《电工技术(第3版)教学课件作者吴雪琴第1章电路的基本概念和基本定律》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电工技术(第3版)教学课件作者吴雪琴第1章电路的基本概念和基本定律(23页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、电 工 技 术,主编 吴雪琴,学习要点,掌握电路的概念及组成电路的元件 理解电流、电压概念 熟练掌握电流、电压参考方向的应用 熟练掌握欧姆定律及其应用 了解电位的计算方法,第1章 电路的基本概念和基本定律,第1章 电路的基本概念和基本定律,1.1 电路与电路模型 1.2 电压和电流的参考方向 1.3 电阻与电导 1.4 欧姆定律 1.5 电位的概念及计算,1.1 电路与电路模型,一、电路 1. 电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式连接起来的总体,为电流流通提供路径。,2.电路的主要功能: 一:进行能量的转换、传输和分配。 二:实现信号的传递、存储和处理。,1.1 电路与电路模型,二、电路
2、的基本组成 1.电源 2.负载 3.控制器件 4.连接导线,电源:为电路提供电能的设备和器件,是将其他形式的能量转化为电能的装置,如电池、发电机等。,负载:也称用电器,是将电能转换为其他形式的能量的器件和设备,如灯泡等。,控制器件:控制电路工作状态的器件或设备,如开关等。,连接导线:将电器设备和元器件按一定的方式连接起来,如铜、铝电缆线等。,常用的电器元件及符号,1.1 电路与电路模型,1.2 电压和电流的参考方向 1.2.1 电流,电荷的定向移动形成电流。 电流的大小用电流强度表示,简称电流。 电流强度:单位时间内通过导体截面的电荷量。,大写 I 表示直流电流 小写 i 表示交流电流,常用电
3、流的单位:,如果求出的电流值为正,说明参考方向与实际方向一致,否则说明参考方向与实际方向相反。,正电荷运动方向规定为电流的实际方向。 电流的方向用一个箭头表示。 任意假设的电流方向称为电流的参考方向。,1.2.2 电压,电路中A、B点两点间的电压定义为单位正电荷由A点移至B点电场力所做的功。,电压的大小及方向都不随时间变化,称为恒定电压,简称为直流电压,用大写字母U表示。 电压的大小及方向随时间变化,称为变动电压,简称为交流电压,用小写字母u或u(t)表示。,电压的实际方向规定由高电位(正极)指向低电位(负极)。与电流方向的处理方法类似,可任选一方向为电压的参考方向。,例:,u1 =1V,最后
4、求得的u为正值,说明电压的实际方向与参考方向一致,否则说明两者相反。,u2 =1V,对一个元件,电流参考方向和电压参考方向可以相互独立地任意确定,但为了方便起见,常常将其取为一致,称关联方向;如不一致,称非关联方向。,如果采用关联方向,在标示时标出一种即可。如果采用非关联方向,则必须全部标示。,1.3 电阻与电导,自然界中的物质按其导电性能来分:导体、绝缘体和半导体。 反映导体对电流阻碍作用大小的物理量称为电阻,用R表示。 1.3.1 电阻,一、电阻元件 电阻元件是一种消耗电能的元件。,当温度一定时,均匀导体的电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比,并与导体的材料性质有关,即: 常用的
5、电阻单位: 不同的材料有不同的电阻率,电阻率的大小反映了各种材料导电性能的好坏。电阻率越大,导电性能越差。,1.3 电阻与电导,常见材料的电阻率,例1.3.1 欲制作一个小电炉,须炉丝电阻为30,现选用直径为0.5mm的镍铬丝,试计算所需镍铬丝的长度。 解: 查表得镍铬丝的电阻率: 根据式: 得:,1.3 电阻与电导,二、 电阻与温度的关系 衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数。其定义 为温度每升高1C时,电阻值所产生的变动值与原阻值的 比值,用字母表示,单位是1/C。 设任一电阻元件在温度t1时的电阻值为R1,当温度升 高到t2时电阻值为R2,则该电阻在t1t2温度范围内的电阻 温度系数
6、为: 若0,为正温度系数;反之0,为负温度系数。,1.3 电阻与电导,1.3.2 电导 电阻的倒数叫做电导。用符号G表示,即: 导体的电阻越小,电导就越大,表明导体的导电性能就越好。电导 的单位是西门子,简称西,用字母S表示。,1.3 电阻与电导,1.4 欧姆定律,欧姆定律内容: 在一段不包括电源的电 路中,电路中的电流与加在 这段电路两端的电压U成正 比,与这段电路的电阻R成 反比。即:,1.4.1 部分电路欧姆定律,例1.4.1 运用欧姆定律对图中电路列出式子,并求电阻R。,1.4 欧姆定律,例1.4.2 有一电灯泡接在220V的电压上,通过灯丝的电 流是0.8A,求灯丝的热态电阻。 解:
7、根据欧姆定律求得: 即灯丝的热态电阻为275。,1.4 欧姆定律,1.4.2 全电路欧姆定律 含有电源的闭合电路,叫做全电路。,1.4 欧姆定律,全电路欧姆定律内容: 全电路中的电流I与电源电动 势E成正比,与电路的总电阻(外 电路的电阻R和内电路的电阻r0之 和)成反比。即:,例1.4.3 在图中,已知电源电动势 E=24V,内阻r0=2,负载电阻R=10, 求:(1)电路中的电流;(2)电源的端 电压;(3)负载电阻R上的电压;(4) 电源内阻上的电压降。 解:(1)电路中的电流: (2)电源的端电压: (3)负载电阻上的电压: (4)电源内阻上的电压降:,1.4 欧姆定律,1.5 电位的概念及计算,电路中A、B点两点间的电压等于A、B两点的电位差。 电路的工作状态可通过电路中各点的电位反映出来。在计算电位时,必须首先选择电路中的某点作为参考点。 电位参考点的选择方法: 1、在工程中常选大地作为参考点; 2、在电子线路中,常选一条特定的公共线或机壳作为参考点。 当电路中的零电位点确定后,电路中的任意一点的电位等于该点与参考点之间的电位差。,