电工电子技术第一章基本概念与基本定律精选文档.ppt
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1、电工电子技术第一章电工电子技术第一章基本概念与基本定律基本概念与基本定律本讲稿第一页,共三十九页204 04 一月一月一月一月 2023 2023 电工电子技术电工电子技术电工电子技术电工电子技术是一门研究电能在技术领域中应用的是一门研究电能在技术领域中应用的是一门研究电能在技术领域中应用的是一门研究电能在技术领域中应用的技技技技术基础课术基础课术基础课术基础课,它包括:,它包括:,它包括:,它包括:电工技术电工技术电工技术电工技术和和和和电子技术电子技术电子技术电子技术两部分。两部分。两部分。两部分。电工技术:电工技术:电路理论:电路理论:直流、交流、暂态、非正弦。直流、交流、暂态、非正弦。
2、磁路和电机:磁路和电机:变压器、电磁铁、变压器、电磁铁、三相异步电动机及控制。三相异步电动机及控制。电子技术:电子技术:模拟电子线路:模拟电子线路:半导体器件、分离件放大器、半导体器件、分离件放大器、集成运放、电源集成运放、电源数字电路:数字电路:各种门电路、组合电路、各种门电路、组合电路、时序电路及时序电路及555的应用电路。的应用电路。本讲稿第二页,共三十九页304 04 一月一月一月一月 2023 2023 电工学是研究电工学是研究电工技术电工技术和和电子技术电子技术的理论和应用的技的理论和应用的技术基础课程。作为技术基础课程,它应具有术基础课程。作为技术基础课程,它应具有基础性、应用基
3、础性、应用性性和和先进性先进性。基础基础是指基本理论、基本知识和基本技能。是指基本理论、基本知识和基本技能。应用应用是指课程内容要理论联系实际,建立系是指课程内容要理论联系实际,建立系统概念,培养大家分析和解决问题的能力;重统概念,培养大家分析和解决问题的能力;重视实验技能的训练。视实验技能的训练。先进性先进性是指电工学课程内容和体系随着电工技术是指电工学课程内容和体系随着电工技术和电子技术的发展应不断更新。和电子技术的发展应不断更新。本讲稿第三页,共三十九页404 04 一月一月一月一月 2023 2023 1785 1785年库仑确定了电荷间的相互作用力,电荷年库仑确定了电荷间的相互作用力
4、,电荷年库仑确定了电荷间的相互作用力,电荷年库仑确定了电荷间的相互作用力,电荷的概念开始有了定量的意义。的概念开始有了定量的意义。的概念开始有了定量的意义。的概念开始有了定量的意义。18261826年欧姆发现了欧姆定律。年欧姆发现了欧姆定律。年欧姆发现了欧姆定律。年欧姆发现了欧姆定律。18311831年法拉第发现了电磁感应定律。年法拉第发现了电磁感应定律。年法拉第发现了电磁感应定律。年法拉第发现了电磁感应定律。18341834年雅可比制造出第一台电动机。年雅可比制造出第一台电动机。年雅可比制造出第一台电动机。年雅可比制造出第一台电动机。18641864年麦克斯韦提出了电磁波理论。年麦克斯韦提出
5、了电磁波理论。年麦克斯韦提出了电磁波理论。年麦克斯韦提出了电磁波理论。1888 1888年赫兹通过实验获得了电磁波,证实了麦年赫兹通过实验获得了电磁波,证实了麦年赫兹通过实验获得了电磁波,证实了麦年赫兹通过实验获得了电磁波,证实了麦克斯韦提出了电磁波理论。克斯韦提出了电磁波理论。克斯韦提出了电磁波理论。克斯韦提出了电磁波理论。1895 1895年意大利和俄国分别进行了通信实验,从而为年意大利和俄国分别进行了通信实验,从而为年意大利和俄国分别进行了通信实验,从而为年意大利和俄国分别进行了通信实验,从而为无线电技术的发展开辟了道路。无线电技术的发展开辟了道路。无线电技术的发展开辟了道路。无线电技术
6、的发展开辟了道路。本讲稿第四页,共三十九页504 04 一月一月一月一月 2023 2023未来的发展是未来的发展是未来的发展是未来的发展是量子工学量子工学量子工学量子工学 18831883年爱迪生发现了热电效应。年爱迪生发现了热电效应。年爱迪生发现了热电效应。年爱迪生发现了热电效应。19041904年弗莱明发明了电子二极管。年弗莱明发明了电子二极管。年弗莱明发明了电子二极管。年弗莱明发明了电子二极管。19481948年贝尔实验室发明了晶体管。年贝尔实验室发明了晶体管。年贝尔实验室发明了晶体管。年贝尔实验室发明了晶体管。1958 1958年生产出集成电路(到现在已经是超大规年生产出集成电路(到
7、现在已经是超大规年生产出集成电路(到现在已经是超大规年生产出集成电路(到现在已经是超大规模集成电路)。现在的集成电路线宽是模集成电路)。现在的集成电路线宽是模集成电路)。现在的集成电路线宽是模集成电路)。现在的集成电路线宽是0.3um0.3um,可,可,可,可望达到望达到望达到望达到0.01um0.01um(3030个原子的宽度)。个原子的宽度)。个原子的宽度)。个原子的宽度)。本讲稿第五页,共三十九页604 04 一月一月一月一月 2023 2023 2 2、上课注意听讲,下课要看除教材外的其它、上课注意听讲,下课要看除教材外的其它、上课注意听讲,下课要看除教材外的其它、上课注意听讲,下课要
8、看除教材外的其它参考书及做适当的习题。解题前,要对所学内容参考书及做适当的习题。解题前,要对所学内容参考书及做适当的习题。解题前,要对所学内容参考书及做适当的习题。解题前,要对所学内容基本掌握;解题时,要看懂题意,注意分析,用基本掌握;解题时,要看懂题意,注意分析,用基本掌握;解题时,要看懂题意,注意分析,用基本掌握;解题时,要看懂题意,注意分析,用哪个理论和公式以及解题步骤也都要清楚。习题哪个理论和公式以及解题步骤也都要清楚。习题哪个理论和公式以及解题步骤也都要清楚。习题哪个理论和公式以及解题步骤也都要清楚。习题做在本子上,要书写整洁,图要标绘清楚,答数做在本子上,要书写整洁,图要标绘清楚,
9、答数做在本子上,要书写整洁,图要标绘清楚,答数做在本子上,要书写整洁,图要标绘清楚,答数要注明单位。要注明单位。要注明单位。要注明单位。1 1、重点放在物理概念和基本分析法。、重点放在物理概念和基本分析法。、重点放在物理概念和基本分析法。、重点放在物理概念和基本分析法。3 3、要重视实践技能的培养。、要重视实践技能的培养。、要重视实践技能的培养。、要重视实践技能的培养。本讲稿第六页,共三十九页704 04 一月一月一月一月 2023 2023第一部分第一部分 电路理论电路理论 电电路路理理论论就就是是研研究究电电路路基基本本规规律律的的一一门门学学科科,它它是是一一门门具具有有丰丰富富内内容容
10、的的学学科科,它它的的理理论论和和方方法法,在在其其它它领域也得到了领域也得到了广泛的应用。广泛的应用。已已知知输输出出输输入入的的条条件件,求元件参数和电路结构。求元件参数和电路结构。电路理论:电路理论:电路分析电路分析:电路综合电路综合:已知电路结构、元件参数,已知电路结构、元件参数,求电路中的电流、电压和功求电路中的电流、电压和功率。率。本讲稿第七页,共三十九页804 04 一月一月一月一月 2023 2023下面我们看一个例题,下面我们看一个例题,USRRLILU US SR+RR+RL LU US1S1-U-US1S1?不会求的原因是电路不会求的原因是电路中出现了两个回路,我们中出现
11、了两个回路,我们对电路结构的约束关系不对电路结构的约束关系不了解,所以不会求。了解,所以不会求。求图示电路中的电流。求图示电路中的电流。U US2S2R R2 2本讲稿第八页,共三十九页904 04 一月一月一月一月 2023 20231-1 1-1 电路的作用与组成部分电路的作用与组成部分一、电路的组成一、电路的组成1电路:电路:电电池池负负载载开关开关电流流通的路径称为电路。电流流通的路径称为电路。电流流通的路径称为电路。电流流通的路径称为电路。2组成:组成:(1 1)电源:提供能量。)电源:提供能量。)电源:提供能量。)电源:提供能量。(2 2)负载:消耗能量。)负载:消耗能量。)负载:
12、消耗能量。)负载:消耗能量。(3 3)中间环节:连接电源和负载的)中间环节:连接电源和负载的)中间环节:连接电源和负载的)中间环节:连接电源和负载的导线及控制元件。导线及控制元件。导线及控制元件。导线及控制元件。本讲稿第九页,共三十九页1004 04 一月一月一月一月 2023 2023(1)电能的传输与转换。)电能的传输与转换。3作用作用发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器用户用户负载负载如:输配电电路。如:输配电电路。本讲稿第十页,共三十九页1104 04 一月一月一月一月 2023 2023(2)信息的传输与处理。)信息的传输与处理。放放大大器器话筒话筒扬声器扬声器如:各
13、种信息处理电路等。如:各种信息处理电路等。E111A.EXEE111A.EXE本讲稿第十一页,共三十九页1204 04 一月一月一月一月 2023 20231-2 1-2 电路的模型电路的模型 所谓所谓电路模型电路模型就是指一个就是指一个实际元件实际元件在在特定的条特定的条件下件下,所表现的,所表现的主要的主要的电磁特性电磁特性,而忽略其次要因素,而忽略其次要因素,如如R、L、C等。这种表示的参数,我们称为等。这种表示的参数,我们称为集总参数集总参数。电电池池负负载载开关开关开关开关+-ER0UR 实际电路都是由一些实际电路都是由一些实际的元器件实际的元器件所组成。在所组成。在分析电路时,我们
14、要对实际电路建立分析电路时,我们要对实际电路建立数学模型数学模型电路模型电路模型。E111BE111B本讲稿第十二页,共三十九页1304 04 一月一月一月一月 2023 20231-3 1-3 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向+-ER0UR+-E1R1R-+E2R2I II I电流的实际方向为正电荷的运动方向。电流的实际方向为正电荷的运动方向。(1)为什么要引入参考方向?)为什么要引入参考方向?a)复杂电路很难确定电流的实际方向。)复杂电路很难确定电流的实际方向。b)交流电路中,电流本身就是交变的。)交流电路中,电流本身就是交变的。(2)参考方向的选择:)参考方向的选择:原则上是任意
15、的,实际和原则上是任意的,实际和 电压的参考方向一起选。电压的参考方向一起选。(3)参考方向的表示方法:)参考方向的表示方法:a)箭头;)箭头;b)双下标。)双下标。(4)电流正负的意义:)电流正负的意义:E112AE112AE112DE112D负负表示参考方向和实际方向相反。表示参考方向和实际方向相反。正正表示参考方向和实际方向一致。表示参考方向和实际方向一致。本讲稿第十三页,共三十九页1404 04 一月一月一月一月 2023 2023-4Vc)正负号。正负号。电压和电动势的参考方向电压和电动势的参考方向5V4IL+-Uab11A4V-1Aa)箭头;箭头;b)双下标;双下标;那么,在一个电
16、路中,电流和电压的参考方向那么,在一个电路中,电流和电压的参考方向应该应该怎样选择怎样选择呢?呢?E112BE112B本讲稿第十四页,共三十九页1504 04 一月一月一月一月 2023 20233 3)伏安特性曲线。)伏安特性曲线。)伏安特性曲线。)伏安特性曲线。线性电阻为一直线。线性电阻为一直线。线性电阻为一直线。线性电阻为一直线。1-4 1-4 欧姆定律欧姆定律 U=RIU=RI,它是电阻元件的约束方程,也是我们分它是电阻元件的约束方程,也是我们分它是电阻元件的约束方程,也是我们分它是电阻元件的约束方程,也是我们分析电路的主要的理论依据。析电路的主要的理论依据。析电路的主要的理论依据。析
17、电路的主要的理论依据。I(A)U(V)0 流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,这就是流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,这就是流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,这就是流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,这就是欧姆定律欧姆定律欧姆定律欧姆定律。U U-+I IU U+-I I使用时应注意:使用时应注意:使用时应注意:使用时应注意:1 1)U=RIU=RI为关联方向得出的;为关联方向得出的;为关联方向得出的;为关联方向得出的;2 2)U=U=-RIRI为非关联方向;为非关联方向;为非关联方向;为非关联方向;欧姆定律是德国物理学家欧姆定律是德国物理学家乔治乔治欧姆欧姆在在1826年发现的(
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