电工基础教学教学教案

欢迎阅读第一章直流电路

第一节直流电路的基本概念

一、电路的组成：由电源、负载、开关和导线等按照一定的方式连接起来的闭合回路，称为电路。

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号I 表示

I = Q / t

式中I ——电流（A）；

Q ——电荷量（C）；

t ——时间（s）。

4、电流的测量：常用电流表。

注意：a、量称b、极性c、与被测电路串连。

例一、P4 如果3 s 内通过导体横截面的电量是12 C ，求通过导体的电流是多少？如果通过导体的电流是0.3 A，那么3s 内将有多少电量通过导体截面？

解：公式I=Q / t

3）、单位：伏特（V）

4）、测量：电压表

注意：a、并列在被测电路中b、极性c、量称

3、电动势（E）

1）、电动势：电源正负极间存在电位差，导线中便存在着电场，自由电子在电

场力的作用下，沿导线由负极移向正极，而电源力（非电场力）再把负电荷由正极送到负极，因而做功W’。

电动势E=W’/q q ——电荷量（C）

2）、方向：由电源的负极经由内电路指向电源的正极。

四、电阻

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全电路：由内电路和外电路组成的闭合回路的整体。

全电路欧姆定律：I = E / (R+r)

注意两种特殊状态：1、开路2、短路

第三节电阻的串联、并联和混联

一、电阻的串联

1、串联：各个电阻首尾相联，称为电阻的串联。

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2）、总电流：等于各个支路电流之和

3）、总电阻：总电阻的倒数等于各个电阻的倒数之和1/R= 1/R1+1/R2

4）、每一个电阻上流过的电流和电阻成反比

3、应用：1）、可获得小电阻（总电阻小于任何一个并联电阻）

2）、电压相同的负载并列使用，互不影响

3）、扩大电流表的量程

三、电阻的混联：既有串联又有并联的连接方式叫做混联。

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1KW.h = 3.6 X 106 J

二、电功率

1、电功率：电场力在单位时间内所做的功

2、大小：P=w/t=u i

P——电功率，瓦特w 。

3、单位：W、KW

注意：电器上通常标注的功率和电压，即为设备的额定功率和额定电压。

三、焦耳—楞次定律

电流通过导体会发热，Q=I2Rt

例17 例18

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1

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C1C2

2）、串联的特点：a、每个电容器上的电荷量都相等，等于等效电容上的电荷量，Q1 = Q 2 = Q

b、总电压等于各个电容上的电压之和。

U=U1+U2

3）、等效电容：经过推导知：总电容的倒数等于各个电容的倒数和。1/C=1/C1+1/C2 2、电容器的并联

1）、并联：多个电容器首首相联，尾尾相联。

2）

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1、通电直导线的磁场

是以通电直导线为中心的一组同心圆，方向满足右手螺旋定则，四个弯曲手指

I

例：P51 学员判断

2、通电线圈的磁场

右手螺旋定则同时适合螺线管线圈，四个弯曲手指为电流的方向，大拇指方向线圈磁场的N极。

i

例：P51 学员判断

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1)

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2、磁通

磁通（Ф）：磁感应强度B 与垂直与磁场方向的面积S的乘积。

Ф=B×S

B=Ф/S

磁感应强度B（磁密）：单位面积上磁力线条数。

3、磁场强度（H）：用来确定磁场和电流间关系的物理量。

大小：H=IN/L

1）、磁导率：表示磁场中媒介质的导磁性能的物理量。

2）、真空的磁导率为ц0=4π×10-7亨利/米（H/M）

3）、相对磁导率：任一媒介质磁导率ц与真空磁导率ц0的比值。

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（B

原因：铁磁性物质有许多磁畴组成，每一个磁畴相当于一个小磁铁。

在外磁场作用下，磁场会沿着磁场方向取向排列，形成附加磁场从而磁场显着增强

有些铁磁性物质，在去掉外磁场后，磁畴的一部分或大部分仍保持取向一致，对外仍是显磁性，从而形成了永久性磁铁。

应用：广泛使用在电子和电气设备中，如使变压器，电机在同容量下体积小，重量轻。

1、磁化曲线：为了具体分析研究某种材料的导磁性能，用实验的方法测试磁感应强度B和磁场强度H的关系曲线。

2、磁滞回线：铁质性物质经过多次磁化，退磁的循环，得到一个封闭对称于原

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1

2）、结果：通电导体在磁场中受力

3）、力的方向：左手定则

．．．．；力的大小：F=IBL (条件：电流与磁场垂直) 4）、例：P66 图2—20

2、磁场对载流线圈的作用

1）、大小：F=IBS (条件：S平面与B间的夹角为零)

2）、方向：由右手螺旋定则确定。

3）、应用：电机及各种仪表的工作原理。

二、通电导体间的相互作用

两根并行的通电导体，那么一根导体就处在另一根导体的磁场中，电流在磁场中受力，因此，两导体间相互作用。

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电流。

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2、感生电动势的大小：e=BLVSinαα—运动方向和B的夹角

三、线圈磁通变化产生感应电动势

1、楞次定律：当闭合回路中磁通量发生变化时，在回路中就有感生电动势产生。线圈中感应电流的方向，总是使它产生的磁场阻碍闭合回路中原来磁通量的变化，这个规律，称为楞次定律。

方向：由右手定则确定。

大小：e = -N dΦ/dt

具体：1）、判断回路原磁场的方向和变化趋势。

2）、感生电流的方向总是阻碍原磁通的变化。

2、法拉第电磁感应定律

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线圈1的电流i1在线圈2中产生的感生电动势为e12 = - M12 di2 / dt 线圈2的电流i2在线圈1中产生的感生电动势为e21= - M21 di1 / dt 因M12 =M21 所以e12 = - M di2 / dt

e21= - M di1 / dt

2、互感电动势的方向

与磁通的变化及线圈的绕向有关。在制造时，用符号“。”来表示线圈的绕向。这

1）1、4、5为同名端。

可见：线圈只要

2、正弦量的三要素：

正弦交流电的表达式为u=U m Sin（ωt+φi）

i= I m Sin（ωt+φu）

1）、最大值（振幅）U m、I m：正弦交流电上下变化的幅度，即可能达到的最大值。

2）频率f ：正弦交流电每秒钟变化的次数。

角频率ω反应了相位角变化的快慢。

ω=2π/T=2πf (rad/s)

f =ω/2π（Hz）

周期：正弦交流电每变化一次所需要的时间，T= 1/ f (s) 3

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1

2)

3

i= 30Sin（ωt+30o）

U

I

四、电阻、电感和电容在交、直流电路中的作用

1、电阻在交、直流电路中的作用

（电阻在直流电路中的作用已经讲过）

i R

若i= I m i m Sin（ωt+φi）

Um= RI m

电阻元件其电压和电流是同相位的

2

由

3

由

电流等于电压与角频率和电容系数的乘积；电压的相角滞后电流相角90度

4、电阻、电感串联在交流电路中的作用

1）、电压间的关系

阻抗角的大小为φ=arctyωL/R

串联电路的电压相量图为

U

U L

U R

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e B =E m Sin（ωt-120o）

e C =E m Sin（ωt+120o）

2)、相量图：E C

E A

E B

二．三相电源和负载的的联接方式

1．星形连接

1）、星形连接：将发电机三相绕组的末端连接在一起，由另外三个端子引出三根端线的接线方式，称为星接。

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第一节晶体二极管

一、半导体的基础知识

1、本征半导体：纯净的半导体

半导体二极管

构成：由两个PN结加上引出线和管壳制成，有两个极，一个正极（也叫阳极，

由P端引出），一个负极（也叫阴极，由N端引出）。

分类：根据内部结够的不同，分为点接触型（用于开关管）和面接触型（用于整流）。

2、特点：

利用二极管的单向导电性

1）、单相半波整流电路

2）、单向全波整流电路

3）

最大反向截止电压为

3、滤波电路

作用：整流输出电压为脉冲电压，含有较大的交流成分，为得到平滑的直流电压和直流电流，须采用滤波电路。

常用的滤波电路有；电容滤波电路，电感滤波电路极其组合滤波电路。

三极管略