1、电工电子学基础,授课教师：王 娟,1、工科非电类的专业基础必修课,课程的性质、任务及地位,2、能够进行电路的分析和计算；掌握常用的电工仪器的原理和应用方法；能够识别一些电子设备的电气原理图； 掌握基本的数字电路基础知识和技能。,第一章 电路和电路元件 4学时第二章 电路的分析与计算 4学时第三章 交流电路 6学时第四章 磁路与变压器 4学时第五章 异步电动机 2学时第六章 二极管和整流电路 4学时第七章 半导体三极管与交流放大电路 6学时第八章 直流放大电路 2学时,课程教学内容及知识模块顺序,1、秦曾煌电工学，高等教育出版社，2006； 2、顾绳谷电机及拖动基础，机械工业出版社，2003；
2、3、邱关源电路，高等教育出版社，2007； 4、康华光电子技术基础，高等教育出版社，2008； 5、叶挺秀电工电子学基础，高等教育工业出版社，2009。,参考书：,考核方式,（1）平时作业30% （2）期终考试70%,联系方式,EMAIL：wangjuan_ 电 话：13641532541 办 公 室：实训楼C501 学习委员将课后作业交至实训楼C504,第一章 电路和电路元件,1.1 电荷和电流 1.2 电路 1.3 电动势、电位、电压、电功率 1.4 电压源和电流源 1.5 电阻、欧姆定律 1.6 电感 1.7 电容 1.8 基尔霍夫定律,1.1 电荷和电流,一、电 荷 表示字母：Q， 单
3、位：库伦（简写C） 一个电子的电荷量： C 电子是带负电的粒子，质子是带正电的粒子正常条件下，物体中带正电和带负电的粒子数量上是相等的。,力效应电荷的重要效应,同号电荷相排斥，异号电荷相吸引。 这种作用力的大小，与电量的乘积成正比，与他们之间的距离的平方成反比。 场，电场，静电场,二 电流,A.电流和电流的参考方向 电 流：电路中带电粒子有规则的移动金属导体：自由电子半 导 体：自由电子和空穴电 解 液：正、负离子,常见带电粒子,严格定义：电荷在导体中的定向移动形成电流电流强度，简称电流i(t)，单位时间内通过电路 某一截面电荷量的大小， 大小表示为：,单位：A（安培） 1安 = 1 库 /
4、秒,或,电流方向正电荷运动的方向 电流参考方向任选一方向为电流正方向,正值,负值,直流电流（DC）大小、方向都不随时间变化，用大写字母 I 表示； 交流电流（AC）大小、方向都随时间变化，用小写字母 i 表示。,参考方向：人为假设，可任意设定，但一经设定，便不再改变。,在参考方向下，若计算值为正，表明电流真实方向与参考方向一致；若计算值为负，表明电流真实方向与参考方向相反。,参考方向的两种表示方法：,2 用双下标表示,1 在图上标箭头； i,电流有两个具有重大实际意义的效应,1、电流的热效应，即电流通过导体时会产生热。 2、电流的力效应。电流周围存在磁场，它会对其它的载流元件或磁性器件产生力的
5、作用。,一 电路的组成 电 路：将若干电工、电子器件或设备按一定的方式相互连接所组成的整体 三类基本元件：电源、负载、联接导线与控制设备,1.2 电 路,实际元件，可以有一个或者几个理想元件组合。 电路模型：由理想元件组成的电路,R 代表小灯泡 US 和 RS 代表电池 S 代表开关开关,二 电路的作用,电路作用 ：1、实现电能的传输和转换2、进行信号的传递和处理,A、实现电能的传输和转换,电压较高，电流功率较大“强 电”电路,B、进行信号的传递和处理,电压较低，电流功率较小“弱 电”电路,三 电路的分类,根据电流性质：直流电路、交流电路根据结构：有分支电路和无分支电路简单电路和复杂电路根据电
6、路的范围：电源以外的电流通路称为外电路电源内部的电流通路称为内电路,四 电路的工作状态,1、任载状态额定工作状态（额定值）、轻载状态、过载状态 2、开路 3、短路,1.3 电动势、电位、电压、电功率,一 电动势在电源内部，电源力F0把单位正电荷冲电源负极b沿某一路径l推移到正极a所做的功，称为电动势Eba。,电动势正方向：从电源负极指向正极。,二 电 位,定义：电场中某一点的单位正电荷所具有的电力能力在电路分析特别是在电子电路中，常选取电路的某一点作为参考点，并将参考点电位规定为零，用符号“”来表示，则其他点与参考点之间的电压就称为该点的电位。,电位单位：伏特 重要特性：相对性、单值性,在电路
7、中选取一点O作为电位参考点，参考点的电位VO为零。某点P的电位VP即为P点与O点之间的电压UPO,两点之间的电压等于两点之间的电位差，两点之间的电压与电位参考点的选取无关。,三 电位差（电压）,电 压：即两点间的电位差。ab间的电压，数值上为单位正电荷从a到b移动时所获得或失去的能量。,大小：,单位： V（伏特） 1伏=1焦/库,方向：电压降落的方向为电压方向；高电位端标“+”，低电位端标“-”。,参考方向：也称参考极性。,两种表示方法：,在图上标正负号，用双下标表示 在电子电路课程中也可用箭头表示,直流电压大小、方向都不随时间变化，用大写字母 U 表示； 交流电压大小、方向都随时间变化，用小
8、写字母 u 表示。,电压方向由高电位端指向低电位端,电压表示方法：,Uab = -Uba,关联正方向：,非关联正方向：,电动势方向由低电位端指向高电位端,关联参考方向是重点、难点,关联：电压与电流的参考方向选为一致。,为了方便，电压与电流参考方向关联时，只须标上其中之一即可。,即 电流的参考方向为从电压参考极性的正极端“+”流向“”极端。,在假设参考方向（极性）下，若计算值为正，表明电压真实方向与参考方向一致；若计算值为负，表明电压真实方向与参考方向相反。,注意：计算前，一定要标明电压极性；参考方向可任意选定，但一旦选定，便不再改变。,若没有确定参考方向，计算结果是没有意义的。,四 电能和电功
9、率,电 功 率:单位时间内吸收（或产生）的电能量在国际单位制（SI）中： 能量的单位是焦耳（J） 时间的单位是秒（S） 功率的单位是瓦特（W）,功 率：能量随时间的变化率,大 小：P=UI （直流时）,单 位： W（瓦特），1W = 1 J/S = 1VA,左图中电路电压与电流为关联参考方向，电阻元件吸收的电功率为,如果是直流电压和电流，则用大写,一个元件或者一段电路可能吸收电功率，也可能发出电功率。,注意：,u 与 i 关联时 ，,u与 i 不关联时 ，,无论用上面的哪一个公式，其计算结果,若 ，表示该元件吸收功率；,若 ，表示该元件产生功率。,例 已知 i1= i2= 2A, i3=3A,
10、 i4= -1A u1=3V, u2= -5V u3= -u4= -8V 求：各段电路的功率，是吸收还是产生功率？,解：A段，u1 ,i1关联，,吸收功率,=6W0,B段，u2 ,i2 不关联，,=10 W0,吸收功率,C段，u3 ,i3 关联，,产生功率,D段，u4 ,i4不关联，,0,吸收功率,验证：,= 0,称为功率守恒,能 量：从 到 t 时间内电路吸收的总能量。,单位：J（焦耳） 常用单位：千瓦时（kW.h）俗称1度电,1.4 电压源与电流源,一 理想电流源和电压源,理想电压源,电压源的电压可以为零，电压为零的电压源相当于短路线，而不是相当于断路。,电流源的电流可以为零，电流为零的电
11、流源相当于断路，而不是相当于短路。,理想电流源,二 实际电源的两种模型,实际电压源模型,U0C 称为开路电压 ISC称为短路电流。,实际电流源模型,开路电压和短路电流分别为,三 两种电源模型的等效转换,等效转 换条件,转换过程中，保持 不变,理想电压源， ，两种电源模型不能等效转换,例 ：将电源模型等效转换为另一形式,电压源模型转换为电流源模型,电流源转换为电压源模型,例 图(a)，求其上电流:（1）R=1 （2）R=10 （3） R=100,电压源中电流由外电路确定。,电流源上电压由外电路确定。,例图 (b)，求其上电压:（1）R=1 （2）R=10 （3） R=100,四 受控源,电压或电流受其它部分的电压或电流控制,作业：P451.1，1.3，1.7.a.c，1.8.b，1.9.c 学习委员将课后作业交至实训楼C504,
