1、1ppt课件绪绪 论论一、课程的地位和主要内容一、课程的地位和主要内容电工电子技术研究电工技术和电子技术 的理论及其应用的科学技术。电工技术电工技术 （上篇）（上篇）（电工学）（电工学）电工电子技术电工电子技术电子技术电子技术 （下篇）（下篇）电路分析基础电路分析基础 磁路与电机磁路与电机 模拟电子技术模拟电子技术 数字电子技术数字电子技术 2ppt课件电路分析基础电路分析基础 直流电路（直流电路（1）；）；交流电路（交流电路（2）。）。磁路与电机磁路与电机磁路和变压器（磁路和变压器（3）；电动机（）；电动机（4）；）；继电接触器控制（继电接触器控制（5）可编程控制器（可编程控制器（6）;供电
2、与安全用电（供电与安全用电（7）;电工测量电工测量（8）上篇上篇模拟电子技术模拟电子技术半导体器件（半导体器件（9）；放大器）；放大器 （10）；运算放大器（）；运算放大器（11）；直流电源）；直流电源 数字电子技术数字电子技术组合电路（组合电路（13）；时序电路（）；时序电路（14）模数转换（模数转换（15）下篇下篇3ppt课件二、电工电子技术的发展与应用二、电工电子技术的发展与应用现状容量大型化容量大型化器件小型化器件小型化功率电子技术功率电子技术微电子技术微电子技术设计自动化设计自动化EDAEDA技术技术1785年，库仑确定电荷间的作用力；年，库仑确定电荷间的作用力；1826年，欧姆提出
3、年，欧姆提出“欧姆定律欧姆定律”；1831年，法拉第发现电磁感应现象；年，法拉第发现电磁感应现象；1834年，雅可比造出第一台电动机；年，雅可比造出第一台电动机；1864年，麦克斯韦提出电磁波理论；年，麦克斯韦提出电磁波理论；1895年，马可尼和波波夫实现第一次无线电通信；年，马可尼和波波夫实现第一次无线电通信；1904年，弗莱明发明第一只电子管（二极管）；年，弗莱明发明第一只电子管（二极管）；1946年，诞生第一台电子计算机；年，诞生第一台电子计算机；1947年，贝尔实验室发明第一只晶体管；年，贝尔实验室发明第一只晶体管；1958年，德克萨斯公司发明第一块集成电路。年，德克萨斯公司发明第一块
4、集成电路。：发 展快速发展快速发展原因原因电能电能易转换易转换易传输易传输易控制易控制4ppt课件 计算机检测控制系统原理框图计算机检测控制系统原理框图微微机机传传感感器器伺服伺服机构机构模拟模拟信号信号处理处理功率功率放大放大模数模数转换转换数模数模转换转换数字数字接口接口数字数字接口接口 被被 测测 控控 对对 象象干扰、噪声、漂移、非线性干扰、噪声、漂移、非线性电工电子技术的典型应用电工电子技术的典型应用模拟电模拟电子技术子技术数字电数字电子技术子技术电机电机5ppt课件三、三、如何学好电工电子技术如何学好电工电子技术课程特点：内容多且广、学时相对少课程特点：内容多且广、学时相对少1 1
5、、注意掌握、注意掌握“三基三基”：2 2、注重综合分析与设计、注重综合分析与设计 注重工程化素质培养注重工程化素质培养基本原理、基本分析方法、基本应用基本原理、基本分析方法、基本应用3 3、提高学习效率、培养自学能力、提高学习效率、培养自学能力课堂、答疑、作业、自学、讨论、实验课堂、答疑、作业、自学、讨论、实验6ppt课件7ppt课件8ppt课件放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒 电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。或电路元件按一定方式组合而成。发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电
6、炉电炉.输电线输电线mVt1t2热电偶热电偶)()(21tftfEt 9ppt课件电源电源:提供提供电能的装置电能的装置负载负载:取用取用电能的装置电能的装置中间环节：中间环节：传递、分传递、分配和控制电能的作用配和控制电能的作用发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线10ppt课件直流电源直流电源直流电源直流电源:提供能源提供能源信号处理：信号处理：放大、调谐、检波等放大、调谐、检波等负载负载信号源信号源:提供信息提供信息放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒激励：激励：电源或信号源的电压或电流，推动电路工作电源或信号源的电压或电流，推动电路工
7、作;响应响应:由激励所产生的电压和电流由激励所产生的电压和电流;电路分析：电路分析：在电路结构、电源和负载等参数已知的在电路结构、电源和负载等参数已知的条件下，讨论激励和响应之间的关系。条件下，讨论激励和响应之间的关系。11ppt课件 为了便于用数学方法分析电路，将为了便于用数学方法分析电路，将实际电路模型化实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。电路模型。实际电路实际电路实际器件（电阻器、电容器、实际器件（电阻器、电容器、电
8、感线圈、晶体管、集成电路等）电感线圈、晶体管、集成电路等）电路模型电路模型抽象抽象近似近似理想电路元件（电阻元件、电容元件、理想电路元件（电阻元件、电容元件、电感元件、电源、理想运放等）电感元件、电源、理想运放等）器件建模：器件建模：1.1.保留主要电磁特性保留主要电磁特性2.2.一个器件可由多个元件模型表示一个器件可由多个元件模型表示电路的建模过程电路的建模过程12ppt课件 电池电池是电源元件，其参是电源元件，其参数为电动势数为电动势 E 和内阻和内阻Ro；灯泡灯泡主要具有消耗电能主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，的性质，是电阻元件，其参数为电阻其参数为电阻R；筒体筒体用来连接电池和灯用
9、来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。为是无电阻的理想导体。开关开关用来控制电路的通用来控制电路的通断。断。手电筒的电路模型手电筒的电路模型R+RoES+UI电池电池导线导线灯泡灯泡开关开关 手电筒由电池、灯泡、手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。开关和筒体组成。13ppt课件物理量物理量实实 际际 方方 向向电流电流 I正电荷运动的方向正电荷运动的方向电动势电动势E (电位升高的方向电位升高的方向)电压电压 U(电位降低的方向电位降低的方向)高电位高电位 低电位低电位 单单 位位kA、A、mA、A低电位低电位 高电位高电位kV、V、mV、VkV、V、
10、mV、V注意：注意：它们是它们是标量标量，规定方向是为了便于电路的计算。，规定方向是为了便于电路的计算。14ppt课件电流：电流：Uab 双下标双下标电压：电压：IE+_ 在分析与计算电路时，对电量任在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。一种意假定的方向。一种分析方法分析方法。Iab 双下标双下标aRb箭箭 标标abRI正负极性正负极性+abU U+_15ppt课件实际方向与参考方向实际方向与参考方向一致一致，电流，电流(或电压或电压)值为值为正值正值；实际方向与参考方向实际方向与参考方向相反相反，电流，电流(或电压或电压)值为值为负值负值。注意：注意：在参考方向选定后，电流在参考方向选定
11、后，电流(或电压或电压)值才有正负值才有正负之分。之分。若若 I=5A，则电流从则电流从 a 流向流向 b；例：例：若若 I=5A，则电流从，则电流从 b 流向流向 a。abRIabRU+若若 U=5V，则电压的实际方向，则电压的实际方向从从 a 指向指向 b；若若 U=5V，则电压的实际方向，则电压的实际方向从从 b 指向指向 a。16ppt课件U、I 参考方向相同时，参考方向相同时，RU+IRU+I 表达式中有两套正负号：表达式中有两套正负号：式前的正负号由式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定；参考方向的关系确定；U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考值本身的正负则说明实际方向与参考
12、 方向之间的关系。方向之间的关系。通常取通常取 U、I 参考方向相同，即参考方向相同，即关联参考方向关联参考方向。U=R I17ppt课件解：解：对图对图(a)有有,U=RI例：例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。对图对图(b)有有,U=RI326 :IUR所以所以326:IUR所以所以RU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A18ppt课件I/AU/Vo线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性常数常数即：即：IUR 19ppt课件1.4电源有载工作、开路与短路电源有载工作、开路与短路RREI 0IR0R EU I20ppt课件R U+_II
13、E+_U+_21ppt课件UIUIUIUI22ppt课件因为因为P2=P1+PR，所以电路的功率平衡。所以电路的功率平衡。23ppt课件24ppt课件IRoR EU0 25ppt课件电源外部端子被短接电源外部端子被短接 特征特征:0SREII 电源端电压电源端电压负载功率负载功率电源产生的能量全被内阻消耗掉电源产生的能量全被内阻消耗掉短路电流（很大）短路电流（很大）U=0 PE=P=IR0P=0I+U有有源源电电路路IR0R EU0 26ppt课件I1I2I3ba E2R2 R3R1E11 12 23 3 3 327ppt课件28ppt课件 在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结在任一瞬间
14、，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。点的电流。实质实质:或或:=0I1I2I3ba E2R2 R3R1E1对结点对结点 a：I1+I2=I3或或 I1+I2I3=029ppt课件I=?例例2:广义结点广义结点I=0IA+IB+IC=0ABCIAIBIC2+_+_I5 1 1 5 6V12V30ppt课件即：即：U=0在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行一周，在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行一周，则电位升之和等于电位降之和。即：则电位升之和等于电位降之和。即：U升升=U降降 对回路对回路1：对回路对回路2：E1=I1 R1+I3 R3E2=I2 R2+I3 R3或或 I1
15、R1+I3 R3 E1=0 或或 I2 R2+I3 R3 E2=0 I1I2I3ba E2R2 R3R1E11 12 231ppt课件1列方程前列方程前标注标注回路循行方向；回路循行方向；电位升电位升=电位降电位降 E2=UBE +I2R2 U=0 I2R2 E2+UBE=02应用应用 U=0项前符号的确定：项前符号的确定：3.开口电压可按回路处理。开口电压可按回路处理。注意：注意：1 1对回路对回路1：E1UBEE+B+R1+E2R2I2_32ppt课件对网孔对网孔abda：对网孔对网孔acba：对网孔对网孔bcdb：R5I5 R5 I3 R3+I1 R1=0I2 R2 I4 R4 I5 R
16、5=0I4 R4+I3 R3 E=0对回路对回路 adbca，沿逆时针方向循行，沿逆时针方向循行：I1 R1+I3 R3+I4 R4 I2 R2=0应用应用 U=0列方程列方程对回路对回路 cadc，沿逆时针方向循行，沿逆时针方向循行：I2 R2 I1 R1+E=0adbcE+R3R4R1R2I2I4I5I1I3I33ppt课件1.6 URRRU2111 URRRU2122 一、一、电阻串联电阻串联(Series Connection of Resistors)34ppt课件IRRRI2121 IRRRI2112 21111 RRR 二二.电阻并联电阻并联(Parallel Connectio
17、n)35ppt课件R=4(2+36)=2 R=(4040+303030)=30 30 40 40 30 30 R40 30 30 40 30 R例例2例例14 2 3 6 R36ppt课件解：解：用分流方法做用分流方法做用分压方法做用分压方法做RRIIII2312 818141211234 V 3412124 UUURI121 V 3244 RIURI234 求：求：I1,I4,U4+_2R2R2R2RRRI1I2I3I412V+_U4+_U2+_U1_四四.计算举例计算举例37ppt课件1.7 支路电流法支路电流法(branch current method)v凡不能用电阻串并联等效变换化简
18、的电路，称为凡不能用电阻串并联等效变换化简的电路，称为复复杂电路杂电路。v在分析计算复杂电路的各种方法中，在分析计算复杂电路的各种方法中，支路电流法支路电流法是是最基本的，也是基础！最基本的，也是基础！v支路电流法支路电流法的理论依托是的理论依托是基尔霍夫定律基尔霍夫定律。v支路电流法支路电流法的出发点是以电路中各支路的电流的出发点是以电路中各支路的电流 I 为为未知变量，然后根据基尔霍夫定律列方程组并求解未知变量，然后根据基尔霍夫定律列方程组并求解计算。计算。38ppt课件39ppt课件40ppt课件41ppt课件叠加原理叠加原理1.8 叠加原理叠加原理(Superposition Theo
19、rem)不作用不作用的的 电压源电压源（us=0)短路短路电流源电流源 (is=0)开路开路 （电源电源置置 0）在多个电源同时作用的在多个电源同时作用的线性电路线性电路中，任何支中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。单独作用时所得结果的代数和。概念概念:42ppt课件IIIIII I II333222111 +BI2R1I1U1R2AU2I3R3+_+_原电路原电路I2R1I1R2ABU2I3R3+_U2单独作用单独作用+_AU1BI2R1I1R2I3R3U1单独作用单独作用叠加原理叠加原理“恒压源不起作用恒压源
20、不起作用”或或“令其等于令其等于0”，即是将此，即是将此恒压源去掉，代之以导线连接。恒压源去掉，代之以导线连接。43ppt课件例例1：用叠加原理求用叠加原理求I2BI2R1I1U1R2AU2I3R3+_+_I22 6 AB7.2V3+_+_A12VBI22 6 3 已知：已知：U1=12V，U2=7.2V，R1=2，R2=6，R3=3 解：解：I2=I2=I2=I2 +I2 =根据叠加原理，根据叠加原理，I2=I2 +I2 1A1A0A44ppt课件+-10 I4A20V10 10 用叠加原理求：用叠加原理求：I=?I=2AI=-1AI=I+I=1A+10 I 4A10 10+-10 I 20
21、V10 10 解：解：“恒流源不起作用恒流源不起作用”或或“令其等于令其等于0”，即是将此恒流，即是将此恒流源去掉，使电路开路。源去掉，使电路开路。例例2：45ppt课件应用叠加原理要注意的问题应用叠加原理要注意的问题1.叠加原理只适用于线性电路（电路参数不随电压、叠加原理只适用于线性电路（电路参数不随电压、电流的变化而改变）。电流的变化而改变）。2.叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令U=0；暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令
22、Is=0。3.解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。原电解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。原电 路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电 流的代数和。流的代数和。=+46ppt课件4.叠加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来叠加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来 求功率，即求功率，即功率不能叠加功率不能叠加。333 I II 设：设：32332332333233)()()(RIR IRI IRIP则：则：I3R3如：如：47ppt课件1.9 OSREI 电压源电压源48ppt课件49ppt课件0SRUII 电流源电流源50ppt课件设设
23、 IS=10 A，接上，接上RL 后，恒流源对外输出电流。后，恒流源对外输出电流。RL IUISOIISU+_51ppt课件0SREI 52ppt课件例例3：电压源与电流源的：电压源与电流源的等效互换举例等效互换举例I2+-10VbaUab5AabI10V/2 =5A2 5A 2 =10VE =ISRS RS=RS IS=U/RS53ppt课件等效变换的注意事项等效变换的注意事项“等效等效”是指是指“对外对外”等效（等效互换前后对外伏等效（等效互换前后对外伏-安安特性一致），特性一致），对内不等效。对内不等效。(1)IsaRSbUabI RLaE+-bIUabRSRLIS=E/RSRS =RS
24、 等效是对外电路而言的：等效是对外电路而言的：54ppt课件注意转换前后电压方向与注意转换前后电压方向与 I Is s 的方向的方向(2)aE+-bIRSE+-bIRSaIsaRSbIaIsRSbI55ppt课件(3)恒压源和恒流源不能等效互换恒压源和恒流源不能等效互换abIUabIsaUS+-bI（4）进行电路计算时，恒压源串电阻和恒电）进行电路计算时，恒压源串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变换。流源并电阻两者之间均可等效变换。RS和和 RS不一定是电源内阻。不一定是电源内阻。56ppt课件解解:+abU2 5V(a)+abU5V(c)+a+-2V5VU+-b2(c)+(b)aU 5A
25、2 3 b+(a)a+5V3 2 U+a5AbU3(b)+57ppt课件A1A22228 I58ppt课件111RUI 333RUI R1R3IsR2R5R4I3I1I应应用用举举例例-+IsR1U1+-R3R2R5R4I=？U3利用电源转换可以简化电路计算。利用电源转换可以简化电路计算。59ppt课件IsR5R4IR1/R2/R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I60ppt课件454RRRUUIdd+RdUd+R4U4R5I-(接上页接上页)ISR5R4IR1/R2/R3I1+I3()()4432132131/RIERRRRRRRIIUSdd61ppt课件-+IsR1U1+-R3R
26、2R5R4I=？U3代入数值计算代入数值计算已知：已知：U1=12V，U3=16V，R1=2，R2=4，R3=4，R4=4，R5=5，IS=3A解得：解得：I=0.2A (负号表示电流实际方向与参考方向相反负号表示电流实际方向与参考方向相反)62ppt课件-+IsR1U1+-R3R2R5R4I=？U3I4UR4+计算计算 功率功率I4=IS+I=3+(-0.2)=2.8AUR4=I4 R4=2.84=11.2V负号表示输出功率负号表示输出功率R4=4 IS=3AI=0.2A恒流源恒流源 IS 的功率的功率如何计算如何计算?PIS=-33.6W63ppt课件10V+-2A2 I讨论题讨论题?IA
27、32410A72210A5210III哪哪个个答答案案对对?64ppt课件1.1065ppt课件66ppt课件67ppt课件68ppt课件A5.2A4420402121 RREEI69ppt课件 221210RRRRR，所以所以70ppt课件A2A13230303 RREI71ppt课件72ppt课件A2.1A5512211 RREIA8.0A51012432 RREIR0abR3R4R1R2 8.5434321210RRRRRRRRR，所以所以73ppt课件A126.0A108.52G0G RREI74ppt课件75ppt课件76ppt课件A07.2A8.512 REI A38.1A07.2
28、510103131 IRRRI A035.12142 III77ppt课件A126.0 A345.0108.58.5 SG00G IRRRI78ppt课件79ppt课件80ppt课件81ppt课件1-11 电路中电位的概念及计算82ppt课件 电位值是相对的电位值是相对的,参考点选得不同，电路参考点选得不同，电路中其它各点的电位也将随之改变；中其它各点的电位也将随之改变；电路中两点间的电路中两点间的电压值是固定的电压值是固定的，不会，不会因参考点的不同而改变。因参考点的不同而改变。注意：电位和电压的区别注意：电位和电压的区别83ppt课件2.举例举例 求图示电路中求图示电路中各点的电位各点的电
29、位:Va、Vb、Vc、Vd 。解：解：设设 a为参考点，为参考点，即即Va=0V设设 b为参考点，即为参考点，即Vb=0Vbac20 4A6 10AE290V E1140V5 6A d84ppt课件bca20 4A6 10AE290V E1140V5 6A d+90V20 5+140V6 cd85ppt课件电位在电路中的表示法电位在电路中的表示法U1+_U2+_R1R2R3R1R2R3+U1-U2AA2 R1R3+12V-12V3 R26 AI1I2I386ppt课件图示电路，计算开关图示电路，计算开关S S 断开和闭合时断开和闭合时A点的电位点的电位VA解解:(1)当开关当开关S S断开时断
30、开时(2)当开关闭合时当开关闭合时,电路电路 如图（如图（b）电流电流 I2=0，电位电位 VA=0V 。电流电流 I1=I2=0，电位电位 VA=6V 。电流在闭合电流在闭合路径中流通路径中流通2K A+I I1 12k I I2 26V(b)2k+6VA2k SI I2 2I I1 1(a)87ppt课件A+12V12VBRPR1R212V 12V BARPR2R1I88ppt课件描述消耗电能的性质描述消耗电能的性质Riu 根据欧姆定律根据欧姆定律:即电阻元件上的电压与通过的电流成线性关系即电阻元件上的电压与通过的电流成线性关系SlR 金属导体的电阻与导体的尺寸及导体材料金属导体的电阻与导
31、体的尺寸及导体材料的的导电性能有关导电性能有关，表达式为：表达式为：0dd00 tRituiWt2t电阻的能量电阻的能量Riu+_89ppt课件 iNiL电感电感:(H、mH)电流通过电流通过N匝匝线圈产生线圈产生(磁链磁链)N 电流通过电流通过一匝一匝线圈产生线圈产生(磁通磁通)ui+-线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附近的介质线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附近的介质的导磁性能等有关。的导磁性能等有关。lNSL290ppt课件(H)lNSL2tiLteddddtLitNLd)d(d)d(1)自感电动势的参考方向自感电动势的参考方向iu+-eL+-LS 线圈横截面积（线圈横截面积（m2）l
32、线圈长度（线圈长度（m）N 线圈匝数线圈匝数 介质的磁导率（介质的磁导率（H/m）91ppt课件(2)自感电动势瞬时极性的判别自感电动势瞬时极性的判别tiLeLdd 0 tiLeLdd i 0 tidd92ppt课件221LiW tiLeuLdd 根据基尔霍夫定律可得：根据基尔霍夫定律可得：将上式两边同乘上将上式两边同乘上 i，并积分，则得：，并积分，则得：20021ddLiiLituiti即电感将电能转换为磁场能储存在线圈中，当电即电感将电能转换为磁场能储存在线圈中，当电流增大时，磁场能增大，电感元件从电源取用电流增大时，磁场能增大，电感元件从电源取用电能；当电流减小时，磁场能减小，电感元件
33、向电能；当电流减小时，磁场能减小，电感元件向电源放还能量。源放还能量。电感元件不消耗能量，是电感元件不消耗能量，是储能储能元件。元件。93ppt课件电容：电容：uqC)(FuiC+_电容器的电容与极板的尺寸及其间介质的电容器的电容与极板的尺寸及其间介质的介电常数等关。介电常数等关。(F)dSCS 极板面积（极板面积（m2）d 板间距离（板间距离（m）介电常数介电常数（F/m）tuCtqidddd 当电压当电压u变化时，在电路中产生电流变化时，在电路中产生电流:94ppt课件电容元件储能电容元件储能221CuW 将上式两边同乘上将上式两边同乘上 u，并积分，则得：，并积分，则得：20021ddCuuCutuitu即电容将电能转换为电场能储存在电容中，当电压即电容将电能转换为电场能储存在电容中，当电压增大时，电场能增大，电容元件从电源取用电能；增大时，电场能增大，电容元件从电源取用电能；当电压减小时，电场能减小，电容元件向电源放还当电压减小时，电场能减小，电容元件向电源放还能量。能量。根据：根据：tuCidd电容元件不消耗能量，也是电容元件不消耗能量，也是储能储能元件。元件。95ppt课件
