电工电子技术电路及其分析方法
第1章 电路的基本定律与分析方法

例:
b
I1 I2
a
I6 R6
c
I4 I3
I5 d
+
_ E3
R3
支路:ab、ad、… (共6条)
节点:a、 b、… ... (共4个)
回路:abda、… ... (共7 个)
我们为什么要学习
《电工电子技术》 这门课?
学习后续课程的需要 今后从事岗位技术工作的需要
电工电子技术
课程性质:技术基础课 机械制造与自动化专业
紧密结合工程实际,学习电工、电子技术的基本理论、 基本知识和基本技能,为学习后续课程及从事工程技术 工作打下一定的基础。
课程内容:
课程内容的基础性与普遍适用性
求:U1
U1- U6 - U5 +#43;20) =0
U1=-5V
1.1.4.3 支路电流法
1.支路电流法的概念 以各支路电流为未知量依据基尔霍夫两条定律列 方程的分析方法称为支路电流法
例 I1
c +R1
E1 -
a
I2 R2
d
I1 + I3 = I3
I3 R3
+ _ E2
例如:手电筒电路
电源
开
关
负载
三、电路的作用
(1)用于电能传输、分配、与转换——如照明用电 电路。这种电路特点是工作电压高、传输电能大, 常称为电力电路。
发电机 升压变压器
降压变压器
热能,水 能,核能 转电能
传输分配电能
电灯
电能转换 为光能
(2)用于信息传递和处理——如扬声器电 路.
电工电子技术课程(电路基础分析、模电、数电)

uab
dA dq
uab Va Vb
单位: V(伏特)、kV(千伏)、mV(毫伏)
实际方向:由高电位端指向低电位端。
电压的方向可用箭头表示,
R
也可用字母顺序表示 uab
u
也可用+,- 号表示。
a
b
+u -
二、电动势
定义: 电源力把单位正电荷从 “-” 极板经 电源内部移到 “+” 极板所做的。
e
dA dq
i dq C du (电容元件的VCR) dt dt
u 1
t
i dt u(0)
1
t
i dt
C0
C0
u(0) — t = 0 时电压u的值,若u(0) = 0
三、 电容元件储存的能量
电容 C 在任一瞬间吸收的功率:(关联参考方向)
p u i u C du dt
电容 C 在 dt 时间内吸收的能量:
单位: V(伏特)、kV(千伏)、mV(毫伏) 实际方向:由低电位端指向高电位端
电动势的方向用+,- 号表示,
也可用箭头表示。
+
E
–
U=E
I
+ UR -
电流、电压的参考方向
解题前在电路图上标示的电压、电流方向称为
参考方向。
I
对一个元件,电流 a
参考方向和电压参考方 向可以相互独立地任意 U
R
确定,但为了方便起见, 常常将其取为一致,称
1.2.3 电位
定义:电场力把单位正电荷从一点移到参考点所做 的功。
(电路中电位参考点:接地点,Vo= 0) 单位: V(伏特)、kV(千伏)、mV(毫伏)
例 : 如图(a)所示,E1=12V,E2=3V,R1= R2= R3=3Ω, I1=3A,I2=2A,I3=1A,以a点和b点为参考点,分别求Va, Vb,Vc,Vd及Uab,Uad和Uca。
汽车电工电子技术电子教案

一、审题
看清电路结构、电路参数及待求量。
本电路有2个节点、3条支路、3个回路(有两个是网孔)。3个支路电流是待求量,需列出3个独立方程才能求解。
一、假定支路电流的参考方向
三、列写KCL方程
四、列写KVL方程
先要选择绕行方向。
该电路有3个回路,回路I、回路II、回路III,能列出3个KVL方程。
接为直流电路所构成的一个完整的供、用电系统。
2•汽车电路的组成
汽车电路包括电源电路、启动电路、点火电路、照明与灯光信号电路、仪表及显示系统电路、辅助装置电路和电子控制系统电路。
3.汽车电路的特点
低压直流汽车电气系统采用低压直流电供电,额定电压主要有12V和24V两种。
二、电路中的基本物理量
(一)电流
四、惠斯通电桥
惠斯通电桥的应用:电桥电路是用比较法进行测量的仪器,不仅可精测电阻,而且可以用于测量电感、电容、频率、压力、温度、形变等许多物理量,并广泛地应用于自动控制之中。根据不冋用途,电桥有多种类型,它们的性能、结构各异,但基本原理却是相同的。惠斯通电桥只是其中的一种。
目标任务6基尔霍夫定律
一、基尔霍夫电流定律
一、电路
(一)电路的组成
电路是指由一些电气设备和电子元器件组成的电流流通的闭合路径。随着科学技术的进步,电的应用越来越广泛。
(二)电路的作用和分类
电路的基本作用是进行电能和其他形式能量之间的转换。但是根据侧重点的不同,电路大体可以分成以下两大类。
(三)汽车电路概述
1.汽车电路的概念
汽车电路是指用导线将汽车上的电气设备相互连
(3)所谓某一电源单独作用,就是假设其余电源除去(简称除源),即将电压源中的理想电压源用短路线代替;把电流源中理想电流源断开,但电路中的其他元件及电路连接方式都保持不变。
大学电工电子技术电路的分析方法

I + _E U R0
U=E-IR0 I U
U 伏安特性
E
I E/R0
10
2.3.2 电流源
1. 理想电流源 :
定义:通过的电流与两端的电压大小无关的 理想元件。
特点 (1)元件中的电流是固定的,不会因为 外电路的不同而不同。
(2)电源两端的电压由外电路决定。
电路模型:
Ia
Is
Uab
b
11
恒流源:若理想电流源的电流恒等于常数
I3
I1
I2
R1
R2
R3 U ab
若结点电压Uab已知, 则各支路电流:
b
I1= (Uab–E1)/R1
列KCL方程: 代入
I2= (Uab–E2)/R2 I3= Uab/R3
I1+I2+I3 =0
Uab E1 Uab E2 Uab 0
R1
R2
R3
结点电压:
Uab
E1 1
R1 E2 1
R2 1
4
2.3 电源的两种模型及其等效变换 2.3.1电压源 1.理想电压源 : 定义:电压总是保持某个给定的时间函数,
与通过它的电流无关。 特点:(1)输出电 压是固定的,不会因为外电路的
不同而不同。
(2)电源中的电流由外电路决定。
5
电路模型:
Ia
Ia
+
E_
Uab
或者
E
+ _
Uab
b
b
恒压源:如果理想电压源的电压u(t)恒等于常 数U(u(t)=U),则称为恒压源。
是否能少列 一个方程?
例8
支路电流未知数少一个:
电工学-电路及其分析方法

沿顺时针方向列写回路
b + U2 – U1 –
a+
c 的 KVL 方程式,有
–
U3
I+
U1 + U2 – U3 – U4 + U5 = 0 代入数据,有
– U5
+
+R4 U4 – d
(–2)+ 8 – 5 – U4+(–3)= 0 U4 = – 2 V U4 = – IR4
R
–
–
+
图 (a)
图 (b)
图 (c)
欧姆定律:通过电阻的电流与电压成正比。
U 、I 参考方向相同
表达式
U =R I
U、 I 参考方向相反 U = –RI
图 (b) 中若 I = –2 A,R = 3 ,则 U = – 3 ( –2 ) = 6 V
电压与电流参 考方向相反
电流的参考方向 与实际方向相反
最后讨论电路的暂态分析。介绍用经典法和三要素 法分析暂态过程。
1.1 电路模型
实为际了的便电于路分是析由与一计些算按实需际要电起路不,同在作一用定的条元件件下或常器忽 件略所实组际成部,件如的发次电要机因、素变而压突器出、其电主动要机电、磁电性池质、,电把阻它器看 等成,理它想们电的路电元磁件性。质是很复杂的。
R=
R1 R2
R1 + R2
[例 1] 图示为变阻器调节负载电阻 RL 两端电压的 分压电路。 RL = 50 ,U = 220 V 。中间环节是变阻器, 其规格是 100 、3 A。今把它平分为四段,在图上用 a,b,c,d,e 点标出。求滑动点分别在 a,c,d,e 时,负载和变 阻器各段所通过的电流及负载电压,并就流过变阻器的
2电路的分析方法-电工电子学

例 求下列各电路的等效电源
2 +
3 5V–
+a
U 2 5A
(a)
解:
2 + 5V –
(a)
a + U 5A b
+a 3 U
b
(b)
a + 3 U
b (b)
+a
2 +
+ 2V-
5V-
U b
(c)
+a + 5V U –
b (c)
例题
试用等效变换的方法计算图中1 电阻上 的电流I。
电路的基本分析方法。 2. 理解实际电源的两种模型及其等效变换。 3. 了解非线性电阻元件的伏安特性及静态电阻、
动态电阻的概念,以及简单非线性电阻电路 的图解分析法。
2.1 电阻串并联联接的等效变换
在电路中,电阻的联接形式是多种 多样的,其中最简单和最常用的是串联 与并联。具有串、并联关系的电阻电路 总可以等等效效变化成一个电阻。
结点电压法适用于支路数较多,结点数较少的电路。
a
+ E
I2
– R2 R1 I1
IS
I3 在左图电路中只含
R3
有两个结点,若设 b 为参考结点,则电路
中只有一个未知的结
b
点电压Uab。
2个结点的结点电压方程的推导:
设:Vb = 0 V 结点电压为 U,参
考方向从 a 指向 b。
+ E1–
+ E–2
1. 用KCL对结点 a 列方程:I1 R1 I2
点电流方程,选a、 b d G
C
、 c三个节点
电工与电子技术知识点

《电工与电子技术基础》教材复习知识要点第一章:直流电路及其分析方法复习要点基本概念:电路的组成和作用;理解和掌握电路中电流、电压和电动势、电功率和电能的物理意义;理解电压和电动势、电流参考方向的意义;理解和掌握基本电路元件电阻、电感、电容的伏-安特性,以及电压源(包括恒压源)、电流源(包括恒流源)的外特性;理解电路(电源)的三种工作状态和特点;理解电器设备(元件)额定值的概念和三种工作状态;理解电位的概念,理解电位与电压的关系。
基本定律和定理:熟练掌握基尔霍夫电流、电压定律和欧姆定理及其应用,特别强调Σ I=0和Σ U=0时两套正负号的意义,以及欧姆定理中正负号的意义。
分析依据和方法:理解电阻的串、并联,掌握混联电阻电路等效电阻的求解方法,以及分流、分压公式的熟练应用;掌握电路中电路元件的负载、电源的判断方法,掌握电路的功率平衡分析;掌握用支路电流法、叠加原理、戴维宁定理和电源等效变换等方法分析、计算电路;掌握电路中各点的电位的计算。
基本公式:欧姆定理和全欧姆定理Rr E I R U I +==0, 电阻的串、并联等效电阻212121,R R R R R R R R +=+=串串 KCL 、KVL 定律0)(,0)(=∑=∑u U i I 分流、分压公式U R R R U U R R R U I R R R I I R R R I 2122211121122121,;,+=+=+=+= 一段电路的电功率ba ab I U P ⨯= 电阻上的电功率R U R I I U P 22=⨯=⨯= 电能tP W ⨯=难点:一段电路电压的计算和负载开路(空载)电压计算,注意两者的区别。
常用填空题类型:1.电路的基本组成有电源、负载、中间环节三个部分。
2.20Ω的电阻与80Ω电阻相串联时的等效电阻为 100 Ω,相并联时的等效电阻为 16 Ω。
3.戴维南定理指出:任何一个有源二端线性网络都可以用一个等效的 电压 源来表示。
电工电子技术基础第1章 电路的基本理论及基本分析方法

-
电流源模型
实际电源可用一个电流为IS的理想电流源与电阻并 联的电路作为实际电源的电路模型,称为电流源模型。
其中
IS
U0 R0
称为短路电流
实际电源内阻R0越大,越接近于理想电流源。
第1章 电路的基本理论及基本分析方法
3.实际电源模型的等效变换
R0 + US -
等效电压源模型
IS
US R0
US R0IS
2.理想电流源:理想电流源是从实际电流源抽象出来的 理想二端元件,流过它的电流总保持恒定,与其端电压 无关。理想电流源简称电流源。 电流源的两个基本性质
①电流是给定值或给定的时间函数,与电压无关;
②电压是与相连的外电路共同决定的。
IS或iS
+ U或i
-
电流源的图形符号
电流源的伏安关系
i IS
o
u
直流电流源伏安特性
uR( i 关联u ) R( 或 i 非关联)
电阻参数R:表示电阻元件特性的参数。 线性非时变电阻:R为常数;简称为线性电阻。
第1章 电路的基本理论及基本分析方法
应当注意,非线性电阻不满足欧姆定律。
单位:SI单位是欧[姆](Ω)。计量大电阻时,以千欧 (KΩ)、兆欧(MΩ)为单位。
电阻的参数也可以用电导表示,其SI单位是西[门 子](S)。线性电阻用电导表示时,伏安关系为
②箭头,如图(a) i。
参考方向的意义:若电流的参考方向和实际方向一致, 则电流取正值,反之则取负值。如图(a)、(b)所示。
第1章 电路的基本理论及基本分析方法
二、电压、电位、电动势及其参考方向
1. 电压、电位、电动势
⑴电压
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
U = E – R0I
1.4.1 电源有载工作 3.电源与负载的判别 根据电压、电流的实际方向判别,若
U 和 I 的实际方向相反,则是电源,发出功率; U 和 I 的实际方向相同,是负载,取用功率。
根据电压、电流的参考方向判别 若电压、电流的参考方向相同 P = UI 为负值,是电源,发出功率; P = UI 为正值,负载,取用功率。
R0
在电路图中所标电压、电流、电动 势的方向,一般均为参考方向。
+I
U
R
+I
U
R或
–I
U
R
–
–
+
图A
图B
图C
欧姆定律:通过电阻的电流与电压成正比。
U、I 参考方向相同 表达式 U = R
I
U、I 参考方向相反 U = – IR
图 B 中若 I = –2 A,R = 3 ,则 U = – (––2) 3 V = 6 V
最后讨论电路的暂态分析。介绍用经典法和三要素 法分析暂态过程。
1.1 电路的作用与组成部分
电路是电流的通路,是为了某种需要由电工设备或电
路元器件按一定方式组合而成的。
1.电路的作用 (1) 实现电能的传输、分配与转换
发电机
升压 输电线 变压器
(2)实现信号的传递与处理
降压 变压器
电灯 电动机 电炉
第 1 章 电路及其分析方法
1.1 电路的作用与组成部分 1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向 1.4 电源有载工作、开路与短路 1.5 基尔霍夫定律 1.6 电阻的串联与并联 1.7 支路电流法 1.8 叠加定理 1.9 电压源与电流源及其等效变换 1.10 戴维宁定理 1.11 电路中电位的计算 1.12 电路的暂态分析
电压、电流的参考方向: 任意假定。
电流的参考方向用箭头表示;电压的参考方向除用
极性“+”、“–”外,还用双下标或箭头表示。 当电压、电流参考方向与实际方向相同时,其值为
正,反之则为负值。
I
例如:图中若 I = 3 A,则表明电
+
流的实 际方向与参 考方向相同 ;反之,
E–
若 I = –3 A,则表明电流的实际方与参 R 考方向相反 。
但是,在电路中各处电位的高低、电流的方向等很 难事先判断出来。因此电路中各处电压、电流的实际方 向也就不能确定。为此引入参考方向的规定。
习惯上规定 电流的实际方向为:
正电荷运动的方向或负电 荷运动的反方向;
电压的实际方向为: 由高电位端指向低电位端; 电动势的实际方向为: 由低电位端指向高电位端。
1.3 电压和电流的参考方向
1.4.1 电源有载工作 3.电源与负载的判别 [例 1] A I 已知:图中 UAB = 3 V, I = – 2 A
N 求:N 的功率,并说明它是电源还 是负载
B
[解] P 压、电流的参考方向相同
而 P 为负值,所以 N 发出功率,是电源。 想一想,若根据电压电流 的实际方向应如何分析?
例如:一个白炽灯在有电流通过时
消耗电能
(电阻性)
R
i
产生磁场 储存磁场能量 L
忽略 L R
(电感性)
1.2 电路模型
开关
+
电源
E–
负载
R0
连接导线
S R
电路实体
电路模型
用理想电路元件组成的电路,称为实际电路的 电路模型。
1.3 电压和电流的参考方向
对电路进行分析计算时,不仅要算出电压、电流、 功率值的大小,还要确定这些量在电路中的实际方向。
当开关断开时,电源则处于开路(空载)状态。
a
++
E_
U0
R0
_
b
c
电源开路时的特征
I
I=0
R
U = U0 = E
P=0
d
1.4.3 电源短路 当电源两端由于某种原因连在一起时,电源则被短路。
a IS
c
电源短路时的特征
+
U=0
E_
I = IS = E/R0
UR
P=0
R0
PE = P = R0IS2
电流过大,将烧毁电源!
...
话筒
放大 扬声器 器
2.电路的组成部分
电源:提供 电能的装置
负载:取用 电能的装置
发电机
升压 输电线 降压
变压器
变压器
电灯 电动机
电炉
...
中间环节:传递、分 配和控制电能的作用
2.电路的组成部分
信号源: 提供信息
话筒
信号处理: 放大、调谐、检波等
放大 扬声器 器
直流电源: 提供能源
直流电源
负载
电源或信号源的电压或电流称为激励,它推动电路工 作;由激励所产生的电压和电流称为响应。
1.2 电路模型
实为际了的便电于路分是析由与一计些算按实需际要电路起,不在同一作定用条的件元下件常或忽器 件略所实组际成部,件如的发次电要机因、素变而突压出器其、主电要动电机磁、性电质池,、把电它阻看器 等成,理它想们电的路电元磁件性。质是很复杂的。
第 1 章 电路及其分析方法
电路的基本概念及其分析方法是电工技术和电子技 术的基础。
本章首先讨论电路的基本概念和基本定律,如电路 模型、电压和电流的参考方向、基尔霍夫定律、电源的 工作状态以及电路中电位的计算等。这些内容是分析与 计算电路的基础。
然后介绍几种常用的电路分析方法,有支路电流法、 叠加定理、电压源模型与电流源模型的等效变换和戴维 宁定理。
电压与电流参 考方向相反
电流的参考方向 与实际方向相反
11.4.4.1 电电源源有有载载工工作 作、开路与短路
a
1.c4.1 电源有载U 工作
++
E_
U
R0
_
I
E
R0I
R
U
O
I
b
d
1.电压与电流
I
=
R
E + R0
U = RI 或 U = E – R0I
电源的外特性曲线
当 R0 << R 时, 则 U E 说明电源带负载能力强
1.4.1 电源有载工作
a
c
++
I
2.功率与功率平衡
UI = EI – R0I2 功率 P = PE – P 平衡式
E_
U
R 电源输 电源产 内阻消
R0
_
b
出功率 生功率 耗功率
d
电源产 生功率
=
负载取 用功率
+
内阻消 耗功率
1.电压与电流
I
=
R
E + R0
U = RI
功率的单位:瓦[特](W) 或千瓦(kW)
b
d
为防止事故发生,需在电路中接入熔断器或自动断
路器,用以保护电路。
1.4.1 电源有载工作
I
4.额定值与实际值
+
额定值是为电气设 备在给定条件下正常运
电源 U
S1
S2
S3
行而规定的允许值。
–
电气设备不在额定 条件下运行的危害: P
电源输出的电流和功 率由负载的大小决定
不能充分利用设备的能力;
降低设备的使用寿命甚至损坏设备。
1.4 电源有载工作、开路与短路
1.4.2 电源开路