电工基础教案.

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1、第一章电路的基本概念和基本定律第一节　电路基本知识一、电路的基本组成1、电路的概念电路是电流流通的路径，也就是由各种元器件(或电工设备)按一定方式联接起来的总体，它为电流的流通提供了路径。电路的作用是能够是实现电能的传输与变换，能够实现信号的传递与处理。2、电路的基本组成电路的基本组成包括以下四个部分：（图1-1-1）　图1-1-1电路的基本组成(1)电源(供能元件)：为电路提供电能的设备和器件，将非电能（如化学能、光能、机械能等）转化为电能的设备。(如电池<化学能>、发电机<机械能>等)。(2)负载(耗能元件)：使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电器)。将电能转化成其他

2、形式的能量。　(3)控制元件：控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。起着接通、断开、保护、测量的作用。(4)联接导线：连接电源和负载的导体，为电能提供通路并传输电能。将电器设备和元器件按一定方式联接起来(如各种铜、铝电缆线等)。3、电路的状态(1)通路(闭路)：电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换。根据负载的情况，又分为满载、轻载、过载三种情况。（图1-1-2a）(2)短路(捷路)：电源两端的导线直接相连接，输出电流过大对电源来说属于严重过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断

3、器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。（图1-1-2b）(3)开路(断路)：电路中没有电流通过，又称为空载状态。（图1-1-2c）26图1-1-2电路状态二、电路模型(电路图)由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型，也叫做实际电路的电路原理图，用规定的符号表示电路连接情况的图称为电路图。例如，图1-1-3所示的手电筒电路。理想元件：电路是由电特性相当复杂的元器件组成的，为了便于使用数学方法对电路进行分析，可将电路实体中的各种电器设备和元器件用图1-1-3手电筒电路一些能够表征它们主要电磁特性的理想元件(模型)来代替，而对它的实际上的结构、材料、形状等非电磁特性

4、不予考虑。常用理想元件及符号表1-1-1第二节电流、电压及其参考方向一、电流及其参考方向任何物质都是由分子组成，分子由原子组成，而原子又是由带正电的原子核和带负电的电子组成。通常原子是中性，不显电性，物质本身也显不带电的性能。当人们给予一定外加条件时，能迫使金属或溶液中的电子发生有规则的运动。电荷在电场作用下做有规则的定向移动就形成了电流。电路中电荷沿着导体的定向运动形成电流，形成电流的内因是导体内存在大量自由电荷，外因是导体两端有电压作用。其方向规定为正电荷流动的方向(或负电荷流动的反方向)，其大小等于在单位时间内通过导体横截面的电量，称为电流强度(简称电流)，用符号I或i(

5、t)表示，讨论一般电流时可用符号i。设在Dt=t2－t1时间内，通过导体横截面的电荷量为Dq=q2－q1，则在Dt时间内的电流强度可用数学公式表示为式中，Dt为很小的时间间隔，时间的国际单位制为秒(s)，电量Dq的国际单位制为库仑(C)。电流(t)的国际单位制为安培(A)。常用的电流单位还有毫安mA、微安mA、千安kA等，它们与安培的换算关系为1mA=10-3A；1mA=10-6A；1kA=103A26在实际电路中，将电流表串联在电路中（使电流从表的正极端流入），同时选择合适的量程，即可测量电流的大小。1、直流电流：电流的大小、方向均不随时间而变化叫直流电流。　　如果电流的大小

6、及方向都不随时间变化，即在单位时间内通过导体横截面的电量相等，则称之为稳恒电流或恒定电流，简称为直流(DirectCurrent)，记为DC或dc，直流电流要用大写字母I表示。　　直流电流I与时间t的关系在I－t坐标系中为一条与时间轴平行的直线。2、交流电流如果电流的大小及方向均随时间变化，则称为变动电流。对电路分析来说，一种最为重要的变动电流是正弦交流电流，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化，将之简称为交流(Alternatingcurrent)，记为AC或ac，交流电流的瞬时值要用小写字母i或i(t)表示。二、电压及其参考方向1、电压的基本概念电压是指电路中两点A、

7、B之间的电位差(简称为电压)，其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电压的国际单位制为伏特(V)，常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(mV)、千伏(kV)等，它们与伏特的换算关系为1mV=10-3V；1mV=10-6V；1kV=103V例：已知A点对地电位是65V，B点对地电位是35V，则Uab等于30V。2、直流电压与交流电压如果电压的大小及方向都不随时间变化，则称之为稳恒电压或恒定电压，简称为直流电压，用大写字母U表示。如果电