电工原理——电工基础.doc

《电工原理——（电工基础）》
课程学习指导资料

编写：舒朝君

适用专业：电气工程及其自动化

适用层次：专 科（业余）

四川大学网络教育学院
2003年11月

《电工基础》课程学习指导资料

编写：舒朝君
审稿（签字）：
审批（主管教学负责人签字）：
本课程学习指导资料根据该课程教学大纲的要求，参照现行采用教材《电工基础》（白乃平主编，西安电子科技大学出版社，2002年）以及课程学习光盘，并结合远程网络业余教育的教学特点和教学规律进行编写，适用于工科类专业专科学生。

第一部分 课程的学习目的及总体要求

一、课程的学习目的
《电工基础》是高等工业学校专科电类专业必修的一门技术基础课程。它的主要任务是为今后学习专业知识和从事工程技术工作打好电工技术的理论基础，并受到必要的基本技能的训练。
二、课程学习的总体要求
本课程包括电路的基本概念与基本定律，直流电阻电路的分析方法，电感元件与电容元件，正弦交流电路，三相交流电路，负感电路，线性电路的过渡过程，磁路和铁心线圈电路。电路部分学习重在基本概念、基本定律和基本方法的掌握，避免繁琐的公式推导和数学运算。本课程先续课程是高等数学，大学物理，后续课程是模电、数电等。

第二部分 课程学习的基本要求及重点难点内容分析

第一章．电路的基本概念与基本定律
1．1．电路和电路模型
1．2．电路的基本物理量及其参考方向
1．3．电功率和电能
1．4．欧姆定律
1．5．电压源和电流源
1．6．基尔霍夫定律。

熟悉电路的工作状态、电路模型和额定值的意义；
掌握电流、电压、电位及其参考方向；掌握电压源、电流源概念，电功率和电能的概念及计算。
熟悉掌握欧姆定律和基尔霍夫定律的应用计算。
本章的重点：电功率，电压源和电流源，基尔霍夫定律
本章的难点：电流、电压、电位的参考方向，基尔霍夫定律的应用计算
重点例题：例1。1， 例1。4
本章应要求学生完成的作业：1。1；1。4；1。7；1。8；1。13
重点题形：
例：I1=5A,I2=3A,求I3=?.
I1
I2
I3

解：I3=I1+I2=5+3=8A

第二章．直流电阻电路的分析方法
2．1．电阻串并联等效变换
2．2．电阻的星形连接与三角形连接的等效变换
2．3．两种电源的等效变换
2．4．支路电流法
2. 5. 网孔法
2．6．节点电压法
2．7．迭加原理
2．8．戴维南定理
2．9．受控电源介绍
熟悉：节点电压法，电阻的星形连接与三角形连接的等效变换
掌握：电路的基本分析方法
熟悉掌握:迭加定理,支路电流法,戴维南定理，两种电源的等效变换方法。
本章的重点：迭加定理,支路电流法,戴维南定理，两种电源的等效变换方法
本章的难点：戴维南定理, 迭加定理
重点例题：例2.3,例2。6，例2.7, 例2.11,例2。12，例2。14
本章要求学生完成的作业:2.3,2.9,2.10,2.13,2.20,2.21,2.23,2.24,2.25
重点题形：
(例)用迭加原理解出下图中所示的电流I3，设Is1=7A，E2=90V，R1=20Ω，R2=5Ω，R3=6Ω。
解：（a）图可以看成为（b）图和（c）图的迭加。
由（b）图求I3’

由（c）图求I3’’

求I3
I3=I’3+I’’3=10A

第三章．电感元件与电容元件
3．1．电容元件
3．2．电容的串并联
3．3．电感元件
熟悉：电容的串并联
掌握：电阻、电感、电容元件在正弦交流电路中的储能。
熟悉掌握：电阻、电感、电容元件在正弦交流电路中的电压、电流的瞬时值关系。
本章的重点：电阻、电感、电容元件在正弦交流电路中的电压、电流的瞬时值关系。
本章的难点：电阻、电感、电容元件在正弦交流电路中的储能。
重点例题：例3。1，例3。2
本章要求学生完成的作业：3。2，3。3，3。5，3。6，3。8

重点题形：
有一电感元件，L=0.2H, 通过的电流 i 的波形如图所示，求u的波形。
解：
i=t mA

i=(-2t+12)mA

第四章．正弦交流电路
4．1．正弦量的基本概念
4．2．正弦量的有效值
4．3．正弦量的相量表示法
4．4．电阻元件的交流电路
4．5．电感元件的交流电路
4．6．电容元件的交流电路
4．7．基尔霍夫定律的相量形式
4．8．阻抗的串联与并联
4．9．RLC串联电路
4.10. RLC并联电路
4．10．1．阻抗法分析并联电路
4.11. 正弦量交流电路的相量分析法
4．11．2 节点法
4．12 正弦量交流电路的功率
4．13．功率因素的提高
4．14．串联、并联谐振

熟悉:正弦交流电的三要素和有效值。熟悉正弦交流电路中电压、电流关系.
掌握:正弦交流电的相量表示法。掌握正弦交流电的瞬时功率、平均功率、无功功率、视在功率的概念和提高功率因素的意义，了解平均功率、无功功率、视在功率和功率因素的计算。
熟悉掌握:正弦交流电路基尔霍夫定律的相量形式，以及RL串联、RC串联、RLC串联和阻抗的串联与并联的计算(只要求用复阻抗计算，不要求用复导纳计算)。
本章的重点：RL串联、RC串联、RLC串联和阻抗的串联与并联的计算
本章的难点: 阻抗的串联与并联的计算
重点例题：例4。12； 例4。13；例4。14；例4。16；例4。18；例4。21，例4．24；例4。27；例4。32
本章要求学生完成的作业:4.1,4.3,4.12,4.13,4.15,4.20,4.23,4.36,
4.37,4.38,4.39,
重点题形:
例：已知：
Z1=6.16+j9，Z2=2.5-j4 , 串联接在
的电源上，求，， 并作相量图。

解：

第五章．三相交流电路
5．1．三相电源
5．2．三相负载
5．3．对称三相电路 的分析计算
5．3．1．对称星形电路的特点
5．4．不对称三相电路 的分析计算
5．5．三相功率

熟悉:三相电源，三相四线制中线的作用，
掌握:三相交流电路中电压、电流和功率的计算方法。
熟悉掌握: 5．2节．三相负载的计算。
本章的重点：5．2节．三相负载的计算
本章的难点: 不对称三相电路 的分析计算
重点例题：例5。1；例5。3，例5。4；例5。5
本章要求学生完成的作业:5.3,5.4,5.9,5.10,5.14
重点题形：
[例4。2。1]有一星形联接的三相负载，每相的电阻R=6，感抗XL=8 ，电源电压对称，如果电源是星形连接，线电压是380V,不计线路阻抗,试求各相电流。
解：

第六章．负感电路
6．1．负感与负感电压
6．2．同名端及其判定
6．3．具有负感电路的计算，
，
熟悉:负感现象与负感电压，
掌握:同名端及其判定，
熟悉掌握:具有负感电路的计算
本章的重点：同名端及其判定,具有负感电路的计算
本章的难点: 具有负感电路的计算
重点例题：例6。1，例6。2
本章要求学生完成的作业:6.1,6.3,6.6
重点题形：
图 示 电 路 中，试判断两线圈的同名端。如果 L1=0.10H, L2=0.09H, M=0.05H, 当将2、3联在一起时，求等效电感，当将2、4联在一起时，求等效电感。

解：两线圈的同名端如图所示：

当将2、3联在一起时，等效电感:
LR=L1+L2-2M=0.09H
当将2、4联在一起时，等效电感:
LF= L1+L2+2M=0.29H

第八章．线性电路的过渡过程
8．1．换路定则与电压和电流初始值的确定
8．2．一阶电路的零输入响应
8．3．一阶电路的零状态响应
8．4．一阶电路的全响应
8．5．一阶电路暂态分析的三要素法

熟悉:电路暂态过程的概念和时间常数对暂态过程的影响。
掌握:一阶电路暂态分析的三要素法。
熟悉掌握:用三要素法计算RC电路的响应。
本章的重点：一阶电路暂态分析的三要素法
本章的难点: 用三要素法计算RC电路的响应
重点例题：例8.1,例8。9
本章要求学生完成的作业:8.1,8.10,8.14
重点题形：
图 示 电 路 原 已 稳 定，t = 0 时 将 开 关 S 断 开。已 知：R1 = 3 kW，R2 = 4 kW，R3 = 6 kW， C = 10 mF，US = 90 V。求 S 断 开 后 uC ， iC 随 时 间 变 化 的 规 律。

第九章．磁路和铁心线圈电路
9．1．铁磁性物质
9．2．磁路及其基本定律
9．3．简单直流磁路的计算
9．4．交流铁心线圈电路
9．5．电磁铁

熟悉:铁磁性物质的基本性质，磁路及其基本定律
掌握:交流铁心线圈电路损耗，掌握电磁铁的作用，结构。
熟悉掌握: 简单直流磁路的计算
本章的重点：简单直流磁路的计算
本章的难点: 电磁铁
重点例题：9.1,
本章要求学生完成的作业:9.5,9.7

第三部分 综合练习题

一、填空题：在下列各题中，将正确的答案填入括号内
1、正 弦 电 流 通 过 电 容 元 件 时， =( )。

2、 当 三 相 交 流 发 电 机 的 三 个 绕 组 接 成 星 形 时，若 线 电 压 uBC = 380sinwt V，则 相 电 压 uB = ( )。
3、已 知 图 1 中 的 US1 = 4 V，IS1 = 2 A 。用 图 2 所 示 的 等 效 理 想 电 流 源 代 替 图 1 所 示 的 电 路，该 等 效 电 流 源 的 参 数 IS 为 ( )。

4、两线圈顺向串联的等效电感为LF=（ ）。
5、三 角 形 连 接 的 三 相 对 称 负 载，接 于 三 相 对 称 电 源 上，线 电 流 与 相 电 流 之 比 为 ( )。
6、在 图 示 电 路 中，开 关 S 在 t = 0 瞬 间 闭 合，若 ，则 ( )。

二、非客观题：( 本 大 题**分 )
【例试用戴维南定理的方法计算图中流过1Ω电阻上的电流I。

三、非客观题：( 本 大 题**分 )
R,L,C 串联电路中，已知：R=30Ù, L=127mH,
C=40uf,电源电压
（1）求：感抗，容抗，复阻抗。
（2）求：

（3）作相量图；

四、非客观题：( 本 大 题**分 )
在 图 示 电 路 中，已 知：R1 = R2 = 12 W，R3 = R4 = 6 W。试 求：(1) 电 压 源 US 单 独 作 用 时，R3 的 端 电 压 及 其 消 耗 的 功 率；(2) 电 流 源 IS 单 独 作 用 时， R3 的 端 电 压 及 其 消 耗 的 功 率；(3) 电 压 源 US 和 电 流 源 IS 共 同 作 用 时，通 过 R3 的 电 流，R3 的 端 电 压 及 其 消 耗 的 功 率 。

五、非客观题：( 本 大 题**分 )
图 示 电 路 原 已 稳 定，t = 0 时 将 开 关 S 断 开。已 知：R1 = 10 W，R2 = 30 W，C = 4 mF，U = 220 V。求 S 断 开 后 的 支 路 电 流 和 。

六、非客观题：( 本 大 题**分 )
F
i
1
1'
2
2'
分别确定两线圈的同名端
12