电工电子技术第1章
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
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)。
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
电工电子技术教案(完整版)

第 二 讲教学章节:第一章 电路和电路元件 1.3~1.4 独立电源元件,二极管教学要求:1、熟悉电压源和电流源;2、掌握两种电源模型的等效;3、熟练掌握二极管的特性;4、掌握稳压二极管、发光二极管和光电二极管的特点。
教学重点:两种电源模型的等效,二极管的特性,稳压二极管、发光二极管和光电二极管的特点。
教学难点:两种电源模型的等效;二极管的特性;稳压二极管工作状态。
教学方法与手段:启发式讲授,联系实际,多媒体,板书。
教学内容与进程:一、引入:电压源和电流源 1、电压源⑴ 两端的电压仅由自身决定,与流过的电流及外电路无关。
⑵ 流过的电流由外电路决定。
电压源置零,等效于两端短路。
电压源不允许外电路短路。
2、电流源⑴ 电流源的电流仅由自身决定,与两端的电压无关。
⑵ 两端的电压由外电路决定。
电流源置零,等效于两端开路。
电流源不允许外电路开路。
二、实际电源的模型 1、电压源模型2、电流源模型3、两种电源模型的等效1.4 二极管 三、PN 结及其单相导电性二极管的结构和电路符号如图所示,VD 是文字符号。
R -+U +U s -R -+U I s四、二极管的主要特性和主要参数(1)正偏导通(2)反偏截止(3)二极管的伏安特性正向特性:二极管正向电压超过某一数值时电流开始快速增长,对应的电压称为死区电压,也称阈值电压或开启电压,记作U T ,二极管导通时的正向电压称为二极管导通电压或管压降,记作U D 。
方向特性:二极管反向电流一般很小,小功率硅管为几μA ,锗管为几十μA 。
反向击穿特性:反向电压增高到一定数值U (BR)时,二极管反向电流急剧增大,这种现象称为反向击穿。
五、二极管的工作点和理想特性六、稳压二极管稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊硅二极管。
稳压二极管的符号、伏安特性和典型应用电路。
七、发光二极管和光电二极管 发光二极管工作在正向偏置状态。
光电二极管又称光敏二极管,它工作在反向偏置状态。
电工电子技术实训教程 第1章 安全用电

2.判断触电程度轻重
触电者一经脱离电源,应立即进行检查。如果 触电者神志清醒,应让其充分休息,尽量少予移 动;若已经失去知觉,就应马上用看、听、试的 方法判定伤员呼吸心跳情况。 (1)看:看伤员的胸部、腹部有无起伏动作; (2)听:用耳贴近伤员的口鼻处,听有无呼气声音; (3)试:试测口鼻有无呼气的气流,再用两手指轻 试喉结旁处的颈动脉有无波动。若触电者为昏迷不 醒,但还有呼吸和脉搏,最好马上送往就近医院; 若呼吸脉搏均已停止,应立刻采用心肺复苏法。
3.心肺复苏法
(1)人工呼吸方法 一手捏住患者鼻翼两侧,另一手食指与中指抬起 患者下颌,深吸一口气,用口对准患者的口吹入, 吹气停止后放松鼻孔,让病人从鼻孔呼气。依此反 复进行。成人患者每分钟14 —16 次,儿童每分钟 20次。最初六七次吹气可快一些,以后转为正常速 度。同时要注意观察患者的胸部,操作正确应能看 到胸部有起伏,并感到有气流逸出。
1.1 电流对人体的伤害及触电方式 1.2 触电的原因和预防措施 1.3 触电急救常识
1.1 电流对人体的伤害及触电方式
1.1.1 电流对人体的伤害
当人体触及带电体时,就会有电流通过人体,对人体 造成伤害。电流对人体的伤害分为电击和电伤两种。 电击: 电流通过人体,影响呼吸系统、心脏和神经 系统,造成人体内部组织的破坏乃至死亡。 电伤:由电流的热效应、化学效应或机械效应对 人体造成的伤害。
1.3 触电急救
1.3.1 触电急救的原则
“迅速、就地、准确和坚持”
准确”就是抢救的方法和施行的动作姿势要合 “迅速”就是要争分夺秒,千方百计使触电者 ““ 坚持”就是抢救必须坚持到底。有时 “就地”是指在安全地方就地抢救触电者,早争取 适得当。 脱离电源,并将受害者放到安全地方。 抢救需长达几小时,直到医务人员判定 一分钟就有可能救活触电者。实验研究和统计表明, 1.3.2 触电急救的操作 触电者已经死亡,无法抢救时,才能停 如果从触电后 1分钟开始救治,则90%可以救活;如 1.迅速切断电源 止抢救。 6分钟开始抢救,则仅有10%的救活机会; 果从触电后 而从触电后12分钟开始抢救,则救活的可能性极小。 (1)救护人不可直接用手或其他潮湿的 物件作为救护工具,必须使用适当的绝缘 注 工具。 意: (2)要防止触电者脱离电源后可能的摔 伤。
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
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
电工电子技术 第一章 直流电路

电源电动势 = 外电路的等效电阻 × 电流 即
U I (R Rs )
1.4 电阻串并联
1.4.1 电阻串联
把n个电阻一个接一个地串接起来,就成为串联电路。
U1
U2
R1
U
R2 I
...
Un
Rn
计算公式: R R1 R2 Rn
若 R1 R2 的阻Rn值相等则:
U R IR
U U s IRs
Ps U s I
P UI
P I 2 R
P Ps P
1.5.2 开路状态
将开关K打开,这时电路为开路状态。
1.5.3 短路状态
此时,外电路的电阻可视为零,又由于电源内阻 很Rs 小,根据欧姆定律,可知电路中的电流 为I很大。
1.5.4 电气设备的额定值
0 i2 R2 i3 R3 i6 R6
(4)将六个独立方程联立求解,得各支路电流的值。 联立①结果为:
0 i1 i2 i6
①
0 i2 i3 i4
②
0 i3 i5 i6
③
10 i1 2i2 4i4
④
12 3i3 4i4 5i5
⑤
0 2i2 3i3 6i6
⑥
1.8电压源、电流源及其等效变换
在电路中,各种电气设备和电路元件都有额定值, 只有按额定值使用,即额定工作状态,电气设备和电 路元件的运行才能安全可靠,经常合理,使用寿命才 会长,如下图为三相异步电动机铭牌。
1.6 基尔霍夫定律
遇到一些复杂的电路问题,如下图中的电桥电路时, 运用基本的串并联方法解决起来就非常困难了。
R1
R2
R3
如
i1
i3
i2
i1 i2 i3
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1.5 电源有载工作、开路与短路
一、电源有载工作
I
开关闭合, 接通电源与负载
E
特征:
U
R
RO
① I E
I 大小由负载定
R0 R
② 负载端电压 U = IR = E – IR0 电源有内阻,I U
U
E
R0<<R 时,U E ,表明负载变化时,
ห้องสมุดไป่ตู้
电源的端电压不变,即带负载能力强
0
I
③ 电源输出功率由负载决定 负载端电压 U = E – IRo
R1
R2
I2
_
E
U=0
I2 R2 – E2 + UBE = 0
【 注意 】
1.KVL 是 针对回路 列方程 2.列方程前标注回路的 循行方向可任意选取 3.应用 U = 0 列方程时要确定电压的符号,可以任意选取
如规定降低的电压取正号,则升高的电压取负号 4. 部分回路也可用 KVL。开口电压可按回路处理
电压: 电位之差 电压符号:U A、B 两点之间的电压 UAB = VA - VB
电位的计算: 1) 任选电路中某一点为地,设其电位为 0 2) 计算各点至参考点间的电压即为各点的电位
例 1: 求电路中各点电位 Va、Vb、Vc、Vd
c
E1 140V
20
a 5
4A 6
6A 10A
b
d
E2 90V
电动机
心式变压器、壳式变压器
例: 灯泡 UN = 220V PN = 60W 电阻 RN = 100 PN = 1W
电气设备三种运行状态: 额定工作状态: I = IN ,P = PN ( 经济合理安全可靠 ) 过载 ( 超载 ) : I > IN ,P > PN ( 设备易损坏 ) 欠载 ( 轻载 ) : I < IN ,P < PN ( 不经济 )
I2 R2 + I1 R1 = E 对回路 adbca,沿逆时针方向循行:
I3 R3 + I4 R4 = I1 R1 + I2 R2
1.7 电路中电位的概念及计算
电位: 对 地(参考点)的电压 电位符号:V V地 = 0 设 B 为地,即 VB = 0 ,则 A 点电位 VA = UAB 如 A 点电位为正,则 A 点电位比地高;反之比地低
UI = EI – I ²Ro P PE P
负载取 电源产 内阻消 用功率 生功率 耗功率
I
E
U
R
RO
负载增加: 指负载取用的电流、功 率增加 ( 电压一定 )
大负载
大功率
大电流
小电阻
电气设备的额定值
电气设备在正常运行时的规定使用值 1. 额定值反映电气设备的使用安全性 2. 额定值表示电气设备的使用能力
1. 6 基尔霍夫定律
电路 2 个基本定律:
基尔霍夫电流定律 基尔霍夫电压定律
KCL KVL
基尔霍夫 G.R.Kirchhoff
德国人 1824 ~ 1887
1847年 23岁 大学生 提出:电流定律和电压定律
支路: ab、bc、ca、… (共6条)
a
结点: a、 b、c、d (共4个)
回路: abda、abca、 adbca … (共7 个)
结论
1. 电位值是相对的,参考点不同,各点电位也将随之改变 2. 电压值是固定的,不会因参考点的不同而变,与零电位参
考点的选取无关。 3. 借助电位的概念可以简化电路图
c
E1 140V
20 a 5 6 b
d
E2 90V
c 20 +140V
6
5 d +90V
例 2: 计算图(a)电路的开关 S 断开和闭合时 A 点的电位 VA
PE = P = I ²R0 电源产生的能量全被内阻消耗
电压为 0 , 电流不一定为 0
* 电流为 0 , 电压不一定为 0
1. 6 基尔霍夫定律
I1
a
I2
R1
R2
E1
I3
R3
E2
b
支路:电路中的每一个分支 一条支路流过一个电流,称为支路电流
结点:三条或三条以上支路的联接点 回路:由支路组成的闭合路径
3. 负载: 取用 电能的装置
发电机
升压 变压器
输电线
降压 变压器
电灯 电动机 电炉
...
2. 中间环节:传递、 分配和控制电能
1. 信号源:
提供信息
2. 中间环节:信号的放大
话筒
放大器
扬声器
直流电源:
提供能源
直流电源
3. 负载
电源或信号源的电压或电流称为激励,推动电路工作; 由激励所产生的电压和电流称为响应
1.1 电路的作用与组成
电路是电流的通路 是为某种需要由电工设备、电路元件按一定方式组成
一、电路的作用
(1) 实现信号的传递与处理
话筒
扬声器 放大器
(2) 实现电能的传输、分配与转换
发电机
升压 变压器
输电线
降压 变压器
电灯 电动机 电炉
...
10kV
330kV
10kV
400V
二、电路的组成
1. 电源: 提供 电能的装置
网孔: abd、 abc、bcd (共3 个)
d
G
c
R4 b
+E –
一、基尔霍夫电流定律 ( KCL定律 )
在任一瞬间,流进某结点的电流等于流出该结点的电流 该结点电流的代数和恒等于零
I1
I2
a
R1
R2
E1
I3
R3
E2
b
KCL实质: 电流的连续性
I入= I出 I= 0
对结点 a : I1 + I2 = I3 对结点 b : I1 + I2 = I3
电源与负载的判别
1. 根据 U、I 的实际方向 来判别 电源:U、I 实际方向相反,电流从“+”端流出,发出功率 负载:U、I 实际方向相同,电流从“-”端流出,吸收功率
2. 根据 P 的符号 来判别 U、I 参考方向相同, P =UI 0, 负载 P = UI 0, 电源 U、I 参考方向不同, P = -UI 0,负载 P = UI 0, 电源
例:应用欧姆定律求电阻 R
+ U = 6V R –
(a)
I = 2A
+ U = 6V R –
(b)
I = – 2A
解: 对图 (a) 有, R U 6 3Ω I2
对图 (b) 有,
U6 R 3Ω
I 2
线性电阻:
遵循欧姆定律的电阻 电压与电流的比值为常数
R U const I
伏安特性: 电路端电压与电流的关系
如:计算开口电压
例 1: 用 KVL 列方程
a
I1
I2
I5
d
R5
c
R4 I3 b I4
+ E–
对回路 abda :I5 R5 + I1 R1 = I3 R3 对回路 acba :I2 R2 = I4 R4 + I5 R5 对回路 bcdb : I4 R4 + I3 R3 = E 对回路 cadc,沿逆时针方向循行:
双下标
Iab
双下标
Uab
3. 实际方向与参考方向的关系
实际方向与参考方向一致,电流 ( 或电压 ) 值为正值 实际方向与参考方向相反,电流 ( 或电压 ) 值为负值
例:
I
a
R
b
若 I = 5A, 电流从 a 流向 b 若 I = –5A,电流从 b 流 向 a
+U–
a
R
b
若 U = 5V, 实际方向从 a 指向 b 若 U= –5V,电压实际方向从 b 指向 a
解: (1) 开关 S 断开时 电流 I1 = I2 = 0 电位 VA = 6V
(2) 开关 S 闭合时, 如图(b)
电流 I2 = 0 电位 VA = 0V
+
6V
– 电流在闭合 路径中流通
+6V
2k I1
2k A
S
I2
(a)
2k
2k
A
I1
I2
(b)
例 3: 电路如图, (1) 零电位参考点在哪? (2) 当电位器 RP 向下滑动,A、B 两点的电位如何变化?
二、电源开路
开关断开 特征:
I
E
UO
R
RO
I=0
U = UO = E 电源端电压 ( 开路电压 )
P= 0
负载功率
电路中某处断开时的特征: 1. 开路处的电流 I = 0 2. 开路处的电压 U 视电路情况而定
三、电源短路
电源外部端子被短接 特征:
I
E
UO
R
RO
U= 0
I
IS
E R0
P= 0
电源端电压 短路电流(很大) 负载功率
* 参考方向选定后,电流 ( 或电压 ) 值才有正负之分
R =±U/I
1.4 欧姆定律
U、I 参考方向相同
U、I 参考方向相反
+
U I R =U/I
–
+
U I R =-U/I
–
公式中有两套正负号: ① 公式的正负号, 由U、I 的参考方向的关系确定 ② U、I 自身的正负号, 由实际方向与参考方向确定 关联参考方向: 通常取 U、I 参考方向相同
解: 设 a 为参考点,Va = 0 V Vb=Uba= –10×6= 60V Vc=Uca = 4×20 = 80 V Vd =Uda= 6×5 = 30 V Uab = 10×6 = 60 V