第1章电工电子技术基础知识

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1、第1章电工电子技术基础知识本章要点了解电路的基本概念及电路模型。理解电流、电压的参考方向及关联方向的概念。掌握欧姆定律、基尔霍夫定律的内容及应用。理解电压源和电流源之间的等效变换。掌握戴维南定理和诺顿定理。熟悉电路的三种工作状态。技能目标会测量直流电路中的电流和电压。能够对有源二端网络等效参数进行测量。掌握电源外特性的测试方法，能够对电压源和电流源进行等效变换。主要理论及工程应用导航本章主要讲述了电路的基本概念、基本定律及电路分析方法，介绍了电路的工作状态，为后面分析各种电工电子电路奠定了必要的基础。众所周知，现代生活离不开电

2、，电灯、电视、电话、电冰箱、电梯等都要用电。现代工农业生产少不了电，现代科学技术更离不开电。电的作用变得越来越大，它渗透到人类生活的每一个角落。对于人类来说，电是如此的重要，又是如此的神奇。因此，作为21世纪的大学生，更有必要学习电的相关概念和知识。1.1太阳能水箱加热显示电路设计说明1.设计目的掌握电路基本定律的应用。2.设计内容太阳能晒水箱中的水在冬天往往温度不够高，要在水箱中加装一个“220V，2000W”的电热管，并利用一个“6V，1W”的小灯泡和一段10/m的电阻丝，为电热管安装一个指示灯，如果小灯泡两端的电压按5V设计，请你设计能

3、够满足以上要求的电路图，电阻丝足够长并可按需进行截取。电工电子技术基础(第2版)1.2电路的基本概念及基本定律电路也称为电网络，是各种电器设备按照一定方式连接起来的整体。现代工程技术领域中存在着种类繁多、形式和结构各不相同的电路，但就其作用而言，主要包括两个方面：一是进行能量转换、传输和分配，如电力系统电路，发电机组将其他形式的能量转换成电能，经变压器、输电线传输到各用电部门后，用电部门再把电能转换成光能、热能、机械能等其他形式的能而加以利用；二是对电信号的处理和传递，如收音机或电视机把电信号经过调频、滤波、放大等环节的处理，使其成为人们所需要

4、的其他信号。电路的这两种作用在自动控制、通信、计算机技术等方面得到了广泛应用。思考：什么是电路？如何求取电路中的电压和电流呢？1.2.1电路模型实际的电路器件在工作时的电磁性质比较复杂，绝大多数器件具备多种电磁效应，给分析问题带来困难。为了使问题得以简化，便于探讨电路的普遍规律，在分析和研究具体电路时，对实际的电路器件，一般取其起主要作用的方面，并用一些理想电路元件来替代。所谓理想电路元件，是指在理论上具有某种确定的电磁性质的假想元件，它们以及它们的组合可以反映出实际电器元件的电磁性质和实际电路的电磁现象。因为实际电路元件虽然种类繁多，但在电磁

5、性能方面可以把它们归类。例如，有的元件主要是供给能量的，它们能将非电能量转化成电能，像干电池、发电机等就可用“电压源”这样一个理想元件来表示；有的元件主要是消耗电能的，当电流通过它们时就把电能转化成其他形式的能，像各种电炉、白炽灯等就可用“电阻元件”这样一个理想元件来表示；另外，还有的元件主要是储存磁场能量或储存电场能量的，就可用“电感元件”或“电容元件”来表示等。用抽象的理想元件及其组合近似地替代实际电路元件，即把实际电路的本质特征抽象出来所形成的理想化了的电路就可构成与实际电路相对应的电路模型。以后所讨论的电路都是电路模型，通过对它们的基本

6、规律进行研究，达到分析实际电路的目的。1.2.2参考方向1.电流电压及其参考方向带电粒子的定向移动形成电流。单位时间内通过导体截面的电荷量定义为电流强度，用它来衡量电流的大小。电流强度简称为电流，用i表示，根据定义有dqi(1-1)dt式中：dq为导体截面中在dt时间内通过的电荷量。国际单位制中，电荷量的单位为库仑(C)；时间单位为秒(s)；电流单位为安培，简称安(A)，有时还用千安(kA)、毫安(mA)、微安(A)等单位。2第1章电工电子技术基础知识习惯上将正电荷移动的方向规定为电流的方向。当电流的大小和方向不随时间而变化时，就称其为直流

7、电流，简称直流(DirectCurrent，DC)。对不随时间变化的物理量一般都用大写字母来表示，即直流时，式(1-1)可以改写为QI(1-2)t电荷在电路中运动，必定受到力的作用，也就是说力对电荷做了功。为了衡量其做功的能力，引入“电压”这一物理量，并定义电场力把单位正电荷从A点移动到B点所做的功称为A点到B点间的电压，用u表示。即ABdwABu(1-3)ABdq式中：dw表示电场力将dq的正电荷从A点移动到B点所做的功，单位为焦耳(J)；电压AB单位为伏特，简称伏(V)，有时还用千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(V)等单位。直流时，式

8、(1-3)应写成WABU(1-4)ABQ由电压的定义可知，如果正电荷从A点移动到B点是电场力做功，那么正电荷从B点移动到A点必定有一种外力在克服电场