电工学课件电路的基本课件

* 简电单流的参直考流方电路向，电流假实定际，方用向带是有由箭电头源的的线正段极表性示端流出
的。但在分析复杂的直流电流时，对于某条支路电流的实 际方向往往难于判断；在分析交流电路中由于电流的方向 是随时间变化的，所以它的实际方向就不能确定
带箭头的实线段为电流参考方向，虚线段为电流实际方向
参考方向选定后，电流就有了正值和负值之分了，电流的 正负符号就反应了电流实际方向。 如果为正表示电流的真 实方向与参考方法一致，为负表示电流的真实方向与参考 方向相反。
U1 U 2 U3 US1 US2 IR1 IR2 IR3 US1 US2
ik Rk uSk
流过电阻的电流参考方向与回路绕行方向一致，电阻电压 iK RK前取“＋” ；电压源电压参考方向与回路绕行方向 一致，电压源电压 uSK前取“－” 。
建筑电工学
电工学基础知识
推广：“广义回路”（假想闭合回路）
p﹥0，元件吸收功率，具有负载特性，用于消耗电能 P＜0，元件发出功率，具有电源特性，用于提供电能
建筑电工学
电工学基础知识
* 设备额定值
在给定工作条件下保证电器设 备安全运行而规定的容许值
如额定电压、额定电流和额定功率
一盏白炽灯上标有220V、60W，表示这盏灯的额定 电压为220V，额定功率为60W。
I2 I1 I3
建筑电工学
电工学基础知识
二、基尔霍夫压定律（KVL）
从电路的某点出发，沿回路绕行一周，各部 分电压降的总和恒等于各部分电压升的总和
u降 u升 （回路电压方程）
回路Ⅰ绕行方向（虚 线箭头）:顺时针方向
U1、U2、U3沿回路Ⅰ（顺时针 方向）电位降 ; US1、Us2、沿 回路Ⅰ（顺时针方向）电位升

电路基本元件
包括电阻、电容和电感等元件，是构成电路的基本单元。
伏安特性
描述元件两端电压与通过元件电流之间的关系，是电路分析和 设计的基础。对于线性元件，伏安特性可以用一条直线表示； 对于非线性元件，伏安特性则需要用曲线表示。
02
直流电路分析与应用
直流电路基本概念及定律
电流、电压和电阻的 定义及单位
同步发电机结构和工作原理
同步发电机结构
主要由定子、转子、励磁系统、 冷却系统等部件组成。
工作原理
基于电磁感应原理，当原动机拖动 转子旋转时，励磁电流在定子绕组 中产生感应电势，进而输出交流电 能。
同步发电机应用
作为电力系统的重要组成部分，同 步发电机用于将机械能转换为电能， 供应给各种用电设备。
特种电机简介
THANK YOU
不可控整流
采用二极管等不可控器件实现整流，输出直 流电压不可调节。
可控整流
采用晶闸管等可控器件实现整流，通过控制 触发角可调节输出直流电压。
可控整流电路类型
单相半波、单相全波、三相半波、三相全波 等。
可控整流电路应用
直流电机调速、电镀、电解、充电等。
逆变技术（有源逆变、无源逆变）
无源逆变 将直流电转换为交流电，采用电容或 电感等无源元件实现换流。
有源逆变
将直流电转换为交流电，采用晶闸管 等有源器件实现换流，可控制输出交 流电的电压、频率和波形。
逆变电路类型
单相半桥、单相全桥、三相半桥、三 相全桥等。
逆变电路应用
交流电机调速、不间断电源（UPS）、 太阳能发电等。
斩波和交流调压技术
斩波技术
斩波电路类型
将直流电转换为另一固定或可调的直流电， 通过控制开关器件的通断时间实现电压调节。

需照明和节能。
能源管理
03
建立能源管理系统，对照明系统的能耗进行实时监测和分析，
提出优化建议。
06 弱电系统与智能 化技术
弱电系统概述及分类
弱电系统定义
指电压在36V以下的直流电路，以及视频线路、网络线路、电话线路等，主要用于信息 传输。
弱电系统分类
包括安全防范系统（如闭路电视监控系统、防盗报警系统、门禁系统等）、自动控制系 统（如楼宇自控系统、智能家居系统等）、信息网络系统（如计算机网络系统、综合布
人工智能技术
通过人工智能技术，实现弱电 系统的自动化运行和智能化管 理，提高系统的运行效率和安
全性。
弱电系统维护与故障排除方法
日常维护
定期对弱电系统进行巡检和维护，包 括清洁设备、检查线路连接、更新软 件等。
故障诊断
当弱电系统出现故障时，通过专业的 故障诊断工具和方法，快速定位故障 原因并进行修复。
02
主要职责包括：安装和调试电气 设备、维护和检修电气系统、处 理电气故障、确保电气设备安全 运行等。
电力系统组成与功能
电力系统由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成。 各环节功能如下
发电：将一次能源转换为电能。
电力系统组成与功能
01
02
03
04
输电
将电能从发电厂输送到负荷中 心。
变电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
将电能进行电压变换，以适应 不同用电设备的需求。
验电时，必须使用相应电压等级的验 电器，并在装设接地线或合接地刀闸 处对各相分别验电。
在一经合闸即可送电到工作地点的断 路器（开关）和隔离开关（刀闸）的 操作把手上，均应悬挂“禁止合闸， 有人工作”的标示牌。
装设接地线必须由两人进行，先接接 地端，后接导体端，且必须接触良好 。

由以上计算可以看出，当以a点为参考点时，Vb=-4V；当以c点为参考 点时，Vb=6V；但b点和c点之间的电压Ubc始终是6V。这说明电路中各点 的电位值与参考点的选择有关，而任意两点间的电压与参考点的选择无
关。
14
2.电动势及其参考方向
电源内部必须有一种力，能持续不断地把正电荷 从电源的负极b(低电位处)移送到正极a(高电位处)，以 保证电源两极间具有一恒定的电位差。电源内部的这 种非电场力，叫做电源力
整个电路的功率为
P P1 P2 P3 P4 16 8 14 10 0W
或 P发 =P收
P1 P2 P3 P4
故，功率平衡。
21
1.2.4 电器设备的额定值
电气设备长时间连续工作的温度叫稳定温度，稳
定温度正好等于最高允许温度时的电流称为该电气设 备的额定电流，也就是电气设备长时间连续工作的最 大允许电流，用符号IN表示。
（2）以a点作为参考点，则Va=0 因为Uab=Va-Vb，所以 Vb=Va-Uab=0-4=-4(V) Vc=Va-Uac=0-10=-10(V) Ubc=Vb-Vc=-4-(-10)=6(V)
以c点作为参考点，则Vc=0 因为Uac=Va-Vc，所以 Va=Vc+Uac=0+10=10(V) Vb=Va-Uab=10-4=6(V) Ubc=Vb-Vc=6-0=6(V)
Uab=4V，试求：(1)Uac；并说明U1 、Uab、Uac
的实际方向。 (2)分别以a点和c点作为参考点
-
R1 b R2 c
U1
+
时，b点的电位和bc两点之间的电压Ubc。
【解】(1)Uac=-U1=-(-10)=10(V) ，Uab 、Uac电压是正的，说明 实际方向与参考方向一致。U1电压是负的，说明实际方向 与参考方向相反。

随着科技的不断进步，电力电子技术将朝着 更高效、更智能、更环保的方向发展，如宽 禁带半导体器件的应用、数字化控制技术的 发展等。同时，电力电子技术在新能源、智 能制造等新兴领域的应用也将不断拓展。
06 电工测量与安全用电
电工测量概述
电工测量的定义
利用电工仪器仪表对电气设备的参数进行测量，以 获取所需数据的过程。
力系统的安全、稳定运行。
变压器的原理与应用
变压器原理
变压器是利用电磁感应原理，通过改变交流电的电压和电流来实现电能传输的设备。
变压器类型
按照用途可分为电力变压器和特殊变压器，按照结构可分为单相变压器和三相变压器等。
变压器的应用
变压器在电力系统中广泛应用于电压变换、电流变换、阻抗变换等方面，是电力系统中的重 要设备之一。
电能表
用于测量电能消耗，计算电费和 功率因数等。
示波器
用于显示和分析电信号的波形， 判断信号的质量和故障。
安全用电常识与触电急救措施
安全用电常识
了解安全色标、安全距离、安全遮栏等安全标识；掌握电气设备的安全操作规程；遵守 安全用电规定。
触电急救措施
立即切断电源或用绝缘物体使触电者脱离电源；根据触电者情况，进行心肺复苏或人工 呼吸等急救措施；及时拨打急救电话。
麦克斯韦电磁场理论
描述磁单极子不存在的事 实。
描述电荷与电场之间的关 系。
描述电磁场的基本规律， 包括四个基本方程。
高斯定理 麦克斯韦方程组
高斯磁定理
麦克斯韦电磁场理论
法拉第定律
描述时变磁场产生电场的现象。
安培环路定律
描述时变电场产生磁场的现象。
电磁波
由时变电场和时变磁场相互激发而产生的在空间中传播的电磁振 荡。

电工基础
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电工基础
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1
电工基础
目录 第一章 电路基础知识 第二章 直流电路 第三章 电容器 第四章 磁场与电磁感应 第五章 单相交流电路 第六章 三相交流电路
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2
电工基础
第一章 电路基础知识 1.1 电流和电压
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2. 独立回路的选择：
EU
#1 #2 #3
一般按网孔选择
4 解联立方程组
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32
根据未知数的正负决定电流的实际方向。
电工基支础 路电流法的优缺点
优点：支路电流法是电路分析中最基本的 方法之一。只要根据基尔霍夫定律 欧姆定律列方程，就能得出结果。
缺点：电路中支路数多时，所需方程的个 数较多，求解不方便。
1. 叠加定理只适用于线性电路。
2. 叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。 暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令U=0；
暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令 Is=0。
=
+
3. 解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电
路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电
流的代数和。
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27
37
电工基础
(3)、通电线圈产生的磁场 【右手螺旋定则】
磁通
电感 L N
i
B H
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H N
l
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电工基础
4.3 磁场对电流的作用
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39
电工基础
1．电磁力的大小
磁场
电流
有效
强弱
大小
长度

低的意义等。
组合逻辑电路分析和设计方法
组合逻辑电路的分析方法
介绍组合逻辑电路的分析方法，包括真值表、卡诺图等。
组合逻辑电路的设计方法
详细阐述组合逻辑电路的设计方法，包括从需求到电路图的设计流程、设计思路等。
组合逻辑电路中的竞争与冒险
介绍组合逻辑电路中的竞争与冒险现象，包括产生原因、影响及解决方法等。
相量法分析步骤
根据电路结构列出节点电压方程或回路电流方程，将各元件的阻抗或 导纳代入方程中求解，得到各支路电流和节点电压的相量形式。
CHAPTER 05
暂态过程及分析方法
换路定则及初始值确定
换路定则
在电路状态发生变化时，电路中各电感电流和电容电压不能突变，必须保持连续性。
初始值确定
根据换路定则，求出电路中各元件在换路瞬间的初始值，包括电感的初始电流和电容的初始电压等。
模拟信号运算处理功能
1 2
比例运算电路
利用集成运算放大器的放大作用，实现输入信号 的比例运算，如同相比例放大电路和反相比例放 大电路。
加法运算电路
将多个输入信号进行加法运算，输出信号的幅度 和相位可通过电阻进行调整。
3
积分和微分运算电路
利用集成运算放大器的积分和微分作用，实现输 入信号的积分和微分运算，如RC积分电路和RC 微分电路。
数字逻辑门电路与组合逻辑 电路
数字逻辑门电路基础知识
01
数字逻辑门电路的定义
介绍数字逻辑门电路的基本概念和定义，包括与门、或门、非门等。
02
数字逻辑门电路的符号
展示数字逻辑门电路的符号表示方法，包括电路图符号和逻辑符号等。
03
数字逻辑门电路的工作原理
详细解释数字逻辑门电路的工作原理，包括输入与输出的关系、电平高

P17：例1.5.2 （1-33）
例：有一额定值为5W 500Ω的绕线电阻，其额定电流 是多少？在使用时电压不得超过多大的数值？
P18：例1.5.3 （1-34）
1.5.2 电源开路
I
开关断开
特征: I=0
E
-
U0
R
Ro
-
U = U0 = E
P= 0
1. 开路处的电流等于零 2. 开路处的电压 等于电源电动势
I
++
E
-
U0
R0
-
P19：例1.5.4
（1-37）
练习： 1：试问可否将110Ｖ100W和110V40W的两只白 炽灯串联在220V的电源上使用？
2：试问将40Ω10W和200Ω20W的两只电阻串联 使用，其两端最高允许电压应多大？
3：据日常观察，电灯在深夜要比黄昏时亮一些， 为什么？
（1-39）
§1.6 基尔霍夫定律
用来描述电路中各部分电压或电流间的关系， 包括电流(KCL)和电压(KVL)两个定律。
支路：电路中每一个分支
名
每条支路流过一个电流，称为支路电流
词 结点：三个或三个以上支路的联结点
回路：电路中任一闭合路径
（1-40）
支路、结点、回路
R1
R3
+
uS1
R2
_
支路数 结点数 回路数
负载大小的概念:
负载增加指负载取用的电流和功率增加*
0
I
（1-23）
功率与功率平衡 功率的概念
aI
U
R
b
P UI
如果U I方向不一 致结果如何？
（1-24）
功率与功率平衡

IQ t
式中，I为电流（A）；Ｑ为电荷量（C）；t为时间（t） 在宏观上，通常用电流表和万用表测量电流。 在国际单位制中，电流的单位是安培（A），此外常用的还有毫安（mA）、
微安（μA）等。 它们的关系为： 1安培（ A）=1000毫安（ mA）=1000微安（μA）
15
习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的
有些导体材料在温度下降到某一低温时，其电阻会突然消失，这种材
料称为超导体。在超导状态时，导体的电阻值为零，没有电能的损失，
电流一旦被激发，就不需要外加电源，能一直持续下去，是一种理想
的导电材料。
23
1.2.4欧姆定律
（一）部分电路欧姆定律
导体两端加上电压后，导体中才有持续的 电流，那么，电压和电流有什么关系呢？
❖ 2.电路存在_______、_________ 和______3种可能的状态, 其中______状态应严格避免,因为它会引起 _____________________等严重后果.
❖ 3.现在，为保证安全，许多家庭的配电箱上还安装了漏电保 护器，观察家电漏电保护器,了解其主要性能和使用方法.
❖ 4. 6节相同的干电池，每节的电动势均为1.5V，内电阻均为 0.1，若将其顺序串联，则总的电动势为________V，总的 内阻为_____________Ω.
IU R
式中： I－－电路中的电流强度，单位是安培（A）； U－－电阻两端的电压，单位是伏特（V）； R－－电阻，单位是欧姆（Ω）。
26
❖
电流和电压间的正比关系，可以用伏安特性曲
线来表示。伏安特性曲线是以电压U为横坐标，以电
流I为纵坐标画出的U－I关系曲线。电阻元件的伏安
特性曲线如图1.1.7所示，伏安特性曲线是直线时，

组成：电源、负载和中间环节。
电源: 提供电能的设备，如发电机、电池、信 号源等。
负载: 指用电设备，如电灯、电动机、洗衣机等。 中间环节: 把电源和负载连接起来，通常是一些 导线、开关、接触器、保护装置等。
开关S 220V
启辉器
镇流器L
日光灯管R
日光灯实际电路
二、电路的作用
电力系统中：
电路可以实现电能 的传输、分配和转换。
u
–
产生磁场 储存磁场能量 L
（电感性）
理想电路元件
忽略R L
为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下 常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质， 把它看成理想电路元件。
将实际电路中的元件用理想电路元件表示， 称为实际电路的电路模型。
二、电路模型
中间环节
开关
负
载
S
I
电 源
导线
R0
+
电源
+ _US
(b) 元件电流和电压的参考方向为非关联
P UI (3) 2 6W 是吸收功率。
I=2A
+ U=5V －
(a)
I=-2A
+ U=5V －
(b)
I=-2A
+ U=5V －
(c)
例 : 求图示各元件的功率 。 （a）关联方向， P=UI=5×2=10W， P>0，吸收10W功率。 （b）关联方向，
文字符号： 图形符号： 伏安关系： 功率情况：
当电压和电流取关联参考方向时，任何时 R 刻它两端的电压和电流关系服从欧姆定律
消耗有功功率
U
Ru i
0
P UI I 2R U 2 / R
伏安特性

能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
电阻串联电路的特点
若已知R1和R2两个电阻串联，电路总电压为U, 可得分压公式如下图所示
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
电阻串联电路的应用
a.获得较大阻值的电阻 b.限制和调节电路中电流
用万用表测量电阻
测量时注意以下几点： 1. 准备测量电路中的电阻时应先切断电源，
切不可带电测量。 2.首先估计被测电阻的大小，选择适当的倍
率挡，然后调零，即将两支表笔相触，旋动调 零电位器，使指针指在零位。
3. 测量时双手不可碰到电阻引脚及表笔金属 部分，以免接入人体电阻，引起测量误差。
4．测量电路中某一电阻时，应将电阻的一 端断开。
电能的传输示意图
实现信息的传递和处理
用 电 设 备
话 筒
放 大 器 1
放 大 器 2
放 大 器 3
扩音机电路示意图
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
二、电流
动画
1．电流的形成
电荷的定向移动形成电流。 2．电流的方向
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
电阻器
电阻器是组成电路的最基本的元件之一。
1. 电阻器的主要指标： 标称阻值 、允许偏差、额定功率。
2.电阻器的标志方法： 直标法、色环法。

实际电源
(b) 稳压电源
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四. 电压源
规定：电源两端电压为uS，其值与流过它的电流 i 无关。
(1)电路符号
+
i
uS _
(2) 特点： (a) 电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；
直流：uS为常数
交流： uS是确定的时间函数，如 uS=Umsint
(b) 通过它的电流是任意的，由外电路决定。
若 I = 5A，则电流从 a 流向 b；
若 I = –5A，则电流从 b 流向 a 。 若 U = 5V，则电压的实际方向 从 a 指向 b；
aR 注意：
b 若 U= –5V，则电压的实际方向 从 b 指向 a 。
在参考方向选定后，电流 ( 或电压 ) 值才有正负
之分。
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1.3 电路的基本元件
p ui Ri 2 Gu2
编辑版 pppt
线性电阻的概念：
遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段 电路电压与电流的比值为常数。
即：RU常数 I
电路端电压与电流的关系称为伏安特性。
线性电阻的伏安特性
I/A
是一条过原点的直线。
o
U/V
线性电阻的伏安特性 编辑版 pppt
感性认识电容元件
实际电容元件
–
– 电容 C 的单位：F (法) (Farad，法拉)
F= C/V = A•s/V = s/
常用F，nF，pF等表示。
编辑版 pppt
4、库伏特性：线性电容的q~u 特性是过原点的直线
q
Ou
C q tg u
5、电压、电流关系： u, i 取关联参考方向
动态 特性

E1
E2
I1
E3 R3 I11
R1
I22 I3
R2
I2
2024/3/17
42
16、练习
要求列出方程并算出A、B两点之间的电压值。
R1
A R2
E1
R3
R4
B E2
R5
2024/3/17
43
四、专题 : 三个三角形
U
ULC
UR
电压三角形
Z
XLC
S
Q
R
P
阻抗三角形
功率三角形
2024/3/17
44
练习题
三极管的两大应用场合：放大电路和开关电 路。
使三极管处于放大状态的原则是：发射结 （e、b） 之间加正向电压，集电结（c、b） 之间加反向电压。
2024/3/17
21
半导体管的整流电路
将交流电变为直流电的过程称为整流。 实现整流过程的电路叫整流电路。 整流电路的形式有：单相半波、单相桥式、三相
有一个R-L串联电路，已知R=3欧，XL=4 欧，电阻的端压为10伏，求(1)电路的总 阻抗。（2）功率因数。 （3） R-L电路 两端的电压值。（4）视在功率S。
2024/3/17
45
第二章 电工专业知识
一、电工识图
1、电气图的分类及制图的一般规则 （1）系统图及框图 （2）电路图 （3）接线图和接线表 2、常用的电器图形符号
I2
I1
9
I4+I3= I1+ I2
基尔霍夫第二定律，又称回路电压定律。其内容是：在 任一闭合回路中，沿一定方向绕行一周，电动势的代数 和恒等于电阻上电压降的代数和。
即：E=IR
注意: 在列回路电压方程时，必须考虑电压的正 负，确定步骤如下：

《电路》PPT课件
汇报人：XXX 202X-12-30
目录
• 电路基础知识 • 电路分析方法 • 电路元件与特性 • 电路中的暂态进程 • 交流电路分析 • 电路中的过渡进程
01 电路基础知识
电路的定义与组成
总结词
电路是电流流通的路径，由电源、负载和中间环节三部分组 成。
详细描写
电路是电流流通的路径，它由电源、负载和中间环节三部分 组成。电源是提供电能的装置，如电池、发电机等；负载是 消耗电能的装置，如灯泡、电动机等；中间环节包括导线和 开关等，它们是电流流通的路径。
三相负载
三相负载是指接入三相电 源的负载，可分为对称负 载和不对称负载。
中线的作用
中线在三相交流电路中起 到平衡三相电压、消除零 序电压的作用。
06 电路中的过渡进程
过渡进程的定义与产生原因
总结词
过渡进程是指电路从一个稳态到另一个稳态 的转换进程，产生原因是电路中元件参数的 改变或输入信号的变化。
叠加定理与戴维南定理
叠加定理
是线性电路分析中的一个基本定理，它表明多个独立 源共同作用产生的响应等于各个独立源单独作用于电 路产生的响应之和。多个独立源共同作用产生的响应 等于各个独立源单独作用于电路产生的响应之和。叠 加定理是线性电路分析中的一个基本定理，它表明多 个独立源共同作用产生的响应等于各个独立源单独作 用于电路产生的响应之和。
详细描写
为了控制过渡进程，可以采取多种方法。第一，可以改 变电路中元件的参数，如电阻、电容、电感等，以改变 电路的动态特性，从而到达控制过渡进程的目的。其次 ，可以调整输入信号的大小和情势，使电路的过渡进程 符合预期的行为。此外，还可以在电路中加入控制电路 ，通过反馈机制对过渡进程进行自动控制。这些方法的 选择和应用需要根据具体电路的特点和要求来确定。