114电路及其分析方法解析.pptx

马红梅马红梅电工及电子技术电工及电子技术 华科电信学院 电工电工电子电子电工电工电子电子电工及电子技术电工及电子技术 继电接触器控制系统继电接触器控制系统磁路磁路电路电路三相异步电动机三相异步电动机可编程控制器可编程控制器数字电子数字电子模拟电子模拟电子实验名称实验名称班级班级实验时间实验时间地点地点周次周次星期星期节次节次实验实验一一线性有源二端网络等效线性有源二端网络等效电路测量电路测量B11-4411、2实验楼实验楼406406B11-5431、2实验实验二二电感性负载电路和功率电感性负载电路和功率因数的提高因数的提高B11-55、B11-45、实实验验三三三相异步电动机正反转三相异步电动机正反转控制线路实验控制线路实验B11-4939、10实验楼实验楼307307B11-49311、12B11-59313、14B11-59211、12实验实验四四单级放大电路的调试与单级放大电路的调试与测量测量B11-513411、12实验楼实验楼402402B11-413413、14实验实验五五组合逻辑电路的测试组合逻辑电路的测试B11-41641、2实验楼实验楼404404B11-51643、4实验课程安排实验课程安排（采矿专业）（采矿专业）实验名称实验名称班级班级实验时间实验时间地点地点周次周次星期星期节次节次实验一实验一线性有源二端网络等效电路测量线性有源二端网络等效电路测量B11-1421、2实验楼实验楼406406B11-2441、2实验二实验二日光灯及其功率因数的测量日光灯及其功率因数的测量B11-21117、8B11-111111、12实验三实验三异步电动机的继电接触器控制异步电动机的继电接触器控制B11-11411、2实验楼实验楼307307B11-11417、8B11-21421、2B11-214211、12实验四实验四单级放大电路的调试与测量单级放大电路的调试与测量B11-21817、8实验楼实验楼402402B11-118111、12实验课程安排实验课程安排（材科专业）（材科专业）实验课程安排实验课程安排 一班一班 二班二班 实验实验 1 第第7周周周周17/8节节11/12节节 实验实验 2 第第10周周周周311/12节节 3/4节节 实验实验 3 第第14周周周周111/12节节11/12节节7/8节节 实验实验 4 第第18周周周周1 周次周次 地点地点1/2节节3/4节节13/14节节 崇实楼崇实楼 406 崇实楼崇实楼 307 崇实楼崇实楼 401备注备注今天今天7、8节不上课节不上课今天今天7、8节不上课节不上课答疑答疑：每周每周二二 3、4节崇实楼节崇实楼307电机实验室电机实验室 第第1 1章章 电路及其分析方法电路及其分析方法 1.1 电路的作用于及组成部分电路的作用于及组成部分1.2 电路模型电路模型 1.3 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向1.1 电路的作用及组成部分电路的作用及组成部分一、电路的作用一、电路的作用 1.传输和处理信号传输和处理信号 放放大大器器话筒话筒扬声器扬声器 2.实现电能的传输和转换实现电能的传输和转换 发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器负载负载(电灯电灯)(电动机电动机)(电炉电炉)输电线输电线二、电路的结构二、电路的结构电路电路 =电源电源 +中间环节中间环节 +负载负载 电源电源:提供提供电能的装置电能的装置发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉输电线输电线中间环节：中间环节：传递、分传递、分配和控制电能的作用配和控制电能的作用负载负载:取用取用电能的装置电能的装置结论结论例如：一个白炽灯在有电流通过时，例如：一个白炽灯在有电流通过时，iR R L 消耗电消耗电能能(电阻性电阻性)产生产生磁场磁场储存磁场能量储存磁场能量(电感性电感性)忽略忽略 L L 为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下常忽略为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质，把它看成实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质，把它看成理理想电路元件想电路元件。1.2 电路模型电路模型激激 励：励：电源或信号源的电压或电流。电源或信号源的电压或电流。响响 应：应：激励在电路中产生激励在电路中产生的电压或电流。的电压或电流。电路实体电路实体电路模型电路模型电路模型：电路模型：用理想电路元件组成的电路。用理想电路元件组成的电路。SER+R0电路分析：电路分析：讨论讨论激励激励与与响应响应的关系的关系。1.3 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向一一.电压、电流的实际正方向电压、电流的实际正方向物理量物理量实实 际际 方方 向向电流电流 I正电荷运动的方向正电荷运动的方向电动势电动势E (电位升高的方向电位升高的方向)电压电压 U(电位降低的方向电位降低的方向)高电位高电位 低电位低电位 单单 位位kA、A、mA、A低电位低电位 高电位高电位kV、V、mV、VkV、V、mV、V问题的提出：问题的提出：中物理量的实际方向，电路如何求解？中物理量的实际方向，电路如何求解？IR电流方向电流方向AB电流方向电流方向AB在复杂电路中难于判断元件在复杂电路中难于判断元件解决办法：解决办法：在解题前先任意设定一个正方向，作为在解题前先任意设定一个正方向，作为 根据电路的定律、定理，列出物理量间根据电路的定律、定理，列出物理量间参考方向；参考方向；相互关系的代数表达式；相互关系的代数表达式；根据计算结果，确定实际方向根据计算结果，确定实际方向；若计算结果为若计算结果为正正，则实际方向与假设方向，则实际方向与假设方向一致一致；若计算结果为若计算结果为负负，则实际方向与假设方向，则实际方向与假设方向相反相反；1.1.参考方向：参考方向：任意假定的方向。任意假定的方向。二二.电压、电流的参考方向电压、电流的参考方向物理量的正方向物理量的正方向物理量的正方向物理量的正方向实际正方向实际正方向实际正方向实际正方向参考正方向参考正方向参考正方向参考正方向 当所假设电流正方向与实际电当所假设电流正方向与实际电值为正，反之为负。值为正，反之为负。R+R0IE流正方向一致时，所得电流的数流正方向一致时，所得电流的数电流：电流：Uab 双下标双下标电压：电压：Iab 双下标双下标箭箭 标标abU值才有正负之分。值才有正负之分。2.2.参考方向的表示方法：参考方向的表示方法：箭箭 标标abRI正负极性正负极性+abU（高电位在前，低电位在后）（高电位在前，低电位在后）注意注意注意注意:在参考方向选定后在参考方向选定后,电流电流(或电压或电压)关联参考方向：关联参考方向：当当a a、b b两点间所选择的电压参两点间所选择的电压参 考方向由考方向由a a指向指向b b时，也选择电流的参考方向时，也选择电流的参考方向 经电路由经电路由a a指向指向b b，这种电压与电流参考方向，这种电压与电流参考方向 一致的定义方式称为一致的定义方式称为关联参考方向关联参考方向。否则称。否则称 为为非关联参考方向非关联参考方向实际方向与参考方向实际方向与参考方向一致一致，电流，电流(或电压或电压)值为值为正值正值；实际方向与参考方向实际方向与参考方向相反相反，电流，电流(或电压或电压)值为值为负值负值。3.3.实际方向与参考方向的关系实际方向与参考方向的关系I=0.28A I =0.28A 电动势电动势为为E=3V方向由负极方向由负极指向正极指向正极；U+R0E3VU+例例1:1:电路如图所示。电路如图所示。电流电流I的参考方向的参考方向与实际方向相同，与实际方向相同，I=0.28A,由由 流向流向,反之亦然反之亦然。电压电压U的参考方向与实际方的参考方向与实际方向相反向相反,U=2.8V;即即:U=U 电压电压U的参考方向与实际方向的参考方向与实际方向相同相同,U=2.8V,方向由方向由 指向指向；2.8V 2.8V4.4.欧姆定律欧姆定律欧姆定律：欧姆定律：流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。或或(1)(2)当当电流电流和和电压电压的正方向定义为的正方向定义为关联方向关联方向时，时，欧姆定欧姆定 律律如如(1)(1)式式 当当电流电流和和电压电压的正方向定义为的正方向定义为非关联方向非关联方向时，时，欧欧姆姆 定律定律如如(2)(2)式式 例例2 2：应用欧姆定律对如下各图列出表达式，并应用欧姆定律对如下各图列出表达式，并 求出电阻值。求出电阻值。UIR6V2A(a)UIR6V-2A(b)UIR-2A-6V(d)UIR(c)-6V 2A解：对于解：对于(a)(a)图图对于对于(b)(b)图图对于对于(c)(c)图图对于对于(d)(d)图图UIR-2A-6V(d)UIR(c)-6V 2AURIRREab例例3 3：a a和和b b两端电阻串电压源两端电阻串电压源,已知已知,问当问当Uab分别为分别为3V3V和和1V1V时，时，解：解：假设电路中电流和电压的参考方向如图所示假设电路中电流和电压的参考方向如图所示 列电路方程列电路方程 数值计算数值计算时时,时时,（实际方向与假设方向一致）（实际方向与假设方向一致）（实际方向与假设方向相反）（实际方向与假设方向相反）注意注意 在解题的过程中，一定要先假定正方向，在解题的过程中，一定要先假定正方向，为避免出错，常把为避免出错，常把 U 和和 I 的方向按相的方向按相 欧姆定律欧姆定律仅适用于参考方向一致仅适用于参考方向一致的情况。若不一致，应加负号。的情况。若不一致，应加负号。然后再列方程计算，缺少参考方向的物然后再列方程计算，缺少参考方向的物理量是没有物理意义的。理量是没有物理意义的。同同方向假设。方向假设。1.4 电源有载工作、开路和短路电源有载工作、开路和短路负载端电压负载端电压 U=IR 特征特征:一、电源有载工作一、电源有载工作RIR0+-EU+-电流的大小由负载决定。电流的大小由负载决定。在电源有内阻时，在电源有内阻时，I U 。或或 U=E IR0 当当当当 R R0 0R R 时，时，时，时，当负载变化时，当负载变化时，当负载变化时，当负载变化时，U U变化不大，即带负载能力强。变化不大，即带负载能力强。变化不大，即带负载能力强。变化不大，即带负载能力强。电源的外特性电源的外特性EUI0R R R R0 0 0 0越大越大越大越大斜率越大斜率越大斜率越大斜率越大二二.功率与功率平衡功率与功率平衡UI=EI R0I2 P=PE P 电源产电源产生功率生功率内阻消内阻消耗功率耗功率电源输电源输出功率出功率功率的单位：瓦功率的单位：瓦 特特(W)或千瓦或千瓦(kW)电源产电源产生功率生功率=负载取负载取用功率用功率+内阻消内阻消耗功率耗功率功率功率平衡式平衡式U=E R0I R0E+RI+U 功率的平衡关系功率的平衡关系：功率的计算及电源与负载的判别功率的计算及电源与负载的判别U、I 参考方向不同参考方向不同，P=UI 0，电源电源；P=UI 0，负载负载。U、I 参考方向相同，参考方向相同，P=UI 0 0，负载负载；P=UI 0，电源电源。(a)(a)根据根据根据根据 U U、I I 的实际方向判别的实际方向判别的实际方向判别的实际方向判别（b b b b）根据）根据）根据）根据 U U、I I 的参考方向判别的参考方向判别的参考方向判别的参考方向判别电源：电源：U、I 实际方向相反，即电流从实际方向相反，即电流从“+”+”端流端流 出。出。（发出功率发出功率）负载：负载：U、I 实际方向相同，即电流从实际方向相同，即电流从“-”端流端流 出出。（吸收功率吸收功率）IRo1+-E1U+-U1+-E2+-U2Ro2负载负载电源电源例例1.4.1 1.4.1 如图，如图，U=220=220V,I=5=5A,内阻内阻 试求电源的电动势试求电源的电动势E1和负载的反电动势和负载的反电动势E2；试说明功率的平衡试说明功率的平衡。例例11已知：图中已知：图中 UAB=3 V，I=2 A 解解 因为此例中电压、电流的参考方向相同因为此例中电压、电流的参考方向相同求：求：N N 的功率，并说明它是电的功率，并说明它是电源还是负载。源还是负载。想一想，若根据电压电流想一想，若根据电压电流的实际方向应如何分析？的实际方向应如何分析？NABI P=UI=3 (2)=6 W所以是电源。所以是电源。三三三三.电气设备的额定值与实际值电气设备的额定值与实际值电气设备的额定值与实际值电气设备的额定值与实际值额定值额定值:电气设备在正常运电气设备在正常运 行时的规定使用值行时的规定使用值电气设备的三种运行状态电气设备的三种运行状态电气设备的三种运行状态电气设备的三种运行状态欠载欠载(轻载轻载)：过载过载(超载超载)：额定状态：额定状态：U电源电源+IP电源输出的电流和功电源输出的电流和功率由负载的大小决定率由负载的大小决定S1S2S3I IN，P IN，P PN (设备易损坏设备易损坏设备易损坏设备易损坏)1.4.2 电源开路电源开路R0E+RI+U开路电压开路电压1.4.3 电源短路电源短路R0E+RI+U短路电流短路电流 谢谢！谢谢！