電工電子技術(shù) 課件 項(xiàng)目2 交直流電路分析與測(cè)試

基爾霍夫定律電工電子技術(shù)知識(shí)要點(diǎn)Knowledgepoints電路的基本術(shù)語基爾霍夫電流定律基爾霍夫電壓定律電路的基本術(shù)語基爾霍夫（1824-1887）是德國(guó)著名物理學(xué)家，化學(xué)家，天文家。他在21歲上大學(xué)期間得出基爾霍夫定律。R1E1E2R2R3AB（1）支路：由一個(gè)或幾個(gè)元件首尾相接構(gòu)成的無分支電路。右圖中有

條支路：E1和R1串聯(lián)構(gòu)成一條支路E2和R2串聯(lián)構(gòu)成一條支路R3單獨(dú)構(gòu)成另一條支路3思考同一支路中的電流有什么關(guān)系？R1E1E2R2R3AB上圖中A和B為節(jié)點(diǎn)；下圖中a為節(jié)點(diǎn)。（2）節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的會(huì)聚的點(diǎn)。I1I2I3I4I5a電路的基本術(shù)語考慮：圖中共有

個(gè)回路，分別是：ABDMAANCBA3MNCDMR1E1E2R2R3ABCDMN

（3）回路：電路中從任一點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)過一定路徑又回到該點(diǎn)形成的閉合路徑。（4）網(wǎng)孔：最簡(jiǎn)單的、不可再分的回路。思考網(wǎng)孔和回路有什么關(guān)系？上述的回路中哪些是網(wǎng)孔？電路的基本術(shù)語例：支路：ab、bc、ca、…（共6條）回路：abda、abca、adbca…

（共7個(gè)）節(jié)點(diǎn):a、b、c、d

(共4個(gè)）網(wǎng)孔：abd、abc、bcd（共3個(gè)）adbcE–+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I電路的基本術(shù)語基爾霍夫電流定律

即:

Ｉ入=

Ｉ出

在任一瞬間，流向任一節(jié)點(diǎn)的電流等于流出該結(jié)點(diǎn)的電流。

實(shí)質(zhì):電流連續(xù)性的體現(xiàn)?；?Ｉ=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1對(duì)節(jié)點(diǎn)a：I1+I2=I3或I1+I2–I3=01．定律

基爾霍夫電流定律（KCL）反映了電路中任一節(jié)點(diǎn)處各支路電流間相互制約的關(guān)系。基爾霍夫電流定律

電流定律可以推廣應(yīng)用于包圍部分電路的任一假設(shè)的閉合面。2．推廣I=?例:廣義節(jié)點(diǎn)I=0IA+IB+IC=0ABCIAIBIC2

+_+_I5

1

1

5

6V12V基爾霍夫電壓定律

在任一瞬間，沿任一回路循行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。即：

U=0

在任一瞬間，從回路中任一點(diǎn)出發(fā)，沿回路循行一周，則在這個(gè)方向上電位升之和等于電位降之和。對(duì)回路1：對(duì)回路2：

E1=I1R1+I3R3I2R2+I3R3=E2或I1R1+I3R3–E1=0或I2R2+I3R3–E2=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E112基爾霍夫電壓定律1．列方程前標(biāo)注回路循行方向；

電位升=電位降

E2=UBE+I2R2

U=0

I2R2–E2+

UBE

=02．應(yīng)用

U=0列方程時(shí)，項(xiàng)前符號(hào)的確定：

如果規(guī)定電位降取正號(hào)，則電位升就取負(fù)號(hào)。3.開口電壓可按回路處理

注意：對(duì)回路1：E1UBEE+B+–R1+–E2R2I2_1PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/字體下載：/ziti/

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電工電子技術(shù)電阻串并聯(lián)電路分析電工電子技術(shù)知識(shí)要點(diǎn)Knowledgepoints電阻串聯(lián)電路分析與應(yīng)用電阻并聯(lián)電路分析與應(yīng)用電阻串聯(lián)電路分析與應(yīng)用幾個(gè)電阻沒有分支的依次相連，稱為串聯(lián)，兩個(gè)電阻R1R2串聯(lián)電路如圖所示。

1.電阻串聯(lián)含義2.電阻串聯(lián)特點(diǎn)I+U1-+U2-R1R2+U-(1)串聯(lián)電路中每個(gè)電阻流過相同的電流：(2)電路的總電壓是每個(gè)電阻電壓之和：R=R1+R2+·····I=I1=I2=·····U=U1+U2+

·····(3)整個(gè)電路的等效電阻（總電阻）為各電阻之和。電阻串聯(lián)電路分析與應(yīng)用I+U1-+U2-R1R2+U-電壓定律：沿任一閉合回路繞行一周，電壓的代數(shù)和為零元件的電壓方向與繞行方向相同時(shí)取“+”，與繞行方向相反時(shí)取“-”。分壓公式電壓定律U1+U2

－U=

0繞行方向

在串聯(lián)電路中，當(dāng)總電壓為一定時(shí),各電阻上分得的電壓與相關(guān)的各個(gè)電阻有一定關(guān)系，這種關(guān)系稱為分壓公式：電阻串聯(lián)電路分析與應(yīng)用【案例】GRgR2R1R3R4R5U1U2U3U4U5+-Ig圖所示為某萬用表的直流電壓部分，它有五個(gè)量程，分別為U1=2.5V，U2=10V，U3=50V，U4=250V，U5=500V，表頭參數(shù)Rg=3kΩ，Ig=50μA，求各擋位分壓電阻R1R2R3R4R5。解：各檔位最大量程所對(duì)應(yīng)的電流都應(yīng)該是表頭工作電流Ig=50μA，在第1檔工作時(shí)，U1=Ug+IgR1

因此有：

在第2檔工作時(shí)，U2=Ug+IgR1+IgR2

=U1+IgR2，因此有：

電阻并聯(lián)電路分析與應(yīng)用并聯(lián)的涵義(1)并聯(lián)元件承受相同的電壓。

(3)等效電阻（總電阻）倒數(shù)為各電阻倒數(shù)之和。(2)電路的總電流是每個(gè)電阻電流之和1/R=1/R1+1/R2+·····I=I1+I2+

·····并聯(lián)電路的性質(zhì)R1R2兩個(gè)以上的電阻首尾各自連接在兩個(gè)端點(diǎn)之間，稱為并聯(lián)。U=U1=U2=·····+U1-+U2-+U-II1I2電阻并聯(lián)電路分析與應(yīng)用流入電路節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和為零（流入為“+”流出為“-”）。對(duì)于節(jié)點(diǎn)a則有：分壓公式電壓定律∑I入=∑I出R1R2+U1-+U2-+U-II1I2abI=I1+I2，這和前面的結(jié)論是一致的。

功率分配當(dāng)電壓一定時(shí)，功率僅與自身電阻有關(guān)，不受其它支路影響。電阻并聯(lián)電路分析與應(yīng)用例：現(xiàn)有一電磁式表頭如圖所示，當(dāng)在其兩端加0.1V電壓時(shí)，表頭滿偏，且測(cè)得流過表頭的電流為1mA，設(shè)計(jì)一個(gè)10mA、50mA、100mA的三量程直流電流表。電阻并聯(lián)電路分析與應(yīng)用表頭電阻：

100mA：50mA：10mA：例：現(xiàn)有一電磁式表頭如圖所示，當(dāng)在其兩端加0.1V電壓時(shí)，表頭滿偏，且測(cè)得流過表頭的電流為1mA，設(shè)計(jì)一個(gè)10mA、50mA、100mA的三量程直流電流表。PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/字體下載：/ziti/

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電工電子技術(shù)電源等效變換電工電子技術(shù)知識(shí)要點(diǎn)Knowledgepoints理想電源串并聯(lián)特性電源等效變換理想電源串并聯(lián)特性1、理想電壓源的串并聯(lián)串聯(lián):uS=

uSk

(

注意參考方向)uS2+_+_uS1oo+_uSoo理想電源串并聯(lián)特性電壓相同的電壓源才能并聯(lián)，且每個(gè)電源的電流不確定。并聯(lián):+_5VIoo5V+_+_5VIoo2、理想電流源的串并聯(lián)可等效成一個(gè)理想電流源iS（

注意參考方向）.電流相同的理想電流源才能串聯(lián),并且每個(gè)電流源的端電壓不能確定。

iS1iS2iSkooiSoo并聯(lián)：串聯(lián)：理想電源串并聯(lián)特性1電壓源

電壓源模型由上圖電路可得:U=E–IR0

若R0=0理想電壓源:U

EU0=E

電壓源的外特性IURLR0+-EU+–

若R0<<RL，U

E，可近似認(rèn)為是理想電壓源。理想電壓源O電壓源電源等效變換電源等效變換2電流源IRLU0=ISR0

電流源的外特性IU理想電流源OIS由上圖電路可得:若R0=

理想電流源:I

IS

電流源電流源模型R0UR0UIS+－由圖a：

U=E－IR0由圖b：U=ISR0–IR0IRLR0+–EU+–電壓源等效變換條件:E=ISR0RLR0UR0UISI+–電流源電源等效變換②等效變換時(shí)，兩電源的參考方向要一一對(duì)應(yīng)。③理想電壓源與理想電流源之間無等效關(guān)系。④任何一個(gè)電動(dòng)勢(shì)E和某個(gè)電阻R串聯(lián)的電路，都可化為一個(gè)電流為IS和這個(gè)電阻并聯(lián)的電路。R0+–EabISR0abR0–+EabISR0ab①電壓源和電流源的等效關(guān)系只對(duì)外電路而言，對(duì)電源內(nèi)部則是不等效的。例：當(dāng)RL=

時(shí)，電壓源的內(nèi)阻R0

中不損耗功率，而電流源的內(nèi)阻R0

中則損耗功率。

注意事項(xiàng)：電源等效變換PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/字體下載：/ziti/

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電工電子技術(shù)交流電的認(rèn)識(shí)電工電子技術(shù)知識(shí)要點(diǎn)Knowledgepoints交流電的概念與形式交流電三要素交流電的概念與形式直流電的方向、大小不隨時(shí)間變化；而交流電的方向、大小都隨時(shí)間作周期性的變化，并且在一周期內(nèi)的平均值為零。正弦量的三要素

ti0正弦電壓和電流

幅值、頻率、初相位i=Imsin(t+i)

正弦量的三要素：Im交流電的三要素1.頻率與周期T周期T：正弦量變化一周所需要的時(shí)間角頻率

=T2

i0tTT/2

t2

=2

f頻率

f=T1例1：我國(guó)和大多數(shù)國(guó)家的電力標(biāo)準(zhǔn)頻率是50HZ，試求其周期和角頻率。解：

T=1f=0.02S

=2

f=314rad/s交流電的三要素2.幅值與有效值瞬時(shí)值是交流電任一時(shí)刻的值。用小寫字母表示如i,u,e分別表示電流、電壓電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值。最大值是交流電的幅值。用大寫字母加下標(biāo)表示。如Im、Um、Em。有效值交流電流通過一個(gè)電阻時(shí)在一個(gè)周期內(nèi)消耗的電能與某直流電流在同一電阻相同時(shí)間內(nèi)消耗的電能相等，這一直流電流的數(shù)值定義為交流電的有效值，用大寫字母表示。如I、U、E。i0Im

t2

i=Imsin(t+i)I=2ImU=2UmE=2Em交流電的三要素3.初相位

ti0

t=0時(shí)的相位角稱為初相位角或初相位i=ImSin(t+

)i=ImSint正弦量所取計(jì)時(shí)起點(diǎn)不同，其初始值(t=0)時(shí)的值及到達(dá)幅值或某一特定時(shí)刻的值就不同。i

t0i0=0i0=ImSin

(t+

)稱為正弦量的相位角或相位。若所取計(jì)時(shí)時(shí)刻不同，則正弦量的初相位不同交流電的三要素3.初相位0

tiu=Umsin(t+

1)ui=Imsin(t+

2)兩個(gè)同頻率正弦量的相位角之差或是初相角之差，稱為相位差，用

表示。

=(t+

1)–(t+

2)=

1–

2u和i的相位差iu

2

1

圖中

1>

2u超期i

角PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/字體下載：/ziti/

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電工電子技術(shù)電阻元件交流電路電工電子技術(shù)知識(shí)要點(diǎn)Knowledgepoints電壓電流關(guān)系電阻元件的功率電壓電流關(guān)系

電壓與電流同頻率、同相位設(shè)i=Imsint

則u=Ri

=RImsint=Umsint

R

電壓與電流大小關(guān)系

U=RIiu波形圖U?I?電壓與電流相量表達(dá)式U=R?I?ui+–

u=Ri

t0相量圖+1+j0電阻元件的功率

瞬時(shí)功率

i=Imsintu=Umsint

平均功率P=IU=RI2

Rui+–u

t0ip0

tP=UIp=ui=UI(1–

cos2t)電阻元件的功率例：如圖所示電路中，，，求電流i的瞬時(shí)值表達(dá)式，相量表達(dá)式和平均功率P。解：由得Rui+–PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/字體下載：/ziti/

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電工電子技術(shù)電感元件交流電路電工電子技術(shù)知識(shí)要點(diǎn)Knowledgepoints電壓電流關(guān)系電感元件的功率電壓電流關(guān)系

設(shè)

i=Imsint0fXLXL=2

fLu=L

Imcost=Umsin(t+90)

Um=Im

LXL=

L

感抗=ImXLdidtu=L由有電感線圈對(duì)高頻電流的阻礙作用很大，而對(duì)直流可視為短路。iu+–L電壓電流關(guān)系

iu波形圖

t0U?+1+j0

i=Imsintu=Umsin(t+90)相量圖I?

電壓與電流大小關(guān)系

U=IXLjU

?I

?電壓與電流相量式

=XL電壓超前電流90

iu+–L電感元件的功率p=ui=UIsin2t瞬時(shí)功率

i=Imsintu=Umsin(t+90)iu

t0p

t0++––當(dāng)u、i同號(hào)時(shí)（

i

增長(zhǎng)）p>0,電感吸收功率；當(dāng)u、i異號(hào)時(shí)（

i

減小）p<0,

電感提供功率。平均功率P=0iu+–L電感元件的功率

i=Imsintu=Umsin(t+90)無功功率XLU2電感與電源之間能量交換的規(guī)模稱為無功功率。其值為瞬時(shí)功率的最大值，單位為(var)

乏。Q=UI=XLI2=電感不消耗功率，它是儲(chǔ)能元件。iu+–L電感元件的功率例把一個(gè)電感量為0.35H的線圈接到的電源上，求線圈中電流瞬時(shí)值表達(dá)式。

解：由線圈兩端電壓的解析式可以得到因此通過線圈的電流瞬時(shí)值表達(dá)式為iu+–LPPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/字體下載：/ziti/

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電工電子技術(shù)電容元件交流電路電工電子技術(shù)知識(shí)要點(diǎn)Knowledgepoints電壓電流關(guān)系電容元件的功率電壓電流關(guān)系0fXcXc=1

/2

fCi=C

Umcost=Imsin(t+90)容抗Um=ImC

1=ImXC設(shè)u=Umsint有iuC+–dudti=C由XC=

C

1電容對(duì)高頻電流的所呈現(xiàn)的容抗很小，而對(duì)直流可視作開路。電壓電流關(guān)系

u波形圖

t0iU?+1+j0相量圖I?

電壓與電流大小關(guān)系

U=IXCi=Imsin(t+90)u=UmsintiuC+–

電壓與電流相量式=

XC

I?U?j電流超前電壓90

電容元件的功率p=ui=UIsin2t瞬時(shí)功率

u=Umsinti=Imsin(t+90)i

t0p

t0++––當(dāng)u、i同號(hào)時(shí)（

u

增長(zhǎng)）p>0,電容吸收功率；當(dāng)u、i異號(hào)時(shí)（

u

減?。﹑<0,

電容提供功率。iuC+–u平均功率

P=0電容元件的功率無功功率XCU2電容與電源之間能量交換的規(guī)模稱為無功功率。其值為瞬時(shí)功率的最大值，單位為(var)

乏。Q=UI=XCI2=

電容不消耗功率，它是儲(chǔ)能元件。iuC+–

u=Umsinti=Imsin(t+90)電容元件的功率例把電容量為40μF的電容器接到交流電源上，通過電容器的電流為，試求電容器兩端的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式。

解：由通過電容器的電流解析式

可以得到

電容器兩端電壓瞬時(shí)表達(dá)式：則電容器的容抗：

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電工電子技術(shù)RLC串聯(lián)交流電路分析電工電子技術(shù)知識(shí)要點(diǎn)Knowledgepoints電壓電流關(guān)系功率的計(jì)算電壓電流關(guān)系

設(shè)

i=Imsint根據(jù)KVLuL=ImLsin(t+90)=ULmsin(t+90)

uR

=uRmsint=UCmsin(t–

90)uC=

sin(t–90)CIm則u=uR+uL+uC=Umsin(t+

)

用相量圖可求出Um和

CRLuRuLuciu+–+–+–+–電壓電流關(guān)系相量圖I?U?UR?UL?

Uc?UL?Uc?U=

UR2+

(UL–UC)2=I

R2+

(XL–XC)2=

R2+

(XL–XC)2Z

阻抗模阻抗三角形XL--XcR

Z阻抗角XL-XC

=arctanR若

>0，則電壓超前電流，電路呈電感性。若

<0，則電流超前電壓，電路呈電容性。CRLuRuLuciu+–+–+–+–電壓電流關(guān)系

用相量表示電壓電流關(guān)系：I?Z=

R2+X2U?UR?UL?UC?=++X=

XL-XC=[R+j(XL–XC

)]=ZI?I?jLR=+C1–jI?I?I?=[R+j(XL-XC

)]Z=U?I?=Z

ej

其中CRLuRuLuciu+–+–+–+–jLR+–+–+–+–U?UR?UC?UL?C1–j阻抗：功率的計(jì)算瞬時(shí)功率p=ui=UIcos

–UIcos(2t+

)i=Imsint

u

=Umsin(t+

)

已知平均功率=UIcos

P由于Ucos

=UR=RI于是P=URI=I2R=UIcos

無功功率Q=(UL–UC)I=(XL–XC)I2=UIsin

視在功率S=UI單位伏·安（VA）或千伏·安（KVA）功率的計(jì)算例在RLC串聯(lián)電路中，

，，，若電源電壓，求：電路的電流、電阻電壓、電感電壓和電容電壓的相量。

解：由于所以

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