电工

nullnull电工电子技术绪论null 电 工 学在学习中,同学们应注意基本概念、基本电路、基本分析理论,基本知识和基本技能,为后续课程的学习打下基础。通过本课程的学习,获得关于电子学方面必要的基本方法的掌握。null一.电路 电路就是电流通过的路径,以手电筒为例:图1-1E实际电路元件电路模型开关电池电珠null第（1）页nullisnull在电工技术中有时采用比安培更大的单位千安培(KA),电子技术中则采用小电流的单位,如毫安(mA),微安( ),纳安(nA)。uAnullnull图1-5一个假定的正方向用箭头表示,称为电流的参考方向, 也称为假定方向。第（2）页电流的参考方向ABnullnullnull注意:如果参考方向事先没有给定,也就无法根据电流 的正负确定实际电流方向。此外，电流方向除了 用箭头表示外,还可以用双下标表示,如图1-5中 电流可表示为Iab。 null图1-7第（3）页nullnullnull2.电压参考极性电路中某两点a、 b间,在某一时刻的电压可能是电压降,也可能是电压升。这一情况,在求解之前也是不知道的,但描述电路元件性质和连接方式的公式的列写也是与 这个电压的极性有关的, 所以,在作电路分析之前,我们也必须给出一个假定的电压降方向,用“+”、 “-”号表示,“+”号表示高电位端,“-”表示低电位端,称为电压的参 考极性。null第（4）页nullnullnullnull第（5）页null关于四端网络电压电流方向的规定。nullnullnull五.电 动 势第（6）页nullnullnullnull注意： 符号仅表示方向，不表示加与减 方向的假定是任意的，不影响结果 一旦方向假定以后，不得中途变更二.电压及极性1.电压大小（电压降）2.电压的极性表示第（7）页nullnullnull结论: 一个二端网络所吸收的功率等于在关联参考方向上的端电压与电流的乘积; 如果u与i 是非关联的, 则u与i 的乘积是该二端网络所放出的功率。 要判断一个二端网络是吸收还是提供功率，只要看实际电压与电流的方向是否一致。一致的为吸收功率，不一致的为提供功率。图1-17null对于直流电或正弦交流电，电阻所吸收的功率可以写为(1-7)电功率P也可表述为：单位时间内电流所做的功，单位是 瓦(W),或KW、mW、μW等。 二.电功〔电能) 定义为：电流通过负载所做的功，与电功率的关系为： 对于220伏市电，电功的实际单位是千瓦·小时(KW·H)， 简称“度”。第（8）页nullnull§1.4 欧姆定律一. 欧姆定律它是电路的基本定律。 欧姆定律指出：流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比， 用公式表示(1-8)式中比值R即为该电阻的阻值。 用伏安特性表示该电阻,如图1-19所示。 电阻单位 ：Ω,KΩ,MΩ。图1-19nullnull式中系数称为"电阻率"，单位为欧姆·米(m)。 材料的阻值与温度有关,例如 220V 40W 白炽灯,冷阻100Ω, 热阻1200Ω。材料电阻值随温度变化而改变的特性,可用电 阻温度系数表示,一般金属具有正的温度系数 温度系数.温度系数:电阻值随温度的变化在许多情况下是不希望的，特别是在 电子仪器设备中，会造 成电路性能的恶化，但是人们亦可 以利用来作为热敏元件，测量温度的变化等。,半导体材料具有负的第（9）页null§1.5 电路的有载工作状态，开路与短路一. 有载工作状态图1-21研究图1-21电路，当开关K闭合时根据欧姆定律，电路中的 电流为(1-10)负载电阻两端的电压为 于是    (1-11)null上式表示了电路在有载工作状态下电源端电压U与输出电流 I的关系，如图1-22所示，称为电源的外特性曲线，又称负 载特性。图1-22结论：负载电阻越小，电流越大。 电流越大，电源两端电压越小。二.开路开关断开，电路开路（空载），I→0,这时电源的端电 压称为开路电压或空载电压U0，显然电路开路时，null三.短路K闭合时若电源负载端短路，R = 0 ,U=0 , 这时电源输出电 流很大，称为短路电流IS。 显然，电路短路时，  由于短路电流IS远大于正常输出电流，电源能量全部消耗在它的内阻上，造成电源  损坏，这是不允许的。因此常在电路中接入熔断器或自动断路器，起到保护作用。 null§1.6 克希荷夫定律先介绍几个电路分析中常用的术语。 支路——电路中的每一支。如图1-23中有六条分支。 节点——三条以上支路的交汇点。 如图1-23中 a , b , c , d 点。 回路——由多条支路所组成的闭合电路。 如图1-23中有回路abca; bcdb; abcda等。图1-23第（10）页null一.克希荷夫第一定律—节点电流定律 (KCL)电流定律用来确定联接在同一节点上的各支路电流间的关系。 克希荷夫电流定律指出：由于电流的连续性，电路中任何一 点均不能堆积电荷，因此，在任一瞬时流进一个节点的电流 之和恒等于流出这个节点的电流之和。 如果规定流进节点的电流为正，流出为负，则克希荷夫电流 定律又可表示为：流向任一节点的电流的代数和为零。用节点电流方程表示，即   (1-12)例如图1-24，则有:图1-24null注意： 1.对已知电流，一般按实际方向标示，对未知电流 可任意设定方向，由计算结果确定 未知电流的方 向，即正值时，实际方向与假定方向一致，负值 时，则相反。   2.节点电流定律不仅适用于节点，还可推广应用到某 个封闭面，如晶体三极管，  必有                 ， 如图1-25所示。二. 克希荷夫第二定律—回路电压定律 (KVL)电压定律用来确定回路中各段电压之间的关系。 定律指出：如果从回路中任一点出发，以顺时针方向(或 逆时针方向)沿回路循行一周，则在这个方向上的电位升 之和应该等于电位降之和。图1-25null以图1-26为例，我们假定沿顺时针方向一周， 电位升之和为 电位降之和为 则 如果规定电位升取正号，电位降取负号，则克希荷夫电压 定律又可表述为：在任一瞬时，沿任一回路循行方向（顺 时针或逆时针方向），回路中各段电压的代数和恒等于零。 即:图1-26(1-14)null以图1-26为例，就是 或改写为: 上式表明，若回路中同时包含电动势与电阻，则克希荷夫电压 定律还可表述如下： 在任意回路中，电动势的代数和恒等于各 电阻上的电压降的代数和。 即: 式（1-15）称为回路电压方程。 注意： 列回路方程时，先假定各支路电流方向，再沿某个方向列 回路方程。 遵循的原则是：当电动势正方向与所选方向（回路方向） 一致时，电动势取“+”号，反之取“-”号;当电阻上的 电流方向与所选回路方向一致时，电阻上电压降取“+”号， 反之取“-”号。     第（11）页nullnullnull小结一.克希荷夫节点电流定律 两种表达方式： 对某一节点： 1. 2.规定：流进为正，流出为负,电流代数和 二.克希荷夫回路电压定律 三种表达方式： 回路循环一周： 1. 2.规定：电位升为正，电位降为负,电压代数和： 3. (回路电压方程) null