实用电工电子技术.docx

1、2 1 世 纪 高 职 高 专 通 用 教 材实 用 电 工 电 子 技 术主 编 孙 琴 梅副 主 编 张 书 伟上 海 交 通 大 学 出 版 社内 容 简 介 实 用 电 工 电 子 技 术 共 6 章 , 是 化 工 类 专 业 高 职 高 专 教 材 之 一 。 其 主 要 内 容 有 : 电 工 基 础 知 识 ( 包 括 直 流 电 路 、 单 相 交 流 电 路 、 三 相 交 流 电 路 ) , 电 子 技 术 基 础 , 常 用 电 气 设 备 ( 包 括 变 压 器 、 三 相 异 步 电 动 机 、 单 相 异 步 电 动 机 、 电 工 识 图 ) , 电 工 测 量

2、 , 供 配 电 及 安 全 用 电 技 术 。 为 突 出 实 用 性 、 实 践 性 , 本 书 特 设 了 第 6 章 实 验 与 操 作 。本 书 为 突 出 高 等 职 业 技 术 教 育 的 特 点 , 注 重 内 容 的 先 进 性 、 实 用 性 , 将 照 明 电 路 、 静 电 的 危 害 与 防 护 、 电 气 装 置 的 防 火 与 防 爆 等 与 生 产 、 生 活 密 切 相 关 的 内 容 添 加 到 本 书 中 , 使 教 材 真 正 成 为 实 用 电 工 技 术 。本 书 不 仅 适 用 于 工 科 非 电 类 专 业 学 生 , 也 可 作 为 岗 位 培

3、 训 用 书 。图 书 在 版 编 目 ( CI P ) 数 据实 用 电 工 电 子 技 术 / 孙 琴 梅 主 编 .上 海 : 上 海 交 通 大 学 出 版 社 , 200421 世 纪 高 等 职 业 教 育 通 用 教 材ISBN 7 313 03829 1 .实 . . . . 孙 . . . . 电 工 技 术 高 等 学 校 : 技 术 学 校 教 材 电 子 技 术 高 等 学 校 : 技 术 学 校 教 材 . T M T N中 国 版 本 图 书 馆 CI P 数 据 核 字 ( 2004 ) 第 075049 号实 用 电 工 电 子 技 术孙 琴 梅 主 编上 海

4、交 通 大 学 出 版 社 出 版 发 行(上 海 市 番 禺 路 877 号 邮 政 编 码 200030)电 话 : 64071208 出 版 人 : 张 天 蔚 南 京 展 望 文 化 发 展 有 限 公 司 排 版 上 海 交 大 印 务 有 限 公 司 印 刷 全 国 新 华 书 店 经 销开 本 : 880 mm1230mm 1/ 32 印 张 : 8 .375 字 数 : 235 千 字2004 年 8 月第 1 版 2004 年 8 月 第 1 次 印 刷印数 : 15 050ISBN 7 313 03829 1/ M121 定 价 : 13 .00 元版 权 所 有 侵 权

5、必 究编 纂 委 员 会 顾 问 编 纂 委 员 会 名 誉 主 任王 成 福 王 式 正白 同 朔 叶 春 生詹 平 华编 纂 委 员 会 主 任 编 纂 委 员 会 副 主 任闵 光 太 王 永 祥潘 立 本 王 乔 王 继 东 王 俊 堂 方 沛 伦牛 宝 林 吴 仁 秀冯 伟 国 吴 惠 荣东 鲁 红 房 世 荣朱 家 建 赵 祥 大朱 懿 心郑 桂 富秦 士 嘉 常 立 学 黄 斌编 纂 委 员 会 委 员 委 员 99 名 :21 世 纪 高 职 高 专 通 用 教 材 编 纂 委 员 会( 以 姓 氏 笔 画 为 序 )王 平 嶂 王 继 东王 永 祥 尤 孺 英王 式 正 牛

6、宝 林王 成 福 方 沛 伦王 乔 孔 庆 鸿王 俊 堂 东 鲁 红叶 春 生 史 旦 旦 白 同 朔 冯 伟 国 匡 奕 珍 毕 明 生朱 大 刚 朱 家 建 朱 熙 然 朱 懿 心 伍 建 国 华 玉 弟华 正 荣 华 雅 言 刘 大 茂 刘 风 菊 刘 志 远 刘 伯 生刘 敏 刘 德 发 江 谷 传 江 林 升 杨 宏 林 杨 国 诗李 卫 芬 李 巨 光 李 立 玲 李 杰 菊 李 跃 中 肖 华 星肖 军 吴 仁 秀 吴 惠 荣 何 树 民 余 彤 仑 闵 光 太汪 祥 云 张 劲 张 祖 芳 陈 立 德 陈 志 伟 陈 良 政林 木 顺 罗 钟 鸣 金 升 周 文 锦 周 奇 迹

7、 郑 桂 富房 世 荣 房 培 玉 赵 祥 大 胡 大 超 胡 刚 洪 本 健姚 国 强 姚 家 伦 秦 士 嘉 夏 仕 平 顾 志 伟 顾 国 建徐 升 华 徐 余 法 唐 育 正 陶 宝 元 陶 铁 生 黄 建 平黄 晖 黄 斌 曹 茂 华 曹 林 根 硕 仲 圻 盛 立 刚常 立 学 屠 群 锋 董 惠 良 蒋 瑞 松 韩 培 江 程 宜 康焦 庆 堂 潘 家 俊曾 文 斗 薛 新 华虞 孟 博 戴 正 华詹 平 华 翟 向 阳 潘 立 本 1 序发 展 高 等 职 业 技 术 教 育 , 是 实 施 科 教 兴 国 战 略 、 贯 彻 高 等 教 育 法 与 职 业 教 育 法 、 实

8、 现 中 国 教 育 改 革 与 发 展 纲 要 及 其 实 施 意 见 所 确 定 的 目 标 和 任 务 的 重 要 环 节 ; 也 是 建 立 健 全 职 业 教 育 体 系 、 调 整 高 等 教 育 结 构 的 重 要 举 措 。近 年 来 , 年 轻 的 高 等 职 业 教 育 以 自 己 鲜 明 的 特 色 , 独 树 一 帜 , 打 破 了 高 等 教 育 界 传 统 大 学 一 统 天 下 的 局 面 , 在 适 应 现 代 社 会 人 才 的 多 样 化 需 求 、 实 施 高 等 教 育 大 众 化 等 方 面 , 做 出 了 重 大 贡 献 。 从 而 在 世 界 范

9、围 内 日 益 受 到 重 视 , 得 到 迅 速 发 展 。我 国 改 革 开 放 不 久 , 从 1980 年 开 始 , 在 一 些 经 济 发 展 较 快 的 中 心城 市 就 先 后 开 办 了 一 批 职 业 大 学 。 1985 年 , 中 共 中 央 、 国 务 院 在 关 于 教 育 体 制 改 革 的 决 定 中 提 出 , 要 建 立 从 初 级 到 高 级 的 职 业 教 育 体 系 , 并 与 普 通 教 育 相 沟 通 。 1996 年 中 华 人 民 共 和 国 职 业 教 育 法 的 颁 布 , 从 法 律 上 规 定 了 高 等 职 业 教 育 的 地 位 和

10、 作 用 。 目 前 , 我 国 高 等 职 业 教 育的 发 展 与 改 革 正 面 临 着 很 好 的 形 势 和 机 遇 : 职 业 大 学 、 高 等 专 科 学 校 和 成 人 高 校 正 在 积 极 发 展 专 科 层 次 的 高 等 职 业 教 育 ; 部 分 民 办 高 校 也 在 试 办 高 等 职 业 教 育 ; 一 些 本 科 院 校 也 建 立 了 高 等 职 业 技 术 学 院 , 为 发 展 本 科 层 次 的 高 等 职 业 教 育 进 行 探 索 。 国 家 学 位 委 员 会 1997 年 会 议决 定 , 设 立 工 程 硕 士 、 医 疗 专 业 硕 士

11、、 教 育 专 业 硕 士 等 学 位 , 并 指 出 , 上 述 学 位 与 工 程 学 硕 士 、 医 学 科 学 硕 士 、 教 育 学 硕 士 等 学 位 是 不 同 类 型 的 同 一 层 次 。 这 就 为 培 养 更 高 层 次 的 一 线 岗 位 人 才 开 了 先 河 。高 等 职 业 教 育 本 身 具 有 鲜 明 的 职 业 特 征 , 这 就 要 求 我 们 在 改 革 课程 体 系 的 基 础 上 , 认 真 研 究 和 改 革 课 程 教 学 内 容 及 教 学 方 法 , 努 力 加 强 教 材 建 设 。 但 迄 今 为 止 , 符 合 职 业 特 点 和 要

12、求 的 教 材 却 似 凤 毛 麟 角 。 由 泰 州 职 业 技 术 学 院 、 上 海 第 二 工 业 大 学 、 金 陵 职 业 大 学 、 扬 州 职 业 大 学 、 彭 城 职 业 大 学 、 沙 州 职 业 工 学 院 、 上 海 交 通 高 等 职 业 技 术 学 校 、 上 海 交 大 技 术 学 院 、 上 海 汽 车 工 业 总 公 司 职 工 大 学 、 江 阴 职 工 大 学 、 江 南 学 2 院 、 常 州 职 业 技 术 师 范 学 院 、 苏 州 职 业 大 学 、 锡 山 市 职 业 教 育 中 心 、 上 海 商 业 职 业 技 术 学 院 、 福 州 大

13、学 职 业 技 术 学 院 、 芜 湖 职 业 技 术 学 院 、 青 岛 职 业 技 术 学 院 、 宁 波 高 等 专 科 学 校 、 上 海 工 程 技 术 大 学 等 70 余 所 院 校 长 期 从 事 高 等 职 业 教 育 、 有 丰 富 教 学 经 验 的 资 深 教 师 共 同 编 写 的 21 世 纪 高 职 高 专 通 用 教 材 , 将 由 上 海 交 通 大 学 出 版 社 陆 续 向 读 者 朋 友 推 出 , 这 是 一 件 值 得 庆 贺 的 大 好 事 , 在 此 , 我 们 表 示 衷 心 的 祝 贺 。 并 向 参加 编 写 的 全 体 教 师 表 示 敬

14、 意 。高 职 教 育 的 教 材 面 广 量 大 , 花 色 品 种 甚 多 , 是 一 项 浩 繁 而 艰 巨 的 工 程 , 除 了 高 职 院 校 和 出 版 社 的 继 续 努 力 外 , 还 要 靠 国 家 教 育 部 和 省 ( 市 ) 教 委 加 强 领 导 , 并 设 立 高 等 职 业 教 育 教 材 基 金 , 以 资 助 教 材 编 写 工 作 , 促 进 高 职 教 育 的 发 展 和 改 革 。 高 职 教 育 以 培 养 一 线 人 才 岗 位 与 岗 位 群 能 力 为 中 心 , 理 论 教 学 与 实 践 训 练 并 重 , 二 者 密 切 结 合 。 我

15、们 在 这 方 面 的 改 革 实 践 还 不 充 分 。 在 肯 定 现 已 编 写 的 高 职 教 材 所 取 得 的 成 绩 的 同 时 , 有 关 学 校 和 教 师 要 结 合 各 校 的 实 际 情 况 和 实 训 计 划 , 加 以 灵 活 运用 , 并 随 着 教 学 改 革 的 深 入 , 进 行 必 要 的 充 实 、 修 改 , 使 之 日 臻 完 善 。阳 春 三 月 , 莺 歌 燕 舞 , 百 花 齐 放 , 愿 我 国 高 等 职 业 教 育 及 其 教 材 建设 如 春 天 里 的 花 园 , 群 芳 争 妍 , 为 我 国 的 经 济 建 设 和 社 会 发 展

16、 作 出 应 有 的 贡 献 !叶 春 生2000 年 4 月 5 日 1 前 言实 用 电 工 技 术 课 程 是 高 职 高 专 化 工 类 专 业 必 修 的 一 门 专 业 基 础 课 。 随 着 电 气 技 术 的 迅 速 发 展 , 自 动 化 程 度 的 不 断 提 高 , 要 求 教 材 不 断 更 新 , 使 之 与 电 气 技 术 的 发 展 相 适 应 。 为 此 , 我 们 编 写 了 实 用 电 工 电 子 技 术 教 材 。本 书 根 据 化 工 行 业 的 特 点 及 高 等 学 校 工 程 专 科 电 工 学 教 学 的 基 本 要 求 , 在 教 材 内 容

17、安 排 上 , 基 本 理 论 以 “必 需 、 够 用” 为 原 则 , 尽 量 减 少 理 论 证 明 、 公 式 推 导 , 以 掌 握 概 念 , 注 重 实 际 应 用 , 培 养 技 能 为 教 学 重 点 。 教 材 内 容 通 俗 易 懂 , 深 入 浅 出 , 便 于 教 师 讲 授 和 学 生 自 学 。 本 书 编 者 均 为 高 等 职 业 技 术 学 院 教 育 第 一 线 的 教 师 , 从 事 电 工 技 术 教 学 多 年 , 在 编 写 过 程 中 , 根 据 高 等 职 业 技 术 教 育 的 培 养 目 标 , 结 合 职 业 技 术 教 育 的 特 点

18、及 要 求 , 力 求 使 教 材 内 容 上 更 具 有 先 进 性 和 实 用 性 。本 书 针 对 培 养 生 产 、 管 理 、 服 务 第 一 线 的 应 用 型 人 才 的 实 际 需 要 , 以 满 足 一 线 岗 位 人 员 的 实 际 需 要 为 出 发 点 , 以 适 应 当 今 自 动 化 发 展 的 要 求 。 全 书 有 较 宽 的 覆 盖 面 , 合 理 的 理 论 基 础 , 精 选 了 电 工 、 电 子 技 术 的 基 本 内 容 , 同 时 增 设 了 电 工 识 图 、 照 明 电 路 、 静 电 的 危 害 与 防 护 、 电 气 装 置 的 防 火 与

19、 防 爆 等 与 生 产 、 生 活 密 切 相 关 的 内 容 , 是 一 本 真 正 的 实 用 电 工 技 术 教 材 。 本 书 内 容 简 洁 , 突 出 重 点 , 强 化 应 用 , 淡 化 计 算 , 着 重 提 高 综 合 应 用 能 力 。 书 后 还 设 计 安 排 了 针 对 性 强 、 联 系 实 际 的 相 关 实 验 , 指 导 学 生 学 会 各 种 电 工 电 子 仪 器 的 正 确 使 用 、 常 用 电 工 电 子 器 件 的 鉴 别 和 应 用 , 以 及 常 用 的 电 工 操 作 技 能 。 每 章 结 束 均 附 有 小 结 , 指 出 本 章 要

20、 点 , 各 章 均 有 与 本 章 内 容 密 切 配 合 的 习 题 , 供 学 生 巩 固 概 念 , 掌 握 相关 分 析 计 算 方 法 。本 书 适 用 于 高 职 高 专 化 工 类 专 业 、 其 他 非 电 类 专 业 。 建 议 理 论 教 学 课 时 为 60 学 时 左 右 。 书 中 带 “ * ”号 部 分 可 供 不 同 专 业 选 用 。本 书 由 南 京 化 工 职 业 技 术 学 院 孙 琴 梅 任 主 编 , 徐 州 工 程 职 业 技 术学 院 张 书 伟 任 副 主 编 。 参 加 编 写 的 有 常 州 工 程 职 业 技 术 学 院 金 彦 平 ,

21、 2 扬 州 工 业 职 业 技 术 学 院 王 斌 , 盐 城 工 业 学 校 程 建 新 , 南 京 化 工 职 业 技 术 学 院 吴 晓 燕 。 具 体 分 工 为 : 第 1 章 第 1 节 和 第 5 章 由 孙 琴 梅 编 写 , 第 1章 第 2 节 和 第 3 节 由 金 彦 平 编 写 , 第 2 章 由 王 斌 编 写 , 第 3 章 由 张 书 伟 编 写 , 第 4 章 由 程 建 新 编 写 , 第 6 章 由 吴 晓 燕 编 写 。本 书 由 朱 光 衡 主 审 。 万 其 松 副 教 授 审 阅 了 第 2 章 , 并 对 本 书 提 出了 许 多 宝 贵 意

22、见 , 在 此 表 示 衷 心 感 谢 。由 于 编 者 水 平 有 限 , 加 上 编 写 时 间 仓 促 , 书 中 错 误 及 不 妥 之 处 , 恳 请 广 大 读 者 及 同 行 批 评 指 正 。编 者2004 年 8 月 1 目 录第 1 章 电 工 基 础 知 识 11. 1 直 流 电 路 11. 1. 1 电 路 及 电 路 模 型 11. 1. 2 电 路 的 基 本 物 理 量 21. 1. 3 电 路 的 工 作 状 态 71. 1. 4 欧 姆 定 律 和 电 阻 的 连 接 81. 1. 5 电 压 源 与 电 流 源 141. 1. 6 基 尔 霍 夫 定 律

23、及 其 应 用 161. 1. 7 线 性 电 路 的 基 本 定 理 及 其 应 用 201. 2 单 相 正 弦 交 流 电 路 241. 2. 1 正 弦 交 流 电 的 基 本 概 念 241. 2. 2 正 弦 交 流 电 路 中 的 基 本 元 件 311. 2. 3 正 弦 交 流 电 路 的 分 析 方 法 341. 2. 4 几 种 典 型 的 正 弦 交 流 电 路 40* 1. 2. 5 谐 振 541. 2. 6 电 路 功 率 及 功 率 因 数 的 提 高 561. 3 三 相 交 流 电 路 621. 3. 1 三 相 交 流 电 源 的 供 电 方 式 621.

24、 3. 2 三 相 负 载 的 接 线 方 式 661. 3. 3 三 相 电 路 的 功 率 69习 题 75第 2 章 电 子 技 术 基 础 832. 1 基 本 电 子 元 件 及 其 特 性 832. 1. 1 半 导 体 二 极 管 及 其 特 性 832. 1. 2 晶 体 三 极 管 及 其 特 性 86 2 2. 2 二 极 管 基 本 应 用 电 路 892. 2. 1 单 相 桥 式 整 流 电 路 892. 2. 2 滤 波 电 路 922. 3 三 极 管 基 本 放 大 电 路 942. 3. 1 共 发 射 极 放 大 电 路 942. 3. 2 共 集 放 大

25、电 路 1002. 4 运 算 放 大 器 1022. 4. 1 运 算 放 大 器 的 符 号 和 特 点 1022. 4. 2 理 想 运 算 放 大 器 1032. 4. 3 运 算 放 大 器 组 成 的 基 本 运 算 电 路 104* 2. 5 直 流 稳 压 电 源 1072. 5. 1 并 联 型 稳 压 电 路 1082. 5. 2 串 联 型 稳 压 电 路 1102. 5. 3 集 成 稳 压 器 1102. 6 数 字 电 路 1112. 6. 1 门 电 路 1122. 6. 2 触 发 器 117习 题 123第 3 章 常 用 电 器 设 备 1263. 1 变

26、压 器 1263. 1. 1 变 压 器 的 用 途 、 基 本 结 构 及 分 类 1263. 1. 2 变 压 器 的 基 本 工 作 原 理 1283. 1. 3 变 压 器 的 外 特 性 1323. 1. 4 变 压 器 的 功 率 和 效 率 1323. 1. 5 变 压 器 的 额 定 值 及 型 号 1333. 1. 6 几 种 常 用 的 特 殊 变 压 器 1353. 2 三 相 异 步 电 动 机 1383. 2. 1 三 相 异 步 电 动 机 的 结 构 及 工 作 原 理 1383. 2. 2 三 相 异 步 电 动 机 的 电 磁 转 矩 与 机 械 特 性 14

27、43. 2. 3 三 相 异 步 电 动 机 的 使 用 与 维 护 147 1 * 3. 3 单 相 异 步 电 动 机 1513. 4 常 用 低 压 电 器 及 基 本 控 制 电 路 1543. 4. 1 常 用 低 压 电 器 1543. 4. 2 三 相 异 步 电 动 机 继 电 接 触 器 控 制 电 路 1673. 5 电 气 识 图 1733. 5. 1 电 气 识 图 方 法 1733. 5. 2 实 例 174习 题 176第 4 章 电 工 测 量 1784. 1 电 工 仪 表 的 基 础 知 识 1784. 1. 1 电 工 仪 表 的 基 本 原 理 及 组 成

28、 1784. 1. 2 电 工 仪 表 的 分 类 、 标 志 和 型 号 1794. 2 电 流 、 电 压 、 功 率 的 测 量 及 正 确 使 用 1814. 2. 1 电 流 的 测 量 1814. 2. 2 电 压 的 测 量 1844. 2. 3 电 功 率 及 电 能 的 测 量 1854. 3 万 用 表 1874. 3. 1 指 针 式 万 用 表 1884. 3. 2 数 字 式 万 用 表 189习 题 191第 5 章 供 配 电 及 安 全 用 电 技 术 1935. 1 供 配 电 概 述 1935. 1. 1 电 力 系 统 简 介 1935. 1. 2 工 厂

29、 供 配 电 系 统 的 组 成 1945. 2 照 明 电 路 1965. 2. 1 照 明 电 路 的 敷 设 与 安 装 196 4 5. 2. 2 导 线 的 选 择 1995. 3 安 全 用 电 2035. 3. 1 电 流 对 人 体 的 危 害 2035. 3. 2 触 电 的 形 式 2045. 3. 3 触 电 防 护 技 术 2055. 3. 4 触 电 急 救 2065. 4 静 电 的 危 害 与 防 护 2075. 4. 1 静 电 的 危 害 2075. 4. 2 静 电 的 防 护 2075. 5 电 气 装 置 的 防 火 与 防 爆 2085. 6 接 地

30、与 接 零 209习 题 212第 6 章 实 验 与 操 作 2136. 1 认 识 实 验 2156. 2 日 光 灯 电 路 的 安 装 与 功 率 因 数 的 提 高 2186. 3 三 相 负 载 的 连 接 2226. 4 二 极 管 的 测 试 及 整 流 滤 波 电 路 2256. 5 三 极 管 放 大 电 路 2296. 6 单 相 变 压 器 2326. 7 三 相 异 步 电 动 机 控 制 电 路 237附 录 240习 题 参 考 答 案 250参 考 文 献 253 1 第 1 章 电 工 基 础 知 识本 章 主 要 介 绍 直 流 电 路 、 单 相 交 流

31、电 路 和 三 相 交 流 电 路 的 组 成 及基 本 概 念 , 讨 论 电 路 的 基 本 定 律 和 电 路 的 计 算 方 法 。1. 1 直 流 电 路1. 1. 1 电 路 及 电 路 模 型电 路 是 由 电 器 设 备 或 器 件 按 一 定 的 方 式 连 接 起 来 的 总 体 , 它 提 供了 电 流 流 通 的 路 径 。 简 单 地 说 , 电 流 流 过 的 路 径 称 为 电 路 。1. 电 路 的 组 成图 1. 1. 1 手 电 筒 电 路 是 一 个 简 单 的 直 流 电 路 。 由 图 1. 1. 1 可 知 , 电 路 由 以下 三 个 部 分 组

32、成 。 电 源 。 电 源 是 提 供 电 能 的 设 备 ,它 可 将 其 他 形 式 的 能 量 ( 化 学 能 、 光 能 、机 械 能 等 ) 转 换 为 电 能 。 如 蓄 电 池 、 干 电 池 、 发 电 机 等 。图 1. 1. 1 手 电 筒 电 路 负 载 。 负 载 是 电 路 中 的 用 电 设 备 , 它 可 将 电 能 转 换 成 其 他 形 式 的 能 量 。 如 电 灯 、 电 炉 、 电 动 机 等 。 中 间 环 节 。 中 间 环 节 是 连 接 电 源 和 负 载 的 部 分 , 用 来 传 输 、 分 配 和 控 制 电 能 , 最 简 单 的 中 间

33、 环 节 是 连 接 导 线 、 开 关 。 也 可 由 多 元 件 或 电 器 设 备 组 成 较 为 复 杂 的 中 间 环 节 。2. 电 路 的 作 用实 际 应 用 的 电 路 种 类 繁 多 , 形 式 和 结 构 也 不 相 同 , 但 其 作 用 大 体 可 分 为 两 大 类 。 一 类 是 用 于 实 现 电 能 的 传 输 、 分 配 与 转 换 , 电 力 系 统 就 是 2 i =一 个 典 型 例 子 , 上 述 手 电 筒 电 路 也 属 此 类 。 另 一 类 是 用 来 进 行 信 号 变换 、 传 递 与 处 理 , 如 收 音 机 、 电 视 机 电 路

34、等 。3. 电 路 模 型实 际 电 路 是 由 实 际 的 电 器 元 件 和 连 接 线 组 成 的 。 实 际 的 电 器 元 件 在 工 作 过 程 中 都 与 电 磁 现 象 有 关 , 其 电 磁 性 质 比 较 复 杂 。 为 了 简 化 电 路 分 析 过 程 , 往 往 只 考 虑 其 主 要 性 质 , 而 忽 略 其 次 要 性 质 。 用 一 个 足 以 表 征 其 主 要 性 质 的 模 型 来 表 示 , 即 实 现 了 实 际 电 路 元 件 的 理 想 化 。 这 种 理 想 化 的 实 际 元 件 称 为 理 想 元件 。 电 路 中 常 见 的 理 想 元

35、件 有 : 理 想 电 阻 元 件 、 理 想 电 感 元 件 、 理 想 电 容 元 件 、 理 想 电 压 源 、 理 想 电 流 源 和 理 想 导 线 。 用 这 些 理 想 元 件 组 成 的 电 路 就 称 电 路 模 型 。 如 图 1. 1. 2 所示 电 路 为 图 1. 1. 1 手 电 筒 电 路 的 电 路 模 型 。1. 1. 2 电 路 的 基 本 物 理 量图 1. 1. 2 电 路 模 型电 路 的 基 本 物 理 量 有 : 电 流 、 电 压 、 电 位 、 电 功 率 和 电 能 等 。1. 电 流电 荷 有 规 则 的 定 向 运 动 形 成 电 流 。

36、 电 流 的 大 小 用 电 流 强 度 ( 简 称 电 流 ) 来 衡 量 , 数 值 上 等 于 单 位 时 间 内 通 过 某 横 截 面 的 电 荷 量 。 即d qd t (1. 1. 1 )若 为 直 流 电 , 则I = Qt在 国 际 单 位 中 , 电 流 I ( i ) 单 位 为 安 ( A ) , 电 荷 Q ( q) 的 单 位 为 库 ( C) , 时 间 t 的 单 位 为 秒 ( s ) 。 电 流 单 位 还 有 千 安 ( k A ) 、 毫 安 ( m A ) 、 微 安 ( A ) 。1 A = 103 mA1 m A = 103 A 3 31 k A

37、= 10 A所 谓 直 流 电 ( DC) , 是 指 电 流 的 大 小 和 方 向 都 不 随 时 间 变 化 。 而 交 流 电 ( A C) , 是 指 电 流 的 大 小 和 方 向 都 随 时 间变 化 。电 流 的 方 向 规 定 为 正 电 荷 运 动 的 方 向 。 对 于 一 个 简 单 电 路 , 如 图 1. 1. 3 所 示 , 可 以 看出 , 在 电 源 的 作 用 下 , 电 源 内 部 的 电 流 由 负 极流 向 正 极 。 而 电 源 外 部 , 电 流 从 电 源 正 极 经电 阻 ( 负 载 ) 流 向 电 源 负 极 。 图 1. 1. 3 电 流

38、流 向对 于 复 杂 电 路 , 在 进 行 电 路 分 析 计 算 时 , 往 往 电 流 的 实 际 方 向 难 以 确 定 。 这 时 可 先 假 定 一 个 电 流 方 向 , 并 在 电 路 中 用 箭 头 标 出 , 称 为 参 考 方 向 。 如 图 1. 1. 4 所 示 。 然 后 根 据 假 定 的 参 考 方 向 进 行 电 路 计 算 。 若 计 算 电 流 值 为 正 值 , 表 示 电 流 实 际 方 向 与 参 考 方 向 相 同 ; 若 计 算 电 流 值 为 负 值 , 表 示 电 流 实 际 方 向 与 参 考 方 向 相 反 。 在 电 路 计 算 中 ,

39、 一 定 要 先 标 出 参 考 方 向 , 参 考 方 向 任 意 选 定 , 然 后 进 行 计 算 。 否 则 , 计 算 值 无 意 义 。图 1. 1. 4 电 流 参 考 方 向 与 实 际 方 向( a ) i 0 ; ( b ) i 0 , 则 该 元 件 为 吸 收 功 率 , 此 时 该 元 件 为 负 载 ; 若 P 0 , 则 该 元 件 为 吸 收 功 率 , 此 时 该 元 件 为 负 载 ; 若 P PN 时 , 称 为 过 载 运 行 。 电 气 设 备 应 尽 量 在 接 近 额 定 的 状 态 下 运 行 。1. 1. 4 欧 姆 定 律 和 电 阻 的 连

40、 接1. 欧 姆 定 律欧 姆 定 律 是 电 工 技 术 中 一 个 最 基 本 的 定 律 。 欧 姆 定 律 表 明 了 流 过 电 阻 的 电 流 大 小 与 电 阻 两 端 的 电 压 成 正 比 , 与 电 阻 R 成 反 比 。 即I = U R (1. 1. 6 ) 9 欧 姆 定 律 的 另 外 两 种 表 达 式 是U = R I 或 R = UI使 用 式 (1. 1. 6 ) 时 , 必 须 注 意 以 下 两 点 : 电 流 I 与 电 压 U 的 参 考 方 向 一 致 , 若 不 一 致 时 , 则 U = - RI 。 欧 姆 定 律 只 适 用 于 线 性 电

41、 阻 元 件 。所 谓 线 性 电 阻 , 就 是 该 电 阻 的 阻 值 不 随 电 压 、 电 流 的 大 小 而 改 变 ,是 一 个 定 值 。电 阻 的 倒 数 称 为 电 导 , 用 G 表 示 。G = 1R电 导 G 表 示 元 件 传 导 电 流 的 能 力 , 单 位 是 西 门 子 ( S ) 。2. 电 阻 的 连 接在 电 路 中 , 电 阻 的 连 接 形 式 是 多 种 多 样 的 , 其 中 最 简 单 的 是 串 联 和 并 联 。(1 ) 电 阻 的 串 联在 电 路 中 , 若 干 个 电 阻 元 件 依 次 相 连 , 在 各 连 接 点 都 无 分 支

42、 , 这 种 连 接 方 式 称 为 串 联 。 图 1. 1. 12 是 三 个 电 阻 串 联 的 电 路 。图 1. 1. 12 串 联 电 路( a ) 电 阻 的 串 联 ; ( b) 等 效 电 路电 阻 串 联 时 有 以 下 几 个 重 点 : 10 123 通 过 各 电 阻 的 电 流 相 等 。 总 电 压 等 于 各 电 阻 上 电 压 之 和 。 即U = U1 + U2 + U3 等 效 电 阻 ( 总 电 阻 ) 等 于 各 电 阻 之 和 。 即R = R1 + R2 + R3 (1. 1. 7 )所 谓 等 效 电 阻 是 指 如 果 用 一 个 电 阻 R

43、代 替 串 联 的 所 有 电 阻 接 到同 一 电 源 上 , 电 路 中 的 电 流 是 相 同 的 。 分 压 系 数 。 在 直 流 电 路 中 , 常 用 电 阻 的 串 联 来 达 到 分 压 的 目 的 。 各 串 联 电 阻 两 端 的 电 压 与 总 电 压 间 的 关 系 为U1 = R1 I = R URU2 = R2 I = R URU3 = R3 I = R UR(1. 1. 8 )式 中 R1 、 R2 、 R3 称 为 分 压 系 数 , 由 分 压 系 数 可 直 接 求 得 各 串 联 电 阻 两R R R端 的 电 压 。由 式 (1. 1. 8 ) 还 可

44、 知U1 U2 U3 = R1 R2 R3即 电 阻 串 联 时 , 各 电 阻 两 端 的 电 压 与 电 阻 的 大 小 成 正 比 。 各 电 阻 消 耗 的 功 率 与 电 阻 成 正 比 。 即P1 P2 P3 = R1 R2 R3例 1. 1. 3 多 量 程 直 流 电 压 表 是 由 表 头 、 分 压 电 阻 和 多 位 开 关 连 接 而 成 的 , 如 图 1. 1. 13 所 示 。 如 果 表 头 满 偏 电 流 Ig = 100 A, 表 头 电阻 Rg = 1 000 , 现 在 要 制 成 量 程 为 10 V、 50 V、 100 V 的 三 量 程 电 压

45、表 , 试 确 定 分 压 电 阻 值 。 11 解 当 Ig = 100 A 流 过 表 头 时 , 表 头 两 端 的 电 压Ug = Rg Ig= 1 000 100 10 - 6= 0 .1 V当 量 程 U1 = 10 V 时 , 串 联 电 阻 为 R1 。U1 =UgR1 + RgRg图 1. 1. 13 例 1. 1. 3 图1 0 0 .1 =R1 + 1 0 00 1 000得 R1 = 99 k当 量 程 U2 = 50 V 时 , 串 联 电 阻 为 R2 。U2 U1= R2 + ( Rg + R1 ) ( Rg + R1 )5 010 =R2 + 10 0 100得

46、 R2 = 400 k 。当 量 程 U3 = 100 V 时 , 串 联 电 阻 为 R3 。 用 上 述 方 法 可 得 R3 = 500 k 。(2 ) 电 阻 的 并 联在 电 路 中 , 若 干 个 电 阻 一 端 联 在 一 起 , 另 一 端 也 联 在 一 起 , 使 电 阻所 承 受 的 电 压 相 同 , 这 种 连 接 方 式 称 为 电 阻 的 并 联 。 图 1. 1. 14 ( a ) 所示 , 为 三 个 电 阻 的 并 联 电 路 。电 路 并 联 时 有 以 下 几 个 特 点 : 各 并 联 电 阻 两 端 的 电 压 相 等 。 总 电 流 等 于 各 电

47、 阻 支 路 的 电 流 之 和 。 即 12 123图 1. 1. 14 并 联 电 路( a ) 电 阻 的 并 联 ; ( b) 等 效 电 路I = I1 + I2 + I3 等 效 电 阻 R 的 倒 数 等 于 各 并 联 电 阻 倒 数 之 和 。 即1 R =1 R1 +1 R2 +1 R3上 式 也 可 写 成G = G1 + G2 + G3 (1. 1. 9 )式 (1. 1. 9 ) 表 明 , 并 联 电 路 的 电 导 等 于 各 支 路 电 导 之 和 。 对 于 只 有 两 个 电 阻 R1 及 R2 并 联 , 则 等 效 电 阻 为R = R1 R2 R1 +

48、 R2 分 流 系 数 。在 电 路 中 , 常 用 电 阻 的 并 联 来 达 到 分 流 的 目 的 。 各 并 联 电 阻 支 路的 电 流 与 总 电 流 的 关 系 为I1 = G1 U = G IGI2 = G2 U = G IGI3 = G3 U = G IG( 1. 1. 10 ) 13 2式 中 G1 G2 G3 G 、 G 、 G 称 为 分 流 系 数 , 由 分 流 系 数 可 直 接 求 得 各 并 联 电 阻 支路 的 电 流 。由 式 (1. 1. 10) 还 可 知I1 I2 I3 = G1 G2 G3即 电 阻 并 联 时 , 各 电 阻 支 路 的 电 流

49、与 电 导 的 大 小 成 正 比 。 也 就 是 说 电阻 越 大 , 分 流 作 用 就 越 小 。当 两 个 电 阻 并 联 时I1 = R I R1 + R2R1 I2 = IR1 + R2 各 电 阻 消 耗 的 功 率 与 电 导 成 正 比 。 即P1 P2 P3 = G1 G2 G3例 1. 1. 4 将 例 1. 1. 3 的 表 头 制 成 量 程 为 10 m A 的 电 流 表 。解 要 将 表 头 改 制 成 量 程 较 大 的 电 流 表 , 可 将 电 阻 RF 与 表 头 并联 , 如 图 1. 1. 15 所 示 。 并 联 电 阻 RF 支 路 的电 流 为 IF 。IF = I - Ig= 10 103 - 100 10 - 6= 9 .9 10 - 3 ( A )= 9 .9 m A因 为 IF RF = I