2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部1任課教師：機電與汽車工程教學部

姜海聯系電話：139823900192022/12/116:28:30機電與汽車工程教學部1任緒論一、課程的地位和主要內容電工電子技術——研究電工技術和電子技術的理論及其應用的科學技術。電工電子技術分為：電工技術：電路分析基礎，磁路與電機及其控制

內容涵蓋：第一章至第六章電子技術：模擬電子技術，數字電子技術

內容涵蓋：第七章至第九章2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部2緒論2022/12/116:28:30機電與汽車工程教二、電工電子技術的發展與應用發展1785年，庫侖確定電荷間的作用力；1826年，歐姆提出“歐姆定律”；1831年，法拉第發現電磁感應現象；1834年，雅可比造出第一臺電動機；1864年，麥克斯韋提出電磁波理論；1883年，發現熱電子效應，制成了真空二極管；1895年，馬可尼和波波夫實現第一次無線電通信；1904年，弗萊明發明第一只電子管（二極管）；1905年，真空三極管在美國問世；1946年，誕生第一臺電子計算機；1947年，貝爾實驗室發明第一只晶體管；1958年，德克薩斯公司發明第一塊集成電路。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部3二、電工電子技術的發展與應用2022/12/116:28:現狀容量大型化：功率電子技術器件小型化：微電子技術設計自動化：EDA技術2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部4快速發展原因電能易轉換易傳輸易控制現狀2022/12/116:28:33機電與汽車工程教學部2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部5電工電子技術的典型應用2022/12/116:28:33機電與汽車工程教學部5電三、如何學好電工電子技術課程特點：內容多且廣、學時相對少1、注意掌握“三基”：基本原理、基本分析方法、基本應用2、注重綜合分析與設計注重工程化素質培養3、提高學習效率、培養自學能力課堂、答疑、作業、自學、討論、實驗2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部6三、如何學好電工電子技術2022/12/116:28:33四、期末成績評定（1）平時成績占總成績的50%組成：作業占20%

筆記占20%

課堂表現和出勤占10%（2）期末筆試成績占50%（3）其他加分按比例2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部7四、期末成績評定2022/12/116:28:34機電與汽第一章直流電路內容：1、直流電路的基本概念2、電阻和電阻器3、歐姆定律4、簡單電路的連接5、復雜電路的計算2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部8第一章直流電路2022/12/116:28:34機電第一節直流電路的基本概念如圖1—1所示為我們日常生活中常用的手電筒及其電路圖，試從該電路入手，學習電路的基本知識，并且能夠分析電路的組成以及它的工作狀態。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部9第一節直流電路的基本概念2022/12/116:2知識鏈接一

電路及電路圖1、電路的組成

電路是由實際元器件構成的電流的通路。是為了某種需要由電工設備或電路元件按一定方式組合而成。任何一個完整的電路，不論其結構和作用如何，通常是由電源、負載、導線和開關等組成，日常生活中的手電筒是一個最簡單的直流電路如圖1-1所示，由干電池、開關、燈泡和導線組成的。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部10知識鏈接一電路及電路圖2022/12/116:28:3（1）電源是把其他形式的能量轉換成電能的裝置向電路提供電能，例如發電機、蓄電池等。（2）負載是把電能轉化成其他形式能量的裝置，在電路中是接受電能的設備。例如建筑工地的照明燈、電動機、電爐、電烙鐵等。（3）中間環節包括導線和負載，它是電源和負載之間不可缺少的連接、控制和保護部件，如連接導線、開關設備、測量設備以及各種繼電保護設備等，它的作用是輸送和控制電能。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部11（1）電源是把其他形式的能量轉換成電能的裝置向電路提供電能，2、電路的作用實現電能的傳輸、分配與轉換實現信號的傳遞與處理2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部12發電機升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機電爐...輸電線放大器揚聲器話筒2、電路的作用2022/12/116:28:35機電與汽車3、電路的狀態（1）開路（斷路）（2）短路（3）負載工作狀態4、電路圖如手電筒的實物圖形表示的實際電路，它直觀形象，但畫起來復雜，不便于分析和研究。因此，在分析和研究電路時，總是把這些設備抽象成理想化的模型，用國家規定的圖形和符號表示。這種用統一規定的圖形符號畫出的電路模型圖稱為電路圖，能夠幫助人們了解整個電路的工作原理和電器的安裝順序，了解各部分的作用，P4表為電路中常用的部分電工圖形符號及文字符號。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部133、電路的狀態2022/12/116:28:36機電與汽車知識鏈接二

電路的基本物理量

1、電流定義：電流的大小用單位時間內通過導體橫截面上電量的大小來衡量。

表達式：I=Q/t單位及其換算：在國際單位制（SI）中，單位是安培（A），簡稱安。工程上常用的單位還有KA、mA、μA，他們的關系為：1KA=103A=106mA=109μA2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部14知識鏈接二電路的基本物理量2022/12/116:28電流的方向：電流不但有大小而且還有方向，電流的方向，習慣上規定以正電荷的運動方向為電流方向（實際方向）。在分析電路時，有時難以判定某處電流的方向，此時先可以任意選擇某一方向為電流的參考方向。然后列方程求解。當解出的電流為正值時，就認為電流實際方向與參考方向一致，反之，為負時，就認為電流方向與參考方向相反。例題：P5例1電流的分類：直流電和交流電2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部15電流的方向：電流不但有大小而且還有方向，電流的方向，習慣上規2、電壓

定義：電路中要有電流，必須要有電位差，有了電位差，電流才從電路中的高電位點流向低電位點。電壓是指電路中（或電場中）任意兩點之間的電位差單位：在國際單位制（SI）中，電壓的單位是伏特（V），簡稱伏。工程上常用的單位還有毫伏（mV）、微伏（μV）和千伏（KV），換算關系為：1KV=103V1V=103mV=106μV2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部162、電壓2022/12/116:28:39機電與汽車工程教3、電位

定義：電壓又叫電位差，它表示電場中兩點間點位的差別。而電位是電場力把單位正電荷從A點移到參考點所做的功；點位的選?。簠⒖键c的電位等于零，參考點可以任意選取，通常選大地為參考點。用符號φ表示。在電場中，任意兩點（如A、B）之間的電壓就等于著兩點間的電位差，即：UAB=φA-φB例題：P6例二2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部173、電位 2022/12/116:28:40機電與汽車工程4、電動勢在手電筒的電路中，由于電源兩端有恒定的電壓，燈泡才持續發光。要維持恒定的電壓，電源內部就必須通過其他形式能量的作用，產生一種外力克服電場力，將正電荷源源不斷地移到正極，這種力叫電源力。電池中的電源力是電解液和極間化學作用產生的，發電機的電源力是電磁作用產生的。電動勢是衡量電源將非電能轉化為電能本領的物理量。電動勢的定義為：在電源內部，電源力將單位正電荷從電源負極移動到電源正極所做的功，用字母E表示。電動勢的實際方向是由電源負極經電源內部指向電源正極。在分析問題時也可加設參考方向。電動勢的單位與電壓單位相同。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部184、電動勢2022/12/116:28:41機電與汽車工程5、電能（電功）

定義：在導體兩端加上電壓，導體內就建立了電場，電場力在推動自由電子定向移動中要做功。表達式：設導體兩端電壓為U，通過導體橫截面的電荷量為q，電場力所做的功及電路消耗的電能W=qU,由于q=It，所以W=UIt，式中，W、U、I、t的單位分別為焦耳（J）、伏特（V）、安培（A）、秒（S）。電能的單位：為瓦·秒即焦耳（J），它表示功率為1W的用電設備在1s

時間內所消耗的電能，實際生活中測量電能的電度表的單位是千瓦小時（kW·h），稱為1度電。1度電＝lkW·h＝3.6×10

6J

2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部195、電能（電功）2022/12/116:28:42機電與汽6、電功率定義：在一段時間內，電路產生或消耗的電能與時間的比值叫做電功率，用P表示。則P=W/t或P=UI式中，P、U、I的單位應分別為瓦（W）、伏特（V）、安培（A）。可見一段電路上的電功率，跟這段電路兩端的電壓和電路中的電流成正比。用電器上通常標明它的電功率和電壓，叫做用電器的額定功率（PN）和額定電壓(UN).如果給它加上額定電壓，它的功率就是額定功率，這時用電器正常工作。根據額定功率和額定電壓，可以很容易計算出用電器的額定電流。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部206、電功率2022/12/116:28:45機電與汽車工程第二節電阻和電阻器一、導體電阻當金屬導體兩端加上電壓時，金屬導體中的自由電子作定向運動形成電流。自由電子在運動中跟金屬正離子頻繁碰撞，這種碰撞阻礙了自由電子的定向運動，即對電流有阻礙作用。我們用電阻來描述這種阻礙作用。不僅金屬有電阻，其它物體也有電阻。對金屬導體來說，它的電阻是由導體的長短、粗細、材料以及溫度決定的。在保持溫度（20℃）不變條件下，電阻R與導體的長度l成正比，與導體的截面積S成反比。即R=ρ式中，ρ為材料的電阻率，單位為Ω·m（歐米）。不同的物質有不同的電阻率，電阻率的大小反映了各種材料的導電性能的好壞，電阻率越小的物質導電性能越好。通常將電阻率小于10-6Ω·m的材料稱為導體；電阻率大于107Ω·m的材料稱為絕緣體；而電阻率的大小介于導體和絕緣體之間的材料，稱為半導體。幾種常見材料的電阻率見表1-2所示。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部21第二節電阻和電阻器2022/12/116:28:46機2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部22材料名稱電阻率ρ/Ω·m（20℃）平均電阻溫度系數α/℃（0～100℃）導體銀銅鋁鐵鎢鋼錫錳銅康銅鐵鉻鋁合金1.59×10-81.69×10-82.65×10-89.78×10-85.48×10-81.30~2.50×10-71.14×10-74.2～4.8×10-74.8～5.2×10-71.3～1.4×10-63.8×10-

33.93×10-

34.23×10-35.0×10-

34.5×10-

36.0×10-

34.4×10-

36×10-

45×10-

42.8×10-

4半導體碳鍺硅3.5×10-50.62300-0.5×10-

3絕緣體塑料陶瓷云母石英玻璃1015～10161012～10131011～101575×10161010～10142022/12/116:28:47機電與汽車工程教學部22二、溫度變化對電阻的影響一般金屬的電阻隨溫度的上升而增大，溫度每升高1℃時，金屬電阻的增加量約為千分之三至千分之六。所以，溫度變化不大時，金屬電阻可認為是不變的。但當溫度變化大時，電阻的變化就不可忽視。例如，40W白熾燈的燈絲電阻在不發光時約為100Ω，正常發光時超過1kΩ，即超過原來的10倍。而半導體、電解液、絕緣體等的電阻卻溫度上升而減小。電阻隨溫度變化的情況如圖所示。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部23二、溫度變化對電阻的影響2022/12/116:28:49根據實驗可知，在初始溫度為t1時，電阻為R1，當溫度為t2時，電阻為R2，它們之間存在著下列關系R2=R1[1+α（t2-t1）]式中，α為電阻溫度系數，單位為1/℃。根據電阻溫度系數，利用式R2=R1[1+α（t2-t1）]就可以計算出不同溫度下物質的電阻值。例如：若20℃時某銅線的電阻為540Ω，到30℃時約為561Ω。溫度傳感器就是利用材料的電阻隨溫度發生變化的特征而制成的一類非常有用的測量元件。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部24根據實驗可知，在初始溫度為t1時，電阻為R1，當溫度為t2時【例】有一臺電動機，其線圈是銅芯漆包線，在常溫26℃時測得電阻為1.25Ω，通電運行3h后，測得電阻為1.5Ω，問此時電動機的溫度是多少？

解：從表1-1中查的銅的α=3.93×10-31/℃，由R2=R1[1+α（t2-t1）]得t2=℃=76.89℃2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部25【例】有一臺電動機，其線圈是銅芯漆包線，在常溫26℃時測得電三、線性電阻常用線性電阻外形如圖所示。電阻元件的參數（例如阻值、功率、允許誤差等）一般都直接標注在電阻上，也有使用色環來表明，緊靠電阻器一端的色環為第一環，而另一端則為最后一環。色環表示的意義見表所示。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部26三、線性電阻2022/12/116:28:51機電與汽車工2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部27顏色有效數字乘數允許偏差%工作電壓銀色10-2±10金色10-1±5黑色010-04棕色1101±16.3紅色2102±210橙色310316黃色410425綠色5105±0.532藍色6106±0.2540紫色7107±0.150灰色810863白色9109+50，-20無色±202022/12/116:28:51機電與汽車工程教學部27四、固定電阻色環的識讀色環通常有四道，其中三道相距較近，作為阻值標注，第一道、第二道各代表一位數字，第三道則代表零的個數。第四道距前三道較遠，作為誤差標注，例如阻值為27kΩ、允許偏差±5%的電阻器。阻值為17.4Ω、允許偏差為±1%的電阻器。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部28四、固定電阻色環的識讀2022/12/116:28:59機敏感電阻器敏感電阻是指對溫度、電壓、濕度、關照、氣體、磁場、壓力等敏感的電阻器。如熱敏電阻、壓敏電阻、濕敏電阻、光敏電阻等。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部29敏感電阻器熱敏電阻壓敏電阻濕敏電阻光敏電阻2022/12/116:29:00機電與汽車工程教學部29五、額定值

1、額定電壓、額定電流、額定功率以及電氣設備的銘牌。2、滿載、輕載以及過載或超載例題：P11例52022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部30五、額定值2022/12/116:29:02機電與汽車工程第三節歐姆定律1、一段電路的歐姆定律

如圖所示為不含電源的部分電路。當電阻兩端加上電壓時，電阻中就會有電流通過，如果加在R兩端的電壓U發生變化時，流過電阻的電流也隨著變化，而且這種變化是成比例的，即寫成公式就是：I=U/R上式說明：流過導體的電流強度與這段導體兩端的電壓成正比，與這段導體的電阻成反比，這一規律稱為歐姆定律，它揭示了電流、電壓、電阻三者之間的聯系，是電路的基本定律之一，應用非常廣泛。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部31第三節歐姆定律2022/12/116:29:02機電與

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2022/12/116:29:04機電與汽車工程教學部3

2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部33

2022/12/116:29:04機電與汽車工程教學部3知識鏈接四

簡單直流電路的連接及應用1、電阻的串聯及應用

在電路中，若兩個或兩個以上的電阻按順序一個接一個地連成一串，使電流只有一個通路，電阻的這種連接方式叫做電阻的串聯。電路串聯的特點：電流處處相等I=I1=I2=I3=…=In電阻可以用一個等效電阻R替代：R=R1+R2+R3+…+Rn電路兩端的總電壓等于各個電阻兩端的電壓之和，即：U=U1+U2+U3+…+Un電阻的串聯應用很廣泛，在實際工作中常見的應用有：2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部34知識鏈接四簡單直流電路的連接及應用2022/12/11（1）用幾個電阻串聯來獲得阻值較大的電阻。（2）采用幾個電阻構成分壓器，使同一電源能供給幾種不同的電壓。（3）當負載的額定電壓低于電源電壓時，可用串聯的辦法來滿足負載接入電源使用的需要。例如可以將兩個相同的6V的指示燈串聯后接到12V電源中使用。（4）利用串聯電阻的方法來限制和調節電路中電流的大小。例如在建筑電氣中的調光和風扇的調速使用的變阻器。（5）在電工測量中廣泛應用電阻的串聯來擴大電壓表的測量量程。例題：P152022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部35（1）用幾個電阻串聯來獲得阻值較大的電阻。2022/12/1

【例】圖所示為某萬用表的直流電壓部分，它有五個量程，分別為U1=2.5V，U2=10V，U3=50V，U4=250V，U5=500V，表頭參數Rg=3kΩ，Ig=50μA，求分壓電阻。

解：用歐姆定律分別求出分壓電阻的值為36／628【例】圖所示為某萬用表的直流電壓部分，它有五個量程2、電阻的并聯及應用兩個以上的電阻首尾各自連接在兩個端點之間，使每個電阻都直接承受同一個電壓，這樣的電路稱為并聯電路。電阻并聯的特點：各電阻兩端的電壓相等，且等于電路兩端的電壓，即U=U1=U2=…=Un總電流等于流過各并聯電阻的電流之和，即I=I1+I2+…+In

總電阻的倒數等于各并聯電阻的倒數之和，即2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部372、電阻的并聯及應用2022/12/116:29:09機電（1）用幾個電阻并聯來獲得阻值較小的電阻，且這個電阻的阻值小于并聯電阻中任意一個電阻的阻值。（2）凡是工作電壓相同的負載幾乎全是并聯，例如建筑施工現場的電動機以及各種照明燈都是并聯使用的。（3）在電工測量中，廣泛應用并聯電阻的方法來擴大電流表的量程。例題：P162022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部38（1）用幾個電阻并聯來獲得阻值較小的電阻，且這個電阻的阻值小【例】工程上常采用并聯分流電阻的方法來擴大電流表的量程，如圖所示。某量程為100μA的微安表，其內阻為1kΩ，現要改裝成量程為1A的電流表，需要并聯多大的電阻？

解：微安表允許通過的最大電流為Ig=100μA=0.1mA.分流電阻R上通過的電流為IR=I-Ig=(1000-0.1)mA=999.9mA由于并聯電路各支路電壓相等（Ug=UR），因此RgIg=RIR可見，該微安表并聯0.1Ω電阻后，其量程就擴大為1A的電流表。

39／628【例】工程上常采用并聯分流電阻的方法來擴大電流表的量程，如圖3、電阻的混聯定義：電路中既有串聯，又有并聯混聯的計算：先等效簡化，最后求總電阻例題：參見P164、電池的連接串連電池組的特點與電阻相似；輸出電壓高并聯電池組的特點及使用；汽車拖拉機供啟動用的蓄電池，輸出電流大習題講解：P182022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部403、電阻的混聯2022/12/116:29:11機電與汽車【例】圖（a）所示的電路中，已知R1=30，R2=13Ω，R3=R4=5Ω，R5=24Ω，R6=14Ω，電路端電壓U=224V，試求通過電阻R6的電流和R6兩端的電壓各為多少?

解：先將圖1-22示的電路根據電流的流向進行整理?？傠娏魍ㄟ^電阻R1后在C點分成兩路，一條支路經R5到D點，另一支路經R3、R6、R4也到D點，電流匯合成總電流通過R2到B點，畫出等效電路如圖（b）所示。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部41【例】圖（a）所示的電路中，已知R1=30，R2=13Ω，R由于R3+R6+R4=（5+14+5）Ω=24Ω=R5所以RCD=電路的總的等效電阻R總為R總=R1+R2+RCD=（30+13+12）Ω=55Ω電路的總電流為I總

=A=4A通過R6的電流和R6兩端的電壓分I6=A=2AU6=R6I6=14×2V=28V42／628由于42／628知識鏈接五復雜電路的計算復雜電路的定義：不能用串聯和并聯電路簡化的且含有多個電源和電阻，不能用歐姆定律解決的電路。幾個相關的專業術語：節點：電路中三條或三條以上導線的連接點。圖1-5中的B、D兩點為節點。圖1-5復雜電路支路：任意兩個節點之間不分叉的一條電路。如圖1-5有BAD、BD、BCD三條支路?；芈罚涸趶碗s電路中由兩條或兩條以上的支路組成的閉合的電路稱為回路。圖1-5中，ABCDA、ABDA、BCDB為三個回路。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部43知識鏈接五復雜電路的計算2022/12/116:29:（1）基爾霍夫電流定律（KCL）基爾霍夫電流定律也稱節點電流定律，其內容為：在任一瞬間，流入電路中任一節點的電流之和等于流出該節點的電流之和。其數學表達式為：∑Ii=∑I0

也可寫為：∑Ii-∑I0=0如果規定流入節點的電流為正，流出節點的電流為負，則可以寫成一般形式：∑I=0 根據基爾霍夫電流定律，對上圖B節點可以列出方程I1+I2-I3=0或I1+I2=I32022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部44（1）基爾霍夫電流定律（KCL）2022/12/116:2（2）

基爾霍夫電壓定律（KVL）基爾霍夫電壓定律也稱為回路電壓定律，其內容為：“在任一時刻，沿電路任一閉合回路，所有支路電壓的代數和恒等于零。”根據電壓的本質含義和定律內容可以看出，基爾霍夫電壓定律是能量守恒的體現。其數學表達式為：∑U=0為了計算方便，一般把負載放在等式的左邊，把電源放在等式的右邊。那么其數學表達式為：∑IR=∑E根據基爾霍夫電壓定律，對上圖中的ABDA回路可列出I1R1+I3R3=E1用此公式是，必須先選定回路的繞行方向。凡是電流的參考方向與繞行方向相同的，取正值；反之，則取負值。同樣，電動勢的實際方向與繞行方向相同的，取正值；反之，則取負值。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部452022/12/116:29:13機電與汽車工程教學部45

（3）基爾霍夫定律的應用1）支路電流法

是應用基爾霍夫第一、第二定律對節點和回路列出所需要的方程組，然后求解各支路電流。其步驟為：（1）選擇各支路電流參考方向。在圖中，選取支路電流I1、I2和I3參考方向如圖中所示。支路電流I1和I2方向向上，支路電流I3方向向下。電流的實際方向由計算結果決定，計算結果為正，說明選取的參考方向與實際方向一致，反之則相反。

2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部46（3）基爾霍夫定律的應用2022/12/116:29:1（2）根據節點數列寫獨立的節點電流方程式。在圖1-29所示電路中，有A和B兩個節點，利用KCL列出節點方程式節點A：I1+I2–I3=0節點B：-I1-I2+I3=0顯然這是2個相同的方程式，說明只有1個方程式是獨立的。一般來說，電路中有n個節點，那么它只能列出（n-1）個獨立方程，求解電路時，可以在n個節點中任選其中（n-1）個方（3）根據自然網孔，利用KVL列回路電壓方程式，補齊不足的方程數。圖所示電路有3條支路，但只有兩個節點，能列寫出1個獨立的電流方程，因此必須再列2個電壓方程補齊3個方程，以便求解3個未知電流。一般情況下以自然網孔為對象列電壓方程為宜，這樣可以防止列寫的電壓方程不獨立。利用KVL，對回路Ⅰ和回路Ⅱ列電壓方程式?；芈发瘢篟1I1-R2I2

+US2-US1=0

回路Ⅱ：R2

I2+R3

I3-US2=0（4）聯立求解方程組，求出各支路電流數值。代入已知數值R1、R2、R3、US1、US2，可求得電流I1、I2、I3。參見P212022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部47（2）根據節點數列寫獨立的節點電流方程式。在圖1-29所示電2）網孔電流法分析步驟如下：先將復雜的電路分成若干個簡單的網孔，假定其電流方向，然后根據基爾霍夫定律列出電壓方程進行計算。例題：參加P222022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部482）網孔電流法2022/12/116:29:16機電與汽車2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部492022/12/116:29:16機電與汽車工程教學部492022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部50任課教師：機電與汽車工程教學部

姜海聯系電話：139823900192022/12/116:28:30機電與汽車工程教學部1任緒論一、課程的地位和主要內容電工電子技術——研究電工技術和電子技術的理論及其應用的科學技術。電工電子技術分為：電工技術：電路分析基礎，磁路與電機及其控制

內容涵蓋：第一章至第六章電子技術：模擬電子技術，數字電子技術

內容涵蓋：第七章至第九章2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部51緒論2022/12/116:28:30機電與汽車工程教二、電工電子技術的發展與應用發展1785年，庫侖確定電荷間的作用力；1826年，歐姆提出“歐姆定律”；1831年，法拉第發現電磁感應現象；1834年，雅可比造出第一臺電動機；1864年，麥克斯韋提出電磁波理論；1883年，發現熱電子效應，制成了真空二極管；1895年，馬可尼和波波夫實現第一次無線電通信；1904年，弗萊明發明第一只電子管（二極管）；1905年，真空三極管在美國問世；1946年，誕生第一臺電子計算機；1947年，貝爾實驗室發明第一只晶體管；1958年，德克薩斯公司發明第一塊集成電路。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部52二、電工電子技術的發展與應用2022/12/116:28:現狀容量大型化：功率電子技術器件小型化：微電子技術設計自動化：EDA技術2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部53快速發展原因電能易轉換易傳輸易控制現狀2022/12/116:28:33機電與汽車工程教學部2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部54電工電子技術的典型應用2022/12/116:28:33機電與汽車工程教學部5電三、如何學好電工電子技術課程特點：內容多且廣、學時相對少1、注意掌握“三基”：基本原理、基本分析方法、基本應用2、注重綜合分析與設計注重工程化素質培養3、提高學習效率、培養自學能力課堂、答疑、作業、自學、討論、實驗2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部55三、如何學好電工電子技術2022/12/116:28:33四、期末成績評定（1）平時成績占總成績的50%組成：作業占20%

筆記占20%

課堂表現和出勤占10%（2）期末筆試成績占50%（3）其他加分按比例2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部56四、期末成績評定2022/12/116:28:34機電與汽第一章直流電路內容：1、直流電路的基本概念2、電阻和電阻器3、歐姆定律4、簡單電路的連接5、復雜電路的計算2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部57第一章直流電路2022/12/116:28:34機電第一節直流電路的基本概念如圖1—1所示為我們日常生活中常用的手電筒及其電路圖，試從該電路入手，學習電路的基本知識，并且能夠分析電路的組成以及它的工作狀態。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部58第一節直流電路的基本概念2022/12/116:2知識鏈接一

電路及電路圖1、電路的組成

電路是由實際元器件構成的電流的通路。是為了某種需要由電工設備或電路元件按一定方式組合而成。任何一個完整的電路，不論其結構和作用如何，通常是由電源、負載、導線和開關等組成，日常生活中的手電筒是一個最簡單的直流電路如圖1-1所示，由干電池、開關、燈泡和導線組成的。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部59知識鏈接一電路及電路圖2022/12/116:28:3（1）電源是把其他形式的能量轉換成電能的裝置向電路提供電能，例如發電機、蓄電池等。（2）負載是把電能轉化成其他形式能量的裝置，在電路中是接受電能的設備。例如建筑工地的照明燈、電動機、電爐、電烙鐵等。（3）中間環節包括導線和負載，它是電源和負載之間不可缺少的連接、控制和保護部件，如連接導線、開關設備、測量設備以及各種繼電保護設備等，它的作用是輸送和控制電能。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部60（1）電源是把其他形式的能量轉換成電能的裝置向電路提供電能，2、電路的作用實現電能的傳輸、分配與轉換實現信號的傳遞與處理2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部61發電機升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機電爐...輸電線放大器揚聲器話筒2、電路的作用2022/12/116:28:35機電與汽車3、電路的狀態（1）開路（斷路）（2）短路（3）負載工作狀態4、電路圖如手電筒的實物圖形表示的實際電路，它直觀形象，但畫起來復雜，不便于分析和研究。因此，在分析和研究電路時，總是把這些設備抽象成理想化的模型，用國家規定的圖形和符號表示。這種用統一規定的圖形符號畫出的電路模型圖稱為電路圖，能夠幫助人們了解整個電路的工作原理和電器的安裝順序，了解各部分的作用，P4表為電路中常用的部分電工圖形符號及文字符號。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部623、電路的狀態2022/12/116:28:36機電與汽車知識鏈接二

電路的基本物理量

1、電流定義：電流的大小用單位時間內通過導體橫截面上電量的大小來衡量。

表達式：I=Q/t單位及其換算：在國際單位制（SI）中，單位是安培（A），簡稱安。工程上常用的單位還有KA、mA、μA，他們的關系為：1KA=103A=106mA=109μA2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部63知識鏈接二電路的基本物理量2022/12/116:28電流的方向：電流不但有大小而且還有方向，電流的方向，習慣上規定以正電荷的運動方向為電流方向（實際方向）。在分析電路時，有時難以判定某處電流的方向，此時先可以任意選擇某一方向為電流的參考方向。然后列方程求解。當解出的電流為正值時，就認為電流實際方向與參考方向一致，反之，為負時，就認為電流方向與參考方向相反。例題：P5例1電流的分類：直流電和交流電2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部64電流的方向：電流不但有大小而且還有方向，電流的方向，習慣上規2、電壓

定義：電路中要有電流，必須要有電位差，有了電位差，電流才從電路中的高電位點流向低電位點。電壓是指電路中（或電場中）任意兩點之間的電位差單位：在國際單位制（SI）中，電壓的單位是伏特（V），簡稱伏。工程上常用的單位還有毫伏（mV）、微伏（μV）和千伏（KV），換算關系為：1KV=103V1V=103mV=106μV2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部652、電壓2022/12/116:28:39機電與汽車工程教3、電位

定義：電壓又叫電位差，它表示電場中兩點間點位的差別。而電位是電場力把單位正電荷從A點移到參考點所做的功；點位的選?。簠⒖键c的電位等于零，參考點可以任意選取，通常選大地為參考點。用符號φ表示。在電場中，任意兩點（如A、B）之間的電壓就等于著兩點間的電位差，即：UAB=φA-φB例題：P6例二2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部663、電位 2022/12/116:28:40機電與汽車工程4、電動勢在手電筒的電路中，由于電源兩端有恒定的電壓，燈泡才持續發光。要維持恒定的電壓，電源內部就必須通過其他形式能量的作用，產生一種外力克服電場力，將正電荷源源不斷地移到正極，這種力叫電源力。電池中的電源力是電解液和極間化學作用產生的，發電機的電源力是電磁作用產生的。電動勢是衡量電源將非電能轉化為電能本領的物理量。電動勢的定義為：在電源內部，電源力將單位正電荷從電源負極移動到電源正極所做的功，用字母E表示。電動勢的實際方向是由電源負極經電源內部指向電源正極。在分析問題時也可加設參考方向。電動勢的單位與電壓單位相同。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部674、電動勢2022/12/116:28:41機電與汽車工程5、電能（電功）

定義：在導體兩端加上電壓，導體內就建立了電場，電場力在推動自由電子定向移動中要做功。表達式：設導體兩端電壓為U，通過導體橫截面的電荷量為q，電場力所做的功及電路消耗的電能W=qU,由于q=It，所以W=UIt，式中，W、U、I、t的單位分別為焦耳（J）、伏特（V）、安培（A）、秒（S）。電能的單位：為瓦·秒即焦耳（J），它表示功率為1W的用電設備在1s

時間內所消耗的電能，實際生活中測量電能的電度表的單位是千瓦小時（kW·h），稱為1度電。1度電＝lkW·h＝3.6×10

6J

2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部685、電能（電功）2022/12/116:28:42機電與汽6、電功率定義：在一段時間內，電路產生或消耗的電能與時間的比值叫做電功率，用P表示。則P=W/t或P=UI式中，P、U、I的單位應分別為瓦（W）、伏特（V）、安培（A）。可見一段電路上的電功率，跟這段電路兩端的電壓和電路中的電流成正比。用電器上通常標明它的電功率和電壓，叫做用電器的額定功率（PN）和額定電壓(UN).如果給它加上額定電壓，它的功率就是額定功率，這時用電器正常工作。根據額定功率和額定電壓，可以很容易計算出用電器的額定電流。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部696、電功率2022/12/116:28:45機電與汽車工程第二節電阻和電阻器一、導體電阻當金屬導體兩端加上電壓時，金屬導體中的自由電子作定向運動形成電流。自由電子在運動中跟金屬正離子頻繁碰撞，這種碰撞阻礙了自由電子的定向運動，即對電流有阻礙作用。我們用電阻來描述這種阻礙作用。不僅金屬有電阻，其它物體也有電阻。對金屬導體來說，它的電阻是由導體的長短、粗細、材料以及溫度決定的。在保持溫度（20℃）不變條件下，電阻R與導體的長度l成正比，與導體的截面積S成反比。即R=ρ式中，ρ為材料的電阻率，單位為Ω·m（歐米）。不同的物質有不同的電阻率，電阻率的大小反映了各種材料的導電性能的好壞，電阻率越小的物質導電性能越好。通常將電阻率小于10-6Ω·m的材料稱為導體；電阻率大于107Ω·m的材料稱為絕緣體；而電阻率的大小介于導體和絕緣體之間的材料，稱為半導體。幾種常見材料的電阻率見表1-2所示。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部70第二節電阻和電阻器2022/12/116:28:46機2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部71材料名稱電阻率ρ/Ω·m（20℃）平均電阻溫度系數α/℃（0～100℃）導體銀銅鋁鐵鎢鋼錫錳銅康銅鐵鉻鋁合金1.59×10-81.69×10-82.65×10-89.78×10-85.48×10-81.30~2.50×10-71.14×10-74.2～4.8×10-74.8～5.2×10-71.3～1.4×10-63.8×10-

33.93×10-

34.23×10-35.0×10-

34.5×10-

36.0×10-

34.4×10-

36×10-

45×10-

42.8×10-

4半導體碳鍺硅3.5×10-50.62300-0.5×10-

3絕緣體塑料陶瓷云母石英玻璃1015～10161012～10131011～101575×10161010～10142022/12/116:28:47機電與汽車工程教學部22二、溫度變化對電阻的影響一般金屬的電阻隨溫度的上升而增大，溫度每升高1℃時，金屬電阻的增加量約為千分之三至千分之六。所以，溫度變化不大時，金屬電阻可認為是不變的。但當溫度變化大時，電阻的變化就不可忽視。例如，40W白熾燈的燈絲電阻在不發光時約為100Ω，正常發光時超過1kΩ，即超過原來的10倍。而半導體、電解液、絕緣體等的電阻卻溫度上升而減小。電阻隨溫度變化的情況如圖所示。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部72二、溫度變化對電阻的影響2022/12/116:28:49根據實驗可知，在初始溫度為t1時，電阻為R1，當溫度為t2時，電阻為R2，它們之間存在著下列關系R2=R1[1+α（t2-t1）]式中，α為電阻溫度系數，單位為1/℃。根據電阻溫度系數，利用式R2=R1[1+α（t2-t1）]就可以計算出不同溫度下物質的電阻值。例如：若20℃時某銅線的電阻為540Ω，到30℃時約為561Ω。溫度傳感器就是利用材料的電阻隨溫度發生變化的特征而制成的一類非常有用的測量元件。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部73根據實驗可知，在初始溫度為t1時，電阻為R1，當溫度為t2時【例】有一臺電動機，其線圈是銅芯漆包線，在常溫26℃時測得電阻為1.25Ω，通電運行3h后，測得電阻為1.5Ω，問此時電動機的溫度是多少？

解：從表1-1中查的銅的α=3.93×10-31/℃，由R2=R1[1+α（t2-t1）]得t2=℃=76.89℃2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部74【例】有一臺電動機，其線圈是銅芯漆包線，在常溫26℃時測得電三、線性電阻常用線性電阻外形如圖所示。電阻元件的參數（例如阻值、功率、允許誤差等）一般都直接標注在電阻上，也有使用色環來表明，緊靠電阻器一端的色環為第一環，而另一端則為最后一環。色環表示的意義見表所示。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部75三、線性電阻2022/12/116:28:51機電與汽車工2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部76顏色有效數字乘數允許偏差%工作電壓銀色10-2±10金色10-1±5黑色010-04棕色1101±16.3紅色2102±210橙色310316黃色410425綠色5105±0.532藍色6106±0.2540紫色7107±0.150灰色810863白色9109+50，-20無色±202022/12/116:28:51機電與汽車工程教學部27四、固定電阻色環的識讀色環通常有四道，其中三道相距較近，作為阻值標注，第一道、第二道各代表一位數字，第三道則代表零的個數。第四道距前三道較遠，作為誤差標注，例如阻值為27kΩ、允許偏差±5%的電阻器。阻值為17.4Ω、允許偏差為±1%的電阻器。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部77四、固定電阻色環的識讀2022/12/116:28:59機敏感電阻器敏感電阻是指對溫度、電壓、濕度、關照、氣體、磁場、壓力等敏感的電阻器。如熱敏電阻、壓敏電阻、濕敏電阻、光敏電阻等。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部78敏感電阻器熱敏電阻壓敏電阻濕敏電阻光敏電阻2022/12/116:29:00機電與汽車工程教學部29五、額定值

1、額定電壓、額定電流、額定功率以及電氣設備的銘牌。2、滿載、輕載以及過載或超載例題：P11例52022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部79五、額定值2022/12/116:29:02機電與汽車工程第三節歐姆定律1、一段電路的歐姆定律

如圖所示為不含電源的部分電路。當電阻兩端加上電壓時，電阻中就會有電流通過，如果加在R兩端的電壓U發生變化時，流過電阻的電流也隨著變化，而且這種變化是成比例的，即寫成公式就是：I=U/R上式說明：流過導體的電流強度與這段導體兩端的電壓成正比，與這段導體的電阻成反比，這一規律稱為歐姆定律，它揭示了電流、電壓、電阻三者之間的聯系，是電路的基本定律之一，應用非常廣泛。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部80第三節歐姆定律2022/12/116:29:02機電與

2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部81

2022/12/116:29:04機電與汽車工程教學部3

2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部82

2022/12/116:29:04機電與汽車工程教學部3知識鏈接四

簡單直流電路的連接及應用1、電阻的串聯及應用

在電路中，若兩個或兩個以上的電阻按順序一個接一個地連成一串，使電流只有一個通路，電阻的這種連接方式叫做電阻的串聯。電路串聯的特點：電流處處相等I=I1=I2=I3=…=In電阻可以用一個等效電阻R替代：R=R1+R2+R3+…+Rn電路兩端的總電壓等于各個電阻兩端的電壓之和，即：U=U1+U2+U3+…+Un電阻的串聯應用很廣泛，在實際工作中常見的應用有：2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部83知識鏈接四簡單直流電路的連接及應用2022/12/11（1）用幾個電阻串聯來獲得阻值較大的電阻。（2）采用幾個電阻構成分壓器，使同一電源能供給幾種不同的電壓。（3）當負載的額定電壓低于電源電壓時，可用串聯的辦法來滿足負載接入電源使用的需要。例如可以將兩個相同的6V的指示燈串聯后接到12V電源中使用。（4）利用串聯電阻的方法來限制和調節電路中電流的大小。例如在建筑電氣中的調光和風扇的調速使用的變阻器。（5）在電工測量中廣泛應用電阻的串聯來擴大電壓表的測量量程。例題：P152022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部84（1）用幾個電阻串聯來獲得阻值較大的電阻。2022/12/1

【例】圖所示為某萬用表的直流電壓部分，它有五個量程，分別為U1=2.5V，U2=10V，U3=50V，U4=250V，U5=500V，表頭參數Rg=3kΩ，Ig=50μA，求分壓電阻。

解：用歐姆定律分別求出分壓電阻的值為85／628【例】圖所示為某萬用表的直流電壓部分，它有五個量程2、電阻的并聯及應用兩個以上的電阻首尾各自連接在兩個端點之間，使每個電阻都直接承受同一個電壓，這樣的電路稱為并聯電路。電阻并聯的特點：各電阻兩端的電壓相等，且等于電路兩端的電壓，即U=U1=U2=…=Un總電流等于流過各并聯電阻的電流之和，即I=I1+I2+…+In

總電阻的倒數等于各并聯電阻的倒數之和，即2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部862、電阻的并聯及應用2022/12/116:29:09機電（1）用幾個電阻并聯來獲得阻值較小的電阻，且這個電阻的阻值小于并聯電阻中任意一個電阻的阻值。（2）凡是工作電壓相同的負載幾乎全是并聯，例如建筑施工現場的電動機以及各種照明燈都是并聯使用的。（3）在電工測量中，廣泛應用并聯電阻的方法來擴大電流表的量程。例題：P162022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部87（1）用幾個電阻并聯來獲得阻值較小的電阻，且這個電阻的阻值小【例】工程上常采用并聯分流電阻的方法來擴大電流表的量程，如圖所示。某量程為100μA的微安表，其內阻為1kΩ，現要改裝成量程為1A的電流表，需要并聯多大的電阻？

解：微安表允許通過的最大電流為Ig=100μA=0.1mA.分流電阻R上通過的電流為IR=I-Ig=(1000-0.1)mA=999.9mA由于并聯電路各支路電壓相等（Ug=UR），因此RgIg=RIR可見，該微安表并聯0.1Ω電阻后，其量程就擴大為1A的電流表。

88／628【例】工程上常采用并聯分流電阻的方法來擴大電流表的量程，如圖3、電阻的混聯定義：電路中既有串聯，又有并聯混聯的計算：先等效簡化，最后求總電阻例題：參見P164、電池的連接串連電池組的特點與電阻相似；輸出電壓高并聯電池組的特點及使用；汽車拖拉機供啟動用的蓄電池，輸出電流大習題講解：P182022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部893、電阻的混聯2022/12/116:29:11機電與汽車【例】圖（a）所示的電路中，已知R1=30，R2=13Ω，R3=R4=5Ω，R5=24Ω，R6=14Ω，電路端電壓U=224V，試求通過電阻R6的電流和R6兩端的電壓各為多少?

解：先將圖1-22示的電路根據電流的流向進行整理?？傠娏魍ㄟ^電阻R1后在C點分成兩路，一條支路經R5到D點，另一支路經R3、R6、R4也到D點，電流匯合成總電流通過R2到B點，畫出等效電路如圖（b）所示。2022/12/1117:36:21機電與汽車工程教學部90【例】圖（a）所示的電路中，已知R1