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1、模块一 电路的基础知识 模块一 电路的基础知识课题课题 一 电电路的基本描述 学习习情境：手电电筒照明电电路 【任务务一】电电路的描述 【任务务二】电电路的基本物理量及测测量课题课题 二 电电路的基本定律 学习习情境：电饭煲电饭煲 工作电电路 【任务务一】欧姆定律 【任务务二】基尔荷夫定律课题一 电路的基本描述情境引 入手电筒照明电路实物布线图演示器 件手电筒、电池、灯泡、导线、开关、 电压表、电流表、功率表 演示人教师 观察、 记录、 引发疑 问（学 生填写 ）电路 状态灯 泡 状 态电 压 表电 流 表功率表问题开关 合上1. 2. 3. 开关 断开 灯泡 被 短接学习任 务1.电路的组成
2、及形式 2.电路的基本构成单元：元件 3.描述电路特征的基本物理量学习情境 手电筒照明电路模块一 电路的基础知识电路的定义【任务一】电路的描述知识链接1：电路的构成模块一 电路的基础知识实际电实际电 路是由电电工设备设备 和电电气器件按预预期目的连连接构成的电电流的通路。电电路可以很简单简单 ，如手电电筒电电路，它只涉及一个单单回路；也可以很复杂杂，如电视电视 机电电路等，它包含许许多回路，成为电为电 网络络。模块一 电路的基础知识升压压 变压变压器降压压 变压变压器各类类 负载负载电电力系统统 电电子线线路扩扩 音 机放 大 器扬扬声器话话筒图图1-1-1 电电路在两种典型场合作用示意图图发
3、发 电电 机电电子线线路 能量的传输传输 、分配与转换转换 （如电电力系统统等“强电电”电电路， 特点是大功率、大电电流） 对电对电 信号的传递传递 与处处理（如电电子技术术中等“弱电电”电电路，特点是小功率、小电电流）电路的功能实际电路的组成模块一 电路的基础知识电路由电源、 负载和导线、开 关等组成电电源是向电电路提供电电能的装 置负载负载 是取用电电能的装置课外阅读P25三种理想电路元件常用的三种最基本的理想元件是：电阻元件 、电容元件、电感元件 ；另外还有电压源和电流源两种理想电源元件。 每一种理想元件都有各 自的数学模型和精确定义。 电路模型所谓电路模型，就是把实际电路的本质抽象出来
4、所构成的理想化了 的电路。将电路模型用规定的理想元件符号画在平面上形成的图形称作 电路图。下图就是一个最简单的电路图。电源开关 负载模块一 电路的基础知识 对实际电路元件理想化的意义为了分析电路方便起见， 必须在一定条件下对实际电路元(器)件加以 近似化， 忽略其次要性质， 用一些以表示实际电路元(器)件主要物理性质 的模型来代替实际电路元(器)件。 构成模型的元(器)件称为理想电路元件 。 电路模型模块一 电路的基础知识具有相同的主要电磁性能的实际电路部件， 在一定条件下可用同一电路模 型表示。如日光灯和电动机都可以用电感元件来表示其电气模型。 同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路模型
5、可以有不同的形式。如 电感线圈，在不同性质电路中，其电气模型就不一样【任务一】电路的描述知识链接2：电路的三种工作状态模块一 电路的基础知识【任务一】电路的描述知识拓展1：保护和控制装置模块一 电路的基础知识 保护设备的目的是为了保护电路配线和仪器。保 护设备只允许安全限制内的电流通过。当有超过 额定电流量的电流(过载电流)通过时,保护设备会 自动切断电路直到过载电流问题得到解决。 控制设备通常被设置在电路中允许用户简单地开 始、停止或改变电流。通常控制设备包括开关、 温度调节装置和灯的调光器。课外阅读P173-189页“低压电器”。【任务一】电路的描述知识拓展1：保护和控制装置模块一 电路的
6、基础知识a 开关主要用于 接通和断开电电流b灯的调调光器主要 用于调电调电 流c温度调节调节 器自 动动接通和断开电电 流【任务一】电路的描述知识拓展2：电路图的形式模块一 电路的基础知识最常用的电路物理量（电路变量） ：电流，电压，电功率。 一电流及其参考方向 1.产生电流的条件 有电源提供电荷。 有闭合回路。 2.电流的定义 电荷的定向运动形成电流。电流既是一种物理现象，同时也是一个表征带电粒子有序运动强弱的物 理量模块一 电路的基础知识【任务二】电路的基本物理量及测量知识链接1：电流及测量2.电流的大小单位时间（t）内通过导体横截面的电量（q）定义为电流强度，简称电流 ，用符号i表示。
7、电流的单位为安培（A），毫安（mA）， 微安（A）等。1A=103 mA1A=106 A 交流电流：直流电流：电流的大小和方向都不随时间变化电流的大小和方向都随时间变化模块一 电路的基础知识3.电流的参考方向 电流的实际方向规定为正电荷运动的方向，电子运动的方向为电流的反方向。 对于交流电，电流方向不断改变；有些实际电路难以事先确定电流方向。模块一 电路的基础知识电流值为正，电流的实际方向与参考方向相同。电流值为负，电流的实际方向与参考方向相反。 电流参考方向的引入模块一 电路的基础知识例题判断图中电流的实际方向，其中，i1=-0.5A,i2=1A 解：图1，电流为负，电流的实际方向为：从b流
8、向a图2，电流为正，电流的实际方向为：从a流向b 电流参考方向的表示模块一 电路的基础知识 参考方向是为了分析电路的方便，人为假设 的电流方向。 电路中所标电流方向一般代表电流的参考方 向。 未标示参考方向情况下求出的电流正负值是 毫无意义的。 从电流最终结果的正负来确定电流的实际方 向。 算式列出或结果算好后,电流的方向均不可改 标。注意：模块一 电路的基础知识4.电流的测量电流表电流表串联在待测电路中，电流从电流 表的正极流入，负极流出。模块一 电路的基础知识1.电位电场力将单位正电荷（q） 由该点移至参考点所 作的功（W)。用符号 U 表示，单位为伏特（v)，千 伏（kV），毫伏（mV）
9、，微伏（ V）等。参考点：计算电位的起点，即零电位点。 参考点不同，则同一点的电位值会改变1V=103mV 1V=106V 1kV=103V 【任务二】电路的基本物理量及测量知识链接2：电压及测量模块一 电路的基础知识2.电压电压也叫“电位差”，是指电路中a、b两点间单位正电荷（q）由 a点转移到b点时所做的功（W），用符号u或U表示。 直流电压交流电压电压的大小和方向都不随时间变化 电压的大小和方向都随时间变化 模块一 电路的基础知识3.电压的参考方向与电流类似,分析电路时也必须事先任意假定电压 的参考方向。其标注方法有三种： 极性表示法(又称参考极性)：电压U的参考方向从正极指向负极。箭头
10、表示法：电压的参考方向从高电位指向低电位。双下标表示法 ：Uab 表示电压参考方向由a指向b。模块一 电路的基础知识注意： 电压的参考方向可以任意选定。 电路中所标正、负极为电压的参考方向 。 如果在参考方向条件下求出的电压值为 正 ，则表示电压的实际方向与参考方 向相同；如果在参考方向条件下求出的 电压值为负，则表示电压的实际方向与 参考方向相反。 电压的实际方向：高电位( 极)指向 低电位( 极) ，即电压降的方向。模块一 电路的基础知识3.电压的测量电压表应与被测元件相并联。模块一 电路的基础知识用万用表测电流和电压时：1、测量电流与电压不能旋错档位。如果误将电阻档或电流档去测电 压，就
11、极易烧坏电表。万用表不用时，最好将档位旋至交流电压最高 档，避免因使用不当而损坏。2、测量直流电压和直流电流时，注意“+”“-”极性，不要接错。如发现 指针开反转，既应立即调换表棒，以免损坏指针及表头。3、如果不知道被测电压或电流的大小，应先用最高档，而后再选用 合适的档位来测试，以免表针偏转过度而损坏表头。所选用的档位愈 靠近被测值，测量的数值就愈准确。动手提示模块一 电路的基础知识问题与思考1.为什么要假定电流和电压的参考方向 ？2.什么是电流的参考方向和实际方向， 它们之间有何关系？3.电压和电位有何区别和联系？参考点 不同，某一点的电位是否改变？两点之 间的电压是否改变？关联参考方向
12、：同一元件的i和 u的参考方向取为一致称为 关联参考方向。如果图中只标了电流或电压一个参考方向， 则另一个隐含为关联方向。电流的参考方向 为从流向电压的参考极性为左边 为，右边为模块一 电路的基础知识例题在图(a)中，各方框泛指元件。已知 I1=3A, I2=2A, I3=1A,a=10V ，b=8V，c= 3V。(1)欲验证I1、I2数值是否正确，问电流表在图中应如何连接? 并标明 电流表极性。(2)求Uab和Ubd，若要测量这两个电压，问电压表如何连接?并标明电压 表极性。模块一 电路的基础知识解 (1)验证I1、I2数值的电流表应按图(b)所示串入所测支路，其极性已标注在图上。(2)Ua
13、b=ab=108=2VUbd=bd=8(3)=11V或 Ubd=bd=ba+ad=Uba+Uad而 Uba=ba=810=2V Uad=ad=10(3)=13V故 Ubd=Uba+Uad=2+13=11V以上用两种思路计计算所得结结果完全相同模块一 电路的基础知识1. 电功率的定义电路中的一部分a、b段，图中采用了关联参考方向，设 在dt时间内，由a点转移到b点的正电荷量为dq，ab间的电压为u， 根据对电压定义式的讨论可知，在转移过程中dq失去的能量为正电荷失去能量，也就是这段电路吸收或消耗了能量，因此 ，ab段电路所消耗的功率为在直流电路中，模块一 电路的基础知识【任务二】电路的基本物理量
14、及测量知识链接3：电能和电功率及测量2. 电功率的单位功率的单位为瓦特，简称瓦(W)。实用中还有千瓦(kW)，毫 瓦(mW)等。1kW=103W 1mW=10-3W3. P为正负时的意义在电压电流符合关联参考方向的条件下，如图所示(a)，一 段电路的功率代表该段电路消耗的功率，当P为正值时，表明该 段电路消耗功率；当P为负值时，则表明该段电路向外提供功率 ，即产生功率。如果电压、电流不符合关联参考方向，如图 (b) 所示，则结论与上述相反。模块一 电路的基础知识在计算功率时: 1、u，i参考方向关联时:P0,元件或者支路实际上吸收功率;P0,元件或者支路实际上发出功率;P0，表明该电 源此时吸
15、收功 率，消耗电能，相当于负载 。2.电源开路模块一 电路的基础知识图1-1-29 电源短路状态图+ER0RLISab_图所示的电路中，当开关s断开时，就称电路处于 开路状态。开路时，电源没有带负载，所以又称电源空载 状态。电路开路，相当于电源负载为无穷大，因此电路 中电流为零。无电流，则电源内阻没有压降U损耗，电 源的端电压Uab等于电源电动势E，电源也不输出电能。 电路开路时外电阻视为无穷大，电路开路时的特征:I = 0Uab = E Ps = 03.电源短路图所示电路，当电源的两端由于某种原因被电阻值接近为 零的导体连接在一起，电源处于短路状态。电源短路状态，外电阻可视为零，电源端电压也为零， 电流不经过负载，电流回路中仅有很小的电源内阻R0，因 此回路中的电流很大，这个电流称为短路电流，用IS表示。电源短路时的特征：Uab = 0IS = E/ R0 PE = P = R0IS2P L = 0 图1-1-29 电源短路状态图+ER0RLISab_模块一 电路的基础知识【任务一】欧姆定律知识拓展1：电气设备的额定值和工作状态模块一 电路的基础知识 额定值指用电器长期、安全工作条件下的最高限值， 一般在出厂时标定。 电气设备的额定值常有：额定电压、额定电流和
