电工技术1电路的基本概念和基本定理

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1、电工技术电工学主讲：张国平郑州大学材料科学与工程学院绪论《电工学》是大学工科各专业必设的技术基础课当今世界上，人们衣食住行的基本生活条件现代一切科学技术的发展与工农业生产都离不开电工及电子技术的支撑绪论电能的优点1.电能便于转换为其他形式的能量。如：热能、光能、机械能等等2.电能的传输方便、迅速、经济3.电能便于控制，电气设备易于操作，效率高、灵敏度也高绪论电路的功能1.供电电路：用来传输电能2.整流电路：可将交流电变为直流电3.滤波器电路：可滤掉附加在有用信号上的噪音，完成信息的处理4.计算机中的存储器电路：可存储原

2、始数据、中间数据和最终结果。具有存储功能……绪论电路的应用工业生产中电力机械的动力设备——电动机采矿、冶金、轧钢、锻造和铸造机械、金属冷加工机械机床等机械加工工艺——电加工技术电镀、电焊、电炉冶金、电蚀加工、超声波加工、电子束和离子束加工等……交通与通讯汽车与火车、飞机、轮船……广播、电视、电影及电话……测量与控制长度、速度、温度、时间、压力、流量、照度和色度等……绪论电工学的两大分支1.电路分析：主要内容是在给定电路结构、元件参数的条件下，求电路中各处电压、电流的分配。2.电路综合：主要内容是在给定输入（激励）、输出

3、（响应）的条件下，求电路结构。绪论本课程的目的和任务主要任务是研究线性、非时变电路的基本理论和基本分析方法非线性电路，只涉及最简单的非线性电阻电路的分析是电路理论的入门课程，是一门实践性较强的技术基础课通过本课程的学习，能够掌握电路的基本理论和基本的分析方法，培养分析问题和解决问题的能力，为后续课程的学习以及以后从事的工程技术工作打下必要的基础1.4无源电流元件1.5有源电路元件1.1电路与电路模型1.2电压、电流及其方向1.3基尔霍夫定律1.6电路的基本状态和电气设备的额定值第一章电路的基本概念和基本定律本章要求:1

4、.理解电压与电流参考方向的意义；2.理解基尔霍夫定律并能正确应用；3.了解电路的有载工作、开路与短路状态，理解电功率和额定值的意义；4.会计算电路中各点的电位。第一章电路的基本概念和基本定律1.1电路与电路模型一.电路的组成电流通过的路径叫电路，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。手电筒的电路模型R+RoE–S+U–I电池中间环节灯泡一个完整的电路是由电源、负载、中间环节（包括开关和导线等）三部分按一定方式组成的。电源:提供电能的装置负载:取用电能的装置发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输

5、电线中间环节：传递、分配和控制电能的作用电路各部分的作用电路按其功能可分为两类：电力电路、信号电路。发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线（2）信号电路——实现信号的传递和处理放大器扬声器话筒（1）电力电路——实现电能的传输和转换二.电路的功能和分类三、电路模型实际电路元件都是一个物理实体，它们在工作过程中所表现出的电磁性能和能量转换过程往往比较复杂，为了便于分析，常将实际电路元件用具有某一性能的理想电路元件或它们的组合表示，称为电路元件模型。理想电路元件分为：有源元件和无源元件。电压源电流源有源元件电阻

6、电感电容无源元件由电路元件组成的电路称为电路模型1.2电压、电流及其参考方向电流其数值等于单位时间内通过导体某一横截面的电荷量。一.电流电流的方向：规定正电荷移动的方向为电流的方向。参考方向：在分析与计算电路时，任意假设的方向。（正方向）I=Qt随时间变化的电流定义为：直流电流定义为：例：abRI若I=5A，则电流从a流向b；若I=–5A，则电流从b流向a。实际方向与参考方向一致，电流值为正值；实际方向与参考方向相反，电流值为负值。实际方向与参考方向的关系：电流的单位：kA、A、mA、μA注意：在参考方向选定后，电流值

7、才有正负之分。二.电压、电位、电动势和电功率电压U:电场力移动单位正电荷所作的功。电压U实际方向：从高电位点指向低电位点。单位：kV、V、mV、μV实际方向与参考方向的关系:实际方向与参考方向一致，电压值为正值；实际方向与参考方向相反，电压值为负值。1.电压当U与I参考方向一致，称为关联参考方向U=RI；abRU+–若U=5V，则电压的实际方向从a指向b；若U=–5V，则电压的实际方向从b指向a。当U与I参考方向不一致，称为非关联参考方向U=–RI；OOR+-UIABOOR+-UIAB电位：电路中某点至参考点的电压，记

8、为“VX”。通常设参考点的电位为零。2.电位电位的计算步骤:(1)任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；(2)标出各电流参考方向并计算；(3)计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为负，说明该点电位比参考点低。ABO2V1K1K举例求图示电路中各点的电位:VA、VB、V0。解：