電工基礎(chǔ)電子教案

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1、第一章電路的基本概念和基本定理第一節(jié)電路和電路模型目標(biāo)：掌握電路的作用和構(gòu)成及電路模型的概念。1-1手電筒電路電路和電路模型基本概念1.電路特點(diǎn)：電路設(shè)備通過各種連接所組成的系統(tǒng)，并提供了電流通過途徑。2.電路的作用：圖1-1電路模型(1)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和電能傳輸及分配。(2)信號(hào)處理和傳遞。3．電路模型：理想電路元件：突出實(shí)際電路元件的主要電磁性能，忽略次要因素的元件；把實(shí)際電路的本質(zhì)特征抽象出來所形成的理想化的電路。即為實(shí)際電路的電路模型；例圖1-1：最簡單的電路——手電筒電路4．電路的構(gòu)成：

2、電路是由某些電氣設(shè)備和元器件按一定方式連接組成。（1）電源：把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置及向電路提供能量的設(shè)備，如干電池、蓄電池、發(fā)電機(jī)等。（2）負(fù)載：把電能轉(zhuǎn)換成為其它能的裝置也就是用電器即各種用電設(shè)備，如電燈、電動(dòng)機(jī)、電熱器等。（3）導(dǎo)線：把電源和負(fù)載連接成閉合回路，常用的是銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線。（4）控制和保護(hù)裝置：用來控制電路的通斷、保護(hù)電路的安全，使電路能夠正常工作，如開關(guān)，熔斷器、繼電器等。第二節(jié)、電路的基本物理量目標(biāo)：掌握電路基本物理量的概念、定義及有關(guān)表達(dá)式；了解參考方向內(nèi)涵及各物理

3、量的度量及計(jì)算方法。重點(diǎn)：各物理量定義的深刻了解和記憶。一：電流、電壓及其參考方向1．電流(1)定義：帶電粒子的定向運(yùn)動(dòng)形成電流，單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量定義為電流強(qiáng)度。(2)電流單位：安培(A)，1A＝103mA＝10^6μA，1kA＝103A(3)電流方向：規(guī)定正電荷運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。電流的大小和方向不隨時(shí)間的變化而變化為直流電，用I表示，方向和大小隨時(shí)間的變化而變化為交流電，用i表示。任意假設(shè)的電流流向稱為電流的參考方向。（4）標(biāo)定：在連接導(dǎo)線上用箭頭表示，或用雙下標(biāo)表示。

4、約定：當(dāng)電流的參考方向與實(shí)際方向一致時(shí)i>0，當(dāng)電流的參考方向與實(shí)際方向相反時(shí)i<0，(5)電流的測量：利用安培表，安培表應(yīng)串聯(lián)在電路中，直流安培表有正負(fù)端子。2.電壓(1)定義：電場力把單位正電荷從電場中A點(diǎn)移到B點(diǎn)所做的功，稱其為A點(diǎn)到B點(diǎn)間的電壓。用uAB表示?；蛉我鈨牲c(diǎn)間的電位差稱為電壓。(2)電壓單位：伏特（V），1V＝103mV＝10^6μV，1kV＝103V(3)電壓方向：規(guī)定把電位降低的方向作為電壓的實(shí)際方向。電壓的方向不隨時(shí)間的變化而變化為直流電壓Uab，方向和大小都隨時(shí)間的變

5、化而變化為交流電壓uab。任意假設(shè)的電壓方向稱為電壓的參考方向。（4）標(biāo)定：可以采用以下幾種方式來表示參考方向，可以用“+”高電位端、“－”低電位端來表示；可以用雙下標(biāo)表示；可以用一個(gè)箭頭表示，當(dāng)參考方向與實(shí)際方向一致時(shí)U>0，當(dāng)參考方向與實(shí)際方向相反時(shí)U<0。（5）電壓的測量：利用伏特表，伏特表應(yīng)并聯(lián)在電路中，直流伏特表有正負(fù)端子。3.參考方向（1）定義：任意假設(shè)電壓、電流的方向稱為參考方向。參考方向可任意標(biāo)定，方向標(biāo)定后，電流、電壓、電動(dòng)勢之值可正可負(fù)；計(jì)算結(jié)果存在兩種情況：①“＋”說明參考

6、方向與真實(shí)方向相同；②“－”說明參考方向與真實(shí)方向相反。注意：①選定參考方向后，不再更改②計(jì)算結(jié)果的正、負(fù)只與圖中參考方向結(jié)合起來才有物理意義。（2）關(guān)聯(lián)參考方向：元件上電流和電壓的參考方向一致。在進(jìn)行功率計(jì)算時(shí)，P＝UI;非關(guān)聯(lián)參考方向：元件上電流和電壓的參考方向不一致。在進(jìn)行功率計(jì)算時(shí)，P＝-UI。如果假設(shè)U、I參考方向一致，則當(dāng)計(jì)算的P>0時(shí),則說明U、I的實(shí)際方向一致，此部分電路消耗電功率，為負(fù)載。當(dāng)計(jì)算的P<0時(shí),則說明U、I的實(shí)際方向相反，此部分電路發(fā)出電功率，為電源。所以，從P的+

7、或-可以區(qū)分器件的性質(zhì)，或是電源，或是負(fù)載。二：電位電位定義：正電荷在電路中某點(diǎn)所具有的能量與電荷所帶電量的比稱為該點(diǎn)的電位。電路中的電位是相對(duì)的，與參考點(diǎn)的選擇有關(guān)，某點(diǎn)的電位等于該點(diǎn)與參考點(diǎn)間的電壓。電路中a、b兩點(diǎn)間的電壓等于a、b兩點(diǎn)間的電位差。即Uab=Va-Vb。所以電壓是絕對(duì)的，其大小與參考點(diǎn)的選擇無關(guān)；但電位是相對(duì)的，其大小與參考點(diǎn)的選擇有關(guān)。三：電動(dòng)勢定義：電源力把單位正電荷從電源的負(fù)極移到正極所做的功，用e表示。電動(dòng)勢與電壓有相同的單位。按照定義，電動(dòng)勢e及其端紐間的電壓u的

8、參考方向選擇的相同，則e=-u;如選擇的相反，則e=u.四：功率與電能1.功率(1)定義:單位時(shí)間內(nèi)消耗電能即電場力在單位時(shí)間內(nèi)所做的功。dW=u(t)dq，dq=i(t)dt∴p(t)=u(t)i(t)(W)(2)功率單位：瓦特(W)(3)功率方向：提供、消耗（4）功率的測量：利用功率表。2.能量(1)定義：在t1時(shí)間內(nèi)，電路所消耗的電能。?(2)能量單位：焦耳(J)，電能的常用單位為度，１度＝１千瓦×１小時(shí)(3)能量方向：吸收、釋放功率例1-1：有一個(gè)電飯鍋，額定功率為1000W，每天使用2