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祝同学们 新学期愉快 学习进步！

祝同学们 新学期愉快 学习进步！. 电工学简明教程（第二版） 秦曾煌 主编. 主讲：机电学院 薛亚茹. 第 0 章 绪论 —— 课程介绍. 课程的目的. 目的是使学生通过本课程的学习，获得电工技术必要的基本理论，基本知识和基本技能，了解电工技术的应用和电工事业的发展概况。. 课程主要内容 ELECTROTECHNICS AND ELECTRONIC. 电路分析. 电机拖动. 模拟电路. 数字电路. I. a. +. R 1. R 2. U ab. U. _. 2 . 2 . b. 电路分析 (1,2 章）.

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  1. 祝同学们 新学期愉快 学习进步！

  2. 电工学简明教程（第二版）秦曾煌 主编 主讲：机电学院 薛亚茹 第0章 绪论——课程介绍

  3. 课程的目的 目的是使学生通过本课程的学习，获得电工技术必要的基本理论，基本知识和基本技能，了解电工技术的应用和电工事业的发展概况。

  4. 课程主要内容 ELECTROTECHNICS AND ELECTRONIC 电路分析 电机拖动 模拟电路 数字电路

  5. I a + R1 R2 Uab U _ 2 2 b 电路分析(1,2章） 电路的基本概念与基本定律、电路的分析方法、正弦交流电路、电路的暂态分析，三相电路、。

  6. 电机拖动（3,4章） 磁路与铁心线圈电路、交流电动机。

  7. ib ib uce rce B C ic uce ube rbe rce E 模拟电路（9 ,10,11章） 半导体二极管和三极管、基本放大电路、集成运算放大器。

  8. 数字电路(13,14章） 门电路和组合逻辑电路、触发器和时序逻辑电路、模拟量和数字量的转换。

  9. 例：设计三人表决电路 +5V R 1 A 三 人 表 决 电 路 0 B Y C

  10. 考核方法: 平时成绩：30％ 期末考试：70％ 作业： 每周二上课 答疑： 每周二下午（暂定）

  11. 第一章 电路及其分析方法 • 电路的基本概念 • 电路的基本定律 • 电路的分析方法 • 电路的暂态分析

  12. 1.1 电路的作用与组成部分 电路是电流的通路，它是为了某种需要由某些电工设备 或元件按一定方式组合起来的。 电路的作用 2.信号的传递与处理存储 1.电能的传输与转换 扬声器 话筒 电灯 电动机  放 大 器 发电机 降压 变压器 升压 变压器 输电线 负载 电源 中间环节 信号源 负载 电路的组成

  13. 扬声器 话筒 电灯 电动机  放 大 器 发电机 降压 变压器 升压 变压器 输电线 负载 电源 信号源 负载 电源和信号源的电压或电流称为激励，它推动电路的工作。 由激励在电路中产生的电压和电流称为响应 电路分析是在已知电路结构和参数的条件下，讨论 激 励 响 应 与 的关系

  14. 1.2 电路模型 S R E 电路模型 电路实体 研究的目标是激励电压源与回路电流或负载电压之间的关系 用理想电路元件组成的电路， 称为实际电路的电路模型。

  15. dq i= dt 单位：A，mA ，uA 1.3 电流和电压的参考方向 一、电流和电流的参考方向 电流：带电粒子(电子、离子)有规则的定向运动 电流大小： 方向：正电荷运动的方向

  16. IR A B R 3V 2V 问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量 的实际方向，电路如何求解？ 电流方向 BA？ 电流方向 AB？

  17. I R Iab b a R 解决方法 任意规定一个电流参考方向,用箭头标在电路图上。 电流参考方向的表示： 1.用箭头表示(常用) 2.用双下标表示 若电流取正值，电流实际方向与参考方向相同； 若电流取负值，电流实际方向与参考方向相反。

  18. d W = u d q 二、电压和电压的参考方向 电压:单位正电荷由电路中a点移动到b点所失去或获得的能量，称为ab两点的电压 电压大小： 方向：从高电位指向低电位 单位：V, mV

  19. a b a b 电压的参考方向 u 1.正负号 _ + 2.箭 头 u Uab（高电位在前， 低电位在后） 3.双下标 若电压u>0，表明该时刻a点的电位比b点电位高若电压u<0，表明该时刻a点的电位比b点电位低

  20. a a I I U U b b 关联方向： 当a、b两点间所选择的电压参考方向由a指向b时，也选择电流的参考方向经电路由a指向b，这种参考方向的定义方式成为关联方向。 如图为 关联方向 定义的 电压和电流

  21. a a I I 如图为 非关联方向 定义的 电压和电流 U U b b 习惯上将负载的电压和电流方向定义为关联方向

  22. 欧姆定律 U U = R – + I I I R + I R R I U U R U + – – 图C 图D 图A – I R U + = IR U 图B 通过电阻的电流与电压成正比 表达式 U= – IR U 、I参考方向相同 U、 I参考方向相反 图C中若I= –2A，R=3，则U= – (–2)×3=6V 电压与电流参 考方向相反 电流的参考方向 与实际方向相反

  23. 例题1.1 应用欧姆定律对下图的电路列出式子，并求电阻R U 6 W (a) = = = R 3 I 2 U 6 W = - = - = R 3 (b) - I 2 - U 6 W = - = - = R 3 (c) I 2 - U 6 W (d) = = = R 3 - I 2 解

  24. 1.4 电源有载工作、开路与短路 U E I = R+ R0 E R0I U 0 I 当R0 << R时， U E 1.4.1 电源有载工作 A C I E U R R0 电源的外特性曲线 B D 1. 电压与电流 说明电源带负载能力强 U=RI U=E –R0I

  25. 1.5 电源有载工作、开路与短路 E I = R+ R0 P =PE –P 2. 功率与功率平衡 1.5.1 电源有载工作 A UI=EI –R0I2 C I E 电源产 生功率 内阻消 耗功率 U 电源输 出功率 R R0 电源产 生功率 负载取 用功率 内阻消 耗功率 = + B 1. 电压与电流 功率的单位：瓦[特](W) 或千瓦(KW) U=E –R0I U=RI

  26. 功率的概念：设电路任意两点间的电压为U ,流入此 部分电路的电流为 I， 则这部分电路消耗的功率为: I I a a = U P U I R U R b b 电压电流参考方向一致 电压电流参考方向相反 P = –UI

  27. 功率有正负 若 P  0 吸收功率或消耗功率（起负载作用） 电阻消耗功率肯定为正 若 P  0 输出功率（起电源作用） 电源的功率可能为正（吸收功率），也可能为负（输出功率）

  28. A I N B 已知： UAB=3V 例 求：N的功率，并说明它 是电源还是负载 I = – 2A 电压电流参考方向相同 解：P=UI =(–2)×3= – 6W P为负值，N发出功率,是电源

  29. 例题1.2 I E1 E2 U ΔU1 R01 ΔU2 R02 R01=R02=0.6 Ω 已知：U=220V I = 5A 求： E1 E2并说明功率平衡

  30. 电压源 I 3. 额定值与实际值 + 额定值是为电气设备在 给定条件下正常运行而 规定的允许值 I1 I2 S1 S2 U – 电气设备不在额定 条件下运行的危害： 电压源输出的电流和功 率由负载的大小决定 P 不能充分利用设备的能力 降低设备的使用寿命甚至损坏设备

  31. 1.4.2 电源开路 A C 特征 I E I=0 U0 R U=U0=E R0 P=0 B D U0：开路电压 （空载电压）

  32. PE =P = R0IS2 电流过大，将烧毁电源 1.4.3 电源短路 I R1 E U R2 R0 U=0 特 征 I=IS=E/ R0 短路电流 P = 0

  33. 例题1.3 若电源的开路电压U0＝12V，其短路电流Is=30A,试问该电源的电动势和内阻各为多少？ 电路基本概念小结： • 电压，电流参考方向 • 开路电压，短路电流

  34. I2 I1 I6 R1 R2 R6 R4 R5 I5 I4 + I3 _ E4 - + R3 E3 对于复杂电路（如下图）仅通过串、并联无法求解， 必须经过一定的解题方法，才能算出结果。 如：

  35. 1.5 基尔霍夫定律 基尔霍夫定律:用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系，其中包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。 a c d R2 R1 结点 电路中三条或三条 以上支路联接的点 如 a，b E1 E2 R3 支路 电路中的每一分支 如 acb ab adb b 回路 由一条或多条支路 组成的闭合路径 如 abca adba adbca

  36. I1 I4 I2 I3 1.6.1 基尔霍夫电流定律 KCL 1、内容：在电路中，任何时刻，对任一结点，所有与之相连支路电流的代数和恒等于零。 2、公式： • 3、步骤 • 规定电流的参考方向 • 规定参考方向流入结点的电流前面取“+”号， • 流出结点的电流前面取“-”号。 • 3. 列KCL方程 I1+I3+I4-I2＝0 I1+I3+I4＝I2

  37. I1 I4 I2 I3 0 I3 8 （ 2 ） 9 I3 19A 例题1.4 若I1= 9A， I2= – 2A， I4=8A。 求： I3 I1 –I2 + I3 +I4=0 解： 电流的参考方向 与实际方向相反 KCL

  38. A + 3Ω 10V - 3Ω I4 5Ω B C I1 I4=? I3 4A I5 -3A I2 例题1.5 对结点C 对结点B

  39. A C B KCL推广应用 对A、B、C三个结点 应用KCL可列出： 广义节点 包围部分电路的任意封闭面 IA IA= IAB–ICA IB= IBC–IAB ICA IAB IC= ICA–IBC IB 上列三式相加，便得 IBC IA + IB + IC =0 IC 或  I = 0 可见，在任一瞬间通过任一封闭 合面的电流的代数和也恒等于零。

  40. A + 3Ω 10V - 3Ω I4 5Ω B C I1 I3 4A I5 -3A I2 = -3 + 4 -2 = -1A 基尔霍夫电流定律是电荷守恒的体现,它是对连接到该结点的各支路电流约束关系。

  41. R R R + + + R1 E1 E2 E3 _ _ _ 思考题 I=?

  42. U2 – b + c – U1 – U3 E2 + + a – E1 d – U5 + U4 + e 1.6.2 基尔霍夫电压定律（KVL） 1、内容：在电路中，任何时刻，从回路中任意一点出发，以顺时针或逆时针方向循行一周，回路中各段电压的代数和恒等于零 2、公式： 3、说明： 1 先任意指定一个回路的绕行方向 2 凡支路电压的参考方向与回路 的绕行方向一致者， 该电压前面取“+”号， 支路电压的参考方向与回路的绕行方向相反者， 该电压前面取“-”号。 U1+U2 –U3 –U4 + U5 =0

  43. 例题1.6 R3 R5 R1 + + + 2 + _ 1 + _ - - - R2 uS2 uS1 R4 列KVL方程 + - 对回路1 i1R1 - + + =0 对回路2 - - i3R3 =0 +

  44. I A A E R C B B KVL推广应用于假想的闭合回路 UA UAB UB UAB= UA  UB 根据KVL可列出 E+ IR UAB=0 UAB= E+ IR 电路中任两结点间电压uab等于从 a点到 b点的任一路径上各段电压的代数和。

  45. R1 R2 U2 = ——— U U1 = ——— U R1 + R2 R1 + R2 I I + + U1 + R1 – U R U + U2 R2 – – – 1.6 电阻串并联联接的等效电路 1.6.1 电阻的串联 电阻串联：电阻顺序相联，通过同一电流。 等效条件：同一电压作用下电流保持不变 等效电阻 R = R1+R2 分压公式

  46. I I + I2 R2 I1 + I1 = ——— I R1 + R2 U U R R1 R2 – R1 – I2 = ——— I R1 + R2 1 1 1 = + G2 G = G1 + R R1 R2 R2 R1 = + R2 R1 1.6.2 电阻的并联 电阻并联：联接在两个公共结点之间，受到同一电压。 分流公式 等效电阻 电导 单位：西[门子]（S）

  47. 1Ω a 2 a 3Ω 6Ω 2Ω 2 b 1Ω 3 4 4 6 1 a a b 1.5Ω 1 3 2 b b 例题1.7 已知如图所示，求a，b两端看进去的等效电阻。

  48. b I1 I2 R2 R1 I6 a c R6 R4 R5 + I4 I5 - E4 I3 d _ + R3 E3 1.7 支路电流法 支路电流法是以支路电流为求解对象，直接应用KCL和KVL列出所需方程组，而后解出各支路电流。 再用欧姆定律求出各支路电压。

  49. I1 + I2 – I3 =0 (1) I3 R1 R2 + + R3 E2 I1 I2 E1 – – (3) -E2+ I2 R2 + I3 R3 =0 A 支路电流法解题步骤 1 确定支路数b ，标出各支路电流的参考方向,并设电流为未知量 2 应用KCL对结点列方程 对于有n个结点的电路，只能列出 (n–1)个独立的KCL方程 3 应用KVL列出余下的 b – (n–1)个方程 －E1＋I1 R1 +E2－ I2 R2 ＝0 (2) 4 解方程组，求解出各支路电流。

  50. I2 结点a： I1 I6 R1 R2 R6 结点b： R4 R5 I5 + I4 I3 _ E4 结点c： - + R3 结点d： E3 结点数 N=4 支路数 B=6 例1.8 b 列电流方程 c a d （取其中三个方程）

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