北航电工电子第01讲

电工电子技术北航电工电子中心徐东办公地点主北112电话：82317741邮箱：[e-mail]答疑时间：每周一晚上7：00—8：00答疑地点：主北112作业：每次全收，全部批改（记成绩）考试：期中、期末、补考课件：邮箱[e-mail]密码dgdzjs参考教材：《电工电子学》叶挺秀主编高教版《电工技术》《电子技术》秦曾煌主编高教版耳机音箱：功率放大键盘：整形电路电池、适配器：交流电路、直流电源触摸板：模数转换处理器：后续的微机原理…….时钟：波形产生和变换一.学习电工电子技术的目的：1.科技发展自身的需要以电工基础为技术支撑的五个系统1)、通信系统2)、计算机系统3)、控制系统4)、电力系统5)、信号处理系统2.人才市场的需求，系统型、跨专业复合型人才需求扩大。二.学习方法1.大学学习的三个阶段：基础教学、专业基础教学、专业教学学习方法上：应试学习到主动学习，到自主学习，到学习与创新2.电工电子技术：具有综述的特点，范围广；实践性强，具有一定的工程性；学时紧张，要求及时复习。电工电子技术电工技术电子技术电路分析基础电机及其控制模拟电子技术数字电子技术微型计算机原理及应用单片机原理与应用EDA第一章电路和电路元件§1—1电路和电路的基本物理量一、电路电路是电流的通路，它是为了某种需要由某些电工、电子器件或设备组合而成的。电路的组成：电源、负载和导线、开关等。实际电路电路模型E+–SIR电源发电机、变压器、蓄电池、干电池、稳压电源、电源模块、信号发生器等等负载实际的负载包括电动机、电动工具和家用电器等等。电动机手电钻吸尘器电路的作用1、能量转换及传输；动能热能电能用户光能热能动能发电机传输网灯、电炉电动机2、信号处理；tutu放大电路tutu整形电路tu变换电路tu二、电路模型实际设备、器件理想元件电路符号提供电能的设备电源耗能元件电阻R存储磁场能量元件电感L存储电场能量元件电容C用理想元件符号画出的电路叫电路模型。如：线圈的电路模型为RL电阻、电感、电容为无源元件，电压源、电流源为有源元件。电压源电流源i+-u三、电流和电压的参考方向基本物理量W、kW、mWV、kV、mV、μVV、kV、mV、μVA、mA、μA(用电或供电)电源力驱动正电荷的方向（低电位高电位）电位降的方向（高电位低电位）正电荷移动的方向高电位流向低电位PE（直流）e（交流）U（直流）u（交流）i（交流）I（直流）物理量单位方向功率电流电压电动势1、直流电路的参考方向i=1Au=5Vi=–1Au=–5V若：i0，则：参考方向与实际方向相同；i0，则：参考方向与实际方向相反。电压u与电流i的情况相同。R2R110V5Ω5Ωuius+–uR2R110V5Ω5Ωius+–iu2–+u1+–R1R2R3ui参考方向+正负实际方向（真实方向）uiui参考方向2、交流电路的参考方向i=Imsinωt(A)ui参考方向+函数式瞬时正负ui瞬时实际(真实)方向ui关联参考方向非关联参考方向iωtRiuRiuRiu注意事项：4、分析电路时，电路图中一定要标出电压、电流的参考方向。1、正方向=参考方向≠实际方向2、u、i的正、负号表示的是方向，不是大小。3、u、i的参考方向确定后，在分析电路时不可再更改。[例1]解：假定I的参考方向如图所示。则：（实际方向与参考方向相反！）已知：E=2V,R=1Ω问：当Uab为1V时，I=?UREIRabd＋－＋－Uab=Uad+Udb=UR+EI=URR=Uab–ERUab=1VI==–1A1–21[例2]假定U、I的参考方向如图所示，若I=-3A，E=2V,R=1ΩUab=？（实际方向与参考方向一致）ab()IREU解：UREIRabd＋－＋－={[-(-3）]×1+2}V=5V四、电路功率p=uiRu=2Vi=1Ap=2×1=2W电阻消耗2w功率p=2×2=4W电源吸收4w功率（负载）p=2×2=4Wi=2Au=2V+－i=2A－+u=2V电源释放4w功率（电源）二者意义不同[例]i=1Au=7VPN1=7WPN2=7W电路N1释放能量为电源电路N2吸收能量为负载+-+-2Ω8Ωui5V15VN1N2功率的判断含源网络Niu1、u、i为关联参考方向：若：p=ui0，（即u0，i0;或u0，i0）正电荷都是从低电位流向高电位，需外力做功，网络释放能量，为电源。若：p=ui0，（即u0，i0;或u0，i0）正电荷都是从高电位流向低电位，电场力做功，网络吸收能量，为负载。2、u、i为非关联参考方向：若：p0,电路吸收能量，为负载。含源网络Niu若：p0,电路释放能量，为电源。§1—2电阻、电容、电感元件线性电路非线性电路组成电路的全部非源元件都是线性元件。组成电路的全部非源元件中有非线性元件。元件上u(t)与i(t)的关系满足单一性和可叠加性。单一性：若u(t)与i(t)成比例；则Ku(t)与Ki(t)成比例。R二极管iuiuD线性元件：可叠加性：若u1(t)与i1(t)成比例，若u2(t)与i2(t)成比例；则u1(t)+u2(t)与i1(t)+i2(t)成比例。本课程主要介绍线性电路的理论和分析方法。u=iR一、电阻u=–iRp=ui=i2R=u2R电阻元件约束方程RiuRiu212ttdtRiW几种常见的电阻元件普通金属膜电阻绕线电阻电阻排热敏电阻二、电容q=cucC+q–quciciC==CdqdtduCdt电容元件约束方程ictuC0iC0p0正向充电uC≠0iC=0隔直作用p0正向放电p0反向充电p0反向放电uct用iC表示uCuc(0)=0uC(t)=iC(t)dt=uC(0)+iC(t)dt1C0t1CuC(t)=uC(t0)+iC(t)dtt0t1Cuc(0)≠0电容储存能量：WC=cu212wC=uC(t)cdt=cuCduC=c[u2(t2)–u2(t1)]duCdtt1t2t1t212电容具有动态性质电容是储能元件电容具有记忆功能tic几种常见的电容器普通电容器电力电容器电解电容器三、电感自感（由线圈本身电流的变化产生）Ψ=NΦ=Liu=N=LdΦdtdidt电感元件约束方程i0,u0,或i0,u0，即p0;电感吸收能量i0,u0,或i0,u0，即p0;电感释放能量i=常数，u=0;电感相当于短路LiuiuΦ用uL表示iL电感储存能量：WL=Li2121LiL(t)=iL(0)+uLdt0t1LiL(t)=iL(t0)+uLdtt0t几种常见的电感元件带有磁心的电感陶瓷电感铁氧体磁芯四、电气设备的额定值任何电气设备的电压、电流和功率都有一定的限额额定值额定转速nN额定电压UN额定电流IN额定功率PN负载设备通常工作于额定状态。*电源设备的额定功率标志着电源的供电能力，是长期运行时允许的上限值。*电源输出的功率由外电路决定，不一定等于电源的额定功率。*作业1.2.2，1.2.3，1.2.4