電工基礎ppt課件

.,電工基礎,.,第一章電路基礎知識,第二章直流電路,第三章電容器,第四章磁場與電磁感應,第五章單相交流電路,第六章三相交流電路,目錄,.,第一章電路基礎知識,1.1電流和電壓,.,高水位,水位差,水泵,水流,.,.,電動勢的單位：伏特(V)電動勢的實際方向：負極正極,電動勢,.,電動勢的大小在數(shù)值上等于電源兩端的開路電壓.,理想電壓源:E=U,如何測出電動勢的大小?,非理想電壓源:EU,A,O,E=UAO,.,1.2電阻R,1兆歐=103千歐=106歐姆1M=103K=106,對于一段材質(zhì)和粗細都均勻的導體來說，在一定溫度下：,.,1.3歐姆定律,U-(V)R-()I-(A),一、部分電路歐姆定律,.,二、全電路歐姆定律,I,R,.,電功率,1.4電工和電功率,電功,單位：焦耳千瓦時,單位：瓦特,.,第二章直流電路,.,2.1串聯(lián)電路,.,2.2并聯(lián)電路,.,2.3混聯(lián)電路,2.4直流電橋,.,簡單電路,復雜電路,2.5基爾霍夫定律,.,一、基爾霍夫第一定律,A,I2,I5,I4,.,I1+I3=I2+I4+I5,I流入=I流出,I1+(-I2)+I3+(-I4)+(-I5)=0,I=0,移項得,基爾霍夫電流定律僅僅適用于節(jié)點嗎？,.,基爾霍夫電流定律的推廣于任意假定的封閉面，將閉合面視為一個節(jié)點，稱為廣義節(jié)點,Ib+Ic=Ie,.,再來看一個電路：,I1,I2,I3,S,I1+I2=I3,.,i1+i2=i4+i6,i=0,i=0,基爾霍夫第一定律的推廣舉例：,.,（二）基爾霍夫第二定律（回路電壓定律）,內(nèi)容：對任一回路，沿任一方向繞行一周，各電源電動勢的代數(shù)和等于各電阻電壓降的代數(shù)和。EIR或EU,-E2,E1,=,IR1,+IR2,.,推廣：假想回路,A,B,R,E,UAB,E,=,I,IR,UAB,+,UAB,E,IR,=,.,在多個電源同時作用的線性電路中，任何支路的電流或任意兩點間的電壓，都是各個電源單獨作用時所得結(jié)果的代數(shù)和。,概念:,2.6疊加原理,（電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變）,.,+,疊加原理,“恒壓源不起作用”或“令其等于0”，即是將此恒壓源去掉，代之以導線連接。,.,用迭加原理求：I=?,I=2A,I=-1A,I=I+I=1A,“恒流源不起作用”或“令其等于0”，即是將此恒流源去掉，使電路開路。,.,應用疊加定理要注意的問題,1.疊加定理只適用于線性電路。,.,4.迭加原理只能用于電壓或電流的計算，不能用來求功率，即功率不能疊加。如：,I3,R3,.,2.7電壓源與電流源的等效變換,自學,2.8戴維南定理,如果一個復雜電路，只要求某一支路的電流，,可以先把待求支路移開，而把其余部分等效為一個電壓源,戴維南定理,.,對外電路來說，任何一個線性有源二端網(wǎng)絡，均可以用一個等效電壓源來等效代替，電壓源電動勢等于二端網(wǎng)絡的開路電壓UOC，其內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)絡內(nèi)所有電源不起作用時，網(wǎng)絡兩端的等效電阻Rab。,內(nèi)容：,“等效”是指對端口外等效，即R兩端的電壓和流過R的電流不變。,注意：,.,未知數(shù)：各支路電流,解題思路：根據(jù)基爾霍夫定律，列節(jié)點電流和回路電壓方程，然后聯(lián)立求解。,.,支路電流法小結(jié),解題步驟,結(jié)論與引申,1,2,對每一支路假設一未知電流,1.假設未知數(shù)時，正方向可任意選擇。,對每個節(jié)點有,1.未知數(shù)=B，,4,解聯(lián)立方程組,對每個回路有,根據(jù)未知數(shù)的正負決定電流的實際方向。,3,列電流方程：,列電壓方程：,2.原則上，有B個支路就設B個未知數(shù)。,（恒流源支路除外）,例外？,(N-1),2.獨立回路的選擇：,已有(N-1)個節(jié)點方程，,需補足B-（N-1）個方程。,一般按網(wǎng)孔選擇,.,支路電流法的優(yōu)缺點,優(yōu)點：支路電流法是電路分析中最基本的方法之一。只要根據(jù)基爾霍夫定律歐姆定律列方程，就能得出結(jié)果。,缺點：電路中支路數(shù)多時，所需方程的個數(shù)較多，求解不方便。,支路數(shù)B=4須列4個方程式,.,電工基礎,第二節(jié)磁場及電磁感應,.,4.1磁場,4.2磁場的主要物理量,.,(1)直線電流的磁場,【右手螺旋定則】,.,(2)、環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場,【右手螺旋定則】,.,(3)、通電線圈產(chǎn)生的磁場,【右手螺旋定則】,磁通,.,4.3磁場對電流的作用,.,1電磁力的大小,F=BI,磁場強弱,電流大小,有效長度,B-均勻磁場的磁感應強度(特斯拉T)I-導線中的電流強度(安)L-導線在磁場中的有效長度(米)F-導線受到的電磁力(牛),.,實驗還得出:當導體垂直與磁場方向放置時,受電磁力最大；當導體與磁場平行放置時,導線不受力；當導體與磁場方向夾角，導線受力大小介于0與最大值之間。,F=BIsin,.,內(nèi)容:伸出左手,拇指與其余四指垂直，磁力線垂直穿過掌心，四指指示電流方向，則拇指的指向就是通電導線受力的方向,i,F,2受力方向:電動機左手定則,.,.,例：試用左手定則解釋兩根平行載流直導線間的相互作用力。,結(jié)論：如果兩根載流導體電流方向相同，相互吸引，反之則排斥。,.,右手螺旋定則,左手定則,磁,動,電,生,N,S,總結(jié),.,磁化,互感,電？,渦流,自感,鉗表,.,鉗形電流表,.,磁滯損耗,.,.,二、電磁感應,變化的磁場在導體或線圈中產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象叫電磁感應現(xiàn)象。,動磁生電,.,自感,電流變化閉合斷開,.,內(nèi)容：線圈中產(chǎn)生感應電動勢的大小與磁通量變化率成正比。,1、法拉第電磁感應定律,.,2、楞次定律,判斷穿過線圈磁通變化產(chǎn)生感應電動勢及感應電流的方向.,俄國物理學家楞次經(jīng)過大量的實驗,于1834年發(fā)現(xiàn)的!,.,楞次定律內(nèi)容:,在線圈中產(chǎn)生的感應電動勢總是使它所產(chǎn)生的感應電流的磁通阻礙原有磁通的變化,.,感應電流磁通,感應電流的磁通阻礙原磁通的變化,原磁通增加,感應磁通與之方向相反,原磁通增加,.,原磁通減少,感應電流磁通,原磁通減少,感應磁通與之方向相同,感應電流的磁通阻礙原磁通的變化,.,判斷感應電動勢（感應電流）方向的具體方法：,1、先確定原磁通方向及其變化趨勢(是增加還是減少)；2、根據(jù)楞次定律確定感應磁通方向如果原磁通的趨勢是增加,則感應磁通與原有磁通方向相反；反之，原有磁通的變化趨勢是減少，則感應磁通與原有磁通方向相同。3、根據(jù)感應磁通方向，應用右手螺旋定則確定感應電流及感應電動勢方向。,+,-,注意：判斷時必須把產(chǎn)生感應電動勢的線圈或?qū)w看做是電源。,.,動磁生電,.,切割磁力線,磁通變化,動磁生電,旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機,.,切割磁力線,磁通變化,動磁生電,旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機,.,直導體中產(chǎn)生的感應電動勢的大小,e=Bsin,em=B,切割方向與磁力線的夾角,切割快慢,有效長度,磁場強弱,當=0時，導體運動方向與磁力線平行，則e=0當=90時，導體垂直于磁力線運動，則e=Blv(最大),.,導體切割磁力線產(chǎn)生的感應電動勢方向右手定則,e,i,+,-,內(nèi)容:伸出右手,拇指與其余四指垂直，磁力線垂直穿過掌心，拇指指示導體切割磁力線的方向，則其余四指的指向就是感應電動勢的方向,.,同名端,應用,.,感應電流是從3還是4流出？,電流從哪端流出來很重要嗎？,由同一電流感應的電動勢，極性始終保持一致的端子為同名端。,1和3稱為同名端,結(jié)論：電流從一個同名端流入，必定從另一個同名端流出。,.,表示方法：,.,.,渦流,應用,.,在交變磁場作用下，整塊鐵芯中產(chǎn)生的旋渦狀感應電流稱為渦流。,渦流的害處,鐵芯發(fā)熱,線圈絕緣,削弱原磁場,.,.,請觀看,.,請思考,.,電動機首尾端測試方法,.,.,.,.,4.8磁路,.,磁通(磁力線)集中通過的閉合路徑叫磁路。,一、磁路的概念,磁路按結(jié)構(gòu)分為：無分支磁路和有分支磁路,對稱分支磁路和不對稱有分支磁路,.,二、磁路的歐姆定律,1磁動勢即Fm=NI磁動勢Em的單位是安培(A)。,.,2磁阻磁通通過磁路時所受到的阻礙作用，用Rm表示。,注:由于磁導率不是常數(shù)，所以Rm也不是常數(shù)。,.,3磁路歐姆定律,(1)磁路歐姆定律通過磁路的磁通與磁動勢成正比，與磁阻成反比，即,上式與電路的歐姆定律相似，磁通對應于電流I，磁動勢Em對應于電動勢E，磁阻Rm對應于電阻R。因此，這一關系稱為磁路歐姆