1、歡迎學習歡迎學習電工技術基礎電工技術基礎1. 掌握電路的基本原理及分析方法掌握電路的基本原理及分析方法, 為學習電子技術打下基礎。為學習電子技術打下基礎。2. 學習交流電路的基本原理，掌握正確及學習交流電路的基本原理，掌握正確及 安全用電方法，培養工作技能。安全用電方法，培養工作技能。 3. 學習電動機的基本原理和控制技術。學習電動機的基本原理和控制技術。4. 學習各種實驗室常規電工儀器的使用方學習各種實驗室常規電工儀器的使用方 法法, 鍛煉電工方面的動手能力。鍛煉電工方面的動手能力。學習方法及要求學習方法及要求1. 認真聽講，積極思考，有問題及時解決。認真聽講，積極思考，有問題及時解決。2.

2、 基本概念、定義、公式不需要做筆記，基本概念、定義、公式不需要做筆記， 書上都有，關鍵是充分理解。書上都有，關鍵是充分理解。3. 掌握解題思路與方法，擴展思維。掌握解題思路與方法，擴展思維。4. 實驗課要提前預習，認真做實驗、寫實驗報告。實驗課要提前預習，認真做實驗、寫實驗報告。 5. 學完一章交一次作業。學完一章交一次作業。第第1章章 電路的基本概念與基本定律電路的基本概念與基本定律1.1 電路的作用與組成部分電路的作用與組成部分電路電路：就是電流所通過的路徑。它是由電路元件就是電流所通過的路徑。它是由電路元件按一定方式組合而成的。按一定方式組合而成的。電路的作用之一：電路的作用之一： 實現

3、電能的傳輸和轉換實現電能的傳輸和轉換電路的結構形式和所完成的任務是多種多樣的。電路的結構形式和所完成的任務是多種多樣的。發電機發電機 電燈電燈電動機電動機 電爐電爐 升壓升壓變壓器變壓器 降壓降壓變壓器變壓器 輸電線輸電線 電源電源中間環節中間環節 負載負載 電路的組成：電源、負載、中間環節三部分電路的組成：電源、負載、中間環節三部分例例1：電源：將非電能轉換成電能的裝置。電源：將非電能轉換成電能的裝置。 例如：發電機、干電池例如：發電機、干電池負載：將電能轉換成非電能的裝置。負載：將電能轉換成非電能的裝置。 例如：電動機、電爐、燈例如：電動機、電爐、燈中間環節：連接電源和負載的部分，起傳輸和

4、分配中間環節：連接電源和負載的部分，起傳輸和分配 電能的作用。電能的作用。 例如：輸電線、變壓器、開關例如：輸電線、變壓器、開關發電機發電機 電燈電燈電動機電動機 電爐電爐 升壓升壓變壓器變壓器 降壓降壓變壓器變壓器 輸電線輸電線 電源電源中間環節中間環節 負載負載 例例2：擴音機（電子電路，即信號電路）擴音機（電子電路，即信號電路） 信號源信號源（電源）（電源）中間環節中間環節 負載負載 電路的作用之二：傳遞和處理信號。電路的作用之二：傳遞和處理信號。放放大大器器話話筒筒揚揚聲聲器器1.2 電路模型電路模型電池電池燈泡燈泡電源電源理想電路元件：在一定條件下，突出其主要電磁性能，理想電路元件：

5、在一定條件下，突出其主要電磁性能， 忽略次要因素，將實際電路元件理想化忽略次要因素，將實際電路元件理想化 （模型化）。（模型化）。 電路模型：由理想電路元件所組成的電路，就是實電路模型：由理想電路元件所組成的電路，就是實 際電路的電路模型。際電路的電路模型。電路圖電路圖（即電路模型）（即電路模型）負載負載中間環節中間環節EIRU+_+_Ro基本理想電路元件基本理想電路元件Is理想電流源理想電流源Riu電阻電阻L電感電感C電容電容E+_理想電壓源理想電壓源1.3 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向物理量的實際方向物理量的實際方向 物理量物理量 單位單位 實際方向實際方向(物理定義物理定義)

6、 電流電流 I A、kA、mA、 A 正電荷移動的方向正電荷移動的方向 電動勢電動勢 E V、kV、mV、 V 電源驅動正電荷的電源驅動正電荷的方向方向 (低電位低電位高電位高電位) 電壓電壓 U V、kV、mV、 V 電位降落的方向電位降落的方向 (高電位高電位低電位低電位) 電路分析中的電路分析中的參考方向參考方向（正方向）（正方向）問題的提出問題的提出：在復雜電路中難于判斷元件中物理量在復雜電路中難于判斷元件中物理量 的實際方向，電路如何求解？的實際方向，電路如何求解？電流方向電流方向 AB？電流方向電流方向 BA？U1ABRU2IR(1) 在解題前先設定一個正方向，作為參考方向；在解題

7、前先設定一個正方向，作為參考方向； 解決方法解決方法(3) 根據計算結果確定實際方向：根據計算結果確定實際方向： 若計算結果為正，則實際方向與參考方向一致；若計算結果為正，則實際方向與參考方向一致； 若計算結果為負，則實際方向與參考方向相反。若計算結果為負，則實際方向與參考方向相反。(2) 根據電路的定律、定理，列出物理量間相互關根據電路的定律、定理，列出物理量間相互關 系的代數表達式；系的代數表達式；物理量參考方向的表示方法物理量參考方向的表示方法電池電池燈泡燈泡Uab_+正負號正負號(極性極性)abUab（高電位在前，（高電位在前， 低電位在后）低電位在后） 雙下標雙下標箭箭 頭頭Uaba

8、b電壓電壓+-IR電流電流：箭頭。箭頭。IRUabE+_abU+_Ro物理量參考方向的表示方法物理量參考方向的表示方法IRUab+_abU+_電壓的正方向箭頭和正負號是等價的電壓的正方向箭頭和正負號是等價的,只用其中之一只用其中之一.IRUababU例例已知：已知：E=2V, R=1問：問： 當當U分別為分別為 3V 和和 1V 時，時，IR=?解：解：(1) 假定電路中物理量的參考方向如圖所示；假定電路中物理量的參考方向如圖所示；(2) 列電路方程：列電路方程： EUURREURUIRREUUR E RabU+_+_IRUR+_(3) 數值計算數值計算A1121 V1A112-3 3VRRI

9、UIU（實際方向與參考方向一致）（實際方向與參考方向一致）（實際方向與參考方向相反）（實際方向與參考方向相反）REUIRE IRRURabU+_+_+_(3) 為了避免列方程時出錯，為了避免列方程時出錯，習慣上習慣上把把 I 與與 U 的方向的方向 按相同方向假設。按相同方向假設。(1) “實際方向實際方向”是物理中規定的，而是物理中規定的，而“參考方向參考方向”則則 是人們在進行電路分析計算時是人們在進行電路分析計算時, 任意假設的。任意假設的。 (2) 在以后的解題過程中，注意一定要在以后的解題過程中，注意一定要先假定先假定物理量物理量 的的參考方向，然后再列方程參考方向，然后再列方程 計

10、算計算。 缺少缺少“參考方向參考方向”的物理量是無意義的。的物理量是無意義的。 提示提示1.4 歐姆定律歐姆定律定律內容定律內容：流過電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比。：流過電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比。規定正方向的情況下歐姆定律的寫法：規定正方向的情況下歐姆定律的寫法：I與與U的正方向一致的正方向一致U = IRaIRUbI與與U的正方向相反的正方向相反U = IRaIRUb兩兩套套正正負負號號例例1.應用歐姆定律求電阻應用歐姆定律求電阻R R+_U 6V I 2AR+_U 6V I -2AR_+ U -6VR_+ U -6V I -2A(a)(b)(c)(d) I 2A解：解：(a)6

11、32URI (b)632URI (c)632URI (d)632URI 注意：注意：兩套正負號！兩套正負號！例例2.已知已知Uab= -12V，E1=5V，E2=3V，I= -2A，求電阻求電阻R 。+_E1RnmI+_E2+_Unmab解：解：要求要求R，需要知道，需要知道Unm和和I，I已知，已知，需要求需要求Unm 。Unb=Uab-Uan=(-12)-(-5)= -7 VUmb=E2= 3 VUnm=Unb-Umb=(-7) - 3= -10 V1052nmURI 線性電阻：線性電阻：遵循歐姆定律的電阻。遵循歐姆定律的電阻。線性電阻的伏安特性曲線線性電阻的伏安特性曲線OU / VI /

12、 A過原點的過原點的直線直線OU / VI / V一種非線性電阻的伏安特性曲線一種非線性電阻的伏安特性曲線1.5 基爾霍夫定律基爾霍夫定律（克希荷夫定律，克氏定律）（克希荷夫定律，克氏定律） 用來描述電路中各部分電壓或各部分電用來描述電路中各部分電壓或各部分電流間的關系流間的關系,其中包括其中包括基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律和和基基爾霍夫電壓定律爾霍夫電壓定律兩個定律。兩個定律。名詞注釋：名詞注釋：結點：結點：三條或三條以上支路的聯結點三條或三條以上支路的聯結點支路：支路：電路中每一個分支電路中每一個分支回路：回路：由一條或多條支路組成的閉合電路由一條或多條支路組成的閉合電路支路：共支路：

13、共3條條回路：共回路：共3個個結點：結點：a、 b (共共2個）個）例例#1#2#3aI1I2E2+-R1R3R2+_I3bE1I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-例例支路：共支路：共 ？條？條回路：共回路：共 ？個？個結點：共結點：共 ？個？個6條條4個個獨立回路：？個獨立回路：？個3個個有幾個網眼就有幾個獨立回路有幾個網眼就有幾個獨立回路一、基爾霍夫電流定律一、基爾霍夫電流定律Kirchhoff s Current Law (KCL)aI1I2E2+_R1R3R2+_I3bE1在任一瞬間，流入某一在任一瞬間，流入某一結點的電流之和應該等結點的電流之和應該

14、等于由該結點流出的電流于由該結點流出的電流之和。或者說，在任一之和。或者說，在任一瞬間，一個結點上電流瞬間，一個結點上電流的代數和恒等于零。的代數和恒等于零。對于結點對于結點a： 流入流入 I1+I2流出流出I3也可寫成：也可寫成：I1+I2 -I3=0即：即：I=0這里規定參考方向這里規定參考方向流流入入結點的電流取結點的電流取“+”I1I2I3I44231IIII基爾霍夫電流定律的基爾霍夫電流定律的依據依據：電流的連續性：電流的連續性 I =0即：即：例：例：或或：04231IIII流入為正流入為正流出為負流出為負基爾霍夫電流定律的推廣基爾霍夫電流定律的推廣基爾霍夫電流定律還可以推廣應用于

15、包圍部分電路的基爾霍夫電流定律還可以推廣應用于包圍部分電路的任一假設的閉合面。任一假設的閉合面。I1+I2=I3I1I2I3廣義廣義結點結點或或I1+ I2 - I3=0I=0I=?U2U3U1+_RR1R+_+_R推論：如果兩部分電路間只有一條支推論：如果兩部分電路間只有一條支路相連，那么這條支路的電流為零。路相連，那么這條支路的電流為零。二、基爾霍夫電壓定律二、基爾霍夫電壓定律Kirchhoff s Voltage Law (KVL)對電路中的任一回路，沿任意循行方向轉一周，其電位對電路中的任一回路，沿任意循行方向轉一周，其電位降之和等于電位升之和。或，電壓的代數和恒為零降之和等于電位升之

16、和。或，電壓的代數和恒為零。例如：例如： 回路回路#1 13311URIRI電位降電位降電位升電位升即：即：0U#1aI1I2U2+-R1R3R2+_I3bU1對對回路回路#2： #223322URIRI電位升電位升電位降電位降對對回路回路#3： 12211URIRIU2電位降電位降電位升電位升#3第第3個方程不獨立個方程不獨立若電位降為正若電位降為正則電位升為負則電位升為負基爾霍夫電壓定律的推廣基爾霍夫電壓定律的推廣基爾霍夫電壓定律還可以推廣應用于回路的部分電路基爾霍夫電壓定律還可以推廣應用于回路的部分電路（或開口電路）。（或開口電路）。RIUEab電位升電位升電位降電位降E+_RabUab

17、I+_例：例：BE+_UBER1RB+_EB_+USI1IBI2已知已知RB=20k，R1=10k ，EB=6V，US=6V，UBE= -0.3V，試求電流試求電流IB、I2及及I1 。解：解：對右回路應對右回路應用用KVL：UBE -EB+RBI2=0取電位降為正，電位升為負。取電位降為正，電位升為負。即即 (-0.3) 6 + 20 103I2=0I2= 0.315 10 - 3A=0.315mA對左回路應對左回路應用用KVL：R1I1 US EB + RBI2=0即即 10 103I1 6 6 + 20 103 0.315 10-3=0I1= 0.57 10 3A= 0.57mA對結點對

18、結點B應用應用KCL：I2 I1 IB=0取電流流入結點為正取電流流入結點為正IB= I2 I1 = 0.315 0.57 = 0.255mA1.6 電源有載工作、開路與短路電源有載工作、開路與短路一、電源有載工作一、電源有載工作+_ER0+_URI1. 電壓和電流電壓和電流0EIRR電源電源內阻內阻負載負載電阻電阻U=RIU=E R0 I OIUE電源外特性曲線電源外特性曲線當當R0 0 時時, , 則說明則說明 U、I 的實際的實際方向一致，此部分電路消耗電功率，方向一致，此部分電路消耗電功率，為為負載負載。 所以，從所以，從 P 的的 + + 或或 - - 可以區分器件的性質，可以區分器

19、件的性質，或是電源，或是負載。或是電源，或是負載。結結 論論在進行功率計算時，在進行功率計算時， 2. 2.當計算的當計算的 P 0 時時, , 則說明則說明 U、I 的實際的實際方向相反，此部分電路發出電功率，方向相反，此部分電路發出電功率，為電源為電源。功率平衡功率平衡：根據能量守恒定律，整個電路中各電源根據能量守恒定律，整個電路中各電源發出功率之和等于各負載消耗的功率之和。發出功率之和等于各負載消耗的功率之和。4. 額定值與實際值額定值與實際值額定值概念額定值概念：在實際電路中，電氣設備的電壓、電流都：在實際電路中，電氣設備的電壓、電流都有一個額定值，它是制造廠家綜合考慮了用電設備的工有

20、一個額定值，它是制造廠家綜合考慮了用電設備的工作能力、運行性能、經濟性、可靠性及其使用壽命等因作能力、運行性能、經濟性、可靠性及其使用壽命等因素制定的，素制定的，是制造廠為了使產品能在給定的工作條件下是制造廠為了使產品能在給定的工作條件下正常運行而規定的正常容許值正常運行而規定的正常容許值。電路中通常以。電路中通常以UN、IN、PN表示額定電壓、額定電流、額定功率。表示額定電壓、額定電流、額定功率。 在使用時，電壓、電流、功率的在使用時，電壓、電流、功率的實際值不一定等于它實際值不一定等于它們的額定值們的額定值。I=IN“滿載滿載”工作狀態工作狀態IIN“過載過載”工作狀態工作狀態例例2. 有

21、一額定值為有一額定值為5W 500的線繞電阻，其額定電流的線繞電阻，其額定電流為多少？在使用時電壓不得超過多大的數值？為多少？在使用時電壓不得超過多大的數值？解：解：因為因為 P=UI=(RI) I=RI2所以所以 50.1A500PIR該電阻的額定電流該電阻的額定電流在使用時電壓不得超過：在使用時電壓不得超過：U=RI=500 0.1=50V選擇電阻的原則：選擇電阻的原則：既要考慮阻值，也要考慮電流和功率。既要考慮阻值，也要考慮電流和功率。二、電源開路（空載）二、電源開路（空載）+_ER0+_U0RI=0U=U0=EP=0 開路電壓開路電壓開關開關斷開斷開三、電源短路三、電源短路U=0I=I

22、S=E/R0P=0 PE=P=R0 I2短路電流短路電流絕緣損壞絕緣損壞,接線不慎接線不慎+_ER0+_UR短路通常是應當盡量避免的，但有時出于特殊需要，短路通常是應當盡量避免的，但有時出于特殊需要，也可以進行短路實驗。也可以進行短路實驗。為了避免短路時損壞電源，通常用保險絲（熔斷器）為了避免短路時損壞電源，通常用保險絲（熔斷器）保護電源。保護電源。IS例例3. 若電源的開路電壓若電源的開路電壓U0=12V，其短路電流，其短路電流IS=30A，試求該電源的電動勢和內阻。試求該電源的電動勢和內阻。解：解：+_ER0+_U0電源開路時，電源開路時，E =U0=12V電源短路時，電源短路時，IS=E

23、/R0R0=E/IS=U0/IS=12/30=0.4 +_ER0+_URIS1.7 電路中電位的概念及計算電路中電位的概念及計算電壓的概念電壓的概念：兩點間的電壓就是兩點的：兩點間的電壓就是兩點的電位差電位差。電位的概念電位的概念：在電路中任選一結點，設其電位為零（用在電路中任選一結點，設其電位為零（用此點稱為參考點。其它各結點對參考點的電壓，便是該此點稱為參考點。其它各結點對參考點的電壓，便是該結點的電位。記為：結點的電位。記為：“VX”（注意：電位為單下標）。（注意：電位為單下標）。標記），標記），Va= +5V a 點電位：點電位：ab1 5Aab1 5AVb = -5V b 點電位：點電位： 某點某點電位值是相對的電位值是相對的，參考點選的不同，參考點選的不同，電路中其它各點的電位也將隨之改變；電路中其它各點的電位也將隨之改變； 電路中兩點間的電路中兩點間的電壓值是固定的電壓值是固定的，不會因，不會因參考點的不同而改變。參考點的不同而改變。注意：電位和電壓的區別注意：電位和電壓的區別E1=140V+_E2=90V