《電工技術(shù)》基礎(chǔ)

汽車電力電子技術(shù)模塊一直流電路任務(wù)一電路及其物理量任務(wù)二電路的工作狀態(tài)任務(wù)三常用電路元件的識(shí)別任務(wù)四基爾霍夫定律任務(wù)一

電路及其物理量知識(shí)目標(biāo)：1.了解電路的組成，掌握電流、電位、電壓和電動(dòng)勢(shì)的概念。2.掌握電位和電壓的關(guān)系。能力目標(biāo)：1.學(xué)會(huì)計(jì)算負(fù)載消耗的電能和實(shí)際功率。2.能夠區(qū)別電壓和電位的概念。3.知道電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)號(hào)與參考方向的關(guān)系。任務(wù)一

電路及其物理量一.電路電路就是電流所流經(jīng)的路徑，是為了某種需要由某些電氣元件按一定方式連接起來(lái)的總體。999開(kāi)關(guān)燈泡電池電路主要由電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)三部分組成。1）電源：能夠提供電能或者電信號(hào)的器件，它是將其它形式的能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。如發(fā)電機(jī)、蓄電池、電信號(hào)源等。

1）電源：能夠提供電能或者電信號(hào)的器件，它是將其它形式的能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。如發(fā)電機(jī)、蓄電池、電信號(hào)源等。

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2）負(fù)載：指用電的設(shè)備或裝置，能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為其他形式能量，或可以對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理的裝置。

如電燈、電動(dòng)機(jī)、空調(diào)、電冰箱、加熱管等。3）中間環(huán)節(jié)：

由導(dǎo)線，開(kāi)關(guān)和保護(hù)裝置等組成，它是將電源與負(fù)載連接起來(lái)組成閉合回路，并對(duì)電路進(jìn)行控制、保護(hù)和監(jiān)測(cè)。如：開(kāi)關(guān)、熔斷器、繼電器、測(cè)量?jī)x表等

(1)實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換。(2)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理放大器揚(yáng)聲器話筒電路的作用：發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動(dòng)機(jī)電爐...輸電線二、電路模型

為了便于用數(shù)學(xué)方法分析電路,電路理論的研究對(duì)象不是實(shí)際的電路，而是電路模型。電路模型是把實(shí)際電路的本質(zhì)特征抽象出來(lái)，實(shí)際電路中的各種元件用能夠反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件來(lái)模擬實(shí)際電路中的器件，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型。

電路模型與實(shí)際電路具有相同的磁路。電池開(kāi)關(guān)燈泡R+RoE–S+U–I電池導(dǎo)線燈泡手電筒的電路模型

電池是電源元件，其參數(shù)為電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻Ro；

燈泡主要具有消耗電能的性質(zhì)，是電阻元件，其參數(shù)為電阻R；

筒體用來(lái)連接電池和燈泡，認(rèn)為是無(wú)電阻的理想導(dǎo)體。

開(kāi)關(guān)用來(lái)控制電路的通斷。電池開(kāi)關(guān)燈泡R+RoE–S+U–I電池導(dǎo)線燈泡手電筒的電路模型

電池是電源元件，其參數(shù)為電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻Ro；

燈泡主要具有消耗電能的性質(zhì)，是電阻元件，其參數(shù)為電阻R；

筒體用來(lái)連接電池和燈泡，認(rèn)為是無(wú)電阻的理想導(dǎo)體。

開(kāi)關(guān)用來(lái)控制電路的通斷。

常見(jiàn)理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等。

今后分析的電路都是指電路模型，簡(jiǎn)稱電路。在電路圖中，各種電路元件都是由理想電路元件構(gòu)成的，都用規(guī)定的圖形符號(hào)表示。

電路模型只反映實(shí)際電路的作用及其相互的連接方式，不反映實(shí)際電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、幾何形狀及相互位置。理想電路元件：根據(jù)實(shí)際電路元件所具備的電磁性質(zhì)所假想的具有某種特定的電磁性質(zhì)的元件，是一種理想化了的模型，具有精確的數(shù)學(xué)定義。

電流是帶電粒子在電路中的定向移動(dòng)所形成的。電流的大小用電流強(qiáng)度I來(lái)衡量大量電荷定向移動(dòng)形成電流三、電路中的基本物理量1.電流

電流可分為兩大類:直流電流DC交流電流AC大小和方向都不隨時(shí)間改變的電流，稱為恒流電流，簡(jiǎn)稱直流電流如圖5---1a.大小和方向隨時(shí)間變化的電流，稱為變動(dòng)電流，其中隨時(shí)間按正弦函數(shù)變化的變動(dòng)電流成為交變電流又稱交流電流如圖5---1b。titi（a）（b）a>穩(wěn)恒直流電B>正弦交流電圖5—1直流電和交流電的波形圖（2）電流單位：1安培（A）=1000毫安(mA)

1毫安(mA)=1000微安(μA)（1）電流的正方向：正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。（3）參考方向

：在分析和計(jì)算電路時(shí)往往任意選定某一方向作為電流的正方向,也稱參考方向。ababIabIab電流的實(shí)際方向電流的參考方向在規(guī)定的參考方向下，若計(jì)算結(jié)果

I>0

實(shí)際方向與參考方向一致

I<0

實(shí)際方向與參考方向相反（2）電流單位：1安培（A）=1000毫安(mA)

1毫安(mA)=1000微安(μA)（1）電流的正方向：正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。（3）參考方向

：在分析和計(jì)算電路時(shí)往往任意選定某一方向作為電流的正方向,也稱參考方向。ababIabIab電流的實(shí)際方向電流的參考方向在規(guī)定的參考方向下，若計(jì)算結(jié)果

I>0

實(shí)際方向與參考方向一致

I<0

實(shí)際方向與參考方向相反

電路中a、b兩點(diǎn)間電壓在數(shù)值上等于電場(chǎng)力將單位正電荷從電路中a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)所做的功。2.電壓電壓?jiǎn)挝皇欠?，用符?hào)“V”表示:1千伏特(kV)=1000伏(V)1伏(V)=1000毫伏(mV)1毫伏(mV)=1000微伏(μV)555555555555ABCDEOV1、5V1、5V1、5V1、5VUAE=6VUBE=4、5VUCE=3V電路中任意兩點(diǎn)間的電位差稱為兩點(diǎn)之間的電壓，用字母U來(lái)表示。

Uab=Va-Vb或者：電壓的正方向：電場(chǎng)力做功使正電荷移動(dòng)的方向。參考方向

：任意選定某一方向作為電壓的正方向，也稱參考方向。規(guī)定為由高電位指向低電位。-ababUabUab電壓的實(shí)際方向電壓的參考方向+-+++--在規(guī)定的參考方向下，若計(jì)算結(jié)果

U>0實(shí)際方向與參考方向一致

U<0實(shí)際方向與參考方向相反設(shè)b為零參考點(diǎn)：那么正電荷在a點(diǎn)所具有的電位能Wa與正電荷所帶電量Q的比值，稱為電路中a點(diǎn)的電位，用Va表示。IE+_aRbU+_電位的單位是焦耳/庫(kù)倫(J/C)，稱為伏特，簡(jiǎn)稱伏(V)。3.電位或者：電路中某一點(diǎn)相對(duì)參考點(diǎn)之間的電壓就是該點(diǎn)的電位，記做“VX”。555555555555ABCDEOV1、5V1、5V1、5V1、5V接地或接零線以E為參考時(shí)A點(diǎn)電位為6V以C為參考時(shí)A點(diǎn)電位為3V3.電位

注：要確定電位能的大小，必須在電路上選擇一個(gè)參考點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，該點(diǎn)稱為零參考點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中通常都以大地作為參考點(diǎn)，即大地的電位為零電位。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?；蛘撸弘娐分心骋稽c(diǎn)相對(duì)參考點(diǎn)之間的電壓就是該點(diǎn)的電位，記做“VX”。555555555555ABCDEOV1、5V1、5V1、5V1、5V接地或接零線以E為參考時(shí)A點(diǎn)電位為6V以C為參考時(shí)A點(diǎn)電位為3V3.電位

注：要確定電位能的大小，必須在電路上選擇一個(gè)參考點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，該點(diǎn)稱為零參考點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中通常都以大地作為參考點(diǎn)，即大地的電位為零電位。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。999電動(dòng)勢(shì)它只存在于電源內(nèi)部,電源力將單位正電荷從負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部推向正極所做的功，稱為該電源的電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)用符號(hào)E表示，單位是伏特（V）。電動(dòng)勢(shì)做功999K4.電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)方向：規(guī)定是從電源的負(fù)極指向正極物理量實(shí)際方向電流I正電荷運(yùn)動(dòng)的方向電動(dòng)勢(shì)E

(電位升高的方向)

電壓U(電位降低的方向)高電位

低電位

單位kA、A、mA、μA低電位

高電位kV、V、mV、μVkV、V、mV、μV(1)電位值是相對(duì)的，參考點(diǎn)選取的不同，電路中各點(diǎn)的電位也將隨之改變；(2)電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的，不會(huì)因參考點(diǎn)的不同而變，即與零電位參考點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)。

總結(jié)：5.電功

當(dāng)一段導(dǎo)體中有電流通過(guò)時(shí)，正電荷從高電位端移向低電位端，電場(chǎng)力對(duì)它做了功，這個(gè)功叫做電流的功，簡(jiǎn)稱電功，單位焦耳(J)直流電路中，電阻元件在時(shí)間t內(nèi)消耗的電能為

W=UIt（J）1kW·h=1000w×3600s=3.6×106（J）=1度6.電功率

電氣設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能稱為電功率,簡(jiǎn)稱功率，用P來(lái)表示，單位為瓦特（W）。P=W/t

在電壓、電流參考方向一致時(shí)，電阻吸收或消耗的功率為ababIIUU關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián)

若電流和電壓的參考方向取得相同，稱為關(guān)聯(lián)參考方向，否則稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。當(dāng)某元件的電壓電流關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)有P=UI當(dāng)某元件的電壓電流非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)有P=－UI

若電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)，則等式右邊取正號(hào)，否則取負(fù)號(hào)。當(dāng)P＞0時(shí)，表示元件吸收功率；當(dāng)P<0時(shí)，表示元件釋放功率。ababIIUU關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián)

若電流和電壓的參考方向取得相同，稱為關(guān)聯(lián)參考方向，否則稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。當(dāng)某元件的電壓電流關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)有P=UI當(dāng)某元件的電壓電流非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)有P=－UI

若電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)，則等式右邊取正號(hào)，否則取負(fù)號(hào)。當(dāng)P＞0時(shí)，表示元件吸收功率；當(dāng)P