2.1电源和电流ppt
电力系统继电保护-(第2版)第二章-电流保护PPT课件全文编辑修改
等值阻抗最大，以致发生故障时，通过保护装置的短路电流为 最小的运行方式。
➢最大短路电流：在最大运行方式下三相短路时通过保护装置
的电流为最大，称为最大短路电流。
Ik.m axZ E Z s.m iE nZ k 1Z s.m in E Z 1 L k 1短路类型系数
流来整定。
动作电流：
I ＝K II
II
set.2 rel
Iset.1
K r I e I l 1 .1 ~ 1 .2 ( 非 周 期 分 量 已 衰 减 ）
为保证选择性，动作时限要高于下一线路电流速断保护的动 作时限一个时限级差△t （Δt一般取0.5s）
动作时间： t2II t1 tt
(1) 前一级保护动作的负偏差(即保护可能提前动作) ； (2) 后一级保护动作的正偏差(即保护可能延后动作) ； (3) 保护装置的惯性误差(即断路器跳闸时间：从接通跳闸回 路到触头间电弧熄灭的时间) ； (4) 再加一个时间裕度。
Lmin
1( Z1
3 E
2
II set
Zs.max)
（保证选择性和可靠性，牺牲一定的灵敏性，获得速动性）
三、保护实现原理图
电流速断保护的主要优点是动作迅速、简单可靠。 缺点是不能保护线路的全长，且保护范围受系统运行方式和 线路结构的影响。当系统运行方式变化很大或被保护线路很 短时，甚至没有保护范围。
对于单侧电源网络的相间短路保护主要采用三段式电流 保护，即第一段为无时限电流速断保护，第二段为限时电 流速断保护，第三段为定时限过电流保护。其中第一段、 第二段共同构成线路的主保护，第三段作为后备保护
电流互感器和电流继电器是实现电流保护的基本元件。
恒定电流复习ppt
②R1和R2并联：R并=R1R2/（R1+R2）
③一支路电阻增大，R并增大
④R并小于任一支路电阻
（R串大于任一支路电阻）.
13
三、电池的串并联
1、n个相同电池（E、r）串联： En = nE rn = nr
2、n个相同电池（E、r）并联： En = E rn =r/n
电功和电热 电功就是电场力做的功,因此是W=UIt; 由焦耳定律,电热Q=I2Rt
(1)对纯电阻而言,电功等于电热
WQUItI2R t U2t R
PUII2RU2 R
(2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽),由于电能除 了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其 它能,所以电功必然大于电热:W > Q,这时电功只能用 W=UIt计算,电热只能用Q=I2Rt计算,两式不能通用.
P出 UI I 2R
E2R (R r)2
E2 (R r)2
4r
当 R ＝ r 时： P m＝ E 2
R
4r
P
当 R ＜ r 时： R 越大， P 出 越大 Pm
当 R ＞ r 时： R 越大， P 出 越小
若PR1= PR2 ，则r2=R1R2
最大输出功率与外电路无关，只由电源0本身R性1 质r决定R2
解析： 由题意可知，电流由正、负离子定向运动
形成，则在2s内通过某截面的总电量应为：
q=1.6×10－19×2×1.0×1I019＋q1.6×61.04－A19×13×.22.A0×1019=6.4C
由电流强度的定义式
t
I
2q6.4A3.2A
t2
.
4
2.2 电动势
1、定义:非静电力把正电荷从负极移到正极
高中物理选修三2.1电源和电流
2．恒定电流： (1)恒定电流：大小、方向都不随___时__间___变化的电流．
(2)电流． ①定义：通过导体横截面的_电__荷__量___与通过这些电荷量所用 __时__间____的比值． q ②表达式：I＝____t ____. ③物理意义：表示电流的___强__弱___程度． ④单位：__安__培____，简称安，符号是 A.常用的单位还有： __毫__安____、__微__安____.1 A＝____1_0_3 __ mA＝___1_0_6___ μA. ⑤方向：规定_正__电 ___荷__定向移动的方向为电流的方向．
答案：D
4．如图所示是某同学电解硫酸铜的实验装置，他从电流表读 出的读数为 0.6 A，如果忽略时间流逝引起的回路中电流的变化， 请你帮他计算一下一昼夜可析出多少个铜离子．
解析：一昼夜流过电路的总电荷量 Q＝It＝0.6×24×60×60 C≈5.2×104 C，因一个铜离子带两个正电荷，则析出的铜离子数约 为 n＝2×51.2.6××11004－19≈1.63×1023 个．
【解析】 NaCl 溶液导电是靠自由移动的 Na＋和 Cl－，它们在 静电力作用下向相反方向运动，故溶液中电流方向与 Na＋定向移动 的方向相同，即由 A 指向 B.
Na＋和 Cl－都是一价离子，每个离子的电荷量为 e＝1.6×10－19 C，NaCl 溶液导电时，Na＋由 A 向 B 定向移动，Cl－由 B 向 A 运动， 负离子的运动可以等效地看做正离子沿相反方向的运动，所以，每
(3)横截面的选取是任意的，但必须在垂直电流的方向上． (4)电流的大小与横截面的大小无关．
变式训练 1 (多选)半径为 R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷 量为 Q，现使圆环绕垂直环所在的平面且通过圆心的轴以角速度 ω 匀速转动，则由环产生的等效电流( )
电工基础
电感线圈的 外形
N Li
L
i
mH
H
单位:亨（H）毫亨（
）微亨（
） 1H 103 mH 106 H
2.2 电路基本元件及其伏安特性
2）电感的伏安特性 关联参考方向下：
电感的电流变化产生感 应电压！
uL L
di L dt
结论： 1）直流电路中电感短路 2）电感是储能元件，储存的电能为： WL 1 Li 2
非关联参考方向下：
p ui
电工基础ppt 课件
2.1 电路的基本物理量
例2-1 如图所示，方框为在电路中的三个元件A，B，C （1）元件A处于耗能状态，且功率为10W，电流 I A 1A 求UA ； （2）元件B处于供能状态，且功率为10W，电压 U B 100 , V 求 并标出实际方向； IB （3）元件C 是上电压与电流为 IC 2 A,UC 10V 求元件的功率及判断元件的性质并标出电流的实际方向？ 答案（1） U A 10V （2） I B 0.1A
u e
电工基础ppt 课件
2.1 电路的基本物理量
5.电功率 定义：电路中，单位时间内电路元件吸收或释放的能量定义 为电功率，用P表示。 即
dw p dt
单位:瓦特(W）千瓦（kW）、毫瓦（mW） 功率与电流电压的关系：电路中任一元件在任何瞬间的功 率等于该元件的电压与电流的乘积
dw dw dq p ui dt dq dt
IS I 2A
P2 2 1 2W (发出）
2.2 电路基本元件及其伏安特性
2.受控源 受控源是一种理想电路元件，主要用来构成电子器件的 电路模型，以便分析电子电路
2.1电源和电流
2.1 电源和电流【自主学习】1．电流是怎样形成的？怎样才能形成持续电流呢？2．正电荷定向移动与负电荷定向移动形成的电流方向相同吗？3．电流的大小由哪些因素决定？4．如何利用I ＝q t推导出电流的微观表达式？【课堂探究】图2－1－2例1、如图2－1－2所示的电解槽中，如果在4 s 内各有8 C 的正、负电荷通过面积为0.8 m 2的横截面AB ，那么(1)指出正、负离子定向移动的方向；(2)电解槽中的电流方向如何？(3)4 s 内通过横截面AB 的电荷量为多少？(4)电解槽中的电流为多大？例2、横截面积为S 的导线中通有电流I .已知导线每单位体积中有n 个自由电子，每个自由电子的电荷量是e ，自由电子定向移动的速率是v ，则在时间Δt 内通过导线横截面的电子数是( )A ．nS v ΔtB ．n v Δt C.I Δt e D.l Δt Se例3、半径为R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q ，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流( )A ．若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B ．若电荷量Q 不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小电源和电流----【随堂练习】1．关于电流，以下说法中正确的是( )A ．在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流B ．电流的方向就是电荷定向移动的方向C ．在外电路中，电流总是从电势高的一端流向电势低的一端D ．导体两端只要有电压就能形成电流2．在建筑物顶部装有一避雷针，当带正电的云层接近避雷针并放电时，避雷针中( )A ．不会形成电流B ．会形成电流，方向向上C ．会形成电流，方向向下D ．会形成电流，方向不定3．某电解池，如果在1 s 内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是( )A ．0B ．0.8 AC ．1.6 AD ．3.2 A4．一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S ，导体单位长度内的自由电子数为n ，金属内的自由电子的电荷量为e ，自由电子做无规则热运动的速率为v 0，导体中通过的电流为I .则下列说法中正确的有( )A ．自由电子定向移动的速率为v 0B ．自由电子定向移动的速率为v ＝I neSC ．自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD ．自由电子定向移动的速率为v ＝I ne5．金属导体内电流增强，是因为( )A ．导体内单位体积的自由电子数增多B ．导体内自由电子定向移动的速率增大C ．导体内电场的传播速率增大D ．导体内自由电子的热运动速率增大6．下列说法正确的是( )A ．金属导体导电，只是自由电子做定向移动B ．电解液导电，正、负离子都做定向移动C ．气体导电，一定只有正离子做定向移动D ．气体导电，正、负离子和自由电子都做定向移动7．关于导线中的电场，下列说法正确的是( )A ．导线内的电场线可以与导线相交B ．导线内的电场E 是由电源电场E 0和导线侧面堆积电荷形成的电场E ′叠加的结果C ．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D ．导线中的电场是静电场的一种8．横截面积为0.5 cm 2的导电液体中，每秒钟有0.2 C 正电荷和0.3 C 负电荷相向运动，则电流是( )A ．0.2 AB ．0.3 AC ．0.5 AD ．104 A9．一根横截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )A ．q vB ．q /vC ．q v SD ．q v /S10．计数器因射线照射，内部气体电离，在时间t 内有n 个二价正离子到达阴极，有2n 个电子到达阳极，则计数器中的电流为( )A ．0B ．2ne /tC ．3ne /tD ．4ne /t11．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．已知电子的电荷量为e 、质量为m ，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl 的电子束内电子个数是( )A.I Δl eS m 2eUB.I Δl e m 2eUC.I eS m 2eUD.IS Δl e m 2eU图2－1－512．如图2－1－5所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面面积S铝＝2S铜，在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是()A．I A＝I B B．I A＝2I BC．I B＝2I A D．不能确定13．北京正负电子对撞机的储存环是长为240 m的近似圆形轨道，当环中的电流为10 mA时，若电子的速率为十分之一光速，则在整个环中运行的电子数目为()A．5×1011B．5×1019C．1.0×1013D．1.0×10314．夏季某日，某地区距地面一定高度的空中有两块相距3 km的足够大的云团，受湿气流影响，两块云团正在以5 m/s的相对速度靠近，不断与空气摩擦带电．设两云团之间电势差保持3×109 V不变，已知空气电离的电场强度(即发生放电时的电场强度)为3×106 V/m，云团间的电场可视为匀强电场，则大约经过________秒，将会发生放电现象；在这次放电中，若从一块云团移到另一块云团的电荷量为500 C，闪电历时0.01 s，则此过程中的平均电流为________安培．15．某品牌手机正常工作时，通过的电流是4微安，则该手机一天时间内通过的电荷量是多少？通过的电子的数目是多少？16．已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的电子在氢原子核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？。
电力系统继电保护原理PPT 2-1三段电流保护
电气工程与自动化学院(School of Electrical Engineering & Automation)
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线路短，保 护范围内始 端和末端电 流差别不大
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终端采用线 路-变压器接 线方式，保
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当电路网络中任意点发生三相或两相断路故障时， 其短路工频周期分量近似计算为：
IⅠop
IⅠ set.1
nTA
Kcon
其中 nTA是电流互感器变比。 Kcon 是接线系数，一般取1.0。
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保护范围的校验
保护范围：在已知保护的动作电流后，大于一次动作电流的 短路电流对应的短路点区域。最小的保护范围为在系统最小 运行方式下两相短路时出现。
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第2章 电路分析方法
2.7 电路分析方法的仿真分析
1)首先在电子工作平台上画出待分析的电路，然后用鼠标器点击菜
单中的电路(Circuit)选项，进入原理图选项(Schematic Operation)， 选定显示节点(Show Nodes)把电路中的节点标志显示在电路图上。 2)用鼠标器点击菜单中的分析(Analysis)选项，进入直流工作点(DC Operating Point)选项，EWB自动把电路中的所有节点的电位数值及 流过电源支路的电流数值，显示在分析结果图(Analysis Graph)中。 3)将开路电压Uoc和等效电阻Req仿真出结果后，在EWB中创建图2-3
∗2.5
替代定理
替代定理可以叙述如下：给定任意一个电路，其 中第k条支路的电压U p和电流I k已知，那么这条 支路就可以用一个具有电压等于U k的独立电压 源，或者用一个具有电流等于I k的独立电流源来 替代，替代后电路中全部电压和电流均保持原值。
∗2.5
替代定理
图2-21 替代定理电路图
∗2.5
替代定理
•用替代定理，可简化电路计算，由替代定理可 得出以下推论：
•网络的等位点可用导线短接；电流为零的支路 可移去。
2.6 戴维宁定理和诺顿定理
2.6.1 戴维宁定理
2.6.2 诺顿定理
2.6 戴维宁定理和诺顿定理
图2-22 戴维宁方法电路
2.6.1 戴维宁定理
戴维宁定理可表述为：任何一个线性含源的二端 网络，对外电路来说，可以用一条含源支路来等 效替代，该含源支路的电压源的电压等于二端网 络的开路电压，其电阻等于含源二端网络化成无 源网络后的入端电阻Ｒ０。
别设为2A和1A。为使得电路元件排放规则，可以利用工具按钮
中的(Rotate,Flip Horizontal和Flip Vertical)按钮将水平放置的元件 置为垂直放置、水平转向和上下翻转。然后按照电路结构，连接 元件，如图2-31所示。注意仿真电路必须有接地参考点，而且为 了和仿真节点一致，选取图2-30的节点标号。
选修3-1 2.1电源和电流(最后)
A 等势体
B
形成持续电流的条件 形成持续电流的条件 持续电流
闭合电路和电源
二、电源
1.能把自由电子从正极搬到负极的装置. 1.能把自由电子从正极搬到负极的装置. 能把自由电子从正极搬到负极的装置 2.作用 保持导体两端的电势差 电压), 作用: 导体两端的电势差( ),使电 2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电 路有持续的电流. 持续的电流 路有持续的电流.
3．决定电流大小的微观量 ． 在加有电压的一段粗细均匀的导体 AD上选取两个截面 和C，设导体的横截 上选取两个截面B和 ， 上选取两个截面 面积为S． 面积为 ．导体每单位体积内的自由电荷 数为n，每个电荷的电荷量为q， 数为 ，每个电荷的电荷量为 ，电荷的 定向移动速率为v 定向移动速率为
例题:有一条横截面积 的铜导线,通过的电流 通过的电流I=1A,已知铜的 例题 有一条横截面积S=1mm2的铜导线 通过的电流 有一条横截面积 已知铜的 密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量 铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德 密度 × 铜的摩尔质量 × 阿伏加德 罗常数N 电子的电量e=-1.6×10-19C,求铜导线中 罗常数 A=6.02×1023mol-1,电子的电量 × 电子的电量 × 求铜导线中 自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献 自由电子定向移动的速率 可认为铜导线中平均每个铜原子贡献 一个自由电子. 一个自由电子 设自由电子定向移动的速率是v 解：设自由电子定向移动的速率是 通过横截面的电荷量是
E′ M ′
E0
2.1 电源和电流、电动势
电源和电流、电动势精讲年级：高中科目：物理类型：选考制作人：黄海辉知识点：电源和电流、电动势1．电源和电流(1)电流形成的机制：自由电荷的定向移动形成电流，一是要有自由电荷，二是要有电势差。
(2)恒定电流的含义：大小和方向都不变的电流称为恒定电流。
(3)电流方向的确定方法：电流是标量(填“标量”或“矢量”)，电流方向跟正电荷定向移动的方向相同，外电路由电源正极流向电源负极，内电路由电源负极流向电源正极。
(4)电流的定义式及单位：I＝qt，其中q是时间t内通过导体横截面的电荷量，电流的单位：安培，符号：A。
2．电动势(1)电源的作用：电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能。
(2)电动势的定义式和单位①物理意义：反映电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。
②定义：电源在移动电荷过程中，非静电力对电荷做的功W与移动电荷的电荷量的比值。
③定义式：E＝Wq；单位：伏特，符号：V。
(3)电源内部也是由导体组成的，电源内部的电阻叫电源的内阻。
3. 电流表达式的理解（1）定义式：I＝qt，式中I表示电流，q为时间t内通过导体横截面的有效电荷量(在产生电流的效果上来说)。
该式求出的是电流的平均值。
（2）决定式：I＝UR，不考虑温度的影响，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
4. 电动势与电压的区别和联系（1）电源电动势是表征电源特性的物理量，只与电源有关，与外电路的状况无关；电路中任意两点之间的电压与电源的电动势和电路参数有关。
（2）电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领，即非静电力移送单位正电荷从电源负极至正极所做的功；电压的大小表示电场力在电场中两点之间移动单位正电荷做的功，是把电能转化为其他形式的能。
（3）两者之间的联系：电路闭合时，E＝U内＋U外；电路断开时，E＝U外。
【例1】对于欧姆定律，下列说法正确的是()A．从I＝UR可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比B．从R＝UI可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比C．从R＝UI可知，导体的电阻跟导体中的电流成反比D．从R＝UI可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零解析对于欧姆定律I＝UR可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，选项A对；导体的电阻由导体本身决定，跟导体两端的电压和通过导体的电流无关，选项B、C、D错。
2.1 电源和电流
Ft
N
Fn
M
E1
E0
E0
N E0
+ + + + A + + + + P
_ _ _ _ B _ _ _ _
-
M
E2
N
导线内很快 形成沿导线 方向的恒定 电场
E
M
问题2 1：导体中自由电荷移动的速率会不断增加吗？ ：这些形成电场的电荷在移动，电场会变化吗？
探究3：如何来量度电流的大小？
选位置 取时间 计数量
Yan Jingwei
合肥一六八中学 闫敬畏
探究1：怎样让导体中产生持续电流
++ + + A + + ++ 等势体
-
_ - _ _ - _ _ B _ _ _
A
抽水机
B
水池
A
B
+ + + + A + + + + -
_ _ _ _ B _ _ _ _ P -
-
无电压时
有电压时
探究2： 电荷为何会定1.6 1019 I2 A 0.16 A t 10 方向向右 I I1 I 2 0.32 A
【创设情境】 一个粗细均匀的导体，两端加一定电压，导体中 的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体 的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷 数为n，每个自由电荷所带电量为q，求此导体中 的电流是多少？
v
S
单位体积 的电荷数
I
vt
自由电荷 的电荷量 横截面积 电荷定向 移动速率
高中物理选修3-1同步课件：第2章 恒定电流 2.1
【方法归纳】 I＝qt 中的 q 是在时间 t 内通过整个横截面的总电荷 量，即正负两种离子电荷量绝对值之和．
跟踪练习 1．在 10 s 内，通过某金属导体横截面的电荷量为 16 C．求导体 中的电流和每秒钟通过导体横截面的自由电子数．
【解析】 I＝qt ＝1160A＝1.6 A，n＝1.6×1.160－19个＝1019 个． 【答案】 1.6 A 1019 个
A．5×1011 B．5×1019 C．1.0×1013 D．1.0×103
【解析】 由公式 I＝qt ，q＝Ne，t＝Lv得 I＝N24v0e，N＝2v4e0I＝5×1011 个．
【答案】 A
5.(多选)如图所示，a、b 两导体板组成一电容器， 电容为 C，电荷量为 q，然后用一根如图中虚线所示 的导线连接，以下说法中正确的是( )
3 新课堂·互动探究 知识点一 电流的形成条件及对电流的进一步理解
重点聚焦 1．电流的形成条件 (1)产生电流的条件：导体两端有电压． (2)形成持续电流的条件：导体两端有持续电压． (3)电源的作用：电源在电路中起着提供持续电压的作用，在外电 路中，导体中的自由电子从电源负极移向电源正极，而电源再把电子 通过电源内部从正极搬运到负极，使电源正、负极始终保持一定的电 势差．从而产生持续的电流．
因电流 I＝qt ＝vSmρne，于是得： v＝nIemSρ.正确选项为 D. 【答案】 D
4 新思维·随堂自测 1.下列说法中正确的是( ) A．通电导线中的自由电子定向移动的速率等于电流传导速率 B．通电导线中电流传导的速率与电场传播的速率是相等的，为 3×108m/s C．金属导线中电子运动速率越大，导线中的电流就越大 D．金属导线中电荷量越多，导线中电流就越大
流．
电工技术培训课件(ppt 40页)
VBR 13R 14R 15VAR 13E R5 5
其中未知数仅有：VA、VB 两个。
（2-11）
结点电压法 应用举例
电路中含恒流源的情况 Is
设：VB 0
? 则： VA
1
E1 R1
IS
1
1
R1 R2 RS
A I2
RS R1
I1
R2
E1
B
V A
5. 运用迭加定理时也可以把电源分组求解，每个分 电路的电源个数可能不止一个。
=
+
（2-19）
齐性定理(线性电路的比例性）
在线性电路中，当某一电源的电压或电流
改变时，各支路的电压或电流也将按同一
比例变化。如：
I1
R1 R2
+
E1 -
I2
R3 E-激励 ； I-响应 I3 I=KE (K是比例系数）
0.059 A
结果与前同
（2-38）
电路分析方法小结
电路分析方法共讲了以下几种：
两种电源等效互换 支路电流法 结点电位法 迭加原理
总结 每种方法各有 什么特点？适 用于什么情况？
等效电源定理 戴维南定理
诺顿定理
（2-39）
第二章作业： P66 2.1.1
2.3.4 2.3.5 2.4.2 2.6.3 2.7.2 2.7.7
（2-13）
§2.2 基本定理
2.2.1 迭加定理 2.2.2 等效电源定理
(一)戴维南定理 (二)诺顿定理
（2-14）
2.2.1 迭加定理 概念: 在多个电源同时作用的线性电路(由线性
元件组成的电路)中，任何支路的电流或任意两点
间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的
2.1 电源和电流
二、电流
电流的微观表达式： n为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线 的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率 . 在时间t内通过导体某截面的电量为: Q=(VtS)nq 所形成的电流为: I=Q/t=nqSV
vt
二、电流
注意事项：
（1）适用于任何电荷的定向移动形成的电流。 （2）在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）
的定向移动方向相反； （3）在电解液中，电流方向与正离子定向移动方 向相同，与负离子走向移动方向相反．导电时，是 正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量q表 示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。
2.1 电源和电流
2.1 电源和电流
电源 恒定电场 恒定电流 电流
导线中的电场 电流 电流的微观表达式
一பைடு நூலகம்电源
导体中产生电流的条件:导体两端存在电势差
一、电源
1.能把自由电子从正极搬到负极的装置. 2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有 持续的电流.
一、电源
二、电流
形成电流的条件：
（1）存在自由电荷 金属导体——自由电子 电解液——正、负离子 （2）导体两端存在电压 当导体两端存在电压时，导体内建立了电场， 导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动， 形成电流． 电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中 有持续的电流．
二、电流
电流的微观表达式： n为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线 的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率 .
导线中的电场：
二、电流
1、恒定电流
这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为
恒定电场。
2.1 电源和电流
2.1电源和电流导学案一、电源1、导体中的自由电荷在电场力作用下发生___________形成电流注意：金属导体中的自由电荷是，带电。
2、电源的作用：类比：电源——抽水机电源的正极——水池A电源的负极——水池B二、恒定电场1、导线中电场的形成金属导线本身由许多带电粒子（电子和质子）组成，当它和电源连通后，在电源两极上的正、负电荷产生的电场作用下，导线中的电子在电场力作用下发生定向移动，但是导线的形状是多种多样的，电源提供的电场并不一定沿着导线方向，因此导线的表面处就会有电荷积累，这些电荷会产生另一个电场，所以导线中的电场是电源两极电荷与导线表面堆积电荷分别产生电场的合电场。
注意：形成过程是在接通电源后的极短时间内（以光速）完成。
2、定义：3、基本性质：4、导线中合电场沿方向，电场线和导线。
三、电流1．形成电流的条件：（1）；（2）2．物理意义：3、定义：通过导体某一横截面的电荷量q跟所用时间t的比值I叫做电流。
定义式：4．单位：国际单位：，符号；常用单位：毫安( )、微安( )1 A＝ mA＝μA.5．电流方向：规定电荷定向移动的方向为电流方向．注意：①金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向；电解液中正、负离子定向移动的方向，但正负离子定向移动形成的电流方向是的，此时I=q/t中，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量。
②电流虽有大小和方向，但电流是。
6．电流的种类（1）直流电：不随时间而改变的电流。
直流电又分为恒定电流和脉动直流电两类，其中大小和方向都不随时间而改变的电流叫；方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电。
（2）交流电：方向和大小都随时间做周期变化的电流。
四、电流的微观表达式1．电流的微观表达式为I ＝推导：如图所示，AD 表示粗细均匀的一段长为l 的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ，导体的横截面积为S ，导体每单位体积内的自由电荷数为n ，每个自由电荷的电荷量为q.设A 端自由电荷经过时间t 到达D 端，t= ， 该t 也是AD 段导体中所有电荷通过D 端的所用时间AD 导体中自由电荷的总个数： AD 导体中自由电荷的总电荷量：Q= 导体中的电流I= / =2．三种速率的区别(1)电流传导速率：等于光速（3×108m/s ）。
电工电子技术基础知识PPT课件
1、直流稳压电源的组成框图
变压
整流
滤波
稳压
交流
负
电源
载
u
u
u
u
u
O
tO
tO
tO
tO
t
220 V
合适的 单向脉动 交流电压 直流电压
滤波
稳压
功能：把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压。
28
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
3
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电源是将其他形式的能量转化为电能的装置
负载是取用电能的装置，通常也称为用电器。
中间环节是传输、控制电能的装置。
4
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V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）
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电路中两点之间的电压也可用两点间的电位差表示： uab Va Vb
如果A、B的实际电位为：VA 6V VB 2V
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第二章 电子技术的基础知识 §2.1 直流稳压电源的基础知识 §2.2 基本逻辑器件的基础知识 §2.3组合逻辑的基础知识 §2.4模/数、数/模转换的基础知识。
电路课件第2章
i1∆ =u12∆ /R12 – u31∆ /R31 ∆ ∆ ∆ (3) i2∆ =u23∆ /R23 – u12∆ /R12 ∆ ∆ ∆ i3∆ =u31∆ /R31 – u23∆ /R23 ∆ ∆ ∆ (1)
根据等效条件，比较式(3)与式 与式(1)，得由Y接→∆接的变换结果 接的变换结果： 根据等效条件，比较式(3)与式(1)，得由Y接→∆接的变换结果： R 1R 2 G 1G 2 R 12 = R 1 + R 2 + G 12 = R3 G1 + G 2 + G 3
§2-6 实际电源的两种模型及其等效变换
I
一、电压源
+
E
+
U
－ RL
-
由图: 由图 U = E - IRo
R0
电压源模型
U 电压源外特性如图： 电压源外特性如图： 若 R0<< RL 理想电压源 : U = E
电压源外特性
E I
理想电压源（恒压源） 理想电压源（恒压源）:
I + E _ + U _ U E I
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
引言 电路的等效变换 电路的等效变换 电阻的串联和并联 电阻 Y-∆ 联接的等效变换 电压源、电流源的串联和并联
2.6 实际电源的模型及其等效变换 实际电源的模型及其等效变换 2.7 输入电阻
重点： ♦ 重点：
电阻的串、并联； 1. 电阻的串、并联； 2. Y—∆ 变换; ∆ 变换; 电压源和电流源的等效变换； 3. 电压源和电流源的等效变换；
R =3 Y R ∆
当R12 = R23 =R31 =R∆ 时：
1 R = R Y ∆ 3
对图示电路求总电阻R 例：对图示电路求总电阻 12
2.1电源和电流
恒定电流
问题 4：怎样理解恒定电场和恒定电流？ 二 .恒定电流 (大小方向都不随时间变化的电流) 1.电流(I)： 表示电流的强弱程度的物理量。 q=It 电量q表示通过截面的正、 2.定义式： I=q/t 负离子电量绝对值之和！ 3.决定式(因素)：I=nqsv 正电荷定向移动的方向。标量 ! 4.电流(物理现象)方向：
三.小结
1.电流（物理现象）
电流产生条件 a.
产生持续电流
b.
电源 作用： a(力).
产生恒定电场 产生 导体内的电场线
b(能).
自由电荷频繁交替进行加速和减速，
不变
恒定电流
a＞.大小： b＞.方向：
2.电流I(物理量)
1)引入目的：反映了电流的强弱程度。 2)度量方式: 3)决定因素： (1)宏观： (2)微观： 4)矢量标量： 5)单位及换算： 6)测量方法： B
I neSv
vt
l=1m时，t=3h!
7.5=IM/ρSNAe=7.5×10-5m/s
NA N A n M M
问题5：既然电子的定向运动速率很小，为什么闭合开 关时电路中的电灯立刻就亮了呢？
电路接通时电灯中的电流并不是电源中的自由电子流了过来 产生，而是灯丝内部的自由电子的定向移动产生的。
电流 产生 条件
（1）存在自由电荷
金属导体（自由电子)；电解液（正、负离子）
（2）导体两端存在电 压
问题2：产生持续电流的条件? 如何提供持续电压? (F) 水势A
抽水机
A
连通器
B
水势B
+ +
A -
+
_ _ _ _ B _ 电源 (F) _ _ _
水流
第2章 电路的分析方法
+
10V
+
2A 4Ω
10V
+
2Ω U
+ _
3V
_
_
_
图2-25 题2-3-1图
图2-26 题2-3-2图
• 2-3-2电路如图2-26所示，试用叠加原理求电流U。
2.4 戴维南定理
• 1．二端网络
• 对于一个复杂的电路，有时只需计算其中
某一条支路的电流或电压，此时可将这条支路
单独划出，而把其余部分看作一个有源二端网
2．注意事项
• (1)在电压源和电流源等效过程中，两种电路模型 的极性必须一致。 • (2)电压源与电流源的等效关系是对外电路而言的， 对电源内部，则是不等效的。 • (3)理想电压源与理想电流源之间没有等效关系， 不能等效变换。 • 因为对理想电压源讲，其短路电流无穷大；对理想 电流源讲，其开路电压为无穷大，都不能得到有效 数值，故两者之间不存在等效变换条件。
US=9V、IS=6A，求各支路的电流I1和I。
• 2-2-2 电路如图2-22所示，求各支路的电流I1、I2
和I3。
R1
2Ω
3Ω
_
US R2 IS
_
10V
I1
I2
4Ω
I3
2A
+
+
图2-21 题2-2-1图
图2-22 题2-2-2图
2.3 叠加原理
• 1．线性电路
•
线性电路是由线性元件组成的电路。线性元件是 指元件参数不随外加电压及通过其中的电流而变化， 即电压和电流成正比。
R1 R3 1015 R13 6 R1 R3 10 15
R2 R4 20 5 R24 4 R2 R4 20 5
02-电网的电流保护_2.1-2
对继电器的要求
• • • • • • • 工作可靠 动作值误差小 接点可靠 消耗的功率要小 动作迅速 热稳定、动稳定要好 安装调试容易、运行维护方便、价格便宜
继电器的继电特性
• 继电器的继电特性是指 继电器的输入量和输出 量在整个变化过程中的 相互关系。 • 无论是动作还是返回， 继电器都是从起始位置 到最终位置，它不可能 停留在某一个中间位置 上。这种特性就称之为 继电器的“继电特性”。
近后备
远后备
整定计算：时间整定
为保证保护动作的选择性，过电流保护动作 延时是按阶梯原则整定的，即本线路的过电流保 护动作延时应比下一条线路的电流Ⅲ段的动作时 间长一个时限阶段△t:
对定时限过电流保护的评价
• 优点：结构简单，工作可靠，对单侧电源的放射 型电网能保证有选择性的动作。不仅能作本线路 的近后备（有时作为主保护），而且能作为下一 条线路的远后备。在放射型电网中获得广泛应用， 一般在35千伏及以下网络中作为主保护。 • 缺点：动作时间长，而且越靠近电源端其动作时 限越大，对靠电源端的故障不能快速切除。
各种接线方式在不同故障时的性能分析
（1）中性点直接接地或非直接接地电网中的各种相 间短路 前述接线方式均能反应这些故障。 （2）中性点非直接接地电网中的两点接地短路 在中性点非直接接地电网中，某点发生两 点接地故障，希望只切除一个故障点。 ①串联线路上两点接地情况 ②放射性线路上两点接地情况
串联线路上两点接地情况
反时限过电流保护
• （1）工作原理反应电流增大而动作，其延时与通 入电流的平方成反比，一般可作6~10kV线路或电 动机的保护。 • （2）整定计算动作电流的整定原则与定时限过电 流保护相同
反时限过电流保护的整定和配合
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电的故事
一
电源
_ _ _ B _ _ _ _
+ + + + A + + ++
A 等势体
B
导体中自由电子在电场力的作用下发生定向移动形成 电流。 B失去电子，A得到电子，周围电场迅速减弱，A 、B之间 的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电 平衡，电子不再定向移动，电流消失 ---瞬时电流
Q Nq nlSq = = nqSv I= = t l/v l/v
思考题
如果认为电子的定向运动速率就 是电流的传导速率，和我们的生活 经验是否相符？怎样解释？ 电子定向移动的速率约10 -5 m/s， 电子热运动的平均速率10 5 m/s， 电场的传播速率3×10 8 m/s.
三种速度的区别
（1）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即 受到电场力作用而定向移动形成电流。（对整体而言） （2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为10-2—
-10-3m的数量级。（对每个电子而言）
（3）电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与 温度有关，通常情况为每秒几百米。
例1.有一条横截面积S=1mm2 的铜导线，通过的电 流I=1A .已知铜的密度ρ =8.9×103 kg/m3 ，铜 的摩尔质量M=6.02×10-2 kg/mol，阿伏加德罗 常数NA=6.62×10 23mol-1，电子的电量 e=-1.6 × 10 -19 C 。 求:铜导线中自由电子定向移动的速率
-
模拟小实验
二 恒定电场
1 定义:由稳定分布的电
荷产生稳定的电场. 2 特点:动态平衡,不是 静电场,同时静电场规律适 用.
三 恒定电流
1 导体中形成电流的条件？ 2 恒定电流的定义 3 电流的物理意义 4 电流的定义式及各物理量的含义 5 单位 6 方向
四、电流的微观表达式
推导：
一段粗细均匀的导体长为L, 两端加一定的电压，自由 电荷定向移动的速率为v, 设导体的横截面积为S，导体 每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。 A 总电量 电荷总数 B
类比法理解电源的作用：
水池A、B的水面有一定的高度差，若 在A、B之间用一细管连起来，则水在 重力的作用下定向移动，从A到B，但 A、B的高度差很快消失，水管中只可 能有有一个瞬间水流
如何让水管中有源源不 断的水流呢
在A、B间安一抽水机，将B池中的水及时抽到A 中，使水池A中的水量得以及时补充，保持它们 之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。
答案： IM v= SN A e
Hale Waihona Puke vsv= 7.5 10 m / s
vt
5
1、形成电流的条件： （1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压 2、电源的作用：提供持续的电压 3、导线中的电场:动态平衡。(恒定电场) 4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流. 5、电流:表示电流的强弱程度的物理量. （1）定义式 I=q / t （2）金属导体中电流的计算式
2、持续电流的形成
倘若在A,B之间连接一个装置P,作用是不断地把电子 从A搬运到B，使AB之间始终存在一定的电场，从而 保持持续电流。
装置P电源
电源
1.能把自由电子从正极搬到负极的装置.
2.作用:保持导体两端的电势差(电压), 使电路有持续的电流.
+ + + + A + + ++ -
_ __ _ __ B _ _ P
小结
I = nqsv
n 为单位体积内自由电荷数目，S 为导体横截面积， v为电荷定向移动速率,q为每个自由电荷的电量