电工基础ppt课件.ppt

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1、平煤十矿：林备战,电工基础,第一节 电路基础知识,第二节 直流电路,第三节 磁场,第四节 电磁感应,第五节 磁路,目 录,第一节 电路基础知识,一、电流和电压,二、电阻,三、欧姆定律,四、电工和电功率,高水位,水位差,水泵,水流,一、电流和电压,电动势的单位：伏 特(V)电动势的实际方向：负极 正极,电 动 势,电动势的大小在数值上等于电源两端的开路电压.,理想电压源:E=U,如何测出电动势的大小?,非理想电压源:EU,A,O,E=UAO,二、电阻,1 兆欧=103 千欧=106 欧姆 1 M=103 K=106,对于一段材质和粗细都均匀的导体来说，在一定温度下：,三、欧姆定律,U-(V)R-

2、()I-(A),1 部分电路欧姆定律,2 全 电 路 欧 姆 定 律,I,R,电功率,四、电工和电功率,电功,单位：焦耳 千瓦时,单位：瓦特,一、电流和电压,二、电阻,三、欧姆定律,四、电工和电功率,小结,作业,全 电 路 欧 姆 定 律的计算公式是什么？,返回,第二节 直流电路,一、串联电路,二、并联电路,三、混联电路、直流电桥,四、基尔霍夫定律,五、叠加原理,六、戴维南定理,一、串联电路,二、并联电路,三、混联电路、直流电桥,简单电路,复杂电路,四、基尔霍夫定律,1 基尔霍夫第一定律,A,I2,I5,I4,I1+I3=I2+I4+I5,I流入=I流出,I1+(-I2)+I3+(-I4)+(

3、-I5)=0,I=0,移项得,基尔霍夫电流定律仅仅适用于节点吗？,基尔霍夫电流定律的推广于任意假定的封闭面，将闭合面视为一个节点，称为广义节点,Ib+Ic=Ie,再来看一个电路：,I1,I2,I3,S,I1+I2=I3,i1+i2=i4+i6,i=0,i=0,基尔霍夫第一定律的推广举例：,2 基尔霍夫第二定律（回路电压定律）,内容：对任一回路，沿任一方向绕行一周，各 电源电动势的代数和等于各电阻电压降 的代数和。E IR 或 E U,-E2,E1,=,IR1,+IR2,推广：假想回路,A,B,R,E,UAB,E,=,I,IR,UAB,+,UAB,E,IR,=,在多个电源同时作用的线性电路中，任

4、何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。,概念:,五、叠加原理,（电路参数不随电压、电流的变化而改变）,+,“恒压源不起作用”或“令其等于0”，即是将此恒压源去掉，代之以导线连接。,用迭加原理求：I=?,I=2A,I=-1A,I=I+I=1A,“恒流源不起作用”或“令其等于0”，即是将此恒流源去掉，使电路开路。,六、戴维南定理,如果一个复杂电路，只要求某一支路的电流，,可以先把待求支路移开，而把其余部分等效为一个电压源,对外电路来说，任何一个线性有源二端网络，均可以用一个等效电压源来等效代替，电压源电动势等于二端网络的开路电压UOC，其内阻等于有源二端网络内所有

5、电源不起作用时，网络两端的等效电阻Rab。,内容：,“等效”是指对端口外等效，即R两端的电压和流过R的电流不变。,注意：,小结,一、串联电路,二、并联电路,三、混联电路、直流电桥,四、基尔霍夫定律,五、叠加原理,六、戴维南定理,作业,戴维南定理的内容是什么？,返回,第三节 磁场,一、磁 场,二、磁场对电流的作用,1 直线电流的磁场,【右手螺旋定则】,一、磁 场,2 环形电流产生的磁场,【右手螺旋定则】,3 通电线圈产生的磁场,【右手螺旋定则】,磁通,1.电磁力的大小,F=B I,磁场强弱,电流大小,有效长度,B-均匀磁场的磁感应强度(特斯拉T)I-导线中的电流强度(安)L-导线在磁场中的有效长

6、度(米)F-导线受到的电磁力(牛),二、磁场对电流的作用,实验还得出:当导体垂直与磁场方向放置时,受电磁力最大；当导体与磁场平行放置时,导线不受力；当导体与磁场方向夹角，导线受力大小介于0与最大值之间。,F=B Isin,内容:伸出左手,拇指与其余四指垂直，磁力线垂直穿过掌心，四指指示电流方向，则拇指的指向就是通电导线受力的方向,i,F,2 受力方向:电动机左手定则,例：试用左手定则解释两根平行载流直导线间的相互作用力。,结论：如果两根载流导体电流方向相同，相互吸引，反之则排斥。,右手螺旋定则,左手定则,磁,动,电,生,N,S,总结,磁化,互感,电？,涡流,自感,钳表,钳形电流表,磁滞损耗,小

7、结,一、磁 场,二、磁场对电流的作用,作业,受力方向:电动机左手定则的内容是什么？,返回,第四节 电磁感应,二、法拉第电磁感应定律,一、概念,三、楞次定律,一、概念,变化的磁场在导体或线圈中产生电动势的现象叫电磁感应现象。,动磁生电,自感,电流变化闭合断开,内容：线圈中产生感应电动势的大小 与磁通量变化率成正比。,二、法拉第电磁感应定律,三、楞次定律,判断穿过线圈磁通变化产生感应电动势及感应电流的方向.,俄国物理学家楞次经过大量的实验,于1834年发现的!,楞次定律内容:,在线圈中产生的感应电动势总是使它所产生的感应电流的磁通阻碍原有磁通的变化,感应电流的磁通 阻碍 原磁通的变化,感应电流磁通

8、,原磁通增加,感应磁通与之方向 相反,原磁通减少,感应电流磁通,原磁通减少,感应磁通与之方向相同,感应电流的磁通 阻碍 原磁通的变化,判断感应电动势（感应电流）方向的具体方法,1、先确定原磁通方向及其变化趋势(是增加还是减少)；2、根据楞次定律确定感应磁通方向 如果原磁通的趋势是增加,则感应磁通与原有磁通方向相反；反之，原有磁通的变化趋势是减少，则感应磁通与原有磁通方向相同。3、根据感应磁通方向，应用右手螺旋定则确定感应电流及感应电动势方向。,+,-,注意：判断时必须把产生感应电动势的线圈或导体看做是电源。,动磁生电,切割磁力线,磁通变化,动磁生电,旋转电枢式发电机,切割磁力线,磁通变化,动磁

9、生电,旋转磁极式发电机,直导体中产生的感应电动势的大小,e=B sin,em=B,切割方向与磁力线的夹角,切割快慢,有效长度,磁场强弱,当=0时，导体运动方向与磁力线平行，则e=0 当=90时，导体垂直于磁力线运动，则e=Blv(最大),导体切割磁力线产生的感应电动势方向 右手定则,e,i,+,-,内容:伸出右手,拇指与其余四指垂直，磁力线垂直穿过掌心，拇指指示导体切割磁力线的方向，则其余四指的指向就是感应电动势的方向,同名端,应 用,感应电流是从3还是4流出？,电流从哪端流出来很重要吗？,由同一电流感应的电动势，极性始终保持一致的端子为同名端。,1和3称为同名端,结论：电流从一个同名端流入，

10、必定从另一个同名端流出。,表示方法：,涡流,应 用,在交变磁场作用下，整块铁芯中产生的旋涡状感应电流称为涡流。,涡 流 的 害 处,铁芯发热,线圈绝缘,削弱原磁场,请观看,请思考,电动机首尾端测试方法,小结,二、法拉第电磁感应定律,一、概念,三、楞次定律,作业,导体切割磁力线产生的感应电动势方向 右手定则的内容什么？,返回,第五节 磁路,一、磁路的概念,二、磁路的欧姆定律,三、磁化曲线和磁滞回线,磁通(磁力线)集中通过的闭合路径叫磁路。,一、磁路的概念,磁路按结构分为：无分支磁路 和 有分支磁路,对称分支磁路 和 不对称有分支磁路,1、安培环路定律（全电流定律）,在磁场中沿任一闭和回路磁场强度

11、的线积分等于穿过该回路所有电流的代数和，其中电流的正方向与闭合回路的正方向满足右手定则。,LH dl=I,图2 无分支铁心磁路,二、磁路的欧姆定律,1磁动势即 Fm=NI磁动势Em的单位是安培(A)。,2磁阻 磁通通过磁路时所受到的阻碍作用，用Rm表示。,注:由于磁导率 不是常数，所以Rm也不是常数。,3磁路欧姆定律,1.磁路欧姆定律通过磁路的磁通与磁动势成正比，与磁阻成反比，即,上式与电路的欧姆定律相似，磁通 对应于电流I，磁动势Em对应于电动势E，磁阻Rm对应于电阻R。因此，这一关系称为磁路欧姆定律。,磁路欧姆定律,H dl=I,2.串联磁路欧姆定律,全电流定律:,H dl=I,铁心中：,

12、气隙中：,=(RmcRm0)=Rm,右边=I=NI,=F,则有 Rm=F,磁路欧姆定律,磁通势,左边=H dl,=Hc lcH 0 l0,电路断开时,电动势依然存在;,磁路与电路的区别:,磁路是没有开路状态的,也不能有开路状态,因为磁力线是不可能中断的闭合曲线.,表列出了电路与磁路对应的物理量及其关系式。,因为磁导率不是常数,所以磁路欧姆定律一般只做定性分析，不宜在磁路中用来计算.,1起始磁化曲线 定义:将一块尚未磁化的铁磁材料进行磁化，当磁场强度H由零逐渐增大时，磁通密度B将随之增大，曲线B=f(H)就称为起始磁化曲线,起始磁化曲线基本上可分为四段,设计电机和变压器时，为使主磁路内得到较大的磁通量而又不过分增大励磁磁动势，通常把铁心内的工作磁通密度选择在膝点附近,三、磁化曲线和磁滞回线,B,H,铁磁材料的起始磁化曲线,a,b,c,d,2.磁滞性,剩磁,矫顽磁力,磁滞回线,基本磁化曲线,H,B,小结,一、磁路的概念,二、磁路的欧姆定律,三、磁化曲线和磁滞回线,作业,磁路与电路的区别是什么？,返回,