高級(jí)電工培訓(xùn)必備知識(shí)全文獻(xiàn).ppt

第1章電路的基本概念與基本定律 1 1電路的作用與組成部分 1 2電路模型 1 3電壓和電流的參考方向 1 4歐姆定律 1 5電源有載工作 開(kāi)路與短路 1 6基爾霍夫定律 1 7電路中電位的概念及計(jì)算 1 了解電路的作用與組成部分 2 了解電路的建模思想 3 理解電壓與電流參考方向的意義及其與實(shí)際方向的關(guān)系 4 掌握KCL KVL的內(nèi)容并能正確應(yīng)用 5 了解電源的有載工作 開(kāi)路與短路狀態(tài)中 電壓 電流與功率的特征 理解電功率和額定值的意義 6 會(huì)計(jì)算電路中各點(diǎn)的電位 熟悉電位的特點(diǎn) 本章教學(xué)要求 第1章電路的基本概念與基本定律 本節(jié)的要求 了解電路的作用及組成 電路 電流流通的路徑 返回 下一頁(yè) 上一頁(yè) 下一節(jié) 作用之一 實(shí)現(xiàn)電能的傳輸 分配與轉(zhuǎn)換 1 電路的作用 請(qǐng)欣賞例子 強(qiáng)電電路的作用 上一頁(yè) 下一頁(yè) 電能的輸送和分配 返回 架空輸電線 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 作用之二 實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理 1 電路的作用 請(qǐng)欣賞例子 弱電電路的作用 各種檢測(cè)儀器 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 2 電路的組成部分 電源 提供電能的裝置 負(fù)載 取用電能的裝置 中間環(huán)節(jié) 傳遞 分配和控制電能的作用 直流電源 提供能源 信號(hào)處理 放大 調(diào)諧 檢波等 負(fù)載 信號(hào)源 提供信息 2 電路的組成部分 電源或信號(hào)源的電壓或電流稱(chēng)為激勵(lì) 它推動(dòng)電路工作 由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱(chēng)為響應(yīng) 電源 負(fù)載和中間環(huán)節(jié) 電路的組成是什么 最簡(jiǎn)單電路的組成 返回 下一頁(yè) 上一頁(yè) 下一節(jié) 簡(jiǎn)單照明電路 1 2電路模型 本節(jié)要求 了解幾種理想電路元件 了解實(shí)際電路的建模思想 電路模型 實(shí)際電路的數(shù)學(xué)模型 如何建模 由理想元件的串 并聯(lián)組成 近似地描述實(shí)際電路的電氣特性 有哪些理想元件 電阻元件 描述消耗電能的特性 把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?光能 聲能 機(jī)械能等 符號(hào) 電感元件 描述存貯磁場(chǎng)能的特性 符號(hào) L R 電容元件 描述存貯電場(chǎng)能量的特性 符號(hào) 理想電壓源 描述提供一定的電壓的特性 符號(hào) 理想電流源 描述提供一定的電流的特性 符號(hào) 還有許多其它的理想元件 以后慢慢學(xué)吧 建模思想是科研中一種很重要的思維方法 請(qǐng)欣賞實(shí)際電路建模例 手電筒電路模型 a 實(shí)際電路 b 電路模型 b 干電池提供電壓 干電池把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?燈泡把電能轉(zhuǎn)化為光能 熱能 晶體管放大電路 a 實(shí)際電路 b 電路模型 b 信號(hào)源 晶體管 電池 忽略?xún)?nèi)阻 變壓器 揚(yáng)聲器 電阻器 根據(jù)實(shí)際電路的不同工作條件以及對(duì)模型精確度的不同要求 應(yīng)當(dāng)用不同的電路模型描述同一實(shí)際電路 現(xiàn)在以線圈為例加以說(shuō)明 線圈的幾種電路模型 a 線圈的圖形符號(hào) b 線圈通過(guò)低頻交流的模型 c 線圈通過(guò)高頻交流的模型 記住啰 很有用啰 線圈內(nèi)阻 存貯磁場(chǎng)能 匝間電容效應(yīng) 鄭重聲明 本課程介紹電路模型 簡(jiǎn)稱(chēng)電路 的分析計(jì)算 請(qǐng)欣賞一些元器件實(shí)物 低頻信號(hào)發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 常用的干電池和可充電電池 1 3電壓和電流的參考方向 本節(jié)的要求 理解電壓與電流參考方向的意義及其與實(shí)際方向關(guān)系 本節(jié)很重要 別打瞌睡啰 電路中對(duì)基本物理量規(guī)定的方向 1 電路基本物理量的實(shí)際方向 2 參考方向的表示方法 電流 電壓 1 參考方向 在分析與計(jì)算電路時(shí) 對(duì)電壓 電流任意假定的方向 2 電路基本物理量的參考方向 實(shí)際方向與參考方向一致 電流 或電壓 值為正值 實(shí)際方向與參考方向相反 電流 或電壓 值為負(fù)值 3 實(shí)際方向與參考方向的關(guān)系 務(wù)必集中2分鐘的精力 注意 在參考方向選定后 電流 或電壓 值才有正負(fù)之分 若I 5A 則電流從a流向b 例 若I 5A 則電流從b流向a 若U 5V 則電壓的實(shí)際方向從a指向b 若U 5V 則電壓的實(shí)際方向從b指向a 每個(gè)二端元件 電壓 電流的參考方向應(yīng)如何取 理論上 愛(ài)咋樣取 就咋樣取 不過(guò) 有大家習(xí)慣的取法 FOLLOWME 對(duì)于二端元件而言 電壓的參考極性和電流參考方向的選擇有四種可能的方式 如圖下所示 習(xí)慣的取法 取關(guān)聯(lián)參考方向 技巧 求解電路時(shí) 若事先并不知某元件上電流 電壓的實(shí)際方向時(shí) 就取參考方向 通過(guò)計(jì)算結(jié)果就知啦 你知嗎 1 4歐姆定律 本節(jié)的要求 復(fù)習(xí)歐姆定律內(nèi)容 注意歐姆定律的公式表達(dá) 歐姆定律 流過(guò)電阻元件的電流與其兩端的電壓成正比 與其阻值成反比 初中就學(xué)過(guò)啦 不必啰嗦了 U I參考方向相同時(shí) U I參考方向相反時(shí) 表達(dá)式中有兩套正負(fù)號(hào) 式前的正負(fù)號(hào)由U I參考方向的關(guān)系確定 U I值本身的正負(fù)則說(shuō)明實(shí)際方向與參考方向之間的關(guān)系 通常取U I參考方向相同 U IR U IR 公式表達(dá) 請(qǐng)集中3分鐘精神 解 對(duì)圖 a 有 U IR 例 應(yīng)用歐姆定律對(duì)下圖電路列出式子 并求電阻R 對(duì)圖 b 有 U IR 二端元件或單口網(wǎng)絡(luò)端電壓與電流的關(guān)系稱(chēng)為伏安特性 線性電阻 非線性電阻的概念 線性電阻的伏安特性是一條過(guò)原點(diǎn)的直線 1 5電源有載工作 開(kāi)路與短路 本節(jié)的要求 了解電源的有載工作 開(kāi)路與短路狀態(tài)中 電壓 電流與功率的特征 理解電功率和額定值的意義 狀態(tài) 開(kāi)關(guān)閉合 接通電源與負(fù)載 負(fù)載端電壓 電源端電壓 U IR 特征 1 電源有載工作 電流的大小由負(fù)載決定 或U E IR0 電流的特征 電壓的特征 電源端電壓 在電源有內(nèi)阻時(shí) I U U E IR0 當(dāng)R0 R時(shí) 則U E 表明當(dāng)負(fù)載變化時(shí) 電源的端電壓變化不大 即帶負(fù)載能力強(qiáng) 電源端電壓的特征 UI EI I Ro P PE P 負(fù)載取用功率 電源產(chǎn)生功率 內(nèi)阻消耗功率 負(fù)載大小的概念 負(fù)載增加指負(fù)載取用的電流和功率增加 電壓一定 等效電阻減小 U E IR0 電路功率的特征 為什么 負(fù)載并聯(lián)也 電源與負(fù)載的判別 根據(jù)U I的實(shí)際方向判別 電源 U I實(shí)際方向相反 即電流從 端流出 發(fā)出功率 負(fù)載 U I實(shí)際方向相同 即電流從 端流出 吸收功率 請(qǐng)集中4分鐘的精神 I R US U I 都是實(shí)際方向 由此可得 電源與負(fù)載的判別 U I參考方向不同 P UI 0 電源 P UI 0 負(fù)載 U I參考方向相同 P UI 0 負(fù)載 P UI 0 電源 根據(jù)U I的參考方向判別 還有2分鐘 U I 可以證明 例1 1在圖示電路中 已知U1 1V U2 6V U3 4V U4 5V U5 10V I1 1A I2 3A I3 4A I4 1A I5 3A 試求 1 各二端元件吸收的功率 2 整個(gè)電路吸收的功率 例1 1 例1 1在圖圖示電路中 已知U1 1V U2 6V U3 4V U4 5V U5 10V I1 1A I2 3A I3 4A I4 1A I5 3A 整個(gè)電路吸收的功率為 解 各二端元件吸收的功率為 電氣設(shè)備的額定值 額定值 電氣設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)的規(guī)定使用值 電氣設(shè)備的三種運(yùn)行狀態(tài) 欠載 輕載 I IN P PN 不經(jīng)濟(jì) 過(guò)載 超載 I IN P PN 設(shè)備易損壞 額定工作狀態(tài) I IN P PN 經(jīng)濟(jì)合理安全可靠 特征 狀態(tài) 開(kāi)關(guān)斷開(kāi) 2 電源開(kāi)路 I 0 電源端電壓 開(kāi)路電壓 U U0 E P PE P 0 開(kāi)路處的電流等于零 I 0 開(kāi)路處的電壓U視電路情況而定 電路中某處斷開(kāi)時(shí)的特征 功率的特征 電壓的特征 電流的特征 狀態(tài) 電源外部端子被短接 3 電源短路 短路處的電壓等于零 U 0 短路處的電流I視電路情況而定 電路中某處短路時(shí)的特征 電流的特征 電壓的特征 功率的特征 1 6基爾霍夫定律 本節(jié)的要求 掌握KCL KVL的內(nèi)容 能熟練地列寫(xiě)KCL KVL方程 本節(jié)是本章的重點(diǎn) 支路 電路中的每一個(gè)分支 一條支路流過(guò)同一個(gè)電流 稱(chēng)為支路電流 結(jié)點(diǎn) 三條或三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn) 回路 由支路組成的閉合路徑 網(wǎng)孔 內(nèi)部不含支路 中空 的回路 介紹幾個(gè)名詞 支路 ab bc ca 共6條 下面可是一個(gè)很好的例子 莫錯(cuò)過(guò)啰 幾條支路 幾個(gè)結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) a b c d 共4個(gè) 回路 abda abca adbca 共7個(gè) 網(wǎng)孔 abd abc bcd 共3個(gè) 幾個(gè)回路 幾個(gè)回路 數(shù)一數(shù)圖示電路的支路 結(jié)點(diǎn) 回路和網(wǎng)孔數(shù) 重點(diǎn)開(kāi)始啦 1 基爾霍夫電流定律 KCL 定律的內(nèi)容 即 入 出 敘述法之一 在任一瞬間 流進(jìn)任一結(jié)點(diǎn)的電流等于流出該結(jié)點(diǎn)的電流 一般地 0 例 對(duì)于結(jié)點(diǎn)a 有 I1 I2 I3 或 I1 I2 I3 0 1 基爾霍夫電流定律 KCL 定律的內(nèi)容 一般地 0 敘述法之二 在任一瞬間 流進(jìn) 或流出 任一結(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和為零 一般地 流進(jìn)結(jié)點(diǎn) 流出結(jié)點(diǎn) 均為 參考方向 1 基爾霍夫電流定律 KCL KCL的實(shí)質(zhì) 電流連續(xù)性的體現(xiàn) KCL 約束了電路中任一結(jié)點(diǎn)各支路間的電流 電流定律可以推廣應(yīng)用于包圍部分電路的任一假設(shè)的閉合面 KCL的推廣應(yīng)用 I 例 廣義結(jié)點(diǎn) I 0 IA IB IC 0 這些電流 有的為正 有的為負(fù) 2 基爾霍夫電壓定律 KVL 定律的內(nèi)容 即 U 0 敘述法之一 在任一瞬間 從回路中任一點(diǎn)出發(fā) 沿回路繞行一周 則在這個(gè)方向上電位升之和等于電位降之和 對(duì)回路1 對(duì)回路2 E1 I1R1 I3R3 I2R2 I3R3 E2 或I1R1 I3R3 E1 0 或I2R2 I3R3 E2 0 即 電位升 電位降 即 U 0 敘述方法之二 在任一瞬間 沿任一回路繞行方向 回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零 2 基爾霍夫電壓定律 KVL 定律的內(nèi)容 U 0 一般地 電位降 電位升 KVL 約束了電路中任一回路各元件間的電壓 電位升 電位降E2 UBE I2R2 U 0I2R2 E2 UBE 0 開(kāi)口電壓可按回路處理 對(duì)回路1 KCL的推廣應(yīng)用 本重點(diǎn)講解大約需要0 9分鐘 堅(jiān)持就是勝利 重點(diǎn)結(jié)束啦 各位辛苦了 你現(xiàn)在打瞌睡 我沒(méi)意見(jiàn)啦 請(qǐng)欣賞例題 例1 對(duì)網(wǎng)孔abda 對(duì)網(wǎng)孔acba 對(duì)網(wǎng)孔bcdb R6 I6R6 I3R3 I1R1 0 I2R2 I4R4 I6R6 0 I4R4 I3R3 E 0 對(duì)回路adbca 沿逆時(shí)針?lè)较蜓?I1R1 I3R3 I4R4 I2R2 0 應(yīng)用 U 0列方程 對(duì)回路cadc 沿逆時(shí)針?lè)较蜓?I2R2 I1R1 E 0 例2 如對(duì)圖示電路的三個(gè)回路 沿順時(shí)針?lè)较蚶@行回路一周 寫(xiě)出的KVL方程 1 2 3 1 7電路中電位的概念及計(jì)算 本節(jié)的要求 熟悉電位的概念 會(huì)進(jìn)行電位計(jì)算 熟悉電位的特點(diǎn) 熟悉電路的簡(jiǎn)化畫(huà)法 電位 電路中某點(diǎn)至參考點(diǎn)的電壓 記為 VX 通常設(shè)參考點(diǎn)的電位為零 1 電位的概念 某點(diǎn)電位為正 說(shuō)明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)高 某點(diǎn)電位為負(fù) 說(shuō)明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)低 電壓與電位的關(guān)系 a b之間的電壓 a點(diǎn)電位 b點(diǎn)電位 你們的師兄 師姐經(jīng)常在此犯錯(cuò)誤 注意 說(shuō)某點(diǎn)電位的大小 一定要指明參考點(diǎn) 某點(diǎn)有電位 但一點(diǎn)沒(méi)有電壓 兩點(diǎn)之間才有電壓 你可記住了 電位的計(jì)算步驟 1 任選電路中某一點(diǎn)為參考點(diǎn) 設(shè)其電位為零 2 標(biāo)出各電流 電壓參考方向并計(jì)算 3 計(jì)算各點(diǎn)至參考點(diǎn)間的電壓即為各點(diǎn)的電位 請(qǐng)欣賞例子 并注意歸納總結(jié) 下面的重點(diǎn)內(nèi)容講解大約需要3分鐘 例1 求圖示電路中各點(diǎn)的電位 Va Vb Vc Vd 解 設(shè)a為參考點(diǎn) 即Va 0V Vb Uba 10 6 60VVc Uca 4 20 80VVd Uda 6 5 30V 設(shè)b為參考點(diǎn) 即Vb 0V Va Uab 10 6 60VVc Ucb E1 140VVd Udb E2 90V b a Uab 10 6 60VUcb E1 140VUdb E2 90V Uab 10 6 60VUcb E1 140VUdb E2 90V 從上述計(jì)算 你能歸納出出什么結(jié)論 1 電位值是相對(duì)的 和參考點(diǎn)有關(guān) 參考點(diǎn)選取的不同 電路中各點(diǎn)的電位也將隨之改變 2 電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的 和參考點(diǎn)無(wú)關(guān) 不會(huì)因參考點(diǎn)的不同而變 結(jié)論 你也歸納出了上述的結(jié)論嗎 3 電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的 和計(jì)算路徑無(wú)關(guān) 電路的簡(jiǎn)化畫(huà)法 省略電源 交代電位 例2 圖示電路 計(jì)算開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)和閉合時(shí)A點(diǎn)的電位VA 解 1 當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí) 如圖 a 2 當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí) 電路如圖 b 電流