电工电子技术 第一章基本概念与基本定律
电工电子技术 第一章直流电路 第七节戴维宁定理

5
E
B
1A
U U 9V
S
ABO
R 57 0
R0 57 +
US _ 9V
33
U
三、戴维宁定理中等效电阻的求解方法
求简单二端网络的等效内阻时,用串、并联 的方法即可求出。如前例:
A
R1 C
R2 D R0
R3
R4
B
R R // R R // R
0
1
2
3
4
求某些二端网络的等效内阻时,用串、并联的方 法则不行。如下图:
二、戴维南定理应用举例
例1 R1
R2
I5
R5
等效电路
R3
R4
E
+_
R1 +
R2 _
I5
E
R5
已知:R1=20 、 R2=30 R3
R4
R3=30 、 R4=20
E=10V
求:当 R5=10 时,I5=?
有源二端 网络
第一步:求开端电压US
A
R1
R2
C +_ D
US
E
R3
R4
B
U U U
S
AD
R1 C
R3
A R2
R0 D
R4 B
串/并联方法?
R0
不能用简单 串/并联 方法 求解, 怎么办?
方法(1): 开路、短路法
有源 网络
有源
Uabo
网络
IS
求 开端电压 Uabo 与 短路电流 IS
等效 内阻
R 0
U abo
I
S
R + -E
R Uabo=E + E
第一章 电路的基本概念和基本定律

电路的基本概念和基本定律
伏-安关系: 电压电流关系 (u,i关联参考方向下)
i u e
N
d e dt dLi di L dt dt
di u e L dt
电磁感应定律 感应电动势阻碍电流 变化,且其大小与电 流变化快慢有关
对于线性电感
伏安关系
说明1: 电压与电流的变化率成正比,电感是动态元件 当
如果U 、I方向不 一致该如何?
江苏大学电工电子教研室
电路的基本概念和基本定律
二、功率的计算:
U、 I 为关联参考方向时: U、 I 为非关联参考方向时:
P = UI或 p=ui
三、功率性质: 若计算结果 P(p) 0
若计算结果P(p) 0
Hale Waihona Puke + u –+
i
i
u –
P = -UI或 p=-ui
电工技术(电工学I)
第一章 电路的基本概念和基本定律 Basic conception and Laws of circuit
江苏大学电气信息工程学院
School of electric and information,UJS
电路的基本概念和基本定律
内容
1.1 电路的作用与组成
1.2 电路模型 1.3 电流和电压的参考方向 1.4 电路的功率
江苏大学电工电子教研室
电路的基本概念和基本定律
4.关联与非关联参考方向 对任一元件或一段电路 关联方向:
I
与
U
的参考方向一致
a
I U
b
非关联方向:
I
与
U
的参考方向相反
a
电工电子技术1-4章习题题

uC () US R2 8 V R1 R2
( R1 / / R2 R3 )C 0.02 s
uc (t ) uc () [uc (0 ) uc ()]et / 8 4e50t
i1 (t ) 4 2 50 t e A 3 3
计算I、 US 、R。
12A R 9A 12Ω 6A 3Ω 18A 15A 3A 1Ω I =6A
12×3V-9R-15×1V=0 R=7/3Ω -US- 12×3V- 18×3V=0 US=-90V
《电工电子技术》1-4章复习指导
4
第二章 电路的分析方法
已知:R1=25Ω,R4=30Ω, R5=15Ω, R7=70Ω,R8=35Ω,R9=17.5Ω。 求Rab。
《电工电子技术》 1-4章复习指导
黄诗浩 信息科学与工程学院
《电工电子技术》1-4章复习指导
1
第一章 电路的基本概念和基本定律
电路图如图1所示,试写出电路中Uab 和电流I 的关系。
解: Uab =-US -IR
解: Uab =US +IR
《电工电子技术》1-4章复习指导
2
第一章 电路的基本概念和基本定律
R4
a
R1
R8
R7
R9
R5
b
R7=10+20+10x20/5=70Ω R8=5+20+5x20/10=35Ω R9=10+5+10x5/20=17.5Ω Rab=25+R8||(30||R7+15||R9)=36.25 Ω
《电工电子技术》1-4章复习指导
5
电工电子技术 教案

电工电子技术教案第一章:电工基础1.1 电流、电压和电阻的概念电流:电荷的定向移动形成电流,单位是安培(A)。
电压:电势差,单位是伏特(V)。
电阻:阻碍电流流动的性质,单位是欧姆(Ω)。
1.2 欧姆定律欧姆定律公式:U = IR,其中U表示电压,I表示电流,R表示电阻。
应用示例:给定电压和电阻,计算电流;给定电流和电阻,计算电压等。
1.3 串并联电路串联电路:电流在各个元件中相同,电压分配。
并联电路:电压在各个元件中相同,电流分配。
第二章:电子元件2.1 半导体基础知识半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的材料,如硅(Si)、锗(Ge)。
PN结:P型半导体和N型半导体接触形成的结构,具有单向导电性。
2.2 二极管结构、符号和性质。
应用:整流、滤波、稳压等。
2.3 晶体管结构、符号和类型(NPN、PNP)。
放大作用和应用。
第三章:基本电路分析3.1 交流电路交流电:电压和电流随时间变化的电信号。
交流电路的特点和应用。
3.2 频率和相位频率:单位是赫兹(Hz),表示单位时间内周期性变化的次数。
相位:表示电压或电流波形的时间关系。
3.3 谐振电路谐振条件:L和C的组合使电路的阻抗最小,电流最大。
应用:滤波、选频等。
第四章:电子测量技术4.1 测量仪器和工具示波器、万用表、信号发生器、毫安表等。
4.2 测量方法和注意事项测量电阻、电容、电感、电压、电流等。
注意事项:正确选择测量范围、避免测量误差等。
4.3 故障诊断与维修常用诊断方法:观察、测量、替换元件等。
维修技巧:查找故障原因、排除故障、修复电路等。
第五章:电力电子技术5.1 电力电子器件晶闸管、GTO、IGBT等。
5.2 电力电子电路应用交流调速、变频调速、电力控制等。
5.3 节能技术和环保电力电子技术在节能和环保领域的应用。
第六章:电机原理与应用6.1 直流电机构造、原理和分类(永磁直流电机、励磁直流电机)。
特性:转速、扭矩与电流的关系。
6.2 交流电机构造、原理和分类(异步电机、同步电机)。
1电路的基本概念与基本定律-电工电子学

(b) 电流从“+”流入,故为负载;
(c) 电流从“+”流入,故为负载 ;
(d) 电流从“+”流出,故为电源。
2.功率与功率平衡
功率 设电路任意两点间的电压为 U ,流入此部分电
路的电流为 I, 则这部分电路消耗的功率为:
P UI
W为瓦[特] KW为千瓦
功率平衡:由U=E-R0I得 UI=EI-R0I2
返回
物理量参考方向的表示方法
I
a
电 池
灯 泡
+ EU
_
+
R
Uab
_
b
电压
正负号 箭头 双下标
a + U_ ab b
电流:从高电位 指向低电位。
a
Uabb
I
Uab(高电位在前, + R -
低电位在后)
1.4 欧 姆 定 律
欧姆定律:流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。
U R I
+ I
U -
U=RI (a)
I1 R1
c
+ U3
E1 U1
R2 I2
a
d
- - U4 +
U1+U4=U2+U3
U2 E2 U1-U2-U3+U4=0
即 U=0
电位降取正
b
电位升取负
上式可改写为
I1 R1
c
+ U3
R2 a
- - U4
I2
d
+
E1-E2-R1I1+R2I2=0 E1
U1
或 E1-E2=R1I1-R2I2
U2 E2
U=E1-U1=E1-IR01
E1=U+R01I=220
徐淑华电工电子技术 第一章

1.1.2 电流和电压的参考方向
电流和电压的正方向: 实际正方向:
物理量 电流I 电动势E 电压U
实际正方向 假设正方向
物理中对电量规定的方向。
正方向 正电荷移动的方向 单位 A, kA, mA, A V, kV, mV, V V, kV, mV, V
6
电源驱动正电荷的方向
低电位 高电位 电位降落的方向
di dt
0
u 0
29
所以,在直流电路中电感相当于短路.
电感的储能
u L
di
dt 电感是一种储能元件, 储存的磁场能量为:
WL
t 0
uidt WL
i 0
Lidi
2
1 2
Li
2
1 2
Li
?
电感中的电流是直流时, 储 存的磁场能量是否为0?
否!W L
1 2
LI
2
30
5.电容 C
C
q = Cu
du dt
直流电 路中, 电容两 端的电 压是否 为0?
i
dq dt
C
i C
du
dt 1 u idt C
当u
U (直流) 时,
du dt
0
i0
33
所以,在直流电路中电容相当于开路。
电容的储能
i C
du dt
电容是一种储能元件, 储存的电场能量为:
WC
t 0
11
例2 假设: I R 与 UR 的方向一致
a
IR UR
(关联参考方向)
b
U R = I R· R
假设: I R 与 UR 的方向相反 a IR UR b
电工电子技术基础第1单元 电路基本概念及基本定律(自学版)

(2) 功率平衡关系
电压源“吸收”电功率: PUS=US I=( 3 3 ) W = 9 W
电流源发出电功率: PIS=U IS=( 6 3 ) W = 18 W
I US
R
+
IS
U
−
电阻 R 消耗的电功率: PR=RI 2 =( 1 32 ) W = 9 W
功率平衡关系:
PIS = PUS+ PR
1820 年,法国物理学家安培(1775-1836)确定了通有电流的线 圈的作用与磁铁相似。同年,丹麦物理学家奥斯特(1777-1851)发现了电 流对磁针有力的作用,他们共同揭开了电学理论新的一页。
安培
14
2. 电位
电场力将单位正电荷从电 路的某一点移至参考点时所消
I
+
+
耗的电能。 参考点的电位为零。
电路的这一状态称为通路。
E
US
UL
-
-
通路时,电源向负载输出电能,电源这时的状态称为
有载或称电源处于负载状态。
额定值 各种电气设备在工作时,其电压、电流和功率 都有一定的限制,这些限制用来表示它们的正常工作条件 和工作能力,称为电气设备的额定值。使用时不可超过额 定值。
26
2. 开路
当某一部分电路与其它电路
16
1800 年意大利物理学家伏特(1745-1827)发明了伏打电池,从 而使化学能可以转化为源源不断的电能。电学研究迈出了静电范围。 电学的重要里程碑。
用导体将伏打 电池的两极连 接起来,这就 是人类历史上 的第一个电路。
伏特
17
3. 电压 电场力将单位正电荷从电路
的某一点移至另一点时所消
耗的电能。
y
电工与电子技术 第一章

10V
10
I1 = -1A
《电工学》—电工技术
(1.4 )电流方向的表示方法
用箭头表示:箭头的指向为电流的参考方向。 (图中标出箭头)
i
参考方向
用双下标表示:如 iAB , 电流的参考方向由A
指向B。 (图中标出A、B)
A
i AB 参考方向
B
《电工学》—电工技术
(2) 电压
电位的概念 –单位正电荷在电场中某点所具有的电位能称为该 点的电位。它表示外力将单位正电荷从参考点(0 电位)移动到的该点所作的功
即:R U 常数 I
电路端电压与电流的关系称为伏安特性。
线性电阻的伏安特性
I/A
是一条过原点的直线。
o
U/V
线性电阻的伏安特性
《电工学》—电工技术
电阻的开路与短路 i R
+
u
u
对于一电阻R
(1)当 R = 0 ,视其为短路。
0
i
i为有限值时,u = 0。
短路伏安特性曲线
u
(2)当 R = ,视其为开路。
-+ + -
1
2
4
3
5
U1 30V, U2 20V, U3 60V, U4 30V, U5 80V I1 3A, I2 1A, I3 2A, I4 3A, I5 1A
确定各元件的功率,指出哪些是电源、哪些是负载?
《电工学》—电工技术
U1 30V, U2 20V, U3 60V, U4 30V, U5 80V
+
U
+
U
I
关联参考方向
I
非关联参考方向
- 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)。
+ ER0
+ U -
R
11
§1-3
2018年10月12日星期五
电压和电流的参考方向
电流的实际方向为正电荷的运动方向。 I I + + E1 E2 + E+ R U R R1 R2 R0 (1)为什么要引入参考方向? (3)参考方向的表示方法:a)箭头; a)复杂电路很难确定电流的实际方向。 b)双下标。 b)交流电路中,电流本身就是交变的。 (4)电流正负的意义:
I3 R3 -
2018年10月12日星期五
E2
E115A
25
b
1.6.2 KCL(电流定律)
2018年10月12日星期五
1.定义:在任一时刻,任一结点上的所有支 路电流的代数和恒为零。 即∑I=0;或 ∑I入= ∑I出
I1+ I2-I3=0 或 -I1- I2+I3=0 也可写成: I1+ I2 = I3 I1 c E1 a I2
IN—额定电流 PN—额定功率
E114A
21
2018年10月12日星期五
1.5.2电源开路(引伸为支路电流为零)
a + E R0 I +
2018年10月12日星期五
c
I=0
U -
R d
特征
P=0
b
U=E=U0(开路电压)
E114B
22
1.5.3 电源短路
短路通常是一种 严重事故,应该 尽力预防。
2.功率及功率平衡
因为:U=E-R0I
所以各项同乘电流后可得功率平衡式: UI =EI -R0I I P=PE-△P
2018年10月12日星期五
PE = P +△P
式中:P为电源输出功率;
PE为电源产生功率;
△P为内阻损耗的功率。
a + E R0 b
I
+ U R
c
d
可以看出电源产生的功率和电路中所有消耗 的功率是平衡的。
5
2018年10月12日星期五
第一部分 电路理论
2018年10月12日星期五
电路理论就是研究电路基本规律的一门学 科,它是一门具有丰富内容的学科,它的理论 和方法,在其它领域也得到了广泛的应用。
电路分析: 已知电路结构、元件参数, 求电路中的电流、电压和 功率。 电路理论:
电路综合:已知输出输入的条件, 求元件参数和电路结构。
+ R1
I3 b R3
R2 +
-
d E2
(入) (出)
2.注意正负号的取法(两套符号)
26
3.推广到广义结点上使用,任一闭合面。
2018年10月12日星期五
IA+IB+IC=0
【证明】
IA
A
IA= IAB- ICA
IB= IBC- IAB IC= ICA- IBC 将三式相加得: IA+IB+IC=0
2
2018年10月12日星期五
二、电工技术和电子技术发展概况
1785年库仑确定了电荷间的相互作用力, 电荷的概念开始有了定量的意义。 1826年欧姆发现了欧姆定律。 1831年法拉第发现了电磁感应定律。 1834年雅可比制造出第一台电动机。
1864年麦克斯韦提出了电磁波理论。
2018年10月12日星期五
a + E R0
b U=0 特征 I=IS=E/R0 PE=△P=R0I2,P=0
23
2018年10月12日星期五
I + U
c
R
d
-
§1-6基尔霍夫定律 (德国物理学家)
除了欧姆定律外,分析与计算电路的基本定律, 还有基尔霍夫电流定律(KCL)和电压定律(KVL)。基 尔霍夫电流定律应用于结点 ,基尔霍夫电压定律应 用于回路 。
5+(-4)+UCD+(-3)=0 UCD=2V (2)ABCA不是闭合回 路,也可应用KVL求解。 UAB+UBC+UCA=0 UCA=-1V
A -
UAB - B + -
UDA + D
UCA -
+
+ UBC -
UCD
+
C
31
3.讨论
2018年10月12日星期五
(1)列KVL前,要首先选定回路绕行方向, 然后再列方程,电压降和回路绕行方向一致取 正,否则取负。
E112A
E112D
(2)参考方向的选择:原则上是任意的,实际和 正——表示参考方向和实际方向一致。 电压的参考方向一起选。 负——表示参考方向和实际方向相反。
12
电压和电动势的参考方向
2018年10月12日星期五
1A
a)箭头; b)双下标; c)正负号。 5V
IL
+
a 4V U
1Ω
-4V
4Ω
-
-1A
6
2018年10月12日星期五
下面我们看一个例题,
US
IL R2 RL
IL
不会求的原因是 电路中出现了两个回 US2 US1 路,我们对电路结构 的约束关系不了解, 求图示电路中的电流。 所以不会求。
7
R
? R+R
US -US1
L
第一章 电路的基本概念与基本定律
§1-1 电路的作
2018年10月12日星期五
E I R0 R
a + E R0 b I
U RI
c
U=E-R0I
U 理想电源的
外特性曲线
+
U d R
E
U=E I
电源的伏安特性是指电源对 0 外供电时,其端电压U和流过其 电源的外特性曲线 中电流I的关系。此种关系也称 16 电源的外特性。
(2)KVL的另一种表达式。 ∑U=∑E
此时注意正负号的取法。
(3)KVL对闭合回路中各支路电压施加了 约束,它与元件性质无关。
4.绕行方向的选择:原则上是任意。
32
2018年10月12日星期五
KCL和KVL是在实验的基础上 得出的,是分析电路的理论基础, 它和欧姆定律一起构成了电路分 析的两个基本依据。
IAB
IB IC B IBC
ICA
C
或
∑I=0
27
例题
2018年10月12日星期五
图示电路中,已知I1=11mA,I4=12mA,I5=6mA。 求I2,I3和I6。
解: I3=I1-I5=11-6=5(mA)
I6 R1
I1 R2
I2
I4
I2=I3-I4=5-12=-7(mA)
I6=I1-I2=11-(-7)=18(mA) I6=I4+I5=12+6=18(mA)
发电机
9
2018年10月12日星期五
(2)信息的传输与处理。
如:各种信息处理电路等。
话筒 扬声器
放 大 器
E111A.EXE
10
§1-2
2018年10月12日星期五
电路的模型
E111B
实际电路都是由一些实际的元器件所组成。 在分析电路时,我们要对实际电路建立数学模型 —电路模型。 所谓电路模型就是指一个实际元件在特定的 条件下,所表现的主要的电磁特性,而忽略其次 要因素,如R、L、C等。这种表示的参数,我 们称为集总参数。 开关 电 池 负 载 开关
未来的发展是《量子工学》
4
三、课程的学习方法
1、重点放在物理概念和基本分析法。 2、上课注意听讲,下课要看除教材外的 其它参考书及做适当的习题。解题前,要对所 学内容基本掌握;解题时,要看懂题意,注意 分析,用哪个理论和公式以及解题步骤也都要 清楚。习题做在本子上,要书写整洁,图要标 绘清楚,答数要注明单位。 3、要重视实践技能的培养。
2018年10月12日星期五
一、电路的组成
1.电路: 电流流通的路径称为电路。 电 池
(1)电源:提供能量。 2.组成:
(2)负载:消耗能量。
( 3)中间环节:连接电源和负载 的导线及控制元件。
8
3.作用
(1)电能的传输与转换。
如:输配电电路。
升压 变压器 降压 变压器 用户 负载
2018年10月12日星期五
a 4V
U
P UI 4 1 4W (吸收)
P0 U 0 I 11 1W (吸收)
PE EI 1 5 5W (发出)
R0
1Ω U0
b
PE P0 P 0
即: P 0
19
几点注意事项:
2018年10月12日星期五
(1)功率与电压的平方成比,即电压增大 1倍, P增大4倍。
绪论
电工电子技术是一门研究电能在技术领域中应用 的技术基础课,它包括:电工技术和电子技术两部分。 电路理论: 直流、交流、暂态、非正弦。 电工技术: 磁路和电机: 变压器、电磁铁、 三相异步电动机及控制。
2018年10月12日星期五
半导体器件、分离件放大器、 模拟电子线路: 电子技术: 集成运放、电源
使用时应注意: 1)U=RI为关联方向得出的; 2)U= - RI为非关联方向; 3)伏安特性曲线。 线性电阻为一直线。
E113B
I+ IE113A
U U
I(A) +
U(V)
0
14
E112E
§1-5
电源有载工作、开路与短路
2018年10月12日星期五
本节主要讨论电路中电流、电压和功率方面的内容。
1.5.1 电源有载工作 所谓有载工作状态,是指电源与负载 相连通,构成一个电流的回路。 c E—电动势 a I + + U—端电压 E R0—电源内阻 U R R0 R—负载 b d