第一章电路的基本概念和基本定律.ppt
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1、第一章 电路的基本概念和基本定律,本课程能力目标,会正确使用常用的电工工具和仪表(万用表、剥线钳、冷压钳、斜口钳、尖嘴钳、螺丝刀) 会正确进行万用表档位的选择,并能进行电阻、电容、电感的判断,电压、电流的测量 能选择、使用合适的电工电子测量仪表进行交直流电路各项参数的测量 能进行实际电路的测试、故障判断和排故 能根据给定三相异步电机控制原理图进行电气接线,并能用万用表进行排故 能进行数据整理、估算、计算和报告撰写,本课程知识目标,熟悉电路的基本概念和基本定律 掌握直流电路的典型分析方法 熟悉单相/三相正弦交流电路及其分析方法 熟悉线性电路的瞬态过程及其分析方法 掌握常用电工工具使用方法 熟悉交
2、流电动机、变压器的原理、构成以及工业用途,本课程素质目标,职业行为能力不迟到、不早退、不旷课 规范操作能力正确使用电工工具,按照工艺要求进行电气接线与操作 查阅资料能力根据要求选择电气元件 团结协作能力互相帮助、共同学习 语言表达能力讲述、说明、回答问题,目录,电路的基本概念 电路的基本物理量 电气设备的额定参数 电路的基本定律与工作状态,教学目标,教学重点: 1、电路的基本组成、电路的三种工作状态和额定电 压、电流、功率等概念。 2、掌握电流、电压、电功率、电能等基本概念。 3、掌握欧姆定律、基尔霍夫定律教学难点: 1了解电路的三种工作状态特点。 2理解理想元件与电路模型、线性电阻与非线性电
3、 阻的概念。,1.1 电路的基本概念,1.1.1 电路的组成和功能 1、电路的定义提供电流流通路径的“路” 2、电路的功能a) 能量的转换、传输、分配b)信息的传递与处理,(1) 实现电能的传输、分配与转换,(2)实现信号的传递与处理,电路的作用,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。,电路的组成部分,电源: 提供 电能的装置,负载: 取用 电能的装置,中间环节:传递、分 配和控制电能的作用,直流电源: 提供能源,信号处理: 放大、调谐、检波等,负载,信号源: 提供信息,2.电路的组成部分,电源或信号源的电压或电流称为激励,它推动电路工作;由激励所产生的电压和
4、电流称为响应。,1.1 电路的基本概念,3、电路的组成电路必定由电源、负载和中间环节三大部分组成,将电能转换为其他形式能的装置,用于传输和分配电能,1.1 电路的基本概念,1.1.2 电路模型和电路图1、电路模型a)理想化元器件将实际元器件近似化、理想化,使每一种元器件只集中表现一种主要的电或磁的性能,就是实际元器件的模型,简称电路元件。,电阻:,电容:,电感:,电压源:,电流源:,1.1 电路的基本概念,b)理想电路元件的分类及符号,1.1 电路的基本概念,2、电路图用特定的符号表示表示实际电路元器件而连接成的图型,手电筒的电路模型,电池,导线,灯泡,开关,电池是电源元件,其参数为电动势 E
5、 和内阻Ro;,灯泡主要具有消耗电能的性质,是电阻元件,其参数为电阻R;,筒体用来连接电池和灯泡,其电阻忽略不计,认为是无电阻的理想导体。,开关用来控制电路的通断。,今后分析的都是指电路模型,简称电路。在电路图中,各种电路元件都用规定的图形符号表示。,1.2电路的基本物理量,1.2.1电流1、电流的定义在电场作用下,单位时间里通过导体某一截面的电荷量。,1.2.1电流,2、电流的单位安培 ,用符号“A”表示 1kA=103A 1A=103 mA1mA=103 A3、电流的方向电流的实际方向是指正电荷的运动方向,1.2.2电压、电位、电动势,1、电压的定义电路中A、 B两点间的电压是单位正电荷在
6、电场力的作用下由A点移动到B点所减少的电能。q为由A点移动到B点的电荷量, WAB为移动过程中电荷所减少的电能,1.2.2电压、电位、电动势,1.2.2电压、电位、电动势,2、电压的单位伏特,用符合“V”表示1kV=103 V 1V=103 mV1mV=103 v 3、电压的方向电压的真实方向规定为正电荷的运动方向,1.2电路的基本物理量,4、电位的定义电场力将单位正电荷从给定点移动到参考点(又称零电位点或接地点)所做的功。Va 表示某点a的电位,电路中某点电位的标记都在变量后带下标,以避免与电位的单位V相混淆,1.2电路的基本物理量,例:电路中A、B两点的电位分别是多少? A、B之间的电压是
7、多少?,2v,(a),(b),(c),2v,2v,1.2电路的基本物理量,解:图a:Va=2V Vb=1V Vc=0V Uab=1V图b:Va=1V Vb=0V Vc=-1V Uab=1V图c:Va=0V Vb=-1V Vc=-2V Uab=1V,结论: 1、参考点改变,各点的电位随之改变,即各点的电位与参考点的选择有关 2、不管参考点如何变化,两点间的电压(电位差)是不变的,即两点间的电压与参考点的选择无关。,1.2.2电压、电位、电动势,5、电动势电源力将单位正电荷从电源负极移动到正极所做的功电动势的实际方向规定为在电源内部正电荷运动的方向电动势的单位与电压相同,为伏特(V),1.2.3电
8、功率与电能,1、电功率的定义单位时间内电场力所做的功,记为p(t)对直流电流和直流电压而言,电功率记为PP=UI,1.2.3电功率与电能,2、电功率的单位瓦特,用符合“W”表示1MW=103 kW1kW=103 V1W=103 mW1mW=103 W,1.2.3电功率与电能,a,P=UI,问题与讨论:功率有无正负?,有!,根据功率的正负可判断电路元件是吸收功率还是释放功率,反应了能量的流向,P0时,元件释放功率(电源),P0时,元件吸收功率(负载),规定,电压、电流的正方向一致时功率的计算,P0时,则说明U、I的实际方向总是一致,即正电荷从高电位移到低电位,P0时,则说明U、I的实际方向总是相
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