電工電子技術(shù)：第01講 第一章 電路和電路元件

1、電工電子技術(shù) 前 言一.學(xué)習(xí)“電工電子技術(shù)”的目的 1.科技發(fā)展的需要 以電工電子技術(shù)為支撐的五個(gè)系統(tǒng)1) 通信系統(tǒng) 2) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3) 檢測與控制系統(tǒng) 4) 電力系統(tǒng)5) 信號(hào)處理系統(tǒng)2. 人才市場的需求：系統(tǒng)型、跨專業(yè)復(fù)合型人才需求擴(kuò)大。二. 學(xué)習(xí)方法1.大學(xué)學(xué)習(xí)的三個(gè)階段：基礎(chǔ)教學(xué)、專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)、 專業(yè)教學(xué) 學(xué)習(xí)方法上：應(yīng)試學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)，到自主學(xué)習(xí)， 到研究性學(xué)習(xí)與創(chuàng)新；理論聯(lián)系實(shí)際2.電工電子技術(shù)課程具有綜述的特點(diǎn)，內(nèi)容范圍廣，概念多，知識(shí)點(diǎn)多；實(shí)踐性強(qiáng)，具有一定的工程性；學(xué)時(shí)緊張，要求按時(shí)做作業(yè)，多練習(xí)，及時(shí)復(fù)習(xí)。電工電子技術(shù)電工技術(shù)電子技術(shù)電路分析基礎(chǔ)電機(jī)及其控制模擬電子技術(shù)數(shù)

2、字電子技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用EDA、嵌入式系統(tǒng)等后續(xù)課程第一章 電路和電路元件11 電路和電路的基本物理量一、 電路 電路是電流的通路，它是人們?yōu)榱四撤N需要，把一些電工、電子器件或設(shè)備按照一定的方式組合而成的 。電路的組成：電源、負(fù)載、開關(guān)和導(dǎo)線等。電路示例電源 發(fā)電機(jī)、變壓器、蓄電池、干電池、穩(wěn)壓電源、電源模塊、信號(hào)發(fā)生器等等負(fù)載 實(shí)際的負(fù)載包括電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)工具和家用電器等等。電動(dòng)機(jī)手電鉆吸塵器電路的作用1. 能量轉(zhuǎn)換及傳輸（強(qiáng)電）動(dòng)能熱能電能用戶光能熱能動(dòng)能發(fā)電機(jī)傳輸網(wǎng)燈、電爐電動(dòng)機(jī)2. 信號(hào)處理（弱電）tutu放大電路tutu整形電路tu變換電路tu二、電路模型電路模型

3、E+SIR實(shí)際電路電路模型的建立實(shí)際設(shè)備、器件 理想元件 電路符號(hào)提供電能的設(shè)備電源耗能元件電阻R存儲(chǔ)磁場能量元件電感L存儲(chǔ)電場能量元件電容C用理想元件符號(hào)畫出的電路叫電路模型。如：電磁線圈的電路模型為RL電阻、電感、電容為無源元件， 電壓源、電流源為有源元件。電壓源電流源i+-u三、電流和電壓的參考方向基本物理量W、kW、mWV、kV、mV、VV、kV、mV、VA、mA、A(耗電或供電)電源力驅(qū)動(dòng)正電荷的方向（低電位 高電位）電位降的方向（高電位 低電位） 正電荷移動(dòng)的方向 高電位流向低電位P（平均）E（直流） e（交流）U（直流） u（交流）i（交流）I（直流）物理量單位方向功率電流電壓電

4、動(dòng)勢p (瞬時(shí)）1. 直流電路的參考方向I =1AU=5VI= 1AU= 5V 若：I0，則：參考方向與實(shí)際方向相同；I0，則：參考方向與實(shí)際方向相反。電壓U與電流I的情況相同。R2R110V55UIus+UR2R110V55Ius+IU2+U1+R1R2R3UI參考方向+正負(fù)實(shí)際方向（真實(shí)方向）UIUI參考方向2.交流電路的參考方向i=Imsint(A)ui參考方向+函數(shù)式瞬時(shí)正負(fù)ui 瞬時(shí)實(shí)際(真實(shí))方向ui關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向itRiuRiuRiu注意事項(xiàng)：4. u、i 的參考方向確定后，在分析電路時(shí)不可再更 改。1. 分析電路時(shí)，電路圖中一定要標(biāo)出電壓、電流的參考方向。2. 正方

5、向=參考方向?qū)嶋H方向 3. u、i 的正、負(fù)號(hào)表示的是方向，不是大小。例1解：假定I 的參考方向如圖所示。 則：（實(shí)際方向與參考方向相反?。?已知：E =2V, R =1問：當(dāng)Uab為1V時(shí)，I = ?URE IRabdUab=Uad+Udb=UR+EI=URR=UabERUab=1V I= = 1A121例2 假定U 、I 的參考方向如圖所示，若 I = -3A ，E =2V , R =1 Uab=？（實(shí)際方向與參考方向一致）解：URE IRabd=-(-3）1+2V = 5V四、電路的功率p=uiRu =2Vi =1Ap=21=2W 電阻消耗2W功率 p=22=4W 電源吸收4W功率 （負(fù)

6、載） p=22=4W i =2Au =2V+i =2A+u =2V電源釋放4W功率 （電源） 二者意義不同例i =1Au =7VPN1=7W PN2=7W 電路N1釋放能量為電源電路N2吸收能量為負(fù)載+-+-28ui5V15VN1N2功率的判斷（發(fā)出/消耗）含源網(wǎng)絡(luò) Niu1. u、i 為關(guān)聯(lián)參考方向： 若：p=ui 0，i 0;或u 0 ）正電荷都是從低電位流向高電位，需外力做功，網(wǎng)絡(luò)釋放能量，為電源。若：p=ui 0，（即u 0，i 0;或u 0，i 0 ）正電荷都是從高電位流向低電位，電場力做功，網(wǎng)絡(luò)吸收能量，為負(fù)載。2. u、i 為非關(guān)聯(lián)參考方向：若：p 0,電路釋放能量，為電源。1

7、2 電阻、電容、電感元件線性電路非線性電路組成電路的全部無源元件都是線性元件。組成電路的全部無源元件中有非線性元件。元件上u(t) 與i(t) 的關(guān)系滿足單一性和可疊加性。單一性：若u(t) 與i(t) 成比例；則Ku(t) 與Ki(t)成 比例。 R二極管iuiuD線性元件電阻可疊加性：若u1(t) 與i1(t) 成比例，若u2(t) 與i2(t) 成比例；則u1(t)+ u2(t) 與i1(t)+ i2(t)成比例。本課程主要介紹線性電路的理論和分析方法。u = i R 一、電阻u = i R p= ui = i 2 R=u 2R電阻元件約束方程RiuRiu幾種常見的電阻元件普通金屬膜電阻

8、繞線電阻電阻排熱敏電阻二、電容q = c ucC+qqu ci ci C= = CdqdtduCdt電容元件約束方程i ctu C0i C0p0正向充電uC0iC=0隔直作用p0反向充電p 0,u0, 或i 0,u0 ;電感吸收能量i 0, 或i 0,u0，即p0 ;電感釋放能量i =常數(shù)，u=0 ;電感相當(dāng)于短路Li ui u用 u L表示 i L電感儲(chǔ)存能量：WL= Li 2121Li L(t)=i L(0) + uLdt0t1Li L(t)=i L(t0) + uLdtt0t幾種常見的電感元件帶有磁心的電感陶瓷電感鐵氧體磁芯四、 電氣設(shè)備的額定值任何電氣設(shè)備的電壓、電流和功率都有一定的限額額定