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电工技术基础

前言

l《电工技术基础》是一门重要的专业基础课，为适应独

立学院教学改革的需要，体现教材与时俱进的特点，在原

有教材的基础上，根据我院现行教学大纲和几年教学改革

的实践经验而修编的。

l本书是为满足应用型人才培养的教学需求，依据应用型人

才培养的教学特点而编著的。总结了多年的教学经验，在

内容上针对独立学院学生的特点，以经典电路理论知识为

主，适当编入一些近代电路理论知识。本书注重理论联系

实际，提高了对独立学院学生教学的针对性和适应性，为

满足专业教学的需要，本书增加了电机、三相电等章内容。

还选编了较丰富的例题和习题，以利于完成对学生分析能

力的基本训练。

l

第一章电路的基本概念和基本定律

1.1电路的作用与组成部分

电路是电流的通路，它是为了某种需要由某些电工设备或元件按一定方式组

合起来的。

电路的结构形式和所能完成的任务是多种多样的，日常生活中使用的手电筒

电路就是一个最简单的电路，它是由干电池、灯、开关、手电筒壳（充当连

接导体）组成的，各种部、器件可以用图形符号表示，采用此种符号可绘出

表明各部、器件相互连接关系的电气图，手电筒的电气图如图1-1（a）所示。

（a）电气图（b）电路模型

图1-1手电筒电路

电路的另一种作用是传递和处理信号，常见的例子如扩音机，其电路示意

图如图1-2所示。先由话筒把声音（通常称为信息）转换为相应的电压和电

流，它们是电信号。而后通过电路传递到扬声器，把电信号还原来声音信

号。由于由话筒输出的电信号比较微弱，不足以推动扬声器发音，因此中

间还要用放大器来放大。信号的这种转换和放大，称为信号的处理。

图1-2电路示意图

在图1-2中，话筒是输出信号的设备，称为信号源，相当于电源，但与电池

这种电源不同，信号源输出的电信号（电压和电流）的变化规律是取决于

所加的信息的。扬声器是接受和转换信号的设备，也就是负载。

1.2电路模型

为了便于对实际电路进行分析和用数学描述，将实际元件理

想化（或称模型化），当实际电路的尺寸远小于使用时其最高

工作频率所对应的波长时，可以用几种“集总参数元件”来构

成实际部、器件的模型。每一种集总参数元件（以后简称为元

件）只反映一种基本电磁现象，忽略其次要因素，把它近似地

看作理想电路元件。由一些理想电路元件所组成的电路，就是

实际电路的电路模型，它是对实际电路电磁性质的科学抽象和

概括。

今后我们所分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图

中，各种电路元件用规定的图形符号表示。

1.3电路的基本物理量及参考方向

1.3.1电流

电流是由电荷（带电粒子）有规则的定向运动而形成的。电流在数值上等于单

位时间内通过某一导体横截面的电荷量。设在极短的时间dt内通过导体横截面S的

微小电荷量为dq，则电流为

dq

i（1-1）

dt

上式表示电流是随时间而变化的，是时间的函数。

如果电流不随时间而变化，即，则这种电流称为恒定电流，简称直流。直流常用大

写字母I表示，所以式（1-1）可改写为

q（）

I1-2

t

式中q是在时间t内通过导体横截面S的电荷量。

我们习惯上规定正电荷运动的方向或负电荷运动的相反方向为电流的方向（实际

方向）。电流的方向是客观存在的。但在分析较为复杂的直流电路时，往往难于事先

判断某支路中电流的实际方向；对于交流信号来讲其方向随时间而变，在电路图上也

无法用一个箭标来表示它的实际方向。为此，在分析与讲算电路时，常可任意选定某

一方向作为电流的正方向，或称为参考方向。所选的电流的正方向并不一定与电流的

实际方向一致。当电流的实际方向与其正方向一致时，则电流为正值[如图1-3（a）]；

反之，当电