《電工電子技術(shù)項(xiàng)目教程》高職配套教學(xué)課件

電工電子技術(shù)項(xiàng)目教程模塊2模擬電子技術(shù)模塊3數(shù)字電子技術(shù)模塊4綜合應(yīng)用模塊1電氣基礎(chǔ)知識(shí)項(xiàng)目3動(dòng)態(tài)電路分析項(xiàng)目2交流電路項(xiàng)目1電路基礎(chǔ)電工電子技術(shù)項(xiàng)目教程模塊1電氣基礎(chǔ)知識(shí)發(fā)展概況1785年庫(kù)侖確定了電荷間的相互作用力，電荷的概念開(kāi)始有了定量的意義。1826年歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律。1831年法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律。1834年雅可比制造出第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。1864年麥克斯韋提出了電磁波理論。1888年赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得了電磁波，證實(shí)了麥克斯韋提出的電磁波理論。1895年意大利和俄國(guó)分別進(jìn)行了通信實(shí)驗(yàn)從而為無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟了道路。發(fā)展概況1904年弗萊明發(fā)明了電子二極管。1948年貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了晶體管。1958年生產(chǎn)出集成電路（到現(xiàn)在已經(jīng)是超大規(guī)模集成電路）。現(xiàn)在的集成電路線寬是0.3um，可望達(dá)到0.01um（30個(gè)原子的寬度）。未來(lái)的發(fā)展－《量子電工學(xué)》任務(wù)1.1

認(rèn)識(shí)電路的組成任務(wù)

1.2認(rèn)識(shí)電流的基本作用與電路的工作狀態(tài)任務(wù)

1.3分析電路與計(jì)算項(xiàng)目1電路基礎(chǔ)任務(wù)1.1認(rèn)識(shí)電路的組成（1）認(rèn)識(shí)電路的基本組成元件，把握電路的基本特征。（2）了解電路的基本組成要素、認(rèn)識(shí)理想電路元件和電路的理論模型組成。（3）掌握描述電路的基本物理量及含義。實(shí)物接線仿真電路原理圖任務(wù)引入→電路的組成一、描述電路的基本物理量1.電流及方向電流是電荷定向移動(dòng)形成的。物理上規(guī)定：“電流的方向是電子定向流動(dòng)的反方向或者正電荷的流動(dòng)方向”。電流強(qiáng)度等于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量，用I表示，其標(biāo)準(zhǔn)單位是安培(A)，常用的單位還有MA、KA、mA、μA、nA等。它們之間的關(guān)系是：1A=103mA=106μA=109nA，1MA=103KA=106A相關(guān)知識(shí) 特別提示在電路分析計(jì)算時(shí)，對(duì)電流可以人為規(guī)定方向，稱為參考方向。因?yàn)樵趶?fù)雜電路中很難事先判斷定出元件中物理量的實(shí)際方向，在實(shí)際分析計(jì)算時(shí)可以：①在電路分析前先任意設(shè)定一個(gè)正方向(用箭頭)，作為參考方向；②根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互關(guān)系的代數(shù)表達(dá)式；③根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定實(shí)際方向。若計(jì)算結(jié)果為正，則實(shí)際方向與假設(shè)的參考方向一致；若計(jì)算結(jié)果為負(fù)，則實(shí)際方向與參考方向相反；若未標(biāo)參考方向，則結(jié)果的正、負(fù)無(wú)意義！相關(guān)知識(shí)1）直流電流電流流動(dòng)方向不變的電流就稱為直流，用符號(hào)“DC”表示。時(shí)間電壓圖中用箭頭標(biāo)出的是電子的流動(dòng)方向，電流的方向與之相反。相關(guān)知識(shí)2）交流電流電壓大小和電流流動(dòng)方向隨時(shí)間變化的電流為交變電流，簡(jiǎn)稱“交流”，用符號(hào)“AC”表示。按正弦曲線波形變化的交流電稱為正弦交流電。相關(guān)知識(shí)2.電壓與電位為了讓電子流動(dòng)必須要有電壓。和水位類似，電位的差稱為電位差。為使電子能流動(dòng)，作為推動(dòng)的力量——電位差一般被稱作電壓，用U表示。電壓的標(biāo)準(zhǔn)單位是伏特(V)，常用的單位還有KV、mV、μV等。各單位之間的換算關(guān)系是：1V=103mV=10-3KV。相關(guān)知識(shí)電壓的參考方向和用箭頭表示電流的參考方向類似：在電路分析計(jì)算前可以在電路圖上標(biāo)示電壓的方向，稱為參考方向。電壓參考方向的表示方式可用極性“+”、“–”表示外，還可用雙下標(biāo)或箭頭表示。

相關(guān)知識(shí)2）電位電路中某點(diǎn)至參考點(diǎn)的電壓，稱為電位。通常設(shè)參考點(diǎn)的電位為零。某點(diǎn)電位為正，說(shuō)明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)高；某點(diǎn)電位為負(fù)，說(shuō)明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)低。電壓常用雙下標(biāo)表示，而電位則用單下標(biāo)表示，電位的單位也是伏特(V)。相關(guān)知識(shí)“接地”(ground)二、負(fù)荷和電源在電路中：吸收電能或輸出信號(hào)的器件，稱為負(fù)荷或負(fù)載(Load)；提供電能或信號(hào)的器件，稱為電源(Source)；在電源和負(fù)載之間起引導(dǎo)和控制電流的導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)等是傳輸控制器件（又稱中間環(huán)節(jié)）。相關(guān)知識(shí)1.電阻電流流動(dòng)的時(shí)候，有一種阻礙這個(gè)流動(dòng)的作用，這種阻礙作用的大小叫電阻，用R(英語(yǔ)Resistance的第一個(gè)字母)表示，單位是歐姆

(Ω)。電阻的電路符號(hào)國(guó)內(nèi)一般采DIN標(biāo)準(zhǔn)，用“

”表示，國(guó)際上大多采用ANSI標(biāo)準(zhǔn)，用“

”表示。相關(guān)知識(shí)

表示電阻率，在數(shù)值上等于單位長(zhǎng)度、單位截面積的物體在20℃時(shí)所具有的電阻值。1）電阻的性質(zhì)與形式不同材料的物體對(duì)電流的阻礙作用，即電阻是不同的。此外，電阻(R)還與該物體的長(zhǎng)度(l)成正比，與其橫截面積(S)成反比，這種關(guān)系用公式表述為：相關(guān)知識(shí)電阻的主要參數(shù)電阻上一般標(biāo)有兩個(gè)參數(shù)(ratings)：一個(gè)是“阻值”，大小用歐姆表示；另一個(gè)是“功率”，表示沒(méi)有過(guò)熱及燃燒時(shí)消耗電源能量的數(shù)量。在大多數(shù)應(yīng)用中功率的典型值是1/4和1/2瓦，更高功率的應(yīng)用中還有1、2、5或10瓦，甚至更高。相關(guān)知識(shí)各種各樣的電阻2）電阻數(shù)值標(biāo)識(shí)方法靠近電阻端的是第一色環(huán)，順次是二、三、四色環(huán)。前二環(huán)代表電阻有效值，第三環(huán)代表乘上的次方數(shù)，第四個(gè)色環(huán)表示誤差。例如：有一個(gè)碳質(zhì)電阻，它有四道色環(huán)，順序是紅、紫、黃、銀。這個(gè)電阻的阻值就是270000歐（270K），誤差是±10%。通俗地講，就是一排電阻。把各個(gè)電阻的另一端全部連接在一起，稱為公共端。一般在排阻上都標(biāo)有阻值號(hào)，如103、150等，其公共端附近也有明顯標(biāo)記。103表示其阻值大小為10x103，即10kΩ，若是102其阻值大小為10x102，即1kΩ,150為15x100Ω，即15Ω，其他讀法都相同。有時(shí)也會(huì)看到標(biāo)號(hào)為1002，1001等。1002表示100x102，即10kΩ，

1001表示100x101Ω，即1kΩ。3位數(shù)表示與4位數(shù)表示的阻值讀法我們都要會(huì)，標(biāo)號(hào)位數(shù)不同，其電阻的精度不同，一般地，3位數(shù)表示5%精度，4位數(shù)表示1%精度。還有的標(biāo)號(hào)如3R0，表示阻值為3Ω，4K7表示阻值為4.7kΩ，R002表示阻值為0.002Ω。排阻3）電阻在電路中的連接（1）電阻的串聯(lián)串聯(lián)連接(流過(guò)同一電流)后形成的總阻值是各自阻值之和。R=R1+R2相關(guān)知識(shí)串聯(lián)的主要目的是用來(lái)分壓。

串聯(lián)的作用相關(guān)知識(shí)（2）電阻的并聯(lián)并聯(lián)連接(電阻兩端為同一電壓)后合成的總阻值的倒數(shù)是各自電阻值之倒數(shù)和，即相關(guān)知識(shí)并聯(lián)的主要目的是用來(lái)分流。

并聯(lián)的作用相關(guān)知識(shí)2.電源電源的作用是把其他形式的能量轉(zhuǎn)變成電能，是一種向用電設(shè)備提供能量驅(qū)動(dòng)支持的裝置。作為電流能夠流動(dòng)的動(dòng)力源泉，分交流電源和直流電源兩種。在實(shí)踐中，電源一般有三種形式：它可以是一個(gè)電池，一個(gè)發(fā)電機(jī)，或一些電子電源的組合。相關(guān)知識(shí)1）電壓源向負(fù)載提供一個(gè)確定電壓的裝置。經(jīng)常接觸到的電源大多是電壓源或者是可以轉(zhuǎn)換為電壓源模型而進(jìn)行運(yùn)算的電源。電壓源及伏安特性開(kāi)路電壓U=E

相關(guān)知識(shí)理想電壓源在電路理論中，為便于分析，常常采用理想電壓源模型，即認(rèn)為：電源的內(nèi)阻R0為0(或R0?負(fù)荷電阻RL)。特點(diǎn)：輸出電壓不變，其值等于電動(dòng)勢(shì)(EMF)，電壓源中電流大小由外電路負(fù)荷決定。相關(guān)知識(shí)2）電流源向負(fù)載提供一個(gè)確定電流的裝置，可從電壓源變化而來(lái)。電流源及伏安特性電流源的輸出電流

相關(guān)知識(shí)理想電流源和電壓源一樣，在電路理論分析中，常采用理想電流源模型，即：電流源內(nèi)阻R0=或R0>>負(fù)荷電阻RL。理想電流源其輸出電流不變，電流值大小恒等于電流源電流IS，輸出電壓由外電路決定。相關(guān)知識(shí)3）電壓源與電流源的等效變換

電壓源、電流源都是電路模型，在相同外接負(fù)載電阻的情況下，只要保持其對(duì)負(fù)載的輸出電壓、電流相等，兩種電源可以等效變換。相關(guān)知識(shí) 特別提示等效關(guān)系僅對(duì)外電路而言，至于電源內(nèi)部，一般是不等效的（兩種電源內(nèi)阻的電壓降及功率損耗一般不相等）。恒壓源和恒流源之間沒(méi)有等效關(guān)系，因?yàn)槎邇?nèi)阻不相等。采用兩種電源等效變換的方法，可將復(fù)雜電路簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單電路，給電路分析帶來(lái)方便。相關(guān)知識(shí)←☆任務(wù)實(shí)施☆→電路的形式是多種多樣的，但從電路的本質(zhì)來(lái)說(shuō)，都是有電源、負(fù)載(或負(fù)荷)、中間環(huán)節(jié)三個(gè)最基本的部分組成。電路工作時(shí)發(fā)生的物理現(xiàn)象是千差萬(wàn)別的，但它們是有普遍規(guī)律的，我們的任務(wù)就是從發(fā)現(xiàn)其普遍規(guī)律出發(fā)，學(xué)會(huì)電路的一般分析計(jì)算辦法，使電能更好的為人們服務(wù)。

任務(wù)1.2認(rèn)識(shí)電流的基本作用與電路的工作狀態(tài)（1）認(rèn)識(shí)電流的基本作用；（2）掌握電路的基本定律；（3）了解電路的基本工作狀態(tài)。任務(wù)引入→家庭布線干線分支分支配電箱空調(diào)專線樓下插座回路樓上插座回路烤箱等大用電氣回路電能的應(yīng)用非常廣泛，僅僅一個(gè)家庭就涉及到多種多樣的電器，需要各種各樣的控制方式，只有從電流的基本作用入手，了解最基本的電路定律，才能在宏觀上了解電路工作情況。一、電流的基本作用電流的基本作用主要有三種，即化學(xué)作用(充電電池充電、電鍍)、電磁作用(各種繼電器、接觸器)和電熱作用(電爐)。1.化學(xué)作用電流通過(guò)導(dǎo)電的液體會(huì)使液體發(fā)生化學(xué)變化，產(chǎn)生新的物質(zhì)。這種作用也叫做電流的化學(xué)效應(yīng)。相關(guān)知識(shí)2.電磁作用利用通有電流的導(dǎo)線在周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)的原理實(shí)現(xiàn)。根據(jù)電磁作用力的大小分為電磁元件與電磁器件。電磁元件通常分為：利用自感原理(電感線圈)利用互感作用(變壓器)1)電感導(dǎo)線繞成圓圈的形狀就可制成電感。圈數(shù)越多，電感越大。電感的電路符號(hào)是“”用L表示，標(biāo)準(zhǔn)單位“亨利”(H)。常用的單位還有“毫亨”(mH)和“微亨”(H)。電感有固定容量和可調(diào)容量?jī)煞N?？烧{(diào)電感一般有一個(gè)可插入的磁芯，通過(guò)改變磁芯在線圈中的位置來(lái)微調(diào)容量。電感的性質(zhì)當(dāng)通過(guò)電感元件的電流隨時(shí)間變化時(shí)，電感元件中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)。電感元件兩端電壓和電流的關(guān)系當(dāng)通過(guò)電感元件的電流為時(shí)所儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量為2)變壓器利用互感原理工作變壓器的主要功用變換電壓變換電流變換阻抗改變相位非接觸式充電器變壓器原理U2U1N1N2Φ(1)變壓器的變比k在忽略鐵芯、線圈的損耗且副邊線圈開(kāi)路時(shí)，原副線圈兩端的電壓之比等于其對(duì)應(yīng)匝數(shù)比，即如果N1>N2，則U1大于U2，變壓器使電壓降低，這是降壓變壓器；如果N1<N2，則U1小于U2，變壓器使電壓升高，這是升壓變壓器。(2)電流與電壓的關(guān)系變壓器從電網(wǎng)中獲取能量，并通過(guò)電磁感應(yīng)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換后，再把電能輸送給負(fù)載。根據(jù)能量守恒定律，在忽略變壓器自身?yè)p耗的情況下，變壓器輸出的功率和它從電網(wǎng)中獲取的功率相等，即P1=P2相關(guān)知識(shí)(3)阻抗變換關(guān)系設(shè)變壓器一次側(cè)輸入阻抗為Z1，二次側(cè)負(fù)載阻抗為Z2

(4)變壓器的效率(5)同名端相關(guān)知識(shí)3)電磁器件電磁器件是利用通電線圈產(chǎn)生的電磁力進(jìn)行控制的一種器件，具有控制電流小，控制距離遠(yuǎn)，使用安全等特點(diǎn)。主要有接觸器、繼電器、電磁鐵、電磁閥等。繼電器接觸器相關(guān)知識(shí)接觸器結(jié)構(gòu)示意圖接觸器的電路符號(hào)相關(guān)知識(shí)3、電熱作用電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱量，稱為焦耳熱。電燈、電爐、電暖氣、電烙鐵、電焊等都是電流熱作用的例子。電熱作用 特別提示電流只要流過(guò)導(dǎo)體就一定會(huì)產(chǎn)生焦耳熱，這在工作中是必須要考慮的。例如起重機(jī)的懸掛負(fù)荷如果超過(guò)電動(dòng)機(jī)額定容量的話，電流流過(guò)電動(dòng)機(jī)繞組時(shí)產(chǎn)生的溫升會(huì)把線圈異常燒粘在一起，其中的原因就是焦耳熱。相關(guān)知識(shí)能量消耗(電功)、電功率設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為U

，流入此部分電路的電流為I，則這部分電路消耗的功率為PP=UI

功率的單位是W(瓦特)，常用單位還有千瓦(KW)，換算關(guān)系是：1KW=1000W燈泡上一般有220V60W等的表示，其中220V表示該燈泡使用220V的電壓，60W表示該燈泡在正常情況下消耗的功率。功率和時(shí)間的乘積稱為電功。時(shí)間單位為秒時(shí)，電功的單位是焦耳。日常生產(chǎn)和生活中，用電設(shè)備消耗的電能（電功）也常用度作為量綱：1度=1KW?h=1KV?A?h相關(guān)知識(shí)二、電路的基本定律電壓、電阻和電流的關(guān)系

電壓(V)=電流(A)×電阻(Ω)【特別提示】電流和電壓的大小不成正比的電阻元件叫非線性電阻元件，這里只討論線性電阻電路。

德國(guó)科學(xué)家歐姆首先發(fā)現(xiàn)了這個(gè)法則，因此，這一現(xiàn)象被稱作歐姆定律。相關(guān)知識(shí)三、電路的狀態(tài)在不同的工作條件下，電路將分別處于通路、開(kāi)路和短路三種狀態(tài)(一般是非正常工作狀態(tài))。1.有載狀態(tài)有載工作相關(guān)知識(shí)額定值電源和負(fù)載等電氣設(shè)備在一定工作條件下其工作能力是一定的。表示電氣設(shè)備正常工作條件和工作能力的數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為電氣設(shè)備的額定值。額定值一般包括額定電壓、額定電流和額定功率等等。相關(guān)知識(shí)2.開(kāi)路狀態(tài)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，電源與負(fù)載沒(méi)有接通，電路處于開(kāi)路狀態(tài)。電路的開(kāi)路狀態(tài)相關(guān)知識(shí)U=E

特別提示可以廣義的認(rèn)為，當(dāng)開(kāi)關(guān)兩端的電阻值是無(wú)窮大時(shí)即可認(rèn)為電路處在斷路狀態(tài)，此時(shí)開(kāi)關(guān)兩端的電壓和電源電壓相等，電路中的電流I=0。把一個(gè)斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)看作是一個(gè)無(wú)窮大的電阻時(shí)，就可以認(rèn)為是一個(gè)無(wú)窮大的電阻(斷開(kāi)的開(kāi)關(guān))和一個(gè)有限的電阻(圖中的R)串聯(lián)后，接在了內(nèi)阻為R0的電源E上。串聯(lián)分壓的結(jié)果是：電源的電壓全部落在了無(wú)窮大的電阻，也就是開(kāi)關(guān)上。相關(guān)知識(shí)3.短路狀態(tài)由于某種原因，電源兩端被直接聯(lián)在一起，造成電源短路，稱電路處于短路狀態(tài)。電源短路是一種嚴(yán)重事故。因?yàn)槎搪窌r(shí)電流很大，將大大地超過(guò)電源的額定電流，可能使電源過(guò)熱毀壞。電路的短路狀態(tài)相關(guān)知識(shí)U=0當(dāng)開(kāi)關(guān)兩個(gè)觸點(diǎn)(端點(diǎn))間的電阻是(或接近于)0時(shí)，可以認(rèn)為是開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)閉合的特征是開(kāi)關(guān)兩端電阻為0，從而兩端電壓也為0。這點(diǎn)對(duì)于以后理解晶體管開(kāi)關(guān)狀態(tài)會(huì)有幫助。 特別提示相關(guān)知識(shí)←☆任務(wù)實(shí)施☆→在家庭布線圖中，電器的種類不少，但基本上用的都是電熱、電磁和電化學(xué)三種或三種的綜合作用。為了使設(shè)備正常工作在額定狀態(tài)下，應(yīng)選擇合適的線纜和開(kāi)關(guān)。用于燈具照明的可使用單芯線1.5平方電線；用于插座的為單芯線2.5平方電線；3匹空調(diào)以上用單芯線4平方電線；總進(jìn)線(干線)選用6平方電線等。任務(wù)1.3電路的分析與計(jì)算（1）掌握電路的經(jīng)典分析計(jì)算方法；（2）認(rèn)識(shí)EDA電路輔助分析工具。任務(wù)引入→復(fù)雜電路的分析計(jì)算對(duì)于復(fù)雜電路，僅應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單串并聯(lián)是無(wú)法求解的，必須要通過(guò)一定的方法，才能計(jì)算出正確結(jié)果。一、基爾霍夫（德國(guó)物理學(xué)家）定律1.基爾霍夫電流定律(KCL)對(duì)任何節(jié)點(diǎn)(三個(gè)或三個(gè)以上支路的聯(lián)結(jié)點(diǎn))，在任一瞬間，流入節(jié)點(diǎn)的電流和等于由該節(jié)點(diǎn)流出的電流和。換句話說(shuō)：在任一瞬間，一個(gè)節(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和為零。

基爾霍夫定律包括電流和電壓兩個(gè)定律，是一個(gè)普遍適用的定律，既適用于線性電路也適用于非線性電路。習(xí)慣上認(rèn)為電流流入結(jié)點(diǎn)取正號(hào)，流出取負(fù)號(hào)相關(guān)知識(shí)2.基爾霍夫電壓定律(KVL)對(duì)于任一回路(電路中任一閉合路徑稱為回路，回路中無(wú)支路時(shí)稱為網(wǎng)孔)，沿任意方向循行繞一周，其電位降之和等于電位升之和?；蛘哒f(shuō)，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。相關(guān)知識(shí)解題步驟(支路電流法)①、②對(duì)每一支路假設(shè)一未知電流（I1~I6），用箭頭標(biāo)定一個(gè)電流參考方向；列出獨(dú)立的“電路節(jié)點(diǎn)數(shù)-1”個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程；這里有a,b,c,d四個(gè)節(jié)點(diǎn)，因此列出的方程數(shù)是4-1=3。節(jié)點(diǎn)a：節(jié)點(diǎn)b：節(jié)點(diǎn)c：相關(guān)知識(shí)列出獨(dú)立（網(wǎng)孔數(shù)）KVL方程把第②、③兩步列出的電流、電壓方程聯(lián)立，求得I1~I6解題步驟(支路電流法)③、④相關(guān)知識(shí)支路電流法的出發(fā)點(diǎn)就是基爾霍夫定律，是非常經(jīng)典的電路解決方法。使用這種方法列方程時(shí)可以不全部使用網(wǎng)孔，只要能列出N個(gè)獨(dú)立方程即可。 特別提示相關(guān)知識(shí)二、戴維寧（法國(guó)電報(bào)工程師，1883年發(fā)表的論著）定理在許多情況下，只需要計(jì)算一個(gè)復(fù)雜電路中某一條(或幾條)支路上的電流或某兩點(diǎn)之間的電壓。對(duì)于這類問(wèn)題，可將待求支路從電路中取出，把取出待求支路后的其余電路用一個(gè)等效電壓源來(lái)代替，這就是戴維寧定理。等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)E就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓U0，等效電壓源的內(nèi)阻R0就是有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立電源不作用時(shí)所得到的無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。所謂獨(dú)立電源不作用指去除電源作用，具體方法是：恒壓源短路（VS=0），恒流源開(kāi)路（IS=0）。相關(guān)知識(shí)解題步驟-①等效電源的求解分兩步：第一步求二端網(wǎng)絡(luò)的等效電動(dòng)勢(shì)，第二步求等效內(nèi)阻。

等效電動(dòng)勢(shì)求解：將待求支路從電路中斷開(kāi)，求剩下的有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓U0，也就是圖中1、4兩點(diǎn)的電壓U14，即為戴維寧等效電路中的電動(dòng)勢(shì)E。這里就是將電路中R5斷開(kāi)相關(guān)知識(shí)解題步驟-②等效內(nèi)阻求解將有源二端網(wǎng)絡(luò)變成無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)，求無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻R0，即為等效電源的內(nèi)阻。這里，由于是電壓源，除去電源作用的話應(yīng)當(dāng)短路(如果是電流源就開(kāi)路，這里電壓源為理想電壓源，沒(méi)有內(nèi)阻或內(nèi)阻為0，如果有的話要保留)相關(guān)知識(shí)解題步驟-③③將待求支路接入所求出的等效電源，由歐姆定律可求得待求支路電流。把①、②步求出的E(U0)、R0代入即I5中的電流是從1流向4，大小是116.4μA。相關(guān)知識(shí)任何一個(gè)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)都可以簡(jiǎn)化為一個(gè)等效電源。這個(gè)等效電源可以是電壓源，也可以是電流源。由此得出戴維寧定理和諾頓定理兩個(gè)等效電源定理。特別注意：U0為有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓，而非待求支路的端電壓。 特別提示相關(guān)知識(shí)三、使用EDA軟件仿真分析計(jì)算電路電路仿真就是把電子元器件和電路模塊以數(shù)學(xué)模型表示，并配合數(shù)值分析和圖形模擬顯示的方法，實(shí)現(xiàn)電路的功能模擬和特性分析。使用EDA可以足夠真實(shí)地反映電路特性，極其方便、快捷、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。目前在我國(guó)具有廣泛影響的EDA軟件有PSpice、OrCad、ElectricalWorkbench、Protel、Edison等。EDA即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化ElectronicsDesignAutomation的簡(jiǎn)寫(xiě)。相關(guān)知識(shí)四、疊加定理在由多個(gè)獨(dú)立電源共同作用的線性電路(電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變）中，任一支路的電流(或電壓)都是電路中各個(gè)獨(dú)立電源(電壓源或電流源)單獨(dú)作用時(shí)在該支路產(chǎn)生的電流(或電壓)的疊加。對(duì)不作用獨(dú)立電源的處理辦法是：恒壓源短路，恒流源開(kāi)路，電源內(nèi)阻保留。疊加（求代數(shù)和）時(shí)以原電路電流（或電壓）的參考方向?yàn)闇?zhǔn)，若各個(gè)獨(dú)立電源分別單獨(dú)作用時(shí)的電流（或電壓）參考方向與原電路電流（或電壓）參考方向一致取正號(hào)，相反則取負(fù)號(hào)。相關(guān)知識(shí)解題步驟-①左邊電壓源E單獨(dú)作用時(shí)：相關(guān)知識(shí)解題步驟-②右邊電流源I單獨(dú)作用時(shí)：相關(guān)知識(shí)解題步驟-③兩個(gè)電源共同作用的結(jié)果：根據(jù)疊加原理疊加求出原電路中各支路電流（或電壓）值就是以原電路的電流（或電壓）的參考方向?yàn)闇?zhǔn)，并以一致取正，相反取負(fù)的原則，求出各獨(dú)立電源在支路中單作用時(shí)電流（或電壓）的代數(shù)和。相關(guān)知識(shí)①疊加原理只適用于線性電路中電流和電壓的計(jì)算，不能用來(lái)計(jì)算功率；②每個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)所產(chǎn)生電流或電壓的正負(fù)號(hào)切不可忽視，疊加時(shí)應(yīng)取代數(shù)和；③在用傳統(tǒng)手工方法計(jì)算完成的基礎(chǔ)上，最好用EDA仿真一下。 特別提示相關(guān)知識(shí)←☆任務(wù)實(shí)施☆→①使用基于基爾霍夫定律的支路電流法列出方程組后求出每條支路的電流.②使用戴維寧定理。斷開(kāi)待求支路，把其余電路看成一個(gè)電壓源，求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻后再把待求支路接入求解。③使用EDA仿真方法?？梢远嗍褂脦追N軟件進(jìn)行仿真計(jì)算比較。④使用疊加原理。可以把一個(gè)復(fù)雜電路的分析過(guò)程轉(zhuǎn)換為計(jì)算若干個(gè)簡(jiǎn)單電路的過(guò)程。項(xiàng)目3動(dòng)態(tài)電路分析項(xiàng)目2交流電路項(xiàng)目1電路基礎(chǔ)模塊1電氣基礎(chǔ)知識(shí)電工電子技術(shù)項(xiàng)目教程任務(wù)2.1

認(rèn)識(shí)交流電路的性質(zhì)與表示方法任務(wù)2.2分析計(jì)算正弦交流電路任務(wù)2.3提高交流電路的功率因素的任務(wù)2.4認(rèn)識(shí)三相交流電路項(xiàng)目2交流電路任務(wù)2.1認(rèn)識(shí)交流電路的性質(zhì)與表示方法（1）把握正弦交流電的特征，了解有效值、初相位和相位差的概念；（2）熟悉正弦交流電的各種表示方法以及相互間的關(guān)系；（3）會(huì)用相量圖法和復(fù)數(shù)分析與計(jì)算簡(jiǎn)單交流電路。任務(wù)引入→交流電的表示方法與直流電相比，交流電的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在發(fā)電和配電方面：利用建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)上的交流發(fā)電機(jī)可以很經(jīng)濟(jì)方便地把機(jī)械能（水流能、風(fēng)能……）、化學(xué)能（石油、天然氣……）等其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能；交流電源和交流變電站與同功率的直流電源和直流換流站相比，造價(jià)大為低廉；交流電可以方便地通過(guò)變壓器升壓和降壓，交流電機(jī)比相同功率的直流電機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低。一、正弦交流電的基本概念正弦電源的表達(dá)式：正弦電壓的表達(dá)式：正弦電流的表達(dá)式：φi相關(guān)知識(shí)正弦量的特征：變化快變化慢toto大小、快慢、初始值to大小初始值相關(guān)知識(shí)1.正弦交流電的大小瞬時(shí)值：正弦量任一時(shí)刻的值，規(guī)定用小寫(xiě)字母表示,如。最大值：又稱幅值或峰值，反映正弦量變化幅度的，規(guī)定用大寫(xiě)字母加下標(biāo)m表示，即Em、Um、Im。峰-峰值：波峰和波谷之間的大小。有效值：是按在一個(gè)周期內(nèi)交流電流與直流電流對(duì)電阻R熱效應(yīng)相等原則得出的：同理可得相關(guān)知識(shí) 特別提示有效值實(shí)際上是一個(gè)等效值，可衡量交流量的大小，是工程計(jì)算中一個(gè)最重要的電量參數(shù)。理論和實(shí)際都證明：正弦交流量的最大值是其有效值的倍。通常所說(shuō)的交流電壓220V就是指有效值，其最大值約為311V。相關(guān)知識(shí)2.正弦交流電的周期、頻率和角頻率周期：指正弦量交變一次所需的時(shí)間，用“T”表示。單位：秒(s)，常用的單位還有ms,μs,ns等。換算關(guān)系：1ms=10-3s，1μs=10-3ms，1ns=10-3μs。Tut+-+-o相關(guān)知識(shí)頻率(Hz)每秒鐘交替變化的次數(shù)，用“

”表示，單位“Hz”。常用單位：KHz,MHz,GHz,THz等。換算關(guān)系：1MHz=103KHz，1GHz=103MHz，1THz=106MHz(103GHz)。顯然在正弦交流量表達(dá)式中反映交流電變化快慢的特征量是角頻率ω相關(guān)知識(shí)頻率(Hz)商用頻率(也稱工頻)：在家庭和工廠使用的交流電源頻率。目前世界各國(guó)電力系統(tǒng)的供電頻率有50Hz和60Hz兩種，我國(guó)電力系統(tǒng)使用交流電的工頻為50Hz。收音機(jī)中波段是530~1600KHz，短波是2.3~23MHz，F(xiàn)M是88~108MHz，WIFI用的是2.4GHz。中國(guó)、香港、歐洲等220V、50HZ印度230V、50HZ澳洲240V、50HZ日本110V、60HZ臺(tái)灣220V、60HZ美國(guó)、加拿大120V、60HZ相關(guān)知識(shí)3.正弦交流電的初相位、相位和相位差正弦量是隨時(shí)間而變化的，要確定一個(gè)正弦量還必須從計(jì)時(shí)起點(diǎn)(t=0)上看。所取的時(shí)間起點(diǎn)不同，正弦量的初始值就不同，到達(dá)最大值或某一特定值所需的時(shí)間也就不同。正弦量表達(dá)式中的角度。相位：t=0時(shí)的相位。初相：兩個(gè)同頻率正弦量之間的相位差，數(shù)值上等于它們的初相之差。相位差：例相位初相u、i的相位差為：相關(guān)知識(shí) 特別提示雖然幾個(gè)同頻正弦量的相位都在隨時(shí)間不停地變化，但它們之間的相位差不變，且與計(jì)時(shí)起點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)。正是由于相位差的存在，使得交流電路中出現(xiàn)了許多新的物理現(xiàn)象；同時(shí)也因相位差的存在使得交流電路問(wèn)題的分析和計(jì)算要比直流電路復(fù)雜，但內(nèi)容更豐富。相關(guān)知識(shí)u1與u2反相；u1與u4同相；u3與u4正交；

u3超前u490°；u3滯后u2

90°。U=180V，則Um≈255V

正弦量的三要素是最大值、角頻率和初相。最大值反映了正弦交流電的大小問(wèn)題；角頻率反映了正弦量隨時(shí)間變化的快慢程度；初相確定了正弦量計(jì)時(shí)開(kāi)始的位置。何謂正弦量的三要素？它們各反映了什么？耐壓為220V的電容器，能否用在180V的正弦交流電源上？255V>220V不能用在180V正弦電源上！uu3ωtu4何謂反相？同相？相位正交？超前？滯后？u2u1二、正弦交流電的相量表示方法1.向量圖正弦波形用圓的軌跡描畫(huà)，點(diǎn)在Y方向的長(zhǎng)度做為縱軸Y，點(diǎn)和圓中心的連線與X軸夾角描繪橫軸X。相關(guān)知識(shí)將u1、u2

用有效值相量表示，并畫(huà)在相量圖中。

相位：幅度：設(shè)：相位哪一個(gè)超前？哪一個(gè)滯后？例U2U1U1=U1φ1U2=U2φ2有效值相量：已知：解相量圖超前于U2U1相關(guān)知識(shí)同頻率正弦量相加——平行四邊形法則例求：i1+i2=?I2I1I解I1=I1φ1I2=I2φ2=+I1I2I即：相關(guān)知識(shí)在使用向量法時(shí)：不同頻率正弦量的旋轉(zhuǎn)向量不能畫(huà)在同一圖中；同一圖中兩個(gè)向量之間的夾角是兩個(gè)同頻正弦量的相位差。 特別提示相關(guān)知識(shí)

旋轉(zhuǎn)矢量可以運(yùn)用平行四邊形法則求解，但不精確。故引入相量的復(fù)數(shù)運(yùn)算法。相量

→

復(fù)數(shù)表示法→復(fù)數(shù)運(yùn)算問(wèn)題的提出：相量為：＋j0UU2＋1U1U1是電壓U的有功分量，U2是電壓U的無(wú)功分量，三者關(guān)系為：復(fù)電壓的代數(shù)形式為：復(fù)電壓的極坐標(biāo)形式表示法相量圖表示U2=U12+U22相關(guān)知識(shí)由歐拉公式:可得:

指數(shù)式

相量的加、減、乘、除運(yùn)算公式設(shè)：U1、U2均為正實(shí)數(shù)。U1±U2

=(U1a±U2a)＋j(U1b±U2b)φ1+φ2U1×U2

=U1×U2

U1÷U2

=φ1-φ2U1÷U2

有U1=U1

φ1=U1a+jU1b；U2=U2

φ2=U2a+jU2b；

顯然，相量相加減時(shí)用代數(shù)形式比較方便；相量相乘除時(shí)用極坐標(biāo)形式比較方便。則：相關(guān)知識(shí)如何把代數(shù)形式變換成極坐標(biāo)形式？極坐標(biāo)形式又如何化為代數(shù)形式？

相量等于正弦量的說(shuō)法對(duì)嗎？正弦量的解析式和相量式之間能用等號(hào)嗎？知識(shí)檢驗(yàn)旋轉(zhuǎn)900

因子：“j”的數(shù)學(xué)意義和物理意義設(shè)相量+1+jo相量乘以，將逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，得到相量乘以，將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)

，得到相關(guān)知識(shí)←☆任務(wù)實(shí)施☆→一個(gè)正弦量由頻率(或周期)、幅值(或有效值)和初相位三個(gè)要素來(lái)確定。正弦量的各種表示方法是分析與計(jì)算正弦交流電路的工具。①三角函數(shù)表示法也稱瞬時(shí)值表示法②正弦波形圖表示法。③相量圖表示法④復(fù)數(shù)表示法相量是一個(gè)復(fù)數(shù)，只是用來(lái)表示正弦量，而不等于正弦量，它只是分析和計(jì)算交流電路的一種方法。正弦量和相量的相互關(guān)系是： 特別提示相關(guān)知識(shí)

瞬時(shí)值表達(dá)式波形圖i相量圖相量式(極坐標(biāo)形式)φI正弦量的表示方法瞬時(shí)值

--小寫(xiě)u,i,e；有效值

–

大寫(xiě)U,I,E；最大值--大寫(xiě)+下標(biāo)m；復(fù)數(shù)、相量

---大寫(xiě)+“.”知識(shí)小結(jié)？1.已知：？有效值？3.已知：復(fù)數(shù)瞬時(shí)值j45?？最大值？？負(fù)號(hào)2.已知：4.已知：知識(shí)檢驗(yàn))15sin(2505015o+==°teUjw知識(shí)檢驗(yàn)判斷下列各式的正誤：10000tu==

sin100w瞬時(shí)值復(fù)數(shù)瞬時(shí)值復(fù)數(shù)有效值最大值知識(shí)檢驗(yàn)任務(wù)2.2分析計(jì)算正弦交流電路（1）了解電阻、電感、電容元件的特性；（2）深刻理解感抗、容抗的概念；（3）掌握交流電路的分析、計(jì)算方法。任務(wù)引入有一個(gè)額定值為220V，40W的白熾燈泡，接在220V，50Hz的交流電源上，①求流過(guò)該燈泡的電流及該燈泡的電阻；②如果每天使用3小時(shí)，每度電的單價(jià)是0.55元，每月(按30天計(jì)算)應(yīng)付多少電費(fèi)?③如果電源電壓的有效值不變，若頻率改為100Hz，此時(shí)流過(guò)燈泡的電流又為多少？如果換成日光燈呢？一、單一參數(shù)的交流電路1.純電阻R(Resistance)電路相關(guān)知識(shí)在電阻R的兩端加上交流電壓則：

其中：相量表達(dá)式：電阻元件上的電壓、電流關(guān)系①電阻只對(duì)電流起阻礙作用；②電壓和電流同相；③當(dāng)電源頻率改變時(shí)，電阻的阻礙作用不變。相關(guān)知識(shí)ωtui電阻元件的功率結(jié)論：p隨時(shí)間變化；p≥0,為耗能元件。uip=UI(1-cos2t)ωtUI－UIcos2t相關(guān)知識(shí)工程上關(guān)心的一般只是其平均功率2.純電容C(Capacitance)電路設(shè)則電容元件上i

超前u90°相關(guān)知識(shí)iu認(rèn)識(shí)電容電容的單位有：F，μF，nF，pF。其中1F=106μF，1μF=103nF=106pF。鋁電解鉭電解陶瓷容抗與哪些因素有關(guān)？XC與頻率成反比；與電容量C成反比直流情況下容抗為多大？直流下頻率f=0，所以XC=∞。C相當(dāng)于開(kāi)路。XC=稱為電容元件的電抗，簡(jiǎn)稱容抗。容抗反映了電容元件對(duì)正弦交流電流的阻礙作用；容抗的單位與電阻相同，也是歐姆【Ω】。ωC1電容元件上電壓、電流的有效值關(guān)系相關(guān)知識(shí)由于C上u、i

為微分（或積分）的動(dòng)態(tài)關(guān)系，所以C是動(dòng)態(tài)元件。用有效值向量表示：向量關(guān)系相關(guān)知識(shí)相量圖i電容元件的功率

（1）瞬時(shí)功率

p瞬時(shí)功率用小寫(xiě)！則up=ICUsin2tωt吸收電能;建立電場(chǎng);p>0吐出能量;釋放電能;p<0吸收電能;建立電場(chǎng);p>0吐出能量;釋放電能;p<0電容元件上只有能量交換而不耗能，為儲(chǔ)能元件結(jié)論：p為正弦波，頻率為ui的2倍；在一個(gè)周期內(nèi)，C吸收的電能等于它釋放的電場(chǎng)能。相關(guān)知識(shí)P=0，電容元件不耗能。（2）平均功率（有功功率）P問(wèn)題與討論電容元件在直流、高頻電路中如何？

Q反映了電容元件與電源之間能量交換的規(guī)模。（3）無(wú)功功率Q直流時(shí)C相當(dāng)于開(kāi)路，高頻時(shí)C相當(dāng)于短路。電容元件的功率相關(guān)知識(shí)例：一個(gè)100μF的電容元件接在電壓為10V的正弦電源上。當(dāng)電源頻率分別為50HZ和500HZ時(shí)，電容元件中的電流分別為多少？解電容元件的容抗XC與電源的頻率成反比。50HZ時(shí)500HZ時(shí)在電壓不變的情況下，頻率愈高，容抗愈小，電流愈大。V2V13Ω4Ω+-U=14V6V8VV2V13Ω4Ω+-U=14V6V8V在圖示電路中，每個(gè)電路圖下的電壓的答案對(duì)不對(duì)？3.純電感L(inductance)電路設(shè)則電感元件上u

超前i90°相關(guān)知識(shí)iu用有效值向量表示用向量表示向量關(guān)系IU相量圖相關(guān)知識(shí)其中：U=LI=2πfLI=IXL電感元件上電壓、電流的有效值關(guān)系XL=2πfL=ωL稱為電感元件的電抗，簡(jiǎn)稱感抗。感抗反映了電感元件對(duì)正弦交流電流的阻礙作用；感抗的單位與電阻相同，也是歐姆【Ω】。感抗與哪些因素有關(guān)？XL與頻率成正比；與電感量L成正比直流情況下感抗為多大？直流下頻率f=0，所以XL=0。L

相當(dāng)于短路。由于L上u、i為微分（或積分）的動(dòng)態(tài)關(guān)系，所以L也是動(dòng)態(tài)元件。相關(guān)知識(shí)電感元件的功率u

（1）瞬時(shí)功率

p瞬時(shí)功率用小寫(xiě)！則ip=ULIsin2tωt吸收電能;建立磁場(chǎng);p>0送出能量;釋放磁能;p<0吸收電能;建立磁場(chǎng);p>0送出能量;釋放磁能;p<0電感元件上只有能量交換而不耗能，為儲(chǔ)能元件結(jié)論：p為正弦波，頻率為ui的2倍；在一個(gè)周期內(nèi)，L吸收的電能等于它釋放的磁場(chǎng)能。若相關(guān)知識(shí)P=0，電感元件不耗能。（2）平均功率（有功功率）P問(wèn)題與討論1.電源電壓不變，當(dāng)電路的頻率變化時(shí)，通過(guò)電感元件的電流發(fā)生變化嗎？

Q反映了電感元件與電源之間能量交換的規(guī)模。（3）無(wú)功功率Qf變化時(shí)XL隨之變化，導(dǎo)致電流i變化。電感元件的功率相關(guān)知識(shí)2.電感元件和電容元件有什么異同？用一個(gè)喇叭很難實(shí)現(xiàn)把聽(tīng)力范圍20[Hz]到20[kHz]的聲音回放。應(yīng)用例：一個(gè)100mH的電感元件接在電壓為10V的正弦電源上。當(dāng)電源頻率分別為50HZ和5000HZ時(shí)，電感元件中的電流分別為多少？解電感元件的感抗XL與電源的頻率成正比。50HZ時(shí)XL=2πfL=2πX50X100X10-3=31.4ΩI=U/XL=10/31.4=0.318A=318mA5000HZ時(shí)

XL=2πfL=2πX5000X100X10-3=3140ΩI=U/XL=10/3140=0.00318A=3.18mA在圖示電路中，每個(gè)電路圖下的電流答案對(duì)不對(duì)？A2A14ΩI=8A4A4A4ΩA2A14ΩI=8A4A4A4ΩR、L、C參數(shù)對(duì)比下列各式中哪些是對(duì)的，哪些是錯(cuò)的？在電阻電路中：在電感電路中：在電容電路中：知識(shí)檢驗(yàn)二、一般交流電路的分析計(jì)算1.相量形式的基爾霍夫定律基爾霍夫定律是電路的基本定律，不僅適用于直流電路，而且適用于交流電路。在正弦交流電路中，所有電壓、電流都是同頻率的正弦量，它們的瞬時(shí)值和對(duì)應(yīng)的相量都遵守基爾霍夫定律?；鶢柣舴螂娏鞫苫鶢柣舴螂妷憾上嚓P(guān)知識(shí) 特別提示正弦交流電路中電壓、電流有效值不符合基爾霍夫定律！因?yàn)橛行е抵荒芊从掣髁块g的大小關(guān)系，不能反映相位關(guān)系。相關(guān)知識(shí)2.RLC串聯(lián)電路jXLR-jXCI

U

UR

UL

UCab電路相量模型對(duì)假想回路列相量形式的KVL可得：則設(shè)……（為參考相量）其中：……Z為RLC串聯(lián)電路對(duì)正弦電流呈現(xiàn)的阻抗，單位為歐姆【Ω】。相關(guān)知識(shí)由相量圖可以看出：IULURUCUUXRLC串聯(lián)電路相量圖其中：同理：相關(guān)知識(shí)R、L、C串聯(lián)電路的相量分析法由相量圖可導(dǎo)出電壓三角形：UURUX電壓三角形是相量圖，由圖可得：IULURUCUUXRLC串聯(lián)電路相量圖電壓三角形相關(guān)知識(shí)正誤判斷因?yàn)榻涣魑锢砹砍行е低膺€有相位。？在R-L-C串聯(lián)電路中CLRUUUU++=LUCLUU+UCURUI知識(shí)檢驗(yàn)正誤判斷在R-L-C

串聯(lián)電路中，假設(shè)？知識(shí)檢驗(yàn)正誤判斷在R-L-C

串聯(lián)電路中，假設(shè)知識(shí)檢驗(yàn)電路的性質(zhì)問(wèn)題與討論由可知，電路性質(zhì)取決于UX:即電壓三角形各條邊同除以電流相量，可得到一個(gè)阻抗三角形。相關(guān)知識(shí)同電流3.串聯(lián)諧振時(shí)：電壓這時(shí)電路處于諧振狀態(tài)。稱為發(fā)生諧振的條件。也就是同相位，電路呈純電阻性。LUUUR=CUI可以推得諧振時(shí)：相關(guān)知識(shí)(1)串聯(lián)諧振的特點(diǎn)相關(guān)知識(shí)①諧振時(shí)電路的阻抗最小，且是呈純電阻性。②諧振時(shí)的電流為最大值③諧振時(shí)電感與電容上的電壓大小相等、相位相反。 特別提示諧振時(shí)UL與UC的單獨(dú)作用不可忽視!相關(guān)知識(shí)UL=I0XL若XL=XC>>R

則UL=UC>>U

串聯(lián)諧振亦稱電壓諧振。UC=I0XCU=UR=I0R品質(zhì)因數(shù)--Q值

定義：電路處于串聯(lián)諧振時(shí)，電感或電容上的電壓和總電壓之比。諧振時(shí):RCRLUUUUQCL001ωω====R愈小，Q值愈大(2)串聯(lián)諧振的應(yīng)用

若線圈的電感L=0.35mH，電阻R=18Ω，如果打算接收846kHz的電臺(tái)廣播，應(yīng)將電容調(diào)到多大？4.RLC并聯(lián)電路tUuwsin2=設(shè)則相關(guān)知識(shí)相量關(guān)系用有效值表示為：相關(guān)知識(shí)5.并聯(lián)諧振相關(guān)知識(shí)UIRLICICjw1Z·=LjR+wLjR+w+Cjw1（）Cjw=R2LC-wLjR+w+1通常滿足：0L>>R，所以在諧振時(shí)上式可等效為CjwR2LC-wLjw+1=CjRC+w-jwL11L相關(guān)知識(shí)=jRC+ωC-ωL11L（）并聯(lián)諧振條件當(dāng)時(shí)，

=0

電路發(fā)生諧振得諧振頻率：并聯(lián)諧振的特點(diǎn)相關(guān)知識(shí)①電路的總阻抗達(dá)到最大值。電路的總電壓與電流相位相同()，呈現(xiàn)電阻性。②電路兩端的電壓最大，大小為U=IR。UIRLICI③流過(guò)電感和電容的電流大小相等，方向相反。支路電流可能大于總電流并聯(lián)諧振亦稱電流諧振←☆任務(wù)實(shí)施☆→一個(gè)白熾燈泡可以認(rèn)為相當(dāng)于一個(gè)電阻性負(fù)載。電阻在交流電路中和在直流電路中的表現(xiàn)相似，只需把電壓和電流用交流有效值代替就可以。電阻的阻抗和頻率無(wú)關(guān).任務(wù)2.3提高交流電路的功率因素（1）學(xué)會(huì)計(jì)算交流電路的功率；（2）了解提高功率因數(shù)的意義；（2）掌握提高功率因數(shù)的方法。，額定電流。任務(wù)引入→功率因素的提高某供電變壓器額定電壓對(duì)一批功率為36W，采用普通電感鎮(zhèn)流器的日光燈供電。鎮(zhèn)流器功耗8.5W，功率因數(shù)cosφ=0.5左右。問(wèn)：①該變壓器能對(duì)多少這樣的日光燈供電？②若把普通電感鎮(zhèn)流器換成功耗為3W，功率因素cosφ=0.96的電子鎮(zhèn)流器，該變壓器又能對(duì)多少日光燈供電？③如果不改變?cè)娐返钠骷?，采用什么樣的方法也可以提高功率因素。一、正弦交流電的功?、瞬時(shí)功率p2、有功功率（平均功率）相關(guān)知識(shí)3、無(wú)功功率電路與電源之間進(jìn)行能量交換的規(guī)模用無(wú)功功率Q表示。Q=ULI－UCI=UIsin單位：乏4、視在功率S=UI=I2|Z|單位：伏安（VA）功率三角形SPQ相關(guān)知識(shí)相關(guān)知識(shí)交流電路中的三種功率，單位上有什么不同？

有功功率P的單位是瓦特【W(wǎng)】；無(wú)功功率Q的單位是乏爾【var】；視在功率S的單位是伏安【VA】。有功功率、無(wú)功功率和視在功率及三者之間的數(shù)量關(guān)系如何？若多參數(shù)串聯(lián)的正弦交流電路中出現(xiàn)了電壓、電流同相的情況，電路中將出現(xiàn)哪些情況？多參數(shù)串聯(lián)電路出現(xiàn)u、i同相是一種特殊情況，稱作串聯(lián)諧振串諧發(fā)生時(shí)：電路阻抗最??；電壓一定電流最大；L和C兩端出現(xiàn)過(guò)電壓。問(wèn)題與討論【例】已知電路如圖所示，電壓表的讀數(shù)為50V,電流表的讀數(shù)為1A，功率表的讀數(shù)為30W，電源的頻率為50Hz。試求R、L的數(shù)值、無(wú)功功率、視在功率。解：1.2.3.相關(guān)知識(shí)二、功率因素的提高在直流電路中，功率僅與電流和電壓的乘積有關(guān)；即：P=UI在交流電路中，功率不僅與電流和電壓的乘積有關(guān)，而且還與電壓與電流之間的相位差有關(guān)；其大小決定于電路（負(fù)載）的參數(shù)。對(duì)純阻負(fù)載功率因數(shù)為1。對(duì)其他負(fù)載來(lái)說(shuō)，其功率因數(shù)均介于0和1之間。1.提高功率因數(shù)的意義相關(guān)知識(shí)當(dāng)電壓與電流之間的相位差不為0時(shí)，即功率因數(shù)不等于1時(shí)，電路與電源之間就會(huì)發(fā)生能量互換，出現(xiàn)無(wú)功功率Q=UIsin。這樣就引起了下面兩個(gè)問(wèn)題：1)、發(fā)電設(shè)備的容量不能充分利用P=UNINcos相關(guān)知識(shí)例如：一臺(tái)容量為1000VA（視在功率）的發(fā)電機(jī)，如果cos=1，則能發(fā)出1000W的有功功率。D100W10盞100V10A如果接上電容C后cos=0.6，則只能接100W的白熾燈6盞D100W10盞100V10A6盞相關(guān)知識(shí)2)、增加線路和發(fā)電機(jī)繞組的功率損耗當(dāng)發(fā)電機(jī)的電壓Ｕ和輸出的功率Ｐ一定時(shí)，電流Ｉ與功率因數(shù)成反比，而線路和發(fā)電機(jī)繞組上的功率損耗△P則與功率因數(shù)的平方成反比，即：式中的ｒ是發(fā)電機(jī)繞組和線路的電阻。相關(guān)知識(shí)2.提高功率因數(shù)的方法提高功率因數(shù)的方法就是要減少電源與負(fù)載之間的能量互換。對(duì)于電感性負(fù)載來(lái)說(shuō)，要接入電容，其方法有二：1)、將電容與負(fù)載串聯(lián)該方法能有效地提高功率因數(shù)，但是電容的接入破壞了電路中原有負(fù)載的工作狀態(tài)，使原有負(fù)載不能正常工作。為此，該方法雖說(shuō)能提高功率因數(shù)，但實(shí)際當(dāng)中不能用。相關(guān)知識(shí)2)、將電容與負(fù)載并聯(lián)電路如圖所示uiRLi1CiC在并聯(lián)電容以前i=i1并聯(lián)電容后的總電流要減小。注意：并聯(lián)電容以后有功功率并未改變。如果負(fù)載的原有功率因數(shù)為cos1，提高后的功率因數(shù)為cos，問(wèn)應(yīng)并聯(lián)多大的C？相關(guān)知識(shí)一方面：另一方面：←☆任務(wù)實(shí)施☆→把普通日光燈中傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器換成新型電子鎮(zhèn)流器，不僅降低了鎮(zhèn)流器本身功耗和提高了功率因素，還可以實(shí)現(xiàn)低電壓起動(dòng)。①當(dāng)使用普通電感鎮(zhèn)流器時(shí)，cos=0.5。由于變壓器的視在功率可以連接的日光燈個(gè)數(shù)為：②當(dāng)采用新型電子鎮(zhèn)流器后，cosφ提高到了0.95。這時(shí)可提供的有功功率為可以連接的日光燈個(gè)數(shù)為：③除采用更換鎮(zhèn)流器方法外，通過(guò)并聯(lián)補(bǔ)償電容的形式也可提高功率因素。任務(wù)2.4認(rèn)識(shí)三相交流電路（1）掌握三相電源和三相負(fù)載的接法；（2）理解對(duì)稱三相電路中相電壓（相電流）與線電壓（線電流）的關(guān)系；（3）學(xué)習(xí)對(duì)稱三相電路的計(jì)算方法，會(huì)求三相功率。（4）了解中線的作用與安全用電基本知識(shí)任務(wù)引入→電路的組成火線與零線的識(shí)別？二者的區(qū)別？三相電壓三相交流電路是由三個(gè)頻率相同、幅度相等、相位彼此互差1200的單相交流電源組成。日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電幾乎都來(lái)自電力部門提供的三相電源。相關(guān)知識(shí)一、三相交流電的產(chǎn)生和表示方法

三相交流發(fā)電機(jī)由三個(gè)對(duì)稱的繞組組成，在空間上彼此相差120，它們的始端記為A、B、C，末端記為X、Y、Z。?××?對(duì)稱三相交流電NSXBYCZA三繞組在空間位置互差120o定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子裝有磁極并以的速度旋。三個(gè)線圈中便產(chǎn)生三個(gè)單相電動(dòng)勢(shì)。三相交流發(fā)電機(jī)示意圖尾端：

XYZ首端：

ABC↓↓↓三相交流電到達(dá)正最大值的順序稱為相序。三個(gè)正弦交流電的特征供電系統(tǒng)三相交流電的相序?yàn)锳→B→

C。u0TeAeBeCωt大小相等，頻率相同，相位互差120o。120°120°120°EBEAECACeAeBeCBNN從三個(gè)始端A、B、C引出的三根線，叫端線(相線、火線)。將三個(gè)末端接在一起，該點(diǎn)成為中點(diǎn)或零點(diǎn)(N)。這種接法稱為三相四線制。從中點(diǎn)引出的線，叫中線(零線)。二、三相電源的連接ABC星形(Y)三角形(△)1.星形(Y)三相電源Y接時(shí)可向負(fù)載提供兩種電壓（中線）或（零線）（火線）或（相線）（火線）（火線）ACBN相電壓UP線電壓UlXYZeAeBeC三相四線制供電方式火線對(duì)零線間的電壓。三個(gè)相電壓是對(duì)稱的UP相量圖XYZuAuBuCACBN相電壓：120°120°120°UBNUANUCN火線對(duì)火線間的電壓。三個(gè)線電壓也是對(duì)稱的，且超前與其相對(duì)應(yīng)的相電壓30°。Ul相量圖XYZuAuBuCACBN線電壓：-UBNUABUCN-UBCUAN-UCA注意規(guī)定的正方向相、線電壓關(guān)系式線電壓與相電壓的通用關(guān)系表達(dá)式在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶的電壓等級(jí)為:

三相電源繞組還可以連接成三角形，但電源繞組三角接時(shí)只能向負(fù)載提供一種電壓：電源線電壓Ul=繞組的感應(yīng)電壓UP。2.三相電源的三角形聯(lián)結(jié)–++–+BAC–必須注意，如果任何一相繞組接反，三個(gè)相電壓之和不再為零。閉合回路中將產(chǎn)生極大的短路電流，造成嚴(yán)重后果。所以在實(shí)際中繞組較少接成三角形。三、三相交流電路的計(jì)算ABCN電燈等單相負(fù)載為三相四線制電動(dòng)機(jī)為負(fù)載三相三線制兩者皆為星形聯(lián)接我國(guó)供電系統(tǒng)提供三相對(duì)稱電源采用三相四線制，相電壓為220V，線電壓為380V。負(fù)載接入電路必須滿足其電壓的額定值。三相負(fù)載均衡、對(duì)稱原則。

|ZA||ZB||ZC|iNiAiBiCuAuBuCACB1、三相負(fù)載的連接原則1)單相負(fù)載的連接－照明電路正確接法:每組燈相互并聯(lián),然后分別接至各相電壓上。設(shè)電源電壓為：當(dāng)有中線時(shí)，每組燈的數(shù)量可以相等也可以不等，但每盞燈上都可得到額定的工作電壓220V。A.........一組二組三組CBN若三相不對(duì)稱，能否去掉中線？2）三相負(fù)載的連接方式三相負(fù)載的一端連在一起與零線相接；另一端分別與火線相接的方式稱為：星形接法ACB

NZZZACBZZZ三相負(fù)載的首尾相連成一個(gè)閉環(huán)，然后與三根火線相接的方式稱為：三角形接法CCAABBW2W2U1U1U2U2V2V2V1V1W1W1ZZXXYY三相異步電動(dòng)機(jī)的連接2.三相電流電壓計(jì)算1)負(fù)載的Y形連接:Y接負(fù)載的端電壓等于電源相電壓；負(fù)載中通過(guò)的電流稱為相電流IP；火線上通過(guò)的電流稱為線電流Il；中線上通過(guò)的電流稱為中線電流IN；根據(jù)基爾霍夫電流定律，中線電流：三相電源對(duì)稱、三相Y接負(fù)載也對(duì)稱的情況下，三相負(fù)載電流也是對(duì)稱的，此時(shí)中線電流為零。

電源線電壓為380V，三相對(duì)稱負(fù)載Y接，Z=3+j4Ω,求：各相負(fù)載中的電流及中線電流。

設(shè)例：解：根據(jù)對(duì)稱關(guān)系可得：

由此例可得，對(duì)稱三相電路的計(jì)算可歸結(jié)為一相電路計(jì)算，其它兩相根據(jù)對(duì)稱關(guān)系可直接寫(xiě)出。負(fù)載對(duì)稱時(shí)問(wèn)題及討論Y形連接三相完全對(duì)稱時(shí)，零線可以取消。稱為三相三線制。中線是否可以去掉？答：AZZZCB

如果三相照明電路的中線因故斷開(kāi)，當(dāng)發(fā)生一相燈負(fù)載全部斷開(kāi)時(shí)或一相發(fā)生短路，電路會(huì)出現(xiàn)什么情況？

分析如果中線斷開(kāi)，設(shè)又發(fā)生A相短路，此時(shí)B、C相都會(huì)與短接線構(gòu)成通路，兩相端電壓均為線電壓380V，因此B、C相由于超過(guò)額定值而燒損。

由此可得，中線的作用是使Y接不對(duì)稱三相負(fù)載的端電壓保持對(duì)稱。三相四線制Y接電路中，中線不允許斷開(kāi)！如果中線斷開(kāi)，設(shè)A相燈負(fù)載又全部斷開(kāi)，此時(shí)B、C兩相構(gòu)成串聯(lián)，其端電壓為電源線電壓380V。若B、C相對(duì)稱，各相端電壓為190V，均低于額定值220V而不能正常工作；若B、C相不對(duì)稱，則負(fù)載多（電阻?。┑囊幌喾謮荷俣荒苷０l(fā)光，負(fù)載少（電阻大）的一相分壓多則易燒損。*關(guān)于零線的結(jié)論負(fù)載不對(duì)稱而又沒(méi)有中線時(shí)，負(fù)載上可能得到大小不等的電壓，有的超過(guò)用電設(shè)備的額定電壓，有的達(dá)不到額定電壓，都不能正常工作。比如，照明電路中各相負(fù)載不能保證完全對(duì)稱，所以絕對(duì)不能采用三相三相制供電，而且必須保證零線可靠。中線的作用在于，使星形連接的不對(duì)稱負(fù)載得到相等的相電壓。為了確保零線在運(yùn)行中不斷開(kāi)，其上不允許接保險(xiǎn)絲也不允許接刀閘。

2)Δ形連接:uABuBCuCAΔ接負(fù)載的端電壓等于電源線電壓；負(fù)載中通過(guò)的電流稱為相電流IP；火線上通過(guò)的電流稱為線電流Il；各相負(fù)載中通過(guò)的電流分別為：各線電流與相電流的關(guān)系為：ACBZZZ線電流iCiBiA相電流iABiBCiCA電流相量圖-IBCIAICA-IBIAB-IC三相電源對(duì)稱、三相Y接負(fù)載也對(duì)稱的情況下，三相負(fù)載中的相電流iAB、iBC、iCA也是對(duì)稱的，火線上通過(guò)的三個(gè)線電流iA、iB、iC也對(duì)稱。由相量圖還可看出，在三相對(duì)稱情況下，線電流是相電流的1.732倍，相位滯后與其相對(duì)應(yīng)的相電流30°。線、相電流關(guān)系式為：

由相量圖可看出：負(fù)載對(duì)稱時(shí)：三相總有功功率：星形接法時(shí)：三角形接法時(shí)：3.三相電路的功率和接法有無(wú)關(guān)系？有功功率：無(wú)功功率：視在功率：在三相負(fù)載對(duì)稱的條件下，三相電路的功率：如何用兩個(gè)瓦特表測(cè)三相電路的功率？U＊VWM3～W1W2＊＊＊測(cè)量方法如圖示在兩瓦計(jì)法測(cè)量中，單獨(dú)一個(gè)功率表的讀數(shù)無(wú)意義！電流大小感電的程度1mA(0.001A)感覺(jué)麻痹5mA(0.005A)感覺(jué)相當(dāng)痛10mA(0.01A)感覺(jué)到無(wú)法忍受之痛苦20mA(0.02A)肌肉收縮不能動(dòng)彈30mA(0.03A)相當(dāng)?shù)奈ｋU(xiǎn)100mA(0.1A)已達(dá)致命的程度安全用電--人體對(duì)電的感知(ElecticShock)常見(jiàn)的觸電形式1.接零保護(hù)規(guī)定用于380V/220V三相中性點(diǎn)接地的供電系統(tǒng)中。

在三相四線制中點(diǎn)接地的系統(tǒng)中，低壓電氣設(shè)備按Y連接時(shí)，從負(fù)載中點(diǎn)引出導(dǎo)線，連接某些測(cè)量、保護(hù)作信號(hào)電路；或者讓電源中點(diǎn)（零線）與設(shè)備外殼連接，這種保護(hù)稱為接零保護(hù)。安全用電措施

將電氣設(shè)備的金屬外殼及構(gòu)架，與接地裝置良好連接的保護(hù)稱為接地保護(hù)。當(dāng)電氣設(shè)備的絕緣損壞使設(shè)備的金屬外殼帶電時(shí)，由于人體是與接地裝置并聯(lián)，且人體電阻（最小800Ω）遠(yuǎn)大于接地電阻（4Ω），因此人接觸到帶電的外殼并不會(huì)觸電。2.接地保護(hù)規(guī)定用于中性點(diǎn)不接地的三相供電系統(tǒng)中。

一些家用電器常常沒(méi)有接零保護(hù)，室內(nèi)單相電源插座也往往沒(méi)有保護(hù)零線插孔。這時(shí)在室內(nèi)電源進(jìn)線上，用漏電保護(hù)自動(dòng)開(kāi)關(guān)，可以起到安全保護(hù)作用?！钊蝿?wù)實(shí)施☆→

如何用驗(yàn)電筆或400V以上的交流電壓表測(cè)出三相四線制供電線路上的火線和零線？三相四線制供電體制中，你能說(shuō)出線、相電壓之間的數(shù)量關(guān)系及相位關(guān)系嗎？對(duì)稱三相交流電的特征？

數(shù)量上線電壓是相電壓的1.732倍；在相位上超前線電壓超前與其相對(duì)應(yīng)的相電壓30°。驗(yàn)電筆的正確握法：電筆頭與被測(cè)導(dǎo)線接觸時(shí)，使氖管發(fā)光的是火線（或端線），不發(fā)光的是零線。電表可利用火線與零線之間的數(shù)量關(guān)系判斷出火線和零線。三個(gè)最大值相等、角頻率相同、相位上互差120°的正弦交流電。←☆任務(wù)實(shí)施☆→項(xiàng)目2交流電路項(xiàng)目1電路基礎(chǔ)模塊1電氣基礎(chǔ)知識(shí)電工電子技術(shù)項(xiàng)目教程項(xiàng)目3動(dòng)態(tài)電路分析項(xiàng)目3動(dòng)態(tài)電路分析任務(wù)3.2認(rèn)識(shí)RC電路和RL電路的零輸入響應(yīng)任務(wù)3.3認(rèn)識(shí)RC電路、RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)任務(wù)3.4一階電路的全響應(yīng)及三要數(shù)法求解電路任務(wù)3.1分析動(dòng)態(tài)電路任務(wù)3.1分析動(dòng)態(tài)電路（1）認(rèn)識(shí)電路的過(guò)渡過(guò)程，掌握電路的換路定則；（2）掌握電路初始值的確定方法。任務(wù)引入三個(gè)并聯(lián)支路分別為電阻，電感，電容與燈泡串聯(lián)組成。當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通的瞬間，電阻支路中的燈泡立即發(fā)亮，而且其發(fā)亮程度不再發(fā)生變化；電感支路燈泡由暗逐漸變亮，最后亮度達(dá)到穩(wěn)定；電容支路中的燈泡立即發(fā)亮但很快變?yōu)椴涣?。同樣電壓作用下為什么?huì)出現(xiàn)這么大區(qū)別呢？一、換路定則及初始值的計(jì)算相關(guān)知識(shí)電路在發(fā)生換路時(shí)，電容元件兩端的電壓和電感元件的電流都不會(huì)躍變。假設(shè)換路是在瞬間完成的，則換路后一瞬間，電容元件上的電壓等于換路前一瞬間電容元件兩端的電壓；而換路后一瞬間電感元件中的電流等于換路前一瞬間的電流，這個(gè)規(guī)律稱為換路定律。它是分析電路過(guò)渡過(guò)程的重要依據(jù)。

設(shè)：t=0—表示換路瞬間(定為計(jì)時(shí)起點(diǎn))

t=0-—表示換路前的終了瞬間

t=0+—表示換路后的初始瞬間（初始值）相關(guān)知識(shí)電容元件相關(guān)知識(shí)電感元件←☆任務(wù)實(shí)施☆→任務(wù)3.2認(rèn)識(shí)RC電路和RL電路的零輸入響應(yīng)（1）熟悉RC電路和RL電路零輸入響應(yīng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程；（2）掌握RC電路和RL電路零輸入響應(yīng)的求解方法。任務(wù)引入在如圖1所示電路中，開(kāi)關(guān)J閉合，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后燈X滅。問(wèn)：斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的瞬間燈和電壓表的示數(shù)會(huì)怎樣變化呢？同樣，在如圖2所示電路中，將開(kāi)關(guān)撥向左邊燈X亮，穩(wěn)定后開(kāi)關(guān)撥向右邊，燈X和電流有表示數(shù)怎樣變化？圖1圖2一、RC電路的零輸入響應(yīng)相關(guān)知識(shí)t=0時(shí)，開(kāi)關(guān)由“1”撥到“2”，將RC電路短接，電容C對(duì)電阻R放電，到達(dá)穩(wěn)態(tài)后t<0時(shí)是原始穩(wěn)態(tài)，即電容充電完畢，電容上的電壓uRiSt=0uCU0R+-12相關(guān)知識(shí)代入上式得一階線性常系數(shù)齊次微分方程(1)

列KVL方程1.電容電壓uC的變化規(guī)律(t0)(2)

解方程：特征方程齊次微分方程的通解：相關(guān)知識(shí)

電容電壓uC從初始值按指數(shù)規(guī)律衰減，衰減的快慢由RC決定。(3)電容電壓uC的變化規(guī)律

由初始值確定積分常數(shù)A相關(guān)知識(shí)2.電流及電阻電壓的變化規(guī)律電阻電壓放電電流電容電壓3.、、變化曲線Ru相關(guān)知識(shí)4.時(shí)間常數(shù)(2)物理意義令:單位:S(1)量綱當(dāng)

時(shí)時(shí)間常數(shù)

決定電路暫態(tài)過(guò)程變化的快慢等于電壓uC衰減到初始值U0

的36.8%所需的時(shí)間。相關(guān)知識(shí)0.368U0

越大，曲線變化越慢，達(dá)到穩(wěn)態(tài)所需要的時(shí)間越長(zhǎng)。時(shí)間常數(shù)的物理意義U0t0uc相關(guān)知識(shí)當(dāng)

t=5

時(shí)，過(guò)渡過(guò)程基本結(jié)束，uC達(dá)到穩(wěn)態(tài)值。(3)暫態(tài)時(shí)間理論上認(rèn)為、電路達(dá)穩(wěn)態(tài)工程上認(rèn)為~

、電容放電基本結(jié)束。t0.368U0.135U0.050U0.018U0.007U0.002U隨時(shí)間而衰減相關(guān)知識(shí)二、RL電路的零輸入響應(yīng)代入上式得一階線性常系數(shù)齊次微分方程(1)

列KVL方程電感電流iL

的變化規(guī)律(t0)根據(jù)數(shù)學(xué)解的形成帶入，有根據(jù)換路定則：定積分常數(shù)求得為 得定義(τ與R成反比)為時(shí)間常數(shù)得變化曲線于是←☆任務(wù)實(shí)施☆→電路的零輸入響應(yīng)屬于能量釋放的過(guò)程，對(duì)于RC電路來(lái)說(shuō)電容兩邊電壓逐漸降低；對(duì)于RL電路來(lái)說(shuō)通過(guò)電感的電流逐漸減小。任務(wù)3.3認(rèn)識(shí)RC電路、RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)（1）理解RC、RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)過(guò)程；（2）掌握RC、RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)分析方法。任務(wù)引入當(dāng)所有的儲(chǔ)能元件均沒(méi)有初始儲(chǔ)能，電路處于零初始狀態(tài)情況下，外加激勵(lì)在電路中產(chǎn)生的響應(yīng)稱為零狀態(tài)響應(yīng)。一、RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)相關(guān)知識(shí)實(shí)質(zhì)：RC電路的充電過(guò)程分析：在t=0時(shí)，合上開(kāi)關(guān)S，此時(shí),電路實(shí)為輸入一個(gè)階躍電壓u，如圖。與恒定電壓不同，其電壓u表達(dá)式UStu階躍電壓O相關(guān)知識(shí)1.uC的變化規(guī)律(1)

列

KVL方程(2)解出電容電壓uC的變化規(guī)律相關(guān)知識(shí)暫態(tài)分量穩(wěn)態(tài)分量電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的電壓-US+US僅存在于暫態(tài)過(guò)程中63.2%US-36.8%USto3.、變化曲線t當(dāng)t=

時(shí)表示電容電壓uC從初始值上升到穩(wěn)態(tài)值的63.2%

時(shí)所需的時(shí)間。2.電流

iC

的變化規(guī)律4.時(shí)間常數(shù)的物理意義為什么在t=0時(shí)電流最大？US二、RL電感的零狀態(tài)響應(yīng)(1)

列

KVL方程(2)解出電感電流iL

的變化規(guī)律←☆任務(wù)實(shí)施☆→電路的零狀態(tài)響應(yīng)屬于能量存儲(chǔ)的過(guò)程。對(duì)于RC電路來(lái)說(shuō)電容兩邊電壓逐漸增大；對(duì)于RL電路來(lái)說(shuō)通過(guò)電感的電流亦為逐漸增大。任務(wù)3.4一階電路的全響應(yīng)及三要數(shù)法求解電路（1）了解一階電路的全響應(yīng)過(guò)程；（2）掌握一階電路全響應(yīng)的分析過(guò)程；（3）能夠運(yùn)用三要素法求解電路。任務(wù)引入上面電路中開(kāi)關(guān)動(dòng)作前動(dòng)態(tài)元件已存儲(chǔ)能量。開(kāi)關(guān)動(dòng)作后，電路中兩個(gè)電源均起作用，屬于能量變化過(guò)程。也就是說(shuō)：電路的初始狀態(tài)不為零，同時(shí)又有外加激勵(lì)源作用。像這種：由外加激勵(lì)和非零初始狀態(tài)的儲(chǔ)能元件的初始儲(chǔ)能共同引起的響應(yīng)，稱為全響應(yīng)。相關(guān)知識(shí)根據(jù)疊加定理

全響應(yīng)=零輸入響應(yīng)+零狀態(tài)響應(yīng)一、RC串聯(lián)電路的全響應(yīng)穩(wěn)態(tài)分量零輸入響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng)暫態(tài)分量結(jié)論2：全響應(yīng)=穩(wěn)態(tài)分量+暫態(tài)分量全響應(yīng)

結(jié)論1：全響應(yīng)=零輸入響應(yīng)+零狀態(tài)響應(yīng)穩(wěn)態(tài)值初始值US0.632US

越大，曲線變化越慢，達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)間越長(zhǎng)。結(jié)論：當(dāng)t=5時(shí),暫態(tài)基本結(jié)束,uC達(dá)到穩(wěn)態(tài)值。0.998Ut000.632U0.865U0.950U0.982U0.993UtOi

的變化規(guī)律二、三要素法僅含一個(gè)儲(chǔ)能元件或可等效為一個(gè)儲(chǔ)能元件的線性電路,且由一階微分方程描述，稱為一階線性電路。通過(guò)求解一階電路全響應(yīng)，觀察結(jié)論發(fā)現(xiàn)：初始值、穩(wěn)態(tài)值和時(shí)間常數(shù)，是分析一階電路的三個(gè)要素。根據(jù)這三個(gè)要素確定一階電路全響應(yīng)的辦法就稱為三要素法。：代表一階電路中任一電壓、電流函數(shù)式中初始值--（三要素）

穩(wěn)態(tài)值--時(shí)間常數(shù)--在直流電源激勵(lì)的情況下，一階線性電路微分方程解的通用表達(dá)式：一階電路都可以應(yīng)用三要素法求解，在求得、和的基礎(chǔ)上,可直接寫(xiě)出電路的響應(yīng)(電壓或電流