电工基础教材PPT 第一章.ppt

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1、电工技术基础第一章电路基础本章要求1、理解电路模型概念，熟悉电流、电压、功率概念和应用；2、理解电源、电阻、电感和电容等电路元件特点，能够进行电源等效互换；3、理解电路分支的相关定律和定理的含义，能运用基尔霍夫定律、叠加原理等进行电路分析。1.1电路分析基础1.1.1电路组成、电路模型及电路状态电流经过的路径称为电路。实际应用中，电气设备通过导线、开关等环节连成电路。一、电路的组成电路通常有电源、负载、中间环节三部分组成。电源：电源作用是向电路提供电能，如发电机、电池等。负载：在电路中接收电能的设备，如电动机、照明灯具、电炉等。中间环节：中间环节包括导线、开关等，作用是把电源和负载

2、连接并控制电路的接通或断开。二、电路模型电路模型实质上是把实际电路变为模型化电路。实体电路是由有形的设备、电源、开关、导线等组合而成。电工学中对实际电路中元器件进行理想化处理，突出元器件的主要电磁特性而忽略非主要特性，用统一的符号表示理想化的电路元器件，实际电路就可用理想化的电路元器件的连接来表示。经过理想化处理的电路元器件简称电路元件，电磁特性单一。如电阻元件R只具有耗能特性，电感元件L只具有储存磁场能量特性，电容元件C只具有储存电场能量特性。电路分析中，常用的电路元件有电阻元件（用R表示）、电感元件（用L表示）、电容元件（用C表示）、理想电压源（用Us表示，实际电压源需要串联内

3、阻）、理想电流源（用Is表示，实际电流源需要并联内阻）。电路元件都有两个外引端子，也被称为二端元件。理想的二端元件分为无源二端元件（电阻R、电感L、电容C）和有源二端元件（理想电压源和理想电流源）。把实际电路元件理想化后，可以把实际电路模型化表示。图左边为手电筒电路，其中实际元件有电源（电池）、负载（小灯泡）、开关和导线，图右边为该实际电路的电路模型，其中小灯泡抽象为电路元件电阻R，电池抽象为理想电压源Us及串联的内阻Rs，开关S和导线是电路的中间环节。三、电路状态电路状态：通路、开路、短路通路：电路中的开关闭合，电源、负载通过中间环节连接成闭合通路，电路中有电流流过。根据根据负载

4、的大小分为满载、轻载、过载三种情况。负载在额定功率条件下工作称为额定工作状态或满载，低于额定功率条件下的工作状态为轻载，高于额定功率条件下工作状态叫过载。过载容易损坏用电设备及供电设施，电路不允许出现过载现象。开路：也称短路，电路某处断开，电源、负载没有通过中间环节形成闭合通路，电路中没有电流通过，负载没有获得电能工作。在开路状态下，电路中的电流为零，电源端电压和电动势相等。短路：如果电路的负载被零阻值的导体接通，处于短路状态。短路状态下，电路通流部分电流(短路电流)会比正常工作电流大很多，会导致将电源或部分负载被烧毁。为避免电路中发生短路，可在电路中安装保险丝等措施防止短路。例题

5、：在某车间里有一台电源，供电电压为220V，电源内阻为2.2欧姆，电源允许最大电流为10A。当这台电源连接负载电阻为217.8欧姆的负载时，电路中电流多大？如果电路发生短路现象，电路中电流多大？这时电源会出现什么情况？解：连接217.8欧姆负载时，电路中电流为当电路中发生短路现象时，电路中电流远大于电源允许电流10A，电源将损坏。从例题中例子可以看出，电路发生短路时，会使电路元件和设备损坏。1.1.2电路基本物理量一、电流电流大小通常用电流强度表示，通常用字母i表示，定义式为其中电量q的单位为库仑[C]，时间单位为秒[s]，电流i单位为安培[A]（简称“伏”）。二、电压、电动势和电

6、位1、电压电路中两点之间的电位差称为电压。电路中电压大小反映了电路中电场力做功的能力，电压通常用字母u（直流电压用U）表示，电压单位为伏特[V]2、电动势等于电源内部非电场力把单位正电荷从负极经内部移动到正极时所做的功，大小取决于电源的本身，与外电路无关。单位与电压相同，用符号e（直流电动势用E）表示。电动势的真实方向从电源的低电位点指向高电位点，即电位升的方向，与电压真实方向相反。3、电位电路中任一点相对于参考点之间的电压，用“V”表示。在分析和计算电路电位前，应先选定电路中某一点为参考点，用符号“⊥”表示，该参考点电位规定为零。参考点也称为“地”，在实际电路中一般以大地为零电位

7、点。电路中任意点电位都等于该点相对于参考点之间的电压，因此电位值是相对的。选择不同参考点，电路中同一点的电位值会不同。三、电流、电压参考方向分析电路时常采取参考方向的方法，在待分析电路中预先假定各支路电流方向或元件端电压方向（极性）。支路电流的参考方向一般用箭头标示，元件端电压参考方向用“+、-”号标示。参考方向可以任意假定，但一经选定后不能改变。电路分析时应先标出参考方向。如果通过计算，得出结果为正值，那么假定的参考方向跟实际方向相同，否则相反。电路分析中，电流沿电