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1、跳转到第一页实用电工基础与测量2002008 8年年1 10 0月月跳转到第一页项目一 电路的基本知识和基本定律n能独立按电路图组装 实际电路n会正确用电流表电压 表测电流、电压、电 位n会正确用万用表测电 流、电压、电阻n会用功率表测电功率n会用电桥测电阻知识目标:技能目标:n掌握电路及组成n掌握电流、电压、电位 、电动势、电阻、电功率 、电能的基本知识、基本 概念n掌握欧姆定律、电阻定 律、基尔霍夫定律的基本 知识和基本内容并能灵活 运用n了解电阻串并联知识并 会分析具体电路 跳转到第一页n任务一 电路及电路图n任务二 电流n任务三 电压、电位与电动势n任务四 电阻和电导n任务五 欧姆定律
2、n任务六 电功与电功率n任务七 电阻连接n任务八 电桥电路n任务九 基尔霍夫定律项目一 电路的基本知识和基本定律跳转到第一页任务一 电路及电路图任务目标：1）掌握电路和电路的组成2）了解电路图3）能正确区分电路的三种工作状态跳转到第一页知识1 电路和电路组成电路的组成： 1、电源：将其他形式的能转变为电能2、负载：将电能转变为其他形式的能3、导线和开关：电源和负载之间必不可少的 连接和控制部分跳转到第一页知识2 电路图电路图一般可以分为原理接线图和装配图两种，原理接线图只表示线路接法，并不反映线路的几何尺寸和各零件的实际形状。装配图除了表示电路实际接法外，还要画出相关部分装置和结构，跳转到第一
3、页知识3 电路的工作状态1、通路：电源与负载接通的电路2、断路（开路）： 电路中某处断开不成 通路 3、短路：电路或电路中的一部 分被短接跳转到第一页任务二 电流任务目标：1）了解电流的形成；2）掌握电流的大小、方向；3）了解电流的密度。跳转到第一页知识1 电流的形成电荷有规则的定向移动就形成了电流。用I 表示自由电子在外电场作用下有规则运动形 成电流。阴离子或阳离子在电场力作用下有规则 运动形成电流金属导体中：某些液体和气体中：跳转到第一页规定:正电荷的运动方向为电流的正方向。知识2 电流的方向金属导体中电流方向与电荷运动方向相反。电流方向用一个箭头表示。跳转到第一页任意假设的电流方向称为电
4、流的参考方向。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。跳转到第一页知识3 电流的大小电流的大小用电流强度表示。 电流强度:单位时间内通过导体某一截面的电量 。直流电：交流电：单位：安培（A）1安培=1库仑/1秒跳转到第一页知识4 电流密度电流密度：单位截面通过的电流 。在直流电路中电流是均匀分布在导体横截 面上的。当导线中通过的电流超过允许电流 时，导线会发热，甚至造成事故。跳转到第一页任务三 电压、电位与电动势任务目标：1）理解电压、电位与电动势的概念；2）掌握电压与电位、电压与电动势的关系；3）会计算简单电路的电位。跳转到第一页知识1 电压电路中
5、a、b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。单位：伏特（V）跳转到第一页知识2 电位参考点：假设电位为零的点，也叫零电位点。电路中某点a的电位定义为电场力移动单 位电荷从该点到参考点所做的功。单位：伏特（V）跳转到第一页知识3 电动势为了得到持续不断的电流，在电源极板间必 须有一种力，叫电源力。正电荷在电源力作用下 由低电位移到高电位，负电荷则由高电位向低电 位移动。跳转到第一页在电源内部，电源力将单位正电荷从电源 负极移动到正极，所做的功叫电源电动势。单位：伏特（V） 方向：由电源负极指向正极跳转到第一页知识4 电压与电位的关系电路中两点之间的电压等于两点之间的电 位差
6、。如果 ，则 ，说明a点比b点 电位在降低，即a点比b点电位高；如果 ，则 ，说明a点比b点 电位在升高，即a点比b点电位低。跳转到第一页例1-2 在图1.11中知UAC=4V,UAB=3V,试分别以、 点为参考点求各点电位及B、C两点间电压BC。图1.11解: 以B为参考点， 即 因为 所以 又因为 所以 以C为参考点,即 因为 所以 因为 所以跳转到第一页结论:参考点改变则各点电位也随着改变,各点电位高低与参考点选择有关；但不论参考点如何 选择,任意两点间电位差不变，即，任意两点间电位差与参考无关。跳转到第一页电动势方向由电源负极指向正极，而电压方向则 由高电位指向低电位，即电动势方向与电
7、压方向是相 反的。在不接负载的情况下，电源电动势与端电压在 数值上是相等的。知识5 电动势与端电压的关系电源两端的电位差称为电源端电压，也称为电 源电压。若选电压参考方向与电动势参 考方向相反，则 。若选电压参考方向与电动势 参考方向相同，则 。跳转到第一页任务四 电阻和电导任务目标：1）掌握电阻及电阻定律、电导；2）了解电阻与温度的关系；3）了解几种常见的电阻器。跳转到第一页知识1 电阻和电阻定律1、电阻当电流通过导体时，由于自由电子在运动中不断 与导体内分子原子发生碰撞，以及自由电子间相互碰 撞，都会使其运动受到阻碍，导体对电流的阻碍作用 就称为电阻，用字母R表示。单位：欧姆（）当导体两端
8、的电压是1V，导体内通过电流是 1A，这段导体电阻就是1。 跳转到第一页2、电阻定律在温度一定时，导体的电阻与导体长度 成正比，与导体横截面积成反比，还与导体 的材料有关。即：其中：电阻率l_导体长度S 导体横截面积跳转到第一页3、电阻温度系数导体的电阻还与温度有关,一般情况下,金属的电阻 随温度升高而增大,碳、半导体、电解液，其电阻通常是 随着温度的升高而减小。电阻温度系数：温度升高1时，电阻所产生变动值与 原电阻比值。用字母表示，单位是1/ 。如果在温度t1时，导体的电阻为R1；在温度为t2时 ，导体的电阻为R2，那么电阻温度系数是： 跳转到第一页知识2 常用电阻器人们把具有一定阻值的实体
9、元件称为电阻器，简 称电阻。 1、电阻的分类2、电阻器的主要指标跳转到第一页3、电阻器的标志方法（1） 直标法：把电阻的额定功率、阻值、偏差等 性能指标用数字或文字符号直接标在电阻器表面。（2）色环法：用色环表示电阻器的各种参数，并直接标志 在产品上的一种标志方法。棕红橙黄绿蓝紫灰白黑1 2 3 4 5 6 7 8 9 0第一环电阻值的第一位数 比如：蓝橙红金第二环电阻值的第二位数 631026.3K第三环电阻值的乘方数，10的乘方 金色 +5%第四环电阻值的误差值 银色 +10% 天色+20%色 环 法跳转到第一页知识3 电导电阻的倒数叫电导，用符号G表示，即：单位：西门子，简称西（S）导体
10、的电阻越小，电导越大，导体导电性能越好 。在电工技术中，各种材料按它们导电能力一般分为 导体、半导体、绝缘体和超导体。跳转到第一页任务五 欧姆定律任务目标：1）掌握欧姆定律；2）掌握电源外特性。跳转到第一页知识1 部分电路欧姆定律在电阻电路中， 电流的大小与导体两端电压成正 比，而与导体电阻的阻值成反比，这就是欧姆定律， 也称为部分电路欧姆定律，即： 或例1-3 某白炽灯接在220V直流电源上，正常工作时流过 的电流为455mA，求此电灯的电阻。 解：根据 ，有跳转到第一页知识2 电阻的伏安特性电阻阻值不随电压、电流变化而改变的称为线性 电阻，其电压与电流关系符合欧姆定律；通过不同电 流（或者
11、加上不同电压）时，就会有不同阻值，称为 非线性电阻，其电压与电流关系不适用于欧姆定律。 一般我们把电阻两端电压U和通过电阻的电流I之 间的对应的变化关系，称为伏安特性，二者之间的变 化关系曲线称为伏安特性曲线。跳转到第一页(a)线性电阻伏安特性曲线 (b)非线性电阻伏安特性曲线如果以电压、电流分别为坐标轴，我们可以得 到线性电阻与非线性电阻伏安特性曲线 。线性电阻的伏安特性曲线是一条通过原点的直线 ，非线性电阻的伏安特性曲线是一条曲线。 跳转到第一页知识3 全电路欧姆定律全电路是指含有电源的闭合电路。电源内部一 般都有电阻，称为电源内阻，用r表示。或S闭合时，有：结论：在一个闭合电路中，电流强
12、度与电源电动 势成正比，与电路中内电阻与外电阻之和成反比。这 个规律称全电路欧姆定律。跳转到第一页例1-4：有一电源电动势为3V，内阻r=0.4，外接 负载R=9.6，求电源端电压和内压降。解：内电压端电压 或跳转到第一页知识4 电源与外特性由公式U=E-Ir知，在电源电动势E和内阻r不变时，当负载电阻R趋于无穷大时，I=0，端电压U=E；当R变小时，I 增加，内电压Ir 也增加，端电压U将 减小；当R增加时，I将减小，U增加。人们把电源端电压随负载电流 变化的关系称为电源的外特性，绘 成的曲线称为外特性曲线。 跳转到第一页任务六 电功与电功率任务目标:1）掌握焦耳楞次定律；2）掌握电功和电功
13、率，了解功率平衡关系；3）掌握负载获得最大功率条件。跳转到第一页知识1 电流热效应当有电流通过金属导体时，导体就会发热，这种 现象叫电流热效应。由实验知：电流通过导体时产生 的热量和电流的平方、导体的电阻、通电时间成正比 ，即： 式中：I通过导体的电流，A；R导体的电阻，；t电流通过导体的时间，s;Q电流通过导体时产生的热量，J。这个关系称之为焦耳楞次定律。跳转到第一页知识2 电功（电能）把电能转变为其他形式能量时，电流都要做功。 电流所做的功叫电功。若a、b两点间电压为U，则将电量为q的电荷从a 点移动到b点时电场力所做的功为：跳转到第一页由于所以则单位：焦耳（J）或kWh。1 kWh=3.
14、6106跳转到第一页知识3 电功率人们把单位时间内电流所做的功，称为电功率，用 字母P表示，即：单位：瓦特（W）、千瓦（kW）。1kW=1000W跳转到第一页例 1-5 一个100的电阻通过50mA电流时，求电阻上 电压降和电阻消耗的功率，当电流通过1min时，电阻 消耗的电能是多少？解：1）电阻上电压2）消耗功率3）消耗电能跳转到第一页式中：EI电源产生功率；UI负载消耗功率；I2r电源内部消耗的功率。知识4 功率平衡关系在能量转换过程中，能量既不能创造，也不能消 失，只能从一种形式转换到另一种形式，能量的总和 保持不变，这个结论称为能量转换与守恒定律。 由式得两边乘以I，得即电源产生的电功
15、率等于负载获得的电功率与内 电路损失的电功率之和。跳转到第一页知识5 负载获得最大功率的条件右图为一有负载R的闭合电路， R获得的功率为：显然只有R=r时，P才能 达到最大值：即负载获得最大功率条件为：负载电阻等于电源电阻 。跳转到第一页例 1-7 在图1.34中，E=36V，内阻r=0.5，R1=4， R2为变阻器，要使变阻器，获得功率最大，R2应为多 少？R2获得最大功率是多少？ 图1.34解：把R1看成电源内阻的一部分，利用负载获得最大功率的条件，有跳转到第一页任务七 电阻连接任务目标:1）掌握电阻串、并联概念；2）掌握电阻串、并联电路特点；3）会计算简单混联电路。跳转到第一页2）电路两端总电压等于各电阻两端电压之和，即1）串联电路中各处电流相等，即知识1
