电工基础 三要素法

《电工基础》课程标准适用专业：城市轨道交通车辆技术课程编码：Z108404K0开设时间：第1学期学时数：84一、课程概述《电工基础》是针对轨道交通机车车辆类专业开设的电类基础课程，此课程有助于培养轨道交通岗位技能人才所必须具有的电工基本技能，让学生掌握所必备的电路、电工的基本理论及其分析计算的基本方法，了解常用的最基本的电信号的基本规律和表示方法，熟练使用电工工具、仪器仪表进行设备安装、维护与检修，为后续专业课程的学习及从事轨道交通类电气技术工作奠定扎实的基础，培养学生安全、环保、成本、产品质量、团队合作等意识。

二、教学目标（一）知识目标（1）深刻理解电路模型的概念、电流、电压及其参考方向的概念。

熟练掌握电阻元件、电感元件、电容元件、理想电压源、理想电流源的参数与电压、电流关系。

（2）熟练掌握基尔霍夫定理的应用，深刻理解电阻电路及电源电路的等效变换概念。

（3）熟练掌握戴维南定理、叠加定理、支路电流法、节点电压法的应用（4）掌握电容、电感元件的特性及其储能特征。

（5）掌握正弦交流电的基本特征（6）掌握单相正弦交流电路的电流、电压、功率的基本计算方法。

（7）掌握三相正弦交流电路的电流、电压、功率的基本计算方法。

（8）了解磁与电磁的基本概念，掌握变压器的结构、工作原理与应用。

（9）了解电路的过渡过程，掌握换路定律，深刻理解时间常数的意义。

（10）掌握一阶电路的三要素法。

（11）了解直流激励下的RC、RL串联电路的零输入响应／零状态响应／全响应过程。

（二）能力目标（1）能熟练使用戴维南定理、叠加定理、支路电流法、节点电压法等方法分析与计算线性直流电路的电压、电流与功率。

（2）能熟练分析与计算单相正弦交流电路的电流、电压与功率。

（3）能熟练分析与计算三相正弦交流电路的电流、电压与功率。

（4）能熟练掌握变压器的变压、变流与阻抗变换功能，判别变压器的同名端。

（5）能熟练使用一阶电路的三要素法分析一阶电路的暂态过程。

《电工基础》课程标准1．课程定位和课程设计1.1课程性质与作用课程性质：本课程是对电气技术类、电子技术类和自动化类相关专业开设，是《电气自动化技术》、《生产过程自动化技术》、《应用电子技术》、《检测技术及应用》等专业的技术基础课程，是上述各专业第一门电类课程。

因而是最重要也是最先行的职业基础课，是公共课、基础课与专业课之间的桥梁。

课程作用：本课程无论对学生的思维素质、创新能力、科学精神以及用电工技术解决实际问题的能力的培养，还是对后继课程的学习，都具有十分重要的作用。

（1）本课程为电类各专业培养高端技能型人才提供必要的电工基础理论、电路分析计算能力及电工测量等基本知识和基本操作技能。

（2）本课程为电类各专业的后续课程，包括电子技术、单片机应用技术、自动控制技术和各专业课程奠定良好的理论基础知识和能力基础。

（3）本课程以供用电系统运行操作岗、过程检测仪表、控制仪表安装、检修和维护岗、电子产品设计、制作、维护岗为工学结合平台，融理论知识与技能培养为一体，使电类各专业学生，开始接触电专业课程时就形成良好的重实践、重技能、重工程应用的理念和脚踏实地、一丝不苟、科学分析等职业素养。

为学生学习专业知识和职业技能，提高全面素质，增强适应职业变化的能力和继续学习的能力打坚实的基础。

1.2课程设计思路课程开发基于面向电气技术类、自动化类、电子类等多个电力类专业开设的《电工基础》课程。

根据以上各专业职业岗位能力的要求，按照“以职业能力为主线，以典型工作为载体，以真实工作环境为依托，以完整工作过程为行动体系”为要求，进行课程内容设计、教学模式设计及考核评价体系设计。

在课程内容的选取和各知识模块学时分配上既考虑电气技术类、自动化类、电子类专业人才培养目标的要求，又使学生具有一定的可持续发展性。

确定了“以应用为目的，以必需够用为度”的原则，教学重点放在“掌握概念，强化应用，培养能力，提高素质”上。

通过教学要实现传授知识和培养能力两方面的教学目的，能力培养要贯穿教学全过程。

电工基础练习题库含答案一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1、动态元件的初始储能在电路中产生的零输入响应中()A、既有稳态分量，又有暂态分量B、仅有暂态分量C、仅有稳态分量D、都没有正确答案：B2、在叠加的各分电路中，不作用的电压源用()代替A、短路B、受控电压源C、电阻D、开路正确答案：A3、传输线的最小衰减和不失真条件为A、R|L>G|CB、R|L=G|CC、R|L正确答案：B4、关于KCL方程，说法错误的是()A、KCL方程数=nB、独立的KCL方程数=n-1C、独立的KCL方程：n个节点电流方程中的任意n-1个方程D、不适用于非线性电路正确答案：D5、一个输出电压几乎不变的设备有载运行，当负载增大时，是指（ )A、负载电阻不变B、电源输出的电流增大C、负载电阻增大D、负载电阻减小正确答案：B6、两个电容C1=3μF,C2=6μF串联时，其等效电容值为()μFA、9B、3C、6D、2正确答案：D7、额定值为1W、10的电阻器，使用时通过电流的限额是()A、0.01AB、0.203AC、5.6AD、0.316A正确答案：D8、一个含有直流分量的非正弦波作用于线性电路，其电路响应电流中()A、含有直流分量B、无法确定是否含有直流分量C、不含有直流分量正确答案：A9、在三相交流电路中，当负载Y形连接时，线电压是相电压的()倍A、2√3B、√2C、√3D、1正确答案：C10、变压器空载电流小的原因是（ )A、一次绕组的漏抗很大B、变压器的励磁阻抗很大C、一次绕组匝数多，电阻很大D、变压器铁心的电阻很大正确答案：B11、变压器等效电路中，X。

是一次侧的漏电抗，1X1。

代表(A、变压器总的无功功率B、二次侧漏磁场所消耗的无功功率C、一次侧漏磁场所消耗的无功功率D、二次侧的铜耗正确答案：C12、只适应于线性电路求解的方法是（)A、弥尔曼定理B、戴维南定理C、电压电流D、叠加定理正确答案：D13、三相异步电动机最大转矩（)A、与转子电阻无关B、与电源频率无关C、与转子电抗无关D、与电源电压无关正确答案：A14、12V/6W的灯泡，接入6V电路中。

S 1P?*t=0 3?・St=06?i L3?1H361电路如图361所示，试求t 》0时的电流i L 。

开关闭合前电感未储能图 3.6.1【解题过程】 ① 根据换路前的电路求初始值。

开关闭合前电感未储能，且根据换路定则，初始值 i L (0+)=i L (0-)=0。

② 根据换路后的电路求稳态值：i L1531A' 丿 3+3//6 3+6③ 求时间常数：T =L/R=1/(6+3//3)=0.133s。

t④ 由三要素公式得：iL t ]=iL i 「]亠[h 0 . i ]]e N=1 _e"A 。

3.6.2电路如图3.6.2所示，试求t >0时的电流i L 和电压 山。

开关闭合前电感 未储能。

【解题过程】① 按照换路前的电路求初始值i L (0 +)。

根据换路定则：i L (0 +)= i L (0 -)=0A 。

② 按照换路后的电路求稳态值i L ( g )。

i L ( g )=2/2=1A 。

③ 求时间常数T 。

T =L/ R=0.5/(5//5)=0.2S 。

t④ 由三要素公式得： L t 二if 厂[i L 0—L]e_ = 1-e 且A 。

⑤根据电感元件特性得：U L t =L dik -^ =2.5s 旦V 。

' * dt3.6.3电路如图3.6.3所示，试求t >0时的电流i L 和电压山。

换路前电路已处 于稳态。

15V图 3.6.2■qU L j 1H10?20?【解题过程】①根据换路前的电路求初始值i L(0 +)。

根据换路定则i L(O+)=i L(0-)=10/10=1A。

②根据换路后的电路求稳态值i L(g)。

i L( °° )=OA。

③求时间常数T。

T =L/ R=1/[(1O+1O)//2O]=O.1s 。

t④由三要素公式得：h t ]=人I「广[h O.—H r]e^=e丄0浪。

⑤由电感元件特性得：U L t "匹丄=-1Oe l Ot V。

电工基础试题（附参考答案）一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.与额定运行时相比，笼型转子的异步电动机在起动时转子电阻变大，转子漏抗变大A、正确B、错误正确答案：B2.串励直流电动机的主要特点是转速一转矩特性A、正确B、错误正确答案：A3.静电场是一种有（散度）源和无（旋度）源的场A、正确B、错误正确答案：A4.同侧相并的两个互感线圈，其等效电感量比它们异侧相并时的大。

（)A、正确B、错误正确答案：A5.对称三相交流电任一时刻，瞬时值之和恒等于零，有效值之和恒等于零。

()A、正确B、错误正确答案：B6.电路中任意两个结点之间连接的电路统称为支路A、正确B、错误正确答案：A7.RLC多参数串联电路由感性变为容性的过程中，必然经过谐振点A、正确B、错误正确答案：A8.三相四线制电路无论对称与不对称,都可以用二瓦计法测量三相功率A、正确B、错误正确答案：B9.串谐电路的特性阻抗ß在数值上等于谐振时的感抗与线圈铜耗电阻的比值A、正确B、错误正确答案：A10.同步发电机的稳态短路电流很大A、正确B、错误正确答案：B11.弥尔曼定理可适用于任意结点电路的求解。

A、正确B、错误正确答案：B12.RL一阶电路的零状态响应，u按指数规律上升，i按指数规律衰减A、正确B、错误正确答案：B13.并联电路的总电流超前路端电压时，电路应呈感性。

A、正确B、错误正确答案：B14.RC一阶电路的零状态响应，uc按指数规律上升，i按指数规律衰减A、正确B、错误正确答案：A15.应用基尔霍夫定律列写方程式时，可以不参照参考方向A、正确B、错误正确答案：B16.铁磁材料的磁导率小于非铁磁材料的磁导率A、正确正确答案：B17.在电机和变压器铁心材料周围的气隙中存在少量磁场A、正确B、错误正确答案：A18.方波和等腰三角波相比，含有的高次谐波更加丰富。

A、正确B、错误正确答案：A19.RC一阶电路的零输入响应，uc按指数规律上升，i按指数规律衰减A、正确B、错误正确答案：B20.非线性电阻元件其电压、电流关系一定是非线性的。

一、领会、理解下列名词、术语及间答题1.支路：电路中的每一个分支。

一条支路流过一个电流，称为支路电流。

2.结点：三条或三条以上支路的联接点。

3.回路：由支路组成的闭合路径。

4.网孔：内部不含支路的回路。

5.电压源：由电动势E和内阻R0串联的电源的电路模型。

6.电流源：由电流I S和内阻R0并联的电源的电路模型。

7.瞬时功率p：瞬时电压与瞬时电流的乘积8.平均功率(有功功率)P：瞬时功率在一个周期内的平均值9.相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压10.线电压：端线与端线间的电压11.相电流：流过每相负载的电流12.线电流：流过端线的电流13.零输入响应: 无电源激励, 输入信号为零, 仅由元件的初始储能所产生的电路的响应。

14.零状态响应: 储能元件的初始能量为零，仅由电源激励所产生的电路的响应。

15.全响应: 电源激励、储能元件的初始能量均不为零时，电路中的响应。

16.软磁材料：具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。

一般用来制造电机、电器及变压器等的铁心。

常用的有铸铁、硅钢、坡莫合金即铁氧体等。

17.永磁材料：具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。

一般用来制造永久磁铁。

常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。

18.矩磁材料：具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接近矩形，稳定性良好。

在计算机和控制系统中用作记忆元件、开关元件和逻辑元件。

常用的有镁锰铁氧体等。

19.铜损：在交流铁心线圈中, 线圈电阻R上的功率损耗称铜损。

20.铁损：在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的功率损耗称铁损。

21.磁滞损耗：由磁滞所产生的能量损耗称为磁滞损耗。

22.涡流损耗：由涡流所产生的功率损耗。

23.高压：1KV及以上的电压称为高压。

有1, 3, 6, 10, 35, 110, 330, 550KV等。

24.低压：1KV及以下的电压称为低压。

有220，380V。

25.安全电压：36V以下的电压称为低压。

我国规定的安全电压等级有：12V、24V、36V等。

文化理论课教案7.5.1-10-j-01：【组织教学】1. 起立，师生互相问好2. 坐下，清点人数，指出和纠正存在问题【导入新课】我们已经学习了直流电和直流电路的有关计算，现在我们来学习交流电及交流电路的有关计算。

什么是交流电，它与直流电有什么不同呢？学了本课，我们回答这些问题。

【讲授新课】第五章 单相交流电路 §5－1 交流电的基本概念一、什么交流电恒稳直流电：大小和方向不随时间变化的电流、电压、电动势的总称，常简称为直流电。

脉动直流电：大小随时间有些变化而方向不变的电流、电压、电动势的总称。

交流电：大小和方向都随时间作周期性变化的电流、电压、电动势的总称。

正弦交流电：按正弦函数规律变化的交流电。

交流电流、电压、电动势的其数学表达式分别为：0sin()sin()sin()m i m u m i I t u E t e E t ωϕωϕωϕ=+=+=+ 通过交流电的电路叫交流电路，通过正弦交流电的电路正弦交流电路。

电路中的电源如果只有单个交流电动势，这样的电路叫单相交流电路；电路中的电源如果有三个交流电动势，这样的电路叫三相交流电路。

二、正弦交流电的产生正弦交流电是正弦交流发电机产生的，图5—1是正弦交流发电机原理图。

正弦交流发电机的主要部分是线圈和磁极线圈：多用铜线绕成矩形，有许多匝，匝数越多，产生的感应电动势越大。

磁极：至少一对，多的达40对以上。

磁极对数越多的发电机，产生的交流电的变化速度越快。

图示发电机的磁极对数为一对。

磁极特制成：①磁极中线面的磁感应强度最强，为m B ；电枢表面上其他位置的磁感应强度按正弦函数规律变化：若线圈平面与磁极中性面的夹角为α，则线圈导体所处的磁感应强度为sin m B B α=。

②磁感应强度方向与导体的运动方向垂直，即v B ⊥。

设线圈的有效长度为l ，线圈平面以角速度为ω逆时针方向旋转，与磁极中性面夹角为α，从a 指向d 的电动电动势为正，从d 指向a 的电动电动势为负，则线圈产生的感应电动势的大小为：sin()sin sin90sin sin m m m e Blv v B B l v B lv E ααα==== ，式中，m m E B lv =，表示交流电动势的最大值。

《电工原理——（电工基础）》课程学习指导资料编写：舒朝君适用专业：电气工程及其自动化适用层次：专科（业余）四川大学网络教育学院2003年11月《电工基础》课程学习指导资料编写：舒朝君审稿（签字）：审批（主管教学负责人签字）：本课程学习指导资料根据该课程教学大纲的要求，参照现行采用教材《电工基础》（白乃平主编，西安电子科技大学出版社，2002年）以及课程学习光盘，并结合远程网络业余教育的教学特点和教学规律进行编写，适用于工科类专业专科学生。

第一部分课程的学习目的及总体要求一、课程的学习目的《电工基础》是高等工业学校专科电类专业必修的一门技术基础课程。

它的主要任务是为今后学习专业知识和从事工程技术工作打好电工技术的理论基础，并受到必要的基本技能的训练。

二、课程学习的总体要求本课程包括电路的基本概念与基本定律，直流电阻电路的分析方法，电感元件与电容元件，正弦交流电路，三相交流电路，负感电路，线性电路的过渡过程，磁路和铁心线圈电路。

电路部分学习重在基本概念、基本定律和基本方法的掌握，避免繁琐的公式推导和数学运算。

本课程先续课程是高等数学，大学物理，后续课程是模电、数电等。

第二部分课程学习的基本要求及重点难点内容分析第一章．电路的基本概念与基本定律1．1．电路和电路模型1．2．电路的基本物理量及其参考方向1．3．电功率和电能1．4．欧姆定律1．5．电压源和电流源1．6．基尔霍夫定律。

熟悉电路的工作状态、电路模型和额定值的意义；掌握电流、电压、电位及其参考方向；掌握电压源、电流源概念，电功率和电能的概念及计算。

熟悉掌握欧姆定律和基尔霍夫定律的应用计算。

本章的重点：电功率，电压源和电流源，基尔霍夫定律本章的难点：电流、电压、电位的参考方向，基尔霍夫定律的应用计算重点例题：例1。

1，例1。

4本章应要求学生完成的作业：1。

1；1。

4；1。

7；1。

8；1。

13重点题形：例：I1=5A,I2=3A,求I3=?.解：第二章．直流电阻电路的分析方法2．1．电阻串并联等效变换2．2．电阻的星形连接与三角形连接的等效变换2．3．两种电源的等效变换2．4．支路电流法2. 5. 网孔法2．6．节点电压法2．7．迭加原理2．8．戴维南定理2．9．受控电源介绍熟悉：节点电压法，电阻的星形连接与三角形连接的等效变换掌握：电路的基本分析方法熟悉掌握:迭加定理,支路电流法,戴维南定理，两种电源的等效变换方法。