电工电子技术全套课件

（1）电压的实际方向
规定为电场力推动正电荷从一点移动到 另一点的方向
提示！ 1.电源无论是提供电能还是吸收电能，其端电压
实际方向总是由正极指向负极。 2.电阻元件电压电流实际方向总是相同。
（2）参考方向：
为了计算分析问题方便而任意假定的电压的方向
电压的参考方向有三种表示方法
1）用“＋” “－” ： 参考方向由“＋’指向“－’。
物理量 的实际方向，电路如何求解？
规定正电荷运动的方向为电流的实际方向。
参考方向
为了方便复杂电路的分析和计算，往往任意选定某一方向 作为电流的正方向，也称参考方向。常常用箭头表示。
a
电流实际方向
b
a
电流实际b 方向
参考方向
I>0 I<0
( I﹥0 )
参考方向
参考方向与实际方向一致 参考方向与实际方向相反
1.1 电路模型
电路组成
知
电路
识 分
电路分类
布
电路模型
网 络
理想电器元件
电路模型
电路模型
1.1 电路模型
1 电路：
各种电气元件按一定方式组合起来构成的总体。 它提供了电流流通的路径。
2 电路组成：
（1）电源：把其它形式的能量（信号 ）转化成电能（电 信号）如干电池、蓄电池、发电机等。
（2）负载：或称用电器。—电能（电信号）转化成 其它形式的能量（信号 ）如电灯、电动机等。 （3）控制元件及联结导线—各种形式的开关、导线等
必须掌握的理论知识
1.电流电压方向、参考方向；电位概念；电功率计算 2.电阻欧姆定律；电桥电路平衡条件 3. 电压源、电流源伏安特性及等效变换 4.基尔霍夫定律及支路电流法 5.叠加原理与戴维南定理 6. 电容伏安关系及工作特性
必须掌握的技能 1.万用表使用 2.元件焊接及直流电路组装基本技能
主要内容
5.电 功 率
电功率的概念： 一段电路或某一电路元件在单位时间内所吸收（消耗）
或提供（产生）的电能。用P 表示
p=ui
ai
单位：瓦[特]（w）。 在直流电路中，电功率为
u
R
b
P U I
பைடு நூலகம்
若u、i方向不一 致结果如何？
5.电 功 率
提示！
电源可能提供电能也可能吸收电能 ，提供电能 相当于电源，吸收电能相当于负载。
降压变压器
热能,水 能,核能 转电能
传输分配电能
电灯
电能转换 为光能
扬声器
话筒
放大器
扬声器
将语音转换 为电信号
信号转换、放 大、信号处理
接受转换信 号的设备
1.1 电路模型
4 电路模型
(1) 理想化电路元件：
在一定条件下，忽略实际电工设备和电子元器件的一些 次要性质，只保留它的一个主要性质，并用一个足以反 映该主要性质的模型—理想化电路元件来表示。
若元件上的电压、电流实际方向一致，则该元件吸收功 率，是负载； 若元件上的电压电流实际方向相反，则该元件输出功率， 是电源。
当某元件的电压电流关联参考方向时
若求出的P > 0，说明元件在吸收电能，一定是负载， 求出的P < 0，说明元件在发出电能，一定是电源。
1.3 电阻
知 识 分 布 网 络
电阻分类及标识
电阻
特殊电阻 欧姆定律
电桥电路
1.3.1 电阻元件
1. 定义： 有电阻特性，是消耗电能的元件
2.电阻元件分类：
i
ai
线性电阻
u
u
R
i
b
非线性电阻
u
1.3.1 电阻元件
按材料分碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻
薄膜电阻器
绕线电阻器 滑线电阻器
电位器
1.3.2 欧姆定律
U和 I 为关联正方向时： a
全国高职高专规划教材·精品与示范系列
电工电子技术
田玉主编 王世桥 副主编 王宗贵 主 审
——万用表组装
知识重点
1.电流电压正方向；参考方向；电功率计算 2.电阻欧姆定律及各种特殊电阻 3.电压源、电流源伏安特性 4.基尔霍夫定律 5.电容伏安关系及工作特性
知识难点
1.电流源 2.叠加定理、戴维南定理
(2) 输出端电压取决于外电路。
(3) 内阻 r=∞
1.4 .2 电流源
（2）实际电流源 Ia
Uab r IS
b
I IS
I= IS－ U／r
RO越小， 特性越陡
U
1.4.3 电压源与电流源等效变换
Ia
I' a
r
+
U
Es b
r'
U'
IS
b
等效的概念：对外的电压、电流相等。
即：
I=I' U= U'
电压源、电流源等效互换公式
电流定律
知
识
分
基尔霍夫定律 电压定律
布
网
络
支路电流法
1.5 基尔霍夫定律
用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系,其 中包括基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律两个定律。
复杂电路的几个术语—— 支路：电路中每一个分支 节点：三个或三个以上支路的会交点 回路：电路中任一闭合路径 网孔：内部不含其它支路的回路又称独立回路
单位时间内通过导体横截面积的电荷量
大小和方向都随时间改变的叫交流，用 i 表示
i = dq/dt
大小和方向都不随时间改变的叫直流，用 I 表示
Q
I
（3） 电流的单位：
t
1安培（A）=1000毫安(mA) 1毫安(mA)=1000微安(μA)
1.电流
（4） 电流的方向：
？ 问题： 在复杂电路中难于判断元件中
(2)输出电流取决于外电路。
(3)内阻 r=0
1.4 .1 电压源
（2）实际电压源
I
r
+
U
Es
-
U Es Ir
U Es
I
r越大 斜率越大
1.4 .2 电流源
（1）理想电流源(恒流源) RO= 时的电流源
Ia
U
伏
Is
U
b
安
I
特 性
IS
特点: (1) 输出电流恒定I= IS, 与端电压无关。
U ab Va Vb
提示!
同一电路中当以不同点为参考点时，各 点电位不同，但两点间电压不变。
4 .电动势
（1）定义: 电源内力（非电场力）推动单位正电荷， 从电源负极经过电源内部移到电源的正
（2）方向极：所做的功。 电源的负极指向正极即电位升高的方向
（3）与电源端电压的关系 电源端电压与电动势在忽略内部消耗或空 载情况下大小相同、方向相反。
例如：手电筒电路
电源
开
关
负载
1.1 电路模型
3 .电路根据功能分类：
（1）用于电能传输、分配、与转换——如照明用电电路 这种电路特点是工作电压高、传输电能大、常称为强电电 路。
（2）用于信息传递和处理——如扬声器电路 这种电路特点是工作电压、电流小，传输电能小，常称为 弱电电路。
照明用电
发电机 升压变压器
2、基尔霍夫电压定律扩展应用—假想的闭合回路
例
+
E_
R
I
a Uab
b
U ab I R E 0
1.5.3 支路电流法
1.支路电流法的概念 以各支路电流为未知量依据基尔霍夫两条定律列方程的 分析方法称为支路电流法
例 I1
c +R1
E1 -
a
I2 R2
d
I1 ＋ I3 ＝ I3
I3 R3
电压源、电流源外特性表达式为
电压源： U Es Ir
I Es U rr
电流源： I Is U r'
U' Is r' I' r'
I=I'
电压源→电流源
Is U Es U r' r r
Is

Es r
r' r
U= U'
电流源→电压源
Es Ir Is r' I' r'
电容
1.1 电路模型
( 2 ) 电路模型： 将实际元件理想化，由理想化的电路元件组成的电路。
如： 手电筒的电路模型
中间环节
电
源
负载
理想化 电源
US
R0
理想化 导线
S
R
理想化 电阻
1.2 电路基本物理量
电流
知
识
分 布
电路基本物理量 电压、电位、电动势
网
络
电功率
1.电流
（1）定义：在电场的作用下，电荷有规则的定向移动形成电流 （2）电流大小—电流强度（简称电流）：
I U R
U和 I 为非关联正方向时：
I U
a
R
IR b UR
IR b UR
注意：用欧姆定律列方程时，一定要在 图中标明参考方向。
知识拓展——电桥c 电路
电桥平衡的特征： 检流计电流为0；c、d两点 电位相等 电桥平衡的条件： 相对桥臂电阻乘积相等 即：
Rx R3 R2 R4
电桥的应用： 测外界信号如温度、压力等
如：
白炽灯 电炉丝 电烙铁
干电池
+
电 阻
R 蓄电池 直流发电机
直流电源 E
或
-
常见的理想电路元件
１）理想化电阻元件：表现为电阻 性，电能转换为热能。是耗能元件。
２）理想化电感元件：表现为电感 性，建立磁场储存磁场能，是储能元件
电阻 电感
３）理想化电容元件：表现为电容性， 建立电场储存电场能，是储能元件
例:
b
I1 I2
a
I6 R6
c
I4 I3
I5 d
+
_ E3
R3
支路：ab、ad、… （共6条）
节点：a、 b、… ... (共4个）
回路：abda、… ... （共7 个）
网孔： abda … ... (共4个）
1.5.1 基尔霍夫电流定律（KCL）
1、定律内容：
在任一瞬时，流出节点电流之和等于流入该节点电流之 和。
C
a
Rx I1 G I4
R2 Ig I2
I3
b
R4
R3
d
R IE
直流电桥
1.4 电压源与电流源
知
识
分
布
电压源
网 与电流源
络
电压源
实际电压源 理想电压源
电流源
实际电流源 理想电流源
电压源与电流源等效变换
1.4 .1 电压源
⑴ 理想电压源(恒压源) U Ia
Us
+
Es _
U
I
b
伏安特性
特点: (1)输出电压恒定U Es,
项目任务 实物图 器械与元件 背景知识 任务操作与指导 考核要求
———万用表组装
序号 1 2 3 4 5 6
名称
型号规格
万用表组件
MF47型
电池 电池
1.5V 9V
电烙铁
剪线钳、镊子
焊锡
数量 1套 1 1 1 各1 若干
1.1 电路模型 1.2 电路基本物理 1.3 欧姆定律 1.4电压源与电流源 1.5 基尔霍夫定律 1.6 叠加定理与戴维南定理 1.8 电容充、放电
Es Is r' r r'
电压源
I a
r +
U
Es -
b
Is

Es r
r' r
Is
电流源
I'
a
U' r'
b
Es Is r'
r r'
提示！
（1）“等效”是指“对外”等效（等效互换 前后对外伏--安特性一致），对内不等效。 （2）恒压源与恒流源不能等效变换。
1.5 基尔霍夫定律
1、定律内容：
在任一瞬时，对电路中任一回路，沿任意循行方向转一周， 各元件电压代数和为0，即：
提示
∑U＝０
回路绕行的方向是指回路的循回方向，一般取顺时 针方向为绕行方向，其中与回路绕行方向一致的元
件，“电压降为正，电压升为负”。 。
例
I1 c +R1
a
I2 R2
d
+
E1 -
I3 R3
_ E2
b
回路 a-b-c-a: I 3 R 3 E1 I 1 R1 0 回路 a-d-b-a: I 2 R 2 E 2 I 3 R 3 0 回路 a-d-b-c-a: I 2 R 2 E 2 E1 I 1 R1 0
U
关联参 考方向
I
U
非关联参
考方向
I
3 . 电位
（1）定义: 在电路中选定一个参考点，其它各点相对于参考点之间 的电压称为该点电位,用V表示,单位：伏
（2）参考点： 电力电路中常以大地为参考点，电路符号是 电子电 路中常以多条支路汇集的公共点或机壳为参考点。电 路符号为“⊥”。
（3）两点电压与电位的关系： 电路中两点之间的电压等于两点的电位之差，所以电 压又称电位差。
+ _ E2
I 3 R3 I 1 R1 E1 0 E2 I 2 R2 I3 R3 0
b
1.5.3 支路电流法解题步骤
I1 c +R1 E1 -
a
I2 R2
d
+
R3 I3
_ E2
( I﹤0 )
2 .电压
（1）定义：电场力把单位正电荷从a点移到b点所作的功 定义为a、b两点间的电压。
交流电压用u表
示
直流电压用U表示
u=dw/dq
U ab

W Q
（2） 单位 : 1千伏特(kV)=1000伏(V) 1伏(V)＝1000毫伏(mV) 1毫伏(mV)＝1000微伏(μV)
2 .电压
∑Ii＝ ∑IO
另一说法：流出电路中某节点电流代数和为0。其中流出 取正，流入取负。
I2
∑I＝０
例
I1 ＋ I3 ＝ I2 ＋ I4
I1
或 I1 ＋ I3 - I2 - I4=0
I3 I4
推广：适用于封闭面
I1
IC
I2
IB
I3
IE
I1 ＋ I2 ＝ I3
IB ＋IC＝ IE
1.5.2 基尔霍夫电压定律（KVL）
2) 用双下标字母表示:
如 UAB 参考方向从第一个下标A指向第二个下标B。
3) 用实线箭头表示：箭头方向既是参考方向。
a
b
a
b
U
Uab
a
b
参考方向与实际方向的关系
在规定的参考方向下，若计算结果 U > 0 参考方向与实际方向一致 U < 0 参考方向与实际方向相反
关联参考方向
若电流和电压的参考方向取得相同，称为 关联参考方向，否则称为非关联参考方向。