电工电子学(全).ppt
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电工电子技术全套PPT课件
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技能培训和考核标准
培训内容
包括电工电子技术基础知识、实验操作规范、仪器仪表使用等。
培训方式
采用理论授课与实验操作相结合的方式，注重实践能力的培养。
考核标准
要求学员能够熟练掌握实验操作技能，独立完成实验任务，并具备一定的分析问题和解决 问题的能力。同时，还需遵守实验室规章制度，确保实验安全。
稳压电路
保持输出电压稳定，常 用串联型稳压电路和开 关型稳压电路。
逆变器和斩波器工作原理
逆变器
将直流电转换为交流电，常用PWM控制技术实现输出电压和 频率的调节。
斩波器
将直流电转换为另一电压等级的直流电，通过控制开关管的 通断时间实现输出电压的调节。
变频器调速系统应用
变频器
将固定频率的交流电转换为可调频率的交流电，实现对电 机的无级调速。
同步发电机基本结构
介绍定子、转子和励磁系统等部分，以及各部分在发电机运行中 的作用。
同步发电机工作原理
阐述电磁感应定律和同步转速概念，以及发电机在空载和负载状态 下的工作原理。
同步发电机并网运行条件
分析并网前电压、频率和相位等参数的调整方法，以及并网后功率 和电流的分配原则。
拖动系统稳定性和调速方法
原理
基于晶体管的开关特性实现逻辑运算。
应用
用于组合逻辑电路的设计和实现，如编码器、译 码器、数据选择器等。
组合逻辑设计方法
组合逻辑电路
由逻辑门电路组成的，无记忆功能的电路。
设计方法
根据实际需求，选择合适的逻辑门电路进行组合，实现特定的逻 辑功能。
设计步骤
分析需求、列写真值表、化简逻辑表达式、画出逻辑电路图、验 证设计结果等。
03
《电工电子学全》课件
钳形电流表
用于观察信号波形，使用时应正确连接信号源和示波器，调整合适的参数以获得清晰的波形。
示波器
为电路提供稳定的直流或交流电源，使用时应确保电源电压与设备要求相符。
电源
感谢您的观看
电路分析
介绍电磁场的产生、传播及电磁感应的基本原理。
讲解电磁波的传播特性、应用及电磁辐射对人体的影响。
电磁波
电磁场
电子技术
介绍电子器件的特性、电路设计及电子技术的应用。
微电子技术
讲解集成电路的基本原理、制造工艺及微电子技术的应用和发展趋势。
03
电路分析方法
基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。
太阳能发电
利用太阳能电池板将太阳能转化为电能，实现清洁能源的利用。
水力发电
利用水流的力量转动水轮机，从而驱动发电机发电。06Biblioteka 电工电子学实验与实践A
B
C
D
用于测量电压、电流和电阻等电气参数，使用时应选择合适的量程，注意红黑表笔的正确连接。
万用表
用于测量交流电流，使用时应保持钳口清洁，避免在带电状态下测量。
总结词：电工电子学在现代社会中发挥着至关重要的作用，是推动经济发展和科技进步的重要力量。
总结词：电工电子学经历了从传统电工到现代电工的演变，未来将朝着智能化、绿色化、微型化的方向发展。
02
电工电子学基础知识
介绍电阻、电容、电感等基本电路元件的原理、特性及用途。
电路元件
讲解欧姆定律、基尔霍夫定律等基本电路分析方法，培养学生对电路的分析能力。
05
安全用电与节能环保
安全电压是指在特定条件下，不会对人体造成伤害的电压。
安全电压
将电气设备的外壳与大地相连，以降低触电风险。
用于观察信号波形，使用时应正确连接信号源和示波器，调整合适的参数以获得清晰的波形。
示波器
为电路提供稳定的直流或交流电源，使用时应确保电源电压与设备要求相符。
电源
感谢您的观看
电路分析
介绍电磁场的产生、传播及电磁感应的基本原理。
讲解电磁波的传播特性、应用及电磁辐射对人体的影响。
电磁波
电磁场
电子技术
介绍电子器件的特性、电路设计及电子技术的应用。
微电子技术
讲解集成电路的基本原理、制造工艺及微电子技术的应用和发展趋势。
03
电路分析方法
基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。
太阳能发电
利用太阳能电池板将太阳能转化为电能，实现清洁能源的利用。
水力发电
利用水流的力量转动水轮机，从而驱动发电机发电。06Biblioteka 电工电子学实验与实践A
B
C
D
用于测量电压、电流和电阻等电气参数，使用时应选择合适的量程，注意红黑表笔的正确连接。
万用表
用于测量交流电流，使用时应保持钳口清洁，避免在带电状态下测量。
总结词：电工电子学在现代社会中发挥着至关重要的作用，是推动经济发展和科技进步的重要力量。
总结词：电工电子学经历了从传统电工到现代电工的演变，未来将朝着智能化、绿色化、微型化的方向发展。
02
电工电子学基础知识
介绍电阻、电容、电感等基本电路元件的原理、特性及用途。
电路元件
讲解欧姆定律、基尔霍夫定律等基本电路分析方法，培养学生对电路的分析能力。
05
安全用电与节能环保
安全电压是指在特定条件下，不会对人体造成伤害的电压。
安全电压
将电气设备的外壳与大地相连，以降低触电风险。
电工电子技术全套课件(完整版)
基础性实验项目
电阻、电容、电感等元件的识别与测量
01
学习识别不同类型的电子元件，掌握使用万用表等基
本工具进行测量。
电路基本定律的验证
02 通过实验验证欧姆定律、基尔霍夫定律等电路基本定
律，加深对理论知识的理解。
常用电子仪器的使用
03
学习示波器、信号发生器、频谱分析仪等常用电子仪
器的使用方法，培养实验技能。
半导体器件工作原理
详细阐述二极管、三极管等半导体器件的工作原理、特性曲线以及 主要参数。
放大电路基础
介绍放大电路的基本概念、性能指标以及放大电路的分类和工作原 理。
集成运算放大器及其应用
集成运算放大器基础知识
介绍集成运算放大器的概念、特点、主要参数以及分类。
集成运算放大器的应用
详细阐述集成运算放大器在信号放大、信号处理、信号变换等方面的应用，包括加法器、 减法器、积分器、微分器等电路。
3
信号产生与处理电路的应用
介绍信号产生与处理电路在通信、自动控制、测 量等领域的应用，如调制与解调电路、开关电源 电路等。ຫໍສະໝຸດ 05电力电子技术及应用
电力电子器件及其特性
01
02
03
04
05
晶闸管（SCR）
可关断晶闸管（ GTO）
电力晶体管（ GTR）
电力场效应管（ 绝缘栅双极型晶
MOSF…
体管（I…
。
电路基本组成
电源、负载、导线等电 路基本组成元素及其作
用。
欧姆定律
电流、电压、电阻之间 的关系及其物理意义。
基尔霍夫定律
电路中的电流和电压的 约束关系及其应用。
电子技术基本概念与器件
01
电工电子学(全)ppt课件
第一章 电路和电路元件
上海大学 自动化系 林小玲
最新版整理ppt
1
第一章 电路和电路元件
§1.1 电路和电路基本物理量
§1.1.1 电路与电路模型
§1.1.2 电压、电流及其参考方向
§1.1.3 电路的功率和能量
§1.2 无源电路元件
§1.2.1 电阻元件
§1.2.2 电容元件
§1.2.3 电感元件 §1.3 独立电源元件
无源元件
• 电气设备
不对应!
基本模型
(多种物理现象) 对应!
基本模型的组合
• 实际电路 理论分析 +测最新量版整理p模pt 型化
8
由实际电路元件组成的电路称为电路实体。
可将电路实体中各个实际的电路元件都用 表征其物理性质的理想电路元件代替。
用理想电路元件组合成的电路称为电路实 体的电路模型。
最新版整理ppt
信号 源
非 电 信 号
电 信 号
放大器
中间环节
电信号转换、放 大，传递给扬声 器
最新版整理ppt
功率低 (10-3w)
负载
电
非
信
电
号
信
号
7
二、电路模型
?
实际电气设备 如何对应
电路模型
• 元器件工作物理过程
电能
非电能 表示耗能
R
电能 电能 非电能
电场能 磁场能
电能
表示建立电场 表示建立磁场
有源元件
C L
14
电路模型近似地描述实际电路的电气特性。根据实际 电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要求，应当 用不同的电路模型模拟同一实际电路。现在以线圈为例加 以说明。
上海大学 自动化系 林小玲
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1
第一章 电路和电路元件
§1.1 电路和电路基本物理量
§1.1.1 电路与电路模型
§1.1.2 电压、电流及其参考方向
§1.1.3 电路的功率和能量
§1.2 无源电路元件
§1.2.1 电阻元件
§1.2.2 电容元件
§1.2.3 电感元件 §1.3 独立电源元件
无源元件
• 电气设备
不对应!
基本模型
(多种物理现象) 对应!
基本模型的组合
• 实际电路 理论分析 +测最新量版整理p模pt 型化
8
由实际电路元件组成的电路称为电路实体。
可将电路实体中各个实际的电路元件都用 表征其物理性质的理想电路元件代替。
用理想电路元件组合成的电路称为电路实 体的电路模型。
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信号 源
非 电 信 号
电 信 号
放大器
中间环节
电信号转换、放 大，传递给扬声 器
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功率低 (10-3w)
负载
电
非
信
电
号
信
号
7
二、电路模型
?
实际电气设备 如何对应
电路模型
• 元器件工作物理过程
电能
非电能 表示耗能
R
电能 电能 非电能
电场能 磁场能
电能
表示建立电场 表示建立磁场
有源元件
C L
14
电路模型近似地描述实际电路的电气特性。根据实际 电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要求，应当 用不同的电路模型模拟同一实际电路。现在以线圈为例加 以说明。
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电气安全
图２.３ 阀形避雷器结构示意图 1—瓷套；2—火花间隙；3—电阻阀片；4—抱箍；5—接线鼻
4. 雷雨天气时注意事项
电气安全
第二节 电气安全技术知识 一、保护接地 将电气设备在正常情况下不带电的金属外壳或构 架，与大地之间做良好的接地金属连接。保护接地适 用于电源中性线不直接接地的电气设备。采用了保护 接地措施后，即使偶然触及漏电的电气设备也能避免 触电。如图2.4（a）所示为没有保护接地，若电动机 绝缘损坏使一相与外壳相连而漏电时，外壳带电，当 人体接触带电外壳时，电流经人体、大地和另二根相 线的分布电容形成闭合回路，就会产生触电事故。
电气安全
第二章 电气安全 第一节 电气防火、防爆、防雷常识 第二节 电气安全技术知识 第三节 安全色与安全标志 第四节 电工职业素养
电气安全
第一节 电气防火、防爆、防雷常识 一、电气防火 1. 电气火灾产生的原因 2. 电气火灾的预防和紧急处理 (1)预防方法。 (2)电气火灾的紧急处理。 常用的电气灭火器的主要性能及使用方法如表2.1所示。
安全用电常识
（a）
(b)
(c)
图1.1 单相触电
2.两相触电
指人体不同部位同时触及两相带电体，称为两相 触电，如图1.2所示。
图1.2 两相触电
安全用电常识
3.接触电压、跨步电压触电 这也是危险性较大的一种触电方式。当外壳接地 的电气设备绝缘损坏而使外壳带电，或导线断落发生 单相接地故障时，电流由设备外壳经接地线、接地体 (或由断落导线经接地点)流入大地，向四周扩散，在 导线接地点及周围形成强电场。其电位分布以接地点 为圆心向周围扩散，一般距接地体20m远处电位为零。 这时，人站在地上触及设备外壳，就会承受一定的电 压，称为接触电压。如果人站在设备附近地面上，两 脚之间也会承受一定的电压，称为跨步电压，如图 1.3所示。
电工电子学PPT
（2）特性曲线与符号
u Us
O
i
us +－
Us +－
b 理想电流源
（1）伏安关系
i=iS
流过电流为is，与电源两 端电压无关，由电源本身 确定，电压任意，由外电 路确定。
（2）特性曲线与符号
i Is
O
u
is
1.3 实际电源模型及其等效变换
U Us
0 Is I
(a)实际电源的伏安特性
I
电工电子学
第1章 电路和电路元件 第2章 电路分析基础 第3章 分立元件基本电路 第4章 数字集成电路新
第1章 电路和电路元件
1.1 电路基本物理量
为了某种需要而由电源、导线、开关和负载按一定方式 组合起来的电流的通路称为电路。
电路的主要功能：
进行能量的转换、传输和分配（强电） 实现信号的传递、存储和处理（弱电）
I+
Is
Ro
U
－ (b)电流源并联内阻的模型
同一个实际电源的两种模型对外电路等效，等效条
件为：
U s Is Ro
或
Is
Us Ro
且两种电源模型的内阻相等
例：用电源模型等效变换的方法求图（a）电路的电流 i1和i2。
解：将原电路变换为图（c）电路，由此可得：
i2
i1
5Ω
2A 10Ω +
5V
－
i2
功率：
u =Ri 非关联方向时：
p ui Ri2 u2 R
u =－Ri
标准阻值、允许偏差、额定功率
b．电感元件
电感元件是一种能够贮存磁场能量的元件，是实际电感
器的理想化模型。
伏安关系：
电工学完整版全套PPT电子课件
传递函数
描述系统动态特性的数学模型，表示系统输出量与输入量之间关系 的函数。
稳定性分析
判断系统是否稳定，以及稳定程度的方法。包括时域分析法、频域 分析法等。
经典控制理论的应用
在航空航天、机械制造等领域有广泛应用，如飞行器的自动驾驶仪、 机床的数控系统等。
现代控制理论简介（状态空间法、最优控制等）
状态空间法
研究电磁现象在工程中应用的技 术科学。
研究对象
电磁现象及其在工程中的应用， 包括电路、电机、电器、电力电 子、自动控制等领域。
电力系统基本概念
1 2
电力系统的组成
包括发电、输电、变电、配电和用电等环节。
电力系统中的电压等级
根据电力设备的额定电压，将电力系统划分为不 同的电压等级，如低压、中压、高压等。
单相半桥、单相全桥、三相半桥、三 相全桥等。
逆变电路应用
交流电机调速、不间断电源（UPS） 、太阳能发电等。
斩波和交流调压技术
斩波技术
斩波电路类型
将直流电转换为另一固定或可调的直流电 ，通过控制开关器件的通断时间实现电压 调节。
降压斩波、升压斩波、升降压斩波、Cuk斩 波等。
交流调压技术
交流调压电路类型
同步发电机结构和工作原理
同步发电机结构
主要由定子、转子、励磁系统、 冷却系统等部件组成。
工作原理
基于电磁感应原理，当原动机拖动 转子旋转时，励磁电流在定子绕组 中产生感应电势，进而输出交流电 能。
同步发电机应用
作为电力系统的重要组成部分，同 步发电机用于将机械能转换为电能 ，供应给各种用电设备。
特种电机简介
电工学完整版全套PPT电子 课件
contents
目录
描述系统动态特性的数学模型，表示系统输出量与输入量之间关系 的函数。
稳定性分析
判断系统是否稳定，以及稳定程度的方法。包括时域分析法、频域 分析法等。
经典控制理论的应用
在航空航天、机械制造等领域有广泛应用，如飞行器的自动驾驶仪、 机床的数控系统等。
现代控制理论简介（状态空间法、最优控制等）
状态空间法
研究电磁现象在工程中应用的技 术科学。
研究对象
电磁现象及其在工程中的应用， 包括电路、电机、电器、电力电 子、自动控制等领域。
电力系统基本概念
1 2
电力系统的组成
包括发电、输电、变电、配电和用电等环节。
电力系统中的电压等级
根据电力设备的额定电压，将电力系统划分为不 同的电压等级，如低压、中压、高压等。
单相半桥、单相全桥、三相半桥、三 相全桥等。
逆变电路应用
交流电机调速、不间断电源（UPS） 、太阳能发电等。
斩波和交流调压技术
斩波技术
斩波电路类型
将直流电转换为另一固定或可调的直流电 ，通过控制开关器件的通断时间实现电压 调节。
降压斩波、升压斩波、升降压斩波、Cuk斩 波等。
交流调压技术
交流调压电路类型
同步发电机结构和工作原理
同步发电机结构
主要由定子、转子、励磁系统、 冷却系统等部件组成。
工作原理
基于电磁感应原理，当原动机拖动 转子旋转时，励磁电流在定子绕组 中产生感应电势，进而输出交流电 能。
同步发电机应用
作为电力系统的重要组成部分，同 步发电机用于将机械能转换为电能 ，供应给各种用电设备。
特种电机简介
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目录
电工电子学完整ppt课件
在线性电路分析中人们主要关心的物理量是电流、电压和功率
1. 电流（Current）
① 电流 带电粒子的定向运动形成电流
电流的大小用电流强度表示
def
i(t)
limq
dq
t0 t dt
单位：安培
精品课件
符号：A （Ampere）
8
② 电流的参考方向（reference direction） 规定正电荷的运动方向为电流的实际方向 元件（导线）中电流流动的实际方向只有两种可能：
答：
B
A 电压、电流参考方向非关联
B 电压、电流参考方向关联
精品课件
15
3. 电位 取恒定电场中的任意一点（0 点 ） ，设该点的电位为零，称0点为参考点
，则电场中一点A到0点的电压uA0称为A点的电位，记为A ，单位是V(伏) 。
示例
A
10Ω
+
30V _
D
10Ω
电路如图所示，求A、B、C、D各点的电位。
解： ① 确定参考点
B
设C点为电位参考点，则 C = 0
10Ω
② 求解其他各点电位
A = uAC= 20V
C
B = uBC= 10V
D = uDC= －10V
精品课件
16
A
10Ω
+
30V _
D
10Ω
B 设D点为电位参考点，D = 0
A = uAD= 30V
10Ω
B = uBD= 20V
C
C = uCD= 10V
A A
B
B
参考方向 任意选定的一个方向即为电流的参考方向
i
参考方向
A
B
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1. 电流的参考方向 (current reference direction)
电流 电流强度
带电粒子有规则的定向运动 单位时间内通过导体横截面的电荷量
de f Δq dq i(t)lim
Δt0Δt dt
单位
A（安培）、kA 、mA、A
1kA=103A 1mA=10-3A
1 A=10-6A
方向
池 Us
导线
电路图 RL
电路模型
反映实际电路部件的主要电磁
性质的理想电路元件及其组合。
理想电路元件
有某种确定的电磁性能的理想元件
常用电路图来表示电路模型
(a) 实际电路 (b) 电图原1－理1图手电(c)筒电电路路模型 (d) 拓扑结构图
图1－2 晶体管放大电路 (a)实际电路 (b)电原理图 (c)电路模型 (d)拓扑结构图
第一章 电路和电路元器件
本章内容摘要
学习电工电子技术中的——电路基本组成 及常用的电路元件，是学习以下各章节的基础。 介绍电阻元件，电感元件，电容元件，独立电 源元件，半导体二极管和三极管等器件的工作 原理、特性曲线和参数。
第一章 电路和电路元器件
§1.1 电路和电路基本物理量 §1.1.1 电路与电路模型
功率低 (10-3w)
负载
电 信
号
非 电 信
号
二、电路模型
?
实际电气设备 如何对应
电路模型
• 元器件工作物理过程
电能
非电能
电能
电场能
电能
磁场能
非电能
电能
表示耗能 表示建立电场 表示建立磁场
有源元件
R
C L
无源元件
• 电气设备 (多种物理现象)
不对应! 对应!
基本模型 基本模型的组合
• 实际电路 理论分析 +测量 模型化
3 分类
按联结电路的目的和电路的作用分：
• 力能电路 • 信号电路
1) 力能电路 (强电) • 电压高、电流和功率大 (106Kw、105Kw)。
• 实现能量的传输和转换。 • 电能传输效率高。
380V、220V；50Hz
发 电机
升压 变压器
输电...线
降压 变压器
照明电路
电灯 电炉
... 电动机
电路模型特点：
1) 只见参数，不见设备 2) 联结关系不变，但不表示联结形 式不变。
三、电路问题
力能: 电源
源
信号: 信号源
传输
负载(负荷)
1 激励、响应
• 激励--电源或信号源的电压(电流)，它推动电路工作。 也称输入
• 响应--由激励在电路各个部分产生的电压和电流。 也称输出
激励
响应
输入 发生在负载上的响应光源自 热能机械能电源供电设备
非 电
电
能
能
中间环节
起传输和分配电 能的作用
负载
动力电路
吸收电能
电 能
非 电
能
2) 信号电路 (弱电)
• 传递和处理信号。
• 保证信号传递质量。
音频信号：16Hz~20kHz 正弦、方波、三角波 处理：放大、变换 、滤波 …
信号 源
非 电 信
电 信
号
号
放大器
中间环节
电信号转换、放 大，传递给扬声 器
注 具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，
在一定条件下可用同一模型表示； 同一实际电路部件在不同的应用条件下，其
模型可以有不同的形式
下页
电容器
电池
晶体管
电阻器
运算放大器
线圈
2. 电路模型 (circuit model)
开关
1 0 B A S E - T w a ll p la t e
灯泡
电
Rs
系X的统关存系在。，通但常内所部讲结非的构时建及变模系量。统功(大能写未字知母，) 建立U、系I统、响P应Y与激励
4) 系统故障
3 电路分析的基本方法
已知:激励、结构、参数 求解：电压、电流、功率
• 首先确定 1) 根据各元件电压和电流关系--元
件约束(由元件本身特点决定) U1=R1I U2=R2I U3=R3I
电路模型近似地描述实际电路的电气特性。根据实际 电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要求，应当 用不同的电路模型模拟同一实际电路。现在以线圈为例加 以说明。
图1－3 线圈的几种电路模型
(a)线圈的图形符号
(b)线圈通过低频交流的模型
(c)线圈通过高频交流的模型
电路模型是对实际电路电磁性能的科学 抽象和概括,具有一般性。
规定正电荷的运动方向为电流的实际方向
元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能:
由实际电路元件组成的电路称为电路实体。
可将电路实体中各个实际的电路元件都用 表征其物理性质的理想电路元件代替。
用理想电路元件组合成的电路称为电路实 体的电路模型。
1.几种基本的电路元件： 电阻元件：表示消耗电能的元件 电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件 实物 电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件 电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件
输入 X 系 统 输出 Y
输出(响应之一)
2 电路问题
输入 X
系 统 输出 Y
1) 系统分析
根据系统内部结构和参数，建立Y =f (X)关系。
u,i 关系 研究电路的
功能关系 2) 系统综合
根据激励X与响应Y的关系，构造系统的结构。通常所讲的设计。
时变量 (小写字母) u、i、p
3) 系统辨识
电路变量
一、实际电路
1. 系统
= 系统 △ { 部件 }
一定的目的
一定的组合方式 系统的概念是广义的，如天气系统、食物链系统、机械系统，化 工系统等。
2 电路
= 电路 △ 元件 、器件 、设备 目的
组合方式 电路是为了某种需要由某些电器设备或器件或元件按一定方 式组合起来的——电流通路。
元件：最小单位。
元件构成器件、器件构成设备、设备组成系统。
第一章 电路和电路元件
上海大学 自动化系 林小玲
第一章 电路和电路元件
§1.1 电路和电路基本物理量 §1.1.1 电路与电路模型
§1.1.2 电压、电流及其参考方向 §1.1.3 电路的功率和能量 §1.2 无源电路元件
§1.2.1 电阻元件 §1.2.2 电容元件 §1.2.3 电感元件 §1.3 独立电源元件 §1.4 电路的工作状态和电器设备的额定值
I
Rl _
+ Ul
+
_ US
+ U2_ R2
_ U3 +
R3
2) 根据不同元件电压和电流关系--平衡约束(由KCL、KVL)
US =U1 + U2 + U3
• 然后
元件约束
--数学模型
平衡约束
• 最后 求解
§1.1.2 电流和电压的参考方向 (reference direction)
电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、能 量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关心的物理量 是电流、电压和功率。
电流 电流强度
带电粒子有规则的定向运动 单位时间内通过导体横截面的电荷量
de f Δq dq i(t)lim
Δt0Δt dt
单位
A（安培）、kA 、mA、A
1kA=103A 1mA=10-3A
1 A=10-6A
方向
池 Us
导线
电路图 RL
电路模型
反映实际电路部件的主要电磁
性质的理想电路元件及其组合。
理想电路元件
有某种确定的电磁性能的理想元件
常用电路图来表示电路模型
(a) 实际电路 (b) 电图原1－理1图手电(c)筒电电路路模型 (d) 拓扑结构图
图1－2 晶体管放大电路 (a)实际电路 (b)电原理图 (c)电路模型 (d)拓扑结构图
第一章 电路和电路元器件
本章内容摘要
学习电工电子技术中的——电路基本组成 及常用的电路元件，是学习以下各章节的基础。 介绍电阻元件，电感元件，电容元件，独立电 源元件，半导体二极管和三极管等器件的工作 原理、特性曲线和参数。
第一章 电路和电路元器件
§1.1 电路和电路基本物理量 §1.1.1 电路与电路模型
功率低 (10-3w)
负载
电 信
号
非 电 信
号
二、电路模型
?
实际电气设备 如何对应
电路模型
• 元器件工作物理过程
电能
非电能
电能
电场能
电能
磁场能
非电能
电能
表示耗能 表示建立电场 表示建立磁场
有源元件
R
C L
无源元件
• 电气设备 (多种物理现象)
不对应! 对应!
基本模型 基本模型的组合
• 实际电路 理论分析 +测量 模型化
3 分类
按联结电路的目的和电路的作用分：
• 力能电路 • 信号电路
1) 力能电路 (强电) • 电压高、电流和功率大 (106Kw、105Kw)。
• 实现能量的传输和转换。 • 电能传输效率高。
380V、220V；50Hz
发 电机
升压 变压器
输电...线
降压 变压器
照明电路
电灯 电炉
... 电动机
电路模型特点：
1) 只见参数，不见设备 2) 联结关系不变，但不表示联结形 式不变。
三、电路问题
力能: 电源
源
信号: 信号源
传输
负载(负荷)
1 激励、响应
• 激励--电源或信号源的电压(电流)，它推动电路工作。 也称输入
• 响应--由激励在电路各个部分产生的电压和电流。 也称输出
激励
响应
输入 发生在负载上的响应光源自 热能机械能电源供电设备
非 电
电
能
能
中间环节
起传输和分配电 能的作用
负载
动力电路
吸收电能
电 能
非 电
能
2) 信号电路 (弱电)
• 传递和处理信号。
• 保证信号传递质量。
音频信号：16Hz~20kHz 正弦、方波、三角波 处理：放大、变换 、滤波 …
信号 源
非 电 信
电 信
号
号
放大器
中间环节
电信号转换、放 大，传递给扬声 器
注 具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，
在一定条件下可用同一模型表示； 同一实际电路部件在不同的应用条件下，其
模型可以有不同的形式
下页
电容器
电池
晶体管
电阻器
运算放大器
线圈
2. 电路模型 (circuit model)
开关
1 0 B A S E - T w a ll p la t e
灯泡
电
Rs
系X的统关存系在。，通但常内所部讲结非的构时建及变模系量。统功(大能写未字知母，) 建立U、系I统、响P应Y与激励
4) 系统故障
3 电路分析的基本方法
已知:激励、结构、参数 求解：电压、电流、功率
• 首先确定 1) 根据各元件电压和电流关系--元
件约束(由元件本身特点决定) U1=R1I U2=R2I U3=R3I
电路模型近似地描述实际电路的电气特性。根据实际 电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要求，应当 用不同的电路模型模拟同一实际电路。现在以线圈为例加 以说明。
图1－3 线圈的几种电路模型
(a)线圈的图形符号
(b)线圈通过低频交流的模型
(c)线圈通过高频交流的模型
电路模型是对实际电路电磁性能的科学 抽象和概括,具有一般性。
规定正电荷的运动方向为电流的实际方向
元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能:
由实际电路元件组成的电路称为电路实体。
可将电路实体中各个实际的电路元件都用 表征其物理性质的理想电路元件代替。
用理想电路元件组合成的电路称为电路实 体的电路模型。
1.几种基本的电路元件： 电阻元件：表示消耗电能的元件 电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件 实物 电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件 电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件
输入 X 系 统 输出 Y
输出(响应之一)
2 电路问题
输入 X
系 统 输出 Y
1) 系统分析
根据系统内部结构和参数，建立Y =f (X)关系。
u,i 关系 研究电路的
功能关系 2) 系统综合
根据激励X与响应Y的关系，构造系统的结构。通常所讲的设计。
时变量 (小写字母) u、i、p
3) 系统辨识
电路变量
一、实际电路
1. 系统
= 系统 △ { 部件 }
一定的目的
一定的组合方式 系统的概念是广义的，如天气系统、食物链系统、机械系统，化 工系统等。
2 电路
= 电路 △ 元件 、器件 、设备 目的
组合方式 电路是为了某种需要由某些电器设备或器件或元件按一定方 式组合起来的——电流通路。
元件：最小单位。
元件构成器件、器件构成设备、设备组成系统。
第一章 电路和电路元件
上海大学 自动化系 林小玲
第一章 电路和电路元件
§1.1 电路和电路基本物理量 §1.1.1 电路与电路模型
§1.1.2 电压、电流及其参考方向 §1.1.3 电路的功率和能量 §1.2 无源电路元件
§1.2.1 电阻元件 §1.2.2 电容元件 §1.2.3 电感元件 §1.3 独立电源元件 §1.4 电路的工作状态和电器设备的额定值
I
Rl _
+ Ul
+
_ US
+ U2_ R2
_ U3 +
R3
2) 根据不同元件电压和电流关系--平衡约束(由KCL、KVL)
US =U1 + U2 + U3
• 然后
元件约束
--数学模型
平衡约束
• 最后 求解
§1.1.2 电流和电压的参考方向 (reference direction)
电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、能 量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关心的物理量 是电流、电压和功率。