电工基础PPT课件

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注意:时间为秒,当所给条件的单位不一致时,首先化为一致,所以,t为3600秒。
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3.电流的方向电流的方向习惯上规定为正电荷运动的
方向为电流的方向。用箭头或下标表示。
I
注意：在分析计算电路时，电流方向可任意假定，根据假定方向计算电流有两种结果： 1）当电流为正时，表明与实际方向一致； 2）当电流为负时，表明与实际方向相反。
由于正负两极板电荷的集聚，在两极板之间建立了电场，从而有电场力存在；
当开关Ｋ合上时，该电场的电场力在电源外部推动正电荷从正极经灯达到负极，从而形成了电流。
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1—3 电动势
为了衡量电源力作功的本领，引入电动势E。
电源力移动单位正电荷由负极板ｂ移到正极板ａ所作的功，单位：焦耳（J）
概述
旋转的电子
习惯上规定：原子核的电性质为
“正电性”：，或者说具有：“正电荷”，用“+”表示。
原子核
而电子的电性质为“负电性”：，氢原子（H）结构或者说具有：“负电荷”，用 “-”表示。
因正电荷和负电荷数量相等，对外不显电性。如何使它显示电性？
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使物体显示出电性的方法：
常用线规(mm2）：0.5; 1.5; 2.5，4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 100; 120等
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1—3 电动势
下图所示为电池外接一个灯泡。Ｋ
+
电源力
－内电路
+ I
U -
外电路
在电池内部，电源力将正电荷从负极推向正极；
(1) 参考方向
Ia
在分析与计算电路时，对 +
+
电量任意假定的方向。
E
RU
_
_
(2) 参考方向的表示方法
b
电流： I
箭标 aR b
电压：
正负极性 a + U –
b
双下标 Iab
双下标 Uab
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(3) 实际方向与参考方向的关系
实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值；
i q t
（1—2）
∆ｔ：表示一段时间 ∆q：表示在这段时间内通过导体横截面的电量。
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2.电流的大小
例：有一根导线，每小时通过其横截面的电量为900 库仑，问通过导线的电流多大？
解：用公式
Iq900 0.2(A 5)25 (m 0 )A t 3600
电工基础
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概述
电，是物质的一种属性，正像体积、重量、形状、颜色、气味等是物质的属性一样。物质具有电属性，在物理学和电工学中把它称做物质带有电荷。物质的组成：由分子组成，而分子由原子组成，原子由原子核和围绕原子核旋转的电子所组成。
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正是电荷的移动，电流通过这些设备所产生的一切电的现象是看得见，摸得着。
试想如果没有电？今天的生活是什么样？
作为电工技术，我们主要研究生产和日常生活中用电设备的原理、性能及安全用电等，电工基础是专业技术的必备课程，是敲门砖、是入门课，学好它为后续课程打下良好的基础。
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1—４电压与电位
从电位的角度来讲：电动势的方向从低电位指向高电位，又称电位升；电压的方向从高电位指向低电位，又称电位降。例：已知：a点电位为5V，Uab=10V，求ｂ点的电位？解：由公式1—6知
则 ba U a b5 1 0 5（Ｖ）
第1章电路的基本知识与基本定律
1.1 电路及电路图
1.2 电流
1.3 电动势 1.４电压与电位
本章目录
1.5 电阻与电导
1.６欧姆定律
1.７电路中各点电位的计算
1.８电功与电功率
1.９电压、电流、电阻的测量
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第1章电路的基本知识与基本定律
本章要求: 1.理解电压与电流参考方向的意义； 2. 理解电路的欧姆定律并能正确应用； 3. 了解电路的有载工作、开路与短路状态，
例：40W灯泡，电流为0．18A， 40W的日光灯，电流为0．36A。
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2.电流的大小
凡大小和方向不随时间变化的电流，称为稳恒电流，简称直流，简写DC，用大写“I” 表示；凡大小和方向都随时间变化的电流，称为交变电流，简称交流，简写AC，用小写“i”表示。交流电瞬时电流强度i为：
之分。
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４．电路基本物理量的参考方向
（４）关联参考方向（一致的参考方向）
对同一元件而言，电压和电流都有参考方向，原则上可以任意假定，其结果有两种：
关联参考方向：
非关联参考方向：
＋Ｕ－Ｉ
Ｉ＋Ｕ－
电流从高电位流向低电位电流从低电位流向高电位
注意:为方便计算,选关联参考方向, 如无特殊说明，书中所有公式都是在关联参考方向下得出。
理解电功率和额定值的意义； 4. 会计算电路中各点的电位； 5.掌握直流电压、电流及电阻的测量方法
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1—1 电路及电路图
电路是电流流通的路径，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. 电路的组成部分—1
电源: 提供电能的装置
负载: 取用电能的装置
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1—４电压与电位
１．电压
非电场力在电源内部移动正电荷所作的功用电动势来描述，电场力在电源外部移动单位正电荷从a点到b点所作的功用电压Uab来表示。
1)大小
电压,单位:伏特,(V)
U ab

Aab Q
电场力所做的功,单位:J
（1—5）
电荷量,单位:C
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2. 电路的作用 (1) 实现电能的传输、分配与转换
发电机
升压输电线降压
变压器
变压器
(2)实现信号的传递与处理
电灯电动机电炉
...
话筒放扬声器大器
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3 电路图
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
发电机
升压输电线降压
变压器
变压器
电灯电动机
电炉
...
中间环节：传递、分配和控制电能的作用
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1.电路的组成部分-2
信号处理：
信号源:
放大、调谐、检波等
提供信息话筒
放扬声器
大
器
直流电源:
负载
提供能源
直流电源
提问：举例说明，实际电路的组成。
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指电路中某一点到参考点之间的电压。也即是说某点的电位等于电场力将单位正电荷从该点移
到或参单考下点标所表做示的。功如。Ua电等位。的符号用“ ”
参考点:1)参考点的电位等于0;
2)参考点可任意选取,实际中常将与大地相连的机壳作为参考点，用 “ ” 表示;电子线路中, 将公共点作为参考点，用“ ”表示。
a点电位高还是点电位高?
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1—４电压与电位
电压与电位的区别：
电压是绝对量，不因参考点的改变而改变，而电位是相对量，参考点不同，则该点的电位值改变。
值得提示的是：参考点可任意选定，但一经选定在计算过程中不能更改。
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４. 电路基本物理量的参考方向
开关用来控制电路的通断。
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4 电路的图形符号
电路中图形符号为国家标准符号，国家新标准为GB4728—85，此标准基本上与国际标准接轨。
部分电工图形符号
图形符号
名称
文字代号
二极管
VD
灯
LD、HD、ED
电压表
V
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1—2 电流
1.电流的形成电荷的定向运动形成了电流。用符号“I”、“i”
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。
理想电路元件主要有
手电筒的电路模型
电阻元件、电感元件、
IS
电容元件和电源元件等。 +
E
+
开关
–U
R
例：手电筒
Ro
手电筒由电池、灯
–
泡、开关和筒体组成。电池导线灯泡
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手电筒的电路模型
I
++
E
–U
电阻的单位：欧姆（Ω），还有千欧（K Ω），兆欧（M Ω）。
换算关系：1K Ω=103 Ω，1M Ω=103K Ω =106 Ω
实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。
例： I aR b
+U–
若 I = 5A，则电流从 a 流向 b；
若 I = –5A，则电流从 b 流向 a 。若 U = 5V，则电压的实际方向从 a 指向 b；
aR 注意：
b 若 U= –5V，则电压的实际方向从 b 指向 a 。
在参考方向选定后，电流 ( 或电压 ) 值才有正负
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1—４电压与电位
3.电压与电位的关系
电路中任意两点间的电压也就是此两点的
电位之差。
a点的电位
a、b两点间的电压
Uabab （1—6）
b点的电位
电位的单位？
分析：1）Uab > 0，a点电位比b点高;
2） Uab< 0，a点电位比b点低; 3）Uab= 0，a点与b点等电位。
E Aba Q
电动势，单位：伏特（V）
（1—4）
电荷，单位：库（C）
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1—3 电动势
电动势的方向，规定与电源力的方向一致，即负极指向正极。用箭头表示。电路符号如右图所示。
电动势的单位：
1伏特 (V)11库焦仑耳 ((C J))
电路符号：Ｅ
电动势的单位还有：千伏（KV）、毫伏（mV）等。
1.摩擦生电 2.光电效应 3.热电效应 4.感应带电
实验证明:物体所带的电荷只有两种,即正电荷、负电荷。
F
F
电荷具有“同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引”的特性。
F
F
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概述
综上所述：从微观领域分析，电是看不见，摸不着。但从上一些现象感觉到它的存在。
从哪些现象感觉到它的存在？请同学们举例？
（1-1）
表示电流强度，单位：安培（Ａ）
表示时间，单位：秒（Ｓ）
电流的单位还有：KA（千安）、mA（毫安）、μA（微安）等。
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2.电流的大小
换算关系： 1A=103mA 或 1A=106 μA 或
问：1mA等于多少μA ？ 1KA等于多少mA？
1mA=10-3A 1μA =10-6A
表示。电流有交流和直流之分。
金属导体中的电流：
是电子在外电场力作用下有规则的运动形成。
如：导线中的电流。
某些液体或气体中的电流：
是正离子或负离子在电场力作用下有规则的运动形成。
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2.电流的大小
用单位时间内通过某一截面的电荷量来衡量。
I q t
表示电荷量，单位：库仑（Ｃ）
电路图上所标的方向都为假定方向。
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4.电流密度
当电流在导体的横截面上均匀分布时，该电流与导体横截面的比值，称为电流密度，用“J”表示。
电流密度,单位: A/mm2
J I S
电流,单位:A
（1—3）
导体横截面,单位:mm2
例:P5页,计算出,S=3.5mm2,实际根据国家导线的标称截面,即导线的规格,应选4mm2的导线。
1—４电压与电位 1.电压
单位换算： 1KV=103V，1V=103mV
2)方向
电压的方向规定与电场力的方向一致。与电流一样，电压也有参考方向，用“+ -”、箭头或下标表示。如Ｕab。
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1—４电压与电位
2.电位
在电子线路中，常用到电位的概念。电位实质是电压，它
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。
电池是电源元件，其参数为电动势 E 和内阻 Ro；
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。
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1—5 电阻与电导
一、电阻
电荷在电场力的作用下形成电流，电流通过所经的路径要受到阻碍作用，其阻碍作用的大小与电路中所用的材料有关。如金属导体具有两重性：一方面导电，它们含有大量电子，在电场力的作用下，容易移动产生电流；另一方面阻碍电流通过，因为自由电子在移动过程中要同金属的原子（或分子）发生碰撞，使电子移动受到阻碍。我们把这种阻碍作用称为电阻，用字母“R”表示。