铁道车辆电工电子基础教学课件作者曹阳任务1.ppt

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1、任务１　电工基础知识１.１　电路的基本概念１.２　电路的基本物理量１.３　电路中电位的概念及计算１.４　电流和电压的参考方向１.５　电阻和欧姆定律１.６　电气设备的额定值１.７　电路的工作状态１.８　负载的连接方式１.９　电源的连接方式返回１.１　电路的基本概念1.1.1　电路的组成电路是电流流通的路径，是为某种需要由若干电气元件按一定方式组合起来的整体，主要用来实现能量的传输和转换，或实现信号的传递和处理。图１－１所示为电路的实物图与电路图。在生产中把许多电气设备连接起来的电路比较复杂，但不管如何复杂，任何电路都由电源、负载、中间环节组成一个

2、闭合回路。电源是将非电能转换成电能的供电设备。例如，光电池将太阳能转换成电能，发电机将机械能转换成电能等。负载是各种用电设备，它们将电能转换为其他形式的能量，如电灯将电能转换为光能，电炉将电能转换为热能，电动机将电能转换为机械能。下一页返回１.１　电路的基本概念中间环节如导线、开关、电表等，导线起着传送信号、传输电能的作用，用来连接电源与负载，使电源与负载成为一个闭合回路，起到控制、传输、测量的作用。实际应用中，电路除了电源、负载和连接导线外，还必须有一些辅助设备，例如控制电路通、断的开关及保障安全用电的熔断器等，这些辅助设备不仅保证了电路安全

3、、可靠的工作，而且使电路自动完成某些特定工作成为可能。1.1.2　电路的作用电路的作用有：（１）提供能量，例如供电电路。上一页下一页返回１.１　电路的基本概念（２）传送和处理信号，例如电话线路、放大器电路。（３）测量电量，例如万用表电路（用来测量电压、电流和电阻等）。（４）储存信息，例如计算机的储存器电路，存放数据、程序。在电路分析中用电流、电压、磁通等物理量来描述其工作过程。然而，实际电路是由电气设备和器件等组成的，它们的电磁性质较为复杂，难以用精确的数学方法来描述。因此，对实际电路的分析和计算，需将实际电路元件理想化（或模型化），即在一定条

4、件下突出其主要的电磁性质，忽略次要因素，将它近似地看作理想元件。上一页下一页返回１.１　电路的基本概念1.1.3　电路的基本元件１．理想电路元件（１）电阻元件表示消耗电能的元件。（２）电感元件表示产生磁场，储存磁场能量的元件。（３）电容元件表示产生电场，储存电场能量的元件。（４）电压源和电流源，表示将其他形式的能量转变成电能的元件。２．注意事项（１）理想电路元件有３个特征：上一页下一页返回１.１　电路的基本概念①只有两个端子。②可以用电压或电流按数学方式描述。③不能被分解为其他元件。（２）具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一定条件下可用同

5、一电路模型表示。（３）同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路模型可以有不同的形式。上一页下一页返回１.１　电路的基本概念对实际电路分析，就是在一定条件下将实际元器件理想化表示，即将电路中的元器件看作理想元件，所组成的电路称为电路模型，简称为电路。这是对实际电路电磁性质的科学抽象和概括。在今后学习中，我们所接触的电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等，若没有特殊说明，均表示为理想元件，分别由相应的参数来描述，用规定的图形符号来表示。上一页返回１.２　电路的基本物理量在日常生产与生活中，几乎到处都要用电。电灯通电会发光，电炉通电会发热，电动机

6、通电会旋转。什么是电？电是怎么通到电灯、电炉和电动机中去的？下面就来说明这些问题。自然界的一切物质都由分子组成，而分子又由原子组成。每一个原子都是由一个带正电荷的原子核和一定数量带负电的电子组成的。这些电子分层围绕原子核做高速旋转。不同的物质其原子结构不同，它们所具有的电子数目不同。在通常情况下，原子核所带的正负电荷的总和在数量上相等，所以物体不显示电性。下一页返回１.２　电路的基本物理量电荷具有同性相互排斥、异性相互吸引的特性。如果由于外力的作用，使离原子核较远的外层电子摆脱原子核的束缚从一个物体跑到另一个物体，这样就使物体带电。用毛皮摩擦塑

7、料尺使塑料尺带电就是这个原理。1.2.1　电流电荷的定向移动形成电流，也就是电荷在导体中的定向移动，正电荷移动的方向规定为电流的实际方向，这个规定与自由电子的实际移动方向正好相反。如果电流的大小和方向均不随时间变化而变化，这种电流称为恒定电流，简称直流。上一页下一页返回１.２　电路的基本物理量产生电流的条件是：必须具有能够自由移动的电荷；导体两端存在电压差；电路必须为通路。在一定时间内通过导体横截面的电量越多，电流越大；通过的电量越少，电流越小。单位时间内通过导体横截面的电量叫作电流强度，直流电流用大写字母Ｉ表示，电流的单位为安培，用符号Ａ表示

8、。在实际应用中，还常用毫安（ｍＡ）、微安（μＡ）作单位，它们之间的关系是：１Ａ＝１０００ｍＡ，１ｍＡ＝１０００μＡ，Ｐ＝Ｕ２／Ｒ。上一页下一页返回１.