;物体内所带的电称电荷。
❖ 存在于质子中的电称正电荷,存在于电子中 的电称负电荷。
❖ 带有电荷的物体之间存在着相互作用力,且 异性电荷相吸;同性电荷相斥。
❖ 电荷用字母Q表示,衡量其大小的单位称库 仑(C)。1C 6.241018 个电子所带的电荷量。
大一电工电子基础知识点
大一电工电子基础知识点电工电子是电气专业的基础课程,对于大一的电气工程专业学生来说,掌握电工电子的基础知识非常重要。
以下是一些大一电工电子的基础知识点。
一、电路基础1. 电流和电荷:电流是电荷在单位时间内通过导体的量,用安培(A)表示。
电荷是电子的基本单位,用库仑(C)表示。
2. 电压和电势:电压是电荷在电场中的能量,用伏特(V)表示。
电势是电压在单位电荷上的能量,用伏特表示。
3. 电阻和电导:电阻是材料对电流流动的阻碍程度,用欧姆(Ω)表示。
电导是材料对电流流动的便利程度,用西门子(S)表示。
4. 欧姆定律:欧姆定律描述了电阻、电压和电流之间的关系,即电压等于电流乘以电阻:V = I * R。
5. 串联和并联电路:在串联电路中,电流只有一条路径,而在并联电路中,电流有多条路径。
二、电子元件1. 电阻器:电阻器是用于控制电流大小的元件,它的单位是欧姆,常用符号为R。
2. 电容器:电容器用于存储电荷和释放电荷,它的单位是法拉,常用符号为C。
3. 电感器:电感器是用于储存电能的元件,它的单位是亨利,常用符号为L。
4. 二极管:二极管具有单向导电性,它可以将电流只从一边通向另一边。
5. 晶体管:晶体管是一种电子器件,用于放大和开关电流。
三、电路分析方法1. 罗尔定律:罗尔定律描述了电压在电路中的分配规律,即电压等于电流乘以电阻。
2. 布尔定律:布尔定律描述了电流在电路中的分配规律,即总电流等于分支电流之和。
3. 奥姆定律和基尔霍夫定律:奥姆定律和基尔霍夫定律是电路分析的重要工具,用于求解电路中的电流和电压。
四、数字电路基础1. 逻辑门:逻辑门是数字电路中最基本的组件,用于实现逻辑运算。
2. 布尔代数:布尔代数是描述逻辑运算的代数系统,包括与、或、非等运算。
3. 编码器和解码器:编码器将输入信息转换成二进制码,而解码器则将二进制码转换回输入信息。
4. 多路选择器和译码器:多路选择器用于选择多个输入中的一个输出,而译码器则将二进制码转换成其它形式。
电工电子基础基础知识
2.本征半导体与杂质半导ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、PN结
(1)本征半导体:天然的硅和锗提纯后形成单晶 体就是一个半导体,称为本征半导体。
本征半导体中的载流子浓度很小,导电能力较弱,且 受温度影响很大,不稳定,用途有限。
(2)杂质半导体、PN结:如果在本征半导体中掺 入微量杂质(掺杂),其导电性能将发生显著变 化,如在纯硅中掺入少许的砷或磷(最外层有五 个电子),就形成N型半导体;掺入少许的硼 (最外层有三个电子),就形成P型半导体。
超导现象是1911年荷兰物理学家昂尼斯在研究 导体的电阻随温度变化的实验中,首次发现水银 在4.2K的低温时,电阻突然消失,即R=0; 1933年,又发现处于超导状态的物质,外部磁场 不能深入超导体内,有抗磁性,即B=0,以上是 超导体的两大特性。
电工电子基础基础知识
第二部分
电阻、电容、电感相关知识及应用
如电视机消磁电路、电饭锅电路
电工电子基础基础知识
光敏电阻:阻值随着光线的强弱而发生变化的电 阻器,称为光敏电阻器。分为可见光光敏电阻、 红外光光敏电阻、紫外光光敏电阻。选用时先确 定电路的光谱特性。实际应用如光控路灯,根据 光线的强度自动控制路灯的开关。
5.电阻的分类及应用: 按阻值特性:固定电阻、可调电阻 按制造材料:碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻、
水泥电阻、陶瓷电阻、半导体电阻等。
按安装方式:插件电阻、贴片电阻。
电工电子基础基础知识
5.特种电阻(敏感电阻)常识: 热敏电阻:是一种对温度极为敏感的电阻器,分
为正温度系数(阻值随温度升高而增大)和负温 度系数(阻值随温度升高而降低)电阻器。应用 举例:
电工电子基础知识
一、导体、绝缘体和半导体(超导体)知识 二、电阻、电容、电感相关知识及应用 三、电路分析方法 四、二极管、可控硅整流原理
《电工基础》第1单元
返 回
小结 (1) 电荷的定向运动形成电流。
Iq t
(2) 规定正电荷的运动方向为电流方向。
1.2
在金属导体中电流方向与带电粒子运动方向相反。
电
(3) 电流的参考方向。
流
(4) 电流的测量。
及
其
测
量
返 回
巩固练习
1. 规定 定向运动的方向为电流的方向。金属导体中 自由电子的定向运动方向与电流方向是 的。
及
状
态
调研方法
返
回
电路原理图 对各种不同电路的
表达方式——电路图
1.1
电
电路图是最简单明了提供电路信息的方法。
路
电路图主要用来详细理解设备和其组成部分的
的
工作原理,故称电路原理图。它为接线、测试、排
组
故提供信息。
成
电工作业人员实际操作时离不开电路图,识图、
及
读图是作为一名电工的基本功。
状
态
调研方法
测
量
返 回
【例题1】一根铜导线长L=2 000 m ,截面积S = 2㎜2, 导线的电阻是多少?
【例题2】有一根阻值为1Ω的电阻丝,将它均匀拉长为原
来的3倍,拉长后的电阻丝的阻值为( )。
1.4
A. 1Ω B. 3Ω C. 6Ω D. 9Ω
电
阻
及
其
测
量
返 回
学习小结
(1) 电阻表示的是对物质中带电粒子定向移动的阻碍作用 强弱。
一、部分电路欧姆定律
部分电路欧姆定律:(不含电源电路) 内容:流过导体的电流与这段导体两端电压成正比,与 导体的电阻成反比 电阻一定时,电压愈高电流愈大; 电压一定,电阻愈大电流就愈小。
电工电子技术基础知识
电工电子技术基础知识1. 电路基础知识电路是指由电源、电器件和连接线组成的导电路径关系,主要包括开关电路、控制电路、信号电路等。
电路中的电流、电压等参数均可用具体电学量表示。
2. 电荷密度和电势电荷密度是指单位体积内的电荷量,通常用库仑每立方米(C/m³)表示。
电势是指电场在某一点上的势能,通常用伏(V)表示。
电荷分布和电势是电路理论中的重要概念。
3. 电源和电阻电源是指能够提供电能的设备,根据输出方式的不同可分为直流电源和交流电源;电阻是指阻碍电流流动的物理现象,其阻碍程度可用电阻值来表示。
常用的电阻器包括定值电阻器、可变电阻器等。
4. 电容器和电感器电容器是指能够存储电荷的元件,通常由两个带电体之间的介质隔离层和两个电极组成;电感器是指能够储存磁能的元件,常见的电感器有线性电感器和磁芯电感器,其主要作用是滤除高频干扰信号。
5. 二极管和晶体管二极管是电子学中的一种常见电子元件,具有单向导电性和整流性,广泛应用于电源、放大、电压调节、频率合成等领域;晶体管是另一种常见的电子元件,具有放大、开关、振荡等多种功能,一般分为NPN型和PNP型两种。
6. 集成电路和模拟电路集成电路(IC)是指将多个元器件集成在一个芯片上的电子设备,应用广泛,可分为数字集成电路和模拟集成电路;模拟电路是指能够处理模拟信号(即将连续的信号变换为离散的数字信号的过程)的电路,包括运放、数据转换器等。
7. 传感器和控制系统传感器是指将物理量、化学量和生物量等转换为电信号的装置,分为温度传感器、压力传感器、光电传感器、气体传感器等;控制系统是由传感器、执行器、控制器等元件组成的综合性电子系统,主要用于控制工业流程及机器人等领域。
8. 电路板和电子工具电路板是电路元器件的载体,由于功能的复杂和封装的微小化,必须经过印刷、钻孔、覆铜、软化等一系列工艺才能制造;电子工具包括万用表、烙铁、千斤顶、钳子、电烙铁、放大器等,是电子工程师必不可少的工具。
《电工与电子技术基础》第一章 直流电路
1—2 电路的基本物理量
1.电流的方向和大小 其中,电流大小和方向都不随
时间而变化的电流,称为稳恒直流 电(见图a);电流大小随时间而呈 周期性变化,但方向不变的电流, 称为脉动直流电(见图b)。若电流 的大小和方向都随时间而变化,则 称其为交变电流,简称交流,用符 号AC表示(见图c)。
15
直流和交流 a)稳恒直流电 b)脉动直流电c)交流电
1—2 电路的基本物理量
2.电流的测量 (1)对交流电流、直流电流
应分别使用交流电流表(或万用表 交流电流挡)、直流电流表(或万 用表直流电流挡)测量。常用直流 电流表如图所示。
常用直流电流表 a)指针式直流电流表 b) 数字式直流电流表
16
1—2 电路的基本物理量
5
1-一例最简单的电路图 2-汽车单线制电路
1—1 电路的基本概念
二、电路图
1.电路原理图 电路原理图简称原理图,它主
要反映电路中各元器件之间的连接 关系,并不考虑各元器件的实际大 小和相互之间的位置关系。例如, 上图1和图2所示电路的原理图如图 所示。
6
上图1和图2所示电路的原理图
1—1 电路的基本概念
2.电流的测量 (2)电流表或万用表必须串
接到被测量的电路中。测量电路如 图所示。
17
直流电流测量电路
1—2 电路的基本物理量
二、电压、电位和电动势
1.电压 电路中有电流流动是电场力做功的结果。电场力将单位正电荷从a
点移到b点所做的功,称为a、b两点间的电压,用Uab表示。电压的单 位为伏特,简称伏(V)。
应分别采用交流电压表(或万用表 交流电压挡)、直流电压表(或万 用表直流电压挡)测量。常用直流 电压表如图所示。
电工基础1-电路基础
解题过程
模块一
电路基础
2.电阻的伏安特性曲线 在温度一定的条件下,通过电阻的电流随电压而变 化的关系曲线称为电阻的伏安特性曲线。
电阻的伏安特性曲线
想一想—三个电阻的伏安特性曲线
模块一
电路基础
二、全电路欧姆定律 全电路——含有电源的闭合电路,由内电路和外电路两部分组成。 全电路欧姆定律:闭合电路中的电流与电源的电动势成正比,与 电路的总电阻成反比,数学表达式为
电路基础
二、电阻串联的应用 1. 分压作用 2. 限流作用 3. 多个电阻串联可获得较大阻值
模块一
[例2-1]
电路基础
如图所示的电阻分压器中,已知U=300V,R1=150kΩ、 R2=100kΩ 、R3=50kΩ,求当开关在1、2、3位置时,输出 电压各为多少?
解题过程
仿真验证
模块一
电路基础
设串联电池组中每个电池的电动势都是E1,内阻都是r1,则串联 电池组的总电动势E总为: E总=nE1 串联电动势的总内阻为:
电路基础
一、电流和电流密度
1.电流
电流——电荷有规则的定向运动。电流是一种客观 存在的物理现象。
模块一
电路基础
(1)电流的方向
规定:以正电荷运动方向为正。
电流为正值(I>0),表明电流的实际方向与假设的参考方向相同; 电流为负值(I<0),表明电流的实际方向与参考方向相反。
电流的方向
模块一
电路基础
E I Rr
也可整理成
E=IR+Ir=U外+U内
U内——电源内阻上的电压降; U外——外电路的电压降。
模块一
电路基础
全电路欧姆定律
闭合水路
全电路欧姆定律
模块一
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2020/8/30
电工电子学B
三、电感元件:
电感器是用漆包线、纱包 线或塑皮线等在绝缘骨架 或磁心、铁心上绕制成的 一组串联的同轴线匝
L 称为电感器的电感
对线性电感元件有:
线性电感元件: 韦安特性曲线在i-平面上为通过
原点的直线。
单位:
亨利(H)[微亨H 毫亨mH ]
1H=10-6H 1mH=10-3H
楼宇电梯的控制
汽车电子
汽车照明、 电动转向、空调、 音响、雨刷、安全
报警、电动门窗
…….
机械
电子
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机电一体化 电工电子学B
第一章 电路的基本概念
1.1 电路的作用和组成 1.2 电路的基本物理量 1.3 电阻、电容和电感元件 1.4 电源元件 1.5 电路的工作状态 1.6 电路的基本定律 1.7 电路中电位的概念及计算
I1
I1
10V
10
10V
10
I1=1A
I1=-1A
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6、表示方法: a、用箭头来表示,箭头的方向为其参考方向; b、用双下标表示,例如Iab表示电流参考方向由a指向b。
7、单位:安培(A:Ampere) [毫安mA 微安uA] 换算:1mA = 10-3A
1uA = 10-6A
一、电流及其参考方向: 1、电流: 电荷在导体中有规则的定向移动形成电流,亦
叫电流强度,简称电流i。
2、分类: 直流电流I、交流电流i。
3、实际方向: 习惯上规定正电荷移动的方向为电流的实 际方向。
4、参考方向: 任选某一方向为其参考方向,也叫其正方 向。
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5、正负: 当电流的参考方向与其实际方向一致时,其值 为正;当电流的参考方向与其实际方向相反时, 其值为负。
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1.1 电路的作用和组成
电路:由各种元件相互连接而构成的电流的通路。
一、电路的作用: 1、实现电能的传输、转换;
灯泡 电池
2、实现信号的传递与处理。
话筒
放 扬声器 大 器
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二、电路的组成及模型:
1、组成:电源、负载和中间环节。
电源: 提供 电能的装置
电工电子电路基础知识 (1)
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工业控制
电机控制 机床控制 生产过程自动化控制 楼宇电梯控制 . . . . . .
盲人引路车
磁悬浮列车
大型车床
信号检测
• 压力、温度、水位、流量 等的测量与调节
• 电子仪器 • 医疗仪器 • ......
CT扫描
家用电器
• 电灯、电话 • 广播、电视 • 冰箱、洗衣机 • 家庭影院 • ......
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(5)正负: 电压值为正时,电压的实际极性和参考极性相 同,否则相反。
U>0
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U<0
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(6)表示方法: a、用极性“+”、“-”表示,参考方向由正指向负;
b、用双下标表示,例如Uab表示其参考方向由a指向b。
(7)单位: 伏特(V:Volt) [毫伏mV 微伏uV 千伏kV
灯泡
电 池
中间环节:传递、分 配和控制电能的作用
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负载: 取用 电能的装置
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2、模型:
为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模 型化,用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来 模拟实际电路中的器件,从而构成与实际电路相对应的电
路模型。
导线
电
灯
池
泡
开关
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外力在电源内部克服电场力把单位正电荷从负 极移到正极所做的功。
(2)实际方向: 在电源内部由负极指向正极。
(3)单位:伏特(V:Volt)
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三、电功率: 1、概念: 描述电路元件中电能变换的速度,其值为单位时
间内元件所吸收或输出的电能。
2、单位: 瓦(W) 3、计算:
(1)当电流和电压为关联参考方向时:
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二、电压和电动势及其参考方向:
1、电压: (1)电压:电场力把单位正电荷从电路中的一点移动到另
一点所作的功,即为这两点之间的电压u。
(2)分类:直流电压U、交流电压u。
(3)实际方向:规定由高电位端指向低电位端。
(4)参考方向: 任选某一方向为其参考方向,也叫其正 方向。
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由电磁感应定律可得,自感电动势为:
端电压: 磁场能量:
(直流相当于短路) (储能元件)
换算:1mV = 10-3V 1uV = 10-6V 1kV = 103V
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2、关联与非关联参考方向: 关联参考方向: 电流和电压的参考方向一致; 非关联参考方向: 电流和电压的参考方向不一致;
关联参考方向
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非关联参考方向
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3、电动势: (1)概念: 描述了电源中外力做功的能力,它的大小等于
线性电容元件:
库伏特性曲线在u-q平面上为通
过原点的直线。
单位:
法拉(F)[微法F 纳法nF 皮法pF]
1F=10-6F 1nF=10-9F 1pF=10-12F
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电压、电流关系: 电场能量:
(直流相当于断路) (储能元件)
非线性电容元件: 库伏特性曲线在u-q平面上不是通 过原点的直线。
(2)当电流和电压为非关联参考方向时:
(3)若
,表示该元件吸收功率; (负载)
若
, 表示该元件产生功率。(电源)
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1.3 电阻、电感和电容元件
一、电阻元件:
R为电阻,单位:欧姆()
线性电阻元件: 伏安曲线为通过坐标原点的一条直线。 欧姆定律: u R i (关联参考方向)
u -R i (非关联参考方向) 令G 1/R G 称为电导 单位:西门子(S:Siemens)
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功率: 能量:
(耗能元件)
非线性电阻元件 伏安曲线不是通过坐标原点的一条直
:
线。
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二、电容元件:
C 称为电容器的电容
对线性电容元件有:q = Cu
Ro
+
R
E
-
S
手电筒的电路模型
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几个概念:
激励:作用于电路上的电源或信号源的电压或电流, ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ称为输入。
响应:由激励在电路各部分产生的电压或电流,也称 为输出。
电路分析:在已知电路结构和元件参数的条件下,分 析电路的激励与响应之间的关系。
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1.2 电路的基本物理量