电工技术01—电路的基本概念与基本定律

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1、电工技术电子工程学院牟翔永Email:mxyowl@cuit.edu.cn办公：6104（雷电电子实验室）友情提示学时学分：64学时讲授；16学时实验；5学分平时考核：作业15~16次，课堂练习，出勤，纪律考试考核：闭卷考试最终成绩：考试成绩×70%+平时成绩(含实验)×30%课程教材：《电工技术》(第7版)，秦曾煌参考数目：《电工技术》，许泽鹏，邮电出版社《电路》(第5版)，邱关源，高等教育出版社《电路分析基础》(第3版)，李瀚荪，高等教育出版社《电工技术》课程介绍《电工技术》是一门学科基础课程。本课程主要任务是为学习专业知

2、识和从事工程技术工作打好电工技术的理论基础，并训练基本技能。本课程主要学习电工技术的基本理论、基本知识和基本技术，内容涉及：电路的基本概念与基本定律、电路分析方法、电路暂态分析、正弦交流电路、三相交流电路、磁路与铁芯线圈电路、变压器、三相异步电动机及其继电接触器控制系统、工业企业供电与安全用电、电工测量技术等。第1章电路的基本概念与基本定律1.1电路的作用与组成部分1.2电路模型1.3电压和电流的参考方向补充1电功率补充2电阻元件1.4欧姆定律1.5电源的有载工作、开路与短路1.6基尔霍夫定律1.7电路中电位的概念及计算1.1

3、电路的作用与组成部分(1)实现电能的传输、转换与分配(2)实现信号的产生、变换、传递与处理放大器扬声器话筒1.电路的作用电路是电流的通路，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形成的整体。发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线2.电路的组成部分电源:提供电能的装置负载:取用电能的装置中间环节：传输、分配和控制电能的作用发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线直流电源直流电源:提供能源信号处理：放大、调谐、检波等负载信号源:提供信息放大器扬声器话筒电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路

4、工作；由激励在电路各部分所产生的电压和电流称为响应。电路分析：在已知电路的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。电源：提供能量或信号。负载：将电能转化为其它形式能量或对信号进行处理。导线、开关等：将电源与负载接成通路。1.2电路模型电路组成部分实际电路：电气元件(器件)和设备连接而成的电路。几种基本的电路元件电阻元件：表示消耗电能的元件电感元件：表示电感线圈产生磁场，储存电能的作用电容元件：表示电容器产生电场，储存电能的作用电源元件：表示将其它形式的能量转变成电能的元件电阻器电容器线圈电池运算放大器晶体管手电

5、筒的电路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。例：手电筒R+RoE–S+U–I电池导线灯泡开关手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。电路模型是由理想电路元件构成的，能反映实际电路电磁性质。手电筒的电路模型R+RoE–S+U–I电池导线灯泡开关电池是电源元件，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

6、电池和灯泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。开关用来控制电路的通断。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。集总参数元件与集总参数电路集总参数元件每一个具有两个端钮的元件中有确定的电流，端钮间有确定的电压。集总参数电路由集总参数元件构成的电路。一个实际电路要能用集总参数电路近似，要满足如下条件：即实际电路的尺寸必须远小于电路工作频率下信号的波长。分类：实际电路几何尺寸(d)与其工作信号波长(λ)的关系(1)集总参数电路：满足d<<λ条件的电路。(2)分布参数电路：不满足d<<

7、λ条件的电路。说明本课程只讨论集总参数电路（简称为电路）例已知电磁波的传播速度v=3×105km/s(1)若电路的工作频率为f=50Hz，则周期T=1/f=1/50=0.02s波长=3×1050.02=6000km一般电路尺寸远小于，视为集总参数电路。(2)若电路的工作频率为f=50MHz，则周期T=1/f=0.0210–6s=0.02ns波长=3×1050.0210–6=6m此时一般电路尺寸均与可比，所以电路视为分布参数电路。1.3电压和电流的参考方向一、电流电流——带电质点的定向运动形成电流。电流的大小用电

8、流强度表示：二、电压电压——电场中两点A,B间的电压(降)UAB等于将单位正电荷q从A点移至B点电场力所做的功WAB，即物理中对基本物理量规定的方向三、电路基本物理量的实际方向物理量实际方向电流I正电荷运动的方向电动势E(电位升高的方向)电压U(电位降低的方向)高电位低电位