高級電工培訓必備知識全文獻.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 開路與短路 1 6基爾霍夫定律 1 7電路中電位的概念及計算 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際方向的關系 4 掌握KCL KVL的內(nèi)容并能正確應用 5 了解電源的有載工作 開路與短路狀態(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 會計算電路中各點的電位 熟悉電位的特點 本章教學要求 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 上一頁 下一節(jié) 作用之一 實現(xiàn)電能的傳輸 分配與轉(zhuǎn)換 1 電路的作用 請欣賞例子 強電電路的作用 上一頁 下一頁 電能的輸送和分配 返回 架空輸電線 上一頁 下一頁 返回 作用之二 實現(xiàn)信號的傳遞與處理 1 電路的作用 請欣賞例子 弱電電路的作用 各種檢測儀器 上一頁 下一頁 返回 2 電路的組成部分 電源 提供電能的裝置 負載 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 信號處理 放大 調(diào)諧 檢波等 負載 信號源 提供信息 2 電路的組成部分 電源或信號源的電壓或電流稱為激勵 它推動電路工作 由激勵所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應 電源 負載和中間環(huán)節(jié) 電路的組成是什么 最簡單電路的組成 返回 下一頁 上一頁 下一節(jié) 簡單照明電路 1 2電路模型 本節(jié)要求 了解幾種理想電路元件 了解實際電路的建模思想 電路模型 實際電路的數(shù)學模型 如何建模 由理想元件的串 并聯(lián)組成 近似地描述實際電路的電氣特性 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 機械能等 符號 電感元件 描述存貯磁場能的特性 符號 L R 電容元件 描述存貯電場能量的特性 符號 理想電壓源 描述提供一定的電壓的特性 符號 理想電流源 描述提供一定的電流的特性 符號 還有許多其它的理想元件 以后慢慢學吧 建模思想是科研中一種很重要的思維方法 請欣賞實際電路建模例 手電筒電路模型 a 實際電路 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 實際電路 b 電路模型 b 信號源 晶體管 電池 忽略內(nèi)阻 變壓器 揚聲器 電阻器 根據(jù)實際電路的不同工作條件以及對模型精確度的不同要求 應當用不同的電路模型描述同一實際電路 現(xiàn)在以線圈為例加以說明 線圈的幾種電路模型 a 線圈的圖形符號 b 線圈通過低頻交流的模型 c 線圈通過高頻交流的模型 記住啰 很有用啰 線圈內(nèi)阻 存貯磁場能 匝間電容效應 鄭重聲明 本課程介紹電路模型 簡稱電路 的分析計算 請欣賞一些元器件實物 低頻信號發(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際方向關系 本節(jié)很重要 別打瞌睡啰 電路中對基本物理量規(guī)定的方向 1 電路基本物理量的實際方向 2 參考方向的表示方法 電流 電壓 1 參考方向 在分析與計算電路時 對電壓 電流任意假定的方向 2 電路基本物理量的參考方向 實際方向與參考方向一致 電流 或電壓 值為正值 實際方向與參考方向相反 電流 或電壓 值為負值 3 實際方向與參考方向的關系 務必集中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 則電壓的實際方向從a指向b 若U 5V 則電壓的實際方向從b指向a 每個二端元件 電壓 電流的參考方向應如何取 理論上 愛咋樣取 就咋樣取 不過 有大家習慣的取法 FOLLOWME 對于二端元件而言 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 習慣的取法 取關聯(lián)參考方向 技巧 求解電路時 若事先并不知某元件上電流 電壓的實際方向時 就取參考方向 通過計算結(jié)果就知啦 你知嗎 1 4歐姆定律 本節(jié)的要求 復習歐姆定律內(nèi)容 注意歐姆定律的公式表達 歐姆定律 流過電阻元件的電流與其兩端的電壓成正比 與其阻值成反比 初中就學過啦 不必啰嗦了 U I參考方向相同時 U I參考方向相反時 表達式中有兩套正負號 式前的正負號由U I參考方向的關系確定 U I值本身的正負則說明實際方向與參考方向之間的關系 通常取U I參考方向相同 U IR U IR 公式表達 請集中3分鐘精神 解 對圖 a 有 U IR 例 應用歐姆定律對下圖電路列出式子 并求電阻R 對圖 b 有 U IR 二端元件或單口網(wǎng)絡端電壓與電流的關系稱為伏安特性 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原點的直線 1 5電源有載工作 開路與短路 本節(jié)的要求 了解電源的有載工作 開路與短路狀態(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) 開關閉合 接通電源與負載 負載端電壓 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 I U U E IR0 當R0 R時 則U E 表明當負載變化時 電源的端電壓變化不大 即帶負載能力強 電源端電壓的特征 UI EI I Ro P PE P 負載取用功率 電源產(chǎn)生功率 內(nèi)阻消耗功率 負載大小的概念 負載增加指負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 負載并聯(lián)也 電源與負載的判別 根據(jù)U I的實際方向判別 電源 U I實際方向相反 即電流從 端流出 發(fā)出功率 負載 U I實際方向相同 即電流從 端流出 吸收功率 請集中4分鐘的精神 I R US U I 都是實際方向 由此可得 電源與負載的判別 U I參考方向不同 P UI 0 電源 P UI 0 負載 U I參考方向相同 P UI 0 負載 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 整個電路吸收的功率為 解 各二端元件吸收的功率為 電氣設備的額定值 額定值 電氣設備在正常運行時的規(guī)定使用值 電氣設備的三種運行狀態(tài) 欠載 輕載 I IN P PN 不經(jīng)濟 過載 超載 I IN P PN 設備易損壞 額定工作狀態(tài) I IN P PN 經(jīng)濟合理安全可靠 特征 狀態(tài) 開關斷開 2 電源開路 I 0 電源端電壓 開路電壓 U U0 E P PE P 0 開路處的電流等于零 I 0 開路處的電壓U視電路情況而定 電路中某處斷開時的特征 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KCL KVL方程 本節(jié)是本章的重點 支路 電路中的每一個分支 一條支路流過同一個電流 稱為支路電流 結(jié)點 三條或三條以上支路的聯(lián)接點 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 介紹幾個名詞 支路 ab bc ca 共6條 下面可是一個很好的例子 莫錯過啰 幾條支路 幾個結(jié)點 結(jié)點 a b c d 共4個 回路 abda abca adbca 共7個 網(wǎng)孔 abd abc bcd 共3個 幾個回路 幾個回路 數(shù)一數(shù)圖示電路的支路 結(jié)點 回路和網(wǎng)孔數(shù) 重點開始啦 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 流進任一結(jié)點的電流等于流出該結(jié)點的電流 一般地 0 例 對于結(jié)點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 或流出 任一結(jié)點的電流代數(shù)和為零 一般地 流進結(jié)點 流出結(jié)點 均為 參考方向 1 基爾霍夫電流定律 KCL KCL的實質(zhì) 電流連續(xù)性的體現(xiàn) KCL 約束了電路中任一結(jié)點各支路間的電流 電流定律可以推廣應用于包圍部分電路的任一假設的閉合面 KCL的推廣應用 I 例 廣義結(jié)點 I 0 IA IB IC 0 這些電流 有的為正 有的為負 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 從回路中任一點出發(fā) 沿回路繞行一周 則在這個方向上電位升之和等于電位降之和 對回路1 對回路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 開口電壓可按回路處理 對回路1 KCL的推廣應用 本重點講解大約需要0 9分鐘 堅持就是勝利 重點結(jié)束啦 各位辛苦了 你現(xiàn)在打瞌睡 我沒意見啦 請欣賞例題 例1 對網(wǎng)孔abda 對網(wǎng)孔acba 對網(wǎng)孔bcdb R6 I6R6 I3R3 I1R1 0 I2R2 I4R4 I6R6 0 I4R4 I3R3 E 0 對回路adbca 沿逆時針方向循行 I1R1 I3R3 I4R4 I2R2 0 應用 U 0列方程 對回路cadc 沿逆時針方向循行 I2R2 I1R1 E 0 例2 如對圖示電路的三個回路 沿順時針方向繞行回路一周 寫出的KVL方程 1 2 3 1 7電路中電位的概念及計算 本節(jié)的要求 熟悉電位的概念 會進行電位計算 熟悉電位的特點 熟悉電路的簡化畫法 電位 電路中某點至參考點的電壓 記為 VX 通常設參考點的電位為零 1 電位的概念 某點電位為正 說明該點電位比參考點高 某點電位為負 說明該點電位比參考點低 電壓與電位的關系 a b之間的電壓 a點電位 b點電位 你們的師兄 師姐經(jīng)常在此犯錯誤 注意 說某點電位的大小 一定要指明參考點 某點有電位 但一點沒有電壓 兩點之間才有電壓 你可記住了 電位的計算步驟 1 任選電路中某一點為參考點 設其電位為零 2 標出各電流 電壓參考方向并計算 3 計算各點至參考點間的電壓即為各點的電位 請欣賞例子 并注意歸納總結(jié) 下面的重點內(nèi)容講解大約需要3分鐘 例1 求圖示電路中各點的電位 Va Vb Vc Vd 解 設a為參考點 即Va 0V Vb Uba 10 6 60VVc Uca 4 20 80VVd Uda 6 5 30V 設b為參考點 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 從上述計算 你能歸納出出什么結(jié)論 1 電位值是相對的 和參考點有關 參考點選取的不同 電路中各點的電位也將隨之改變 2 電路中兩點間的電壓值是固定的 和參考點無關 不會因參考點的不同而變 結(jié)論 你也歸納出了上述的結(jié)論嗎 3 電路中兩點間的電壓值是固定的 和計算路徑無關 電路的簡化畫法 省略電源 交代電位 例2 圖示電路 計算開關S斷開和閉合時A點的電位VA 解 1 當開關S斷開時 如圖 a 2 當開關閉合時 電路如圖 b 電流