《电工技术与技能实训 教学课件 ppt 作者 谭维瑜 第六章 电路的基本概念》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工技术与技能实训 教学课件 ppt 作者 谭维瑜 第六章 电路的基本概念（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章 电路的基本概念,【教学要求】 1）认识简单的实物电路；了解电路基本组成及功能；理解电路模型；会识读简单电路图。 2）了解电阻器及其外形, 会计算导体电阻；了解电阻与温度的关系, 能区别线性电阻和非线性电阻；了解电阻的伏安特性曲线；了解超导现象, 识别常用、新型电阻器；了解常用电阻传感器的外形。 3）了解电容的概念,电容的种类,外形及参数,了解储能元件的概念；了解电容值的单位及其的标注方法；了解电容器的连接方式及等效电容的计算, 会判断电容质量的好坏；熟悉电容器的充放电过程。,第六章 电路的基本概念,4）了解电感的概念；了解电感元件的种类、外形及参数；熟悉自感现象、自感电动势的概念；熟悉
2、电感的单位。 5）理解电路基本物理量(电流、电压、电动势等)的定义、规定的实际方向及大小的表达式；理解参考方向的引入；熟悉参考方向与实际方向的判断；掌握关联方向和非关联方向；能对直流电路基本物理量进行简单的分析和计算。 6）掌握部分欧姆定律；熟悉电阻元件电压与电流的关系；理解闭合电路的欧姆定律；了解路端电压的意义；熟练运用本节知识求解电路各电量。 7）理解电功和电功率的定义及其表达式和单位；理解焦耳定律；了解电功与电热的关系。,6.1 电路和电路模型,6.1.1 有关电路结构的一些名称,支路 节点 回路 网孔,6.1 电路和电路模型,（1）支路 一条串联的电路。含有电源的支路称为有源支路,否则
3、为无源支路。 （2）节点 三条以上(含三条)支路的连接点称为节点。 （3）回路 由几条支路构成的闭合路径, 称为回 （4）网孔 不含有支路的回路, 称为网孔。,6.1 电路和电路模型,6.1.2 电路组成及其功能 1.电路 电路就是电流的通路。它是将各种电气元器件，按一定方式, 为完成一定功能联接起来构成的总体。 2.实际电路的组成 如图是由电源、 开关、灯泡(负载) 等实际电气元件组 成的,称为“实际电路”。 3.电路的功能 1)实现电能的传输、分配、使用和转换。 2)实现电信号的传递、变换、处理和存储。,6.1 电路和电路模型,6.1.3 电路图 用国家统一规定的图形符号(见下表),画出的
4、电路模型图称为电路图。 部分常用电气器件的图形符号,6.1 电路和电路模型,举例: 6.1.4 电路模型 1.理想元件 把实际元件加以近似化、理想化, 在一定的条件下, 忽略其次要性能, 保留其主要性能, 用足以表征其主要性能的“模型”, 即用理想元件来表示。 例如: “电阻元件”是电阻器等实际元件的“模型”。用它来反映电阻消耗电能的特征。 “电感元件”是线圈的理想元件。“电容元件”是电容器的理想元件。 2.电路模型 由理想元件构成的电路称为实际电路的“电路模型”。,6.1 电路和电路模型,6.1.5 实训项目 连接一个实际电路 实训目的 1）动手连接一个实际电路。 2）会测量电压和电流。 实
5、训器材 直流、交流电源、开关、灯泡、导线及万用表。 实训内容步骤 按照上图连接一个实际电路, 电源分别采用直流电源和交流电源 1）用指针式和数字式万用表测量,在相同的交直流电压作用下,负载电压和电流是否相同?这说明电阻对同值的交直流电压其效果是一样的。 2）将结果记入下表中 表6-1 实际电路的测量 外加电压V 万用表型号 负载 负载电压V 负载电流A 是否相同 直流电压 指针式 交流电压 数字式,6.1 电路和电路模型,6.1.6 知识链接: 电路三要素 (1) 电源 将其它形式能量(如化学能)转换成电能的部分。 (2) 负载 将电能转换为其它能量(如机械能、光能), 即消耗和转换电能的 用
6、电器件。 (3) 中间环节 联接和控制电源与负载的中间部分。例如：导线、开关等。,6.2 电阻元件,6.2.1 电阻元件和电阻定律 1.电阻元件 物体的电阻表示物体对电流的阻碍作用。电阻元件的特征是消耗电能。 电阻元件又称电阻器, 简称电阻。电阻R的单位为欧姆(), 1k=103, 1 M=106。 2.电阻定理 导体的电阻值由其长度L(m)、粗细S(mm2)、材料(电阻率,mm2/m)决定的。即R=L/S。这就是“电阻定律”。 若电阻的电阻值不随时间变化而变化, 这种电阻称为“线性电阻”；否则称为“非线性电阻”, 如晶体二极管。如果没有加以说明, 我们讨论的是线性电阻。,6.2 电阻元件,6
7、.2.2知识链接:电阻的种类及人体电阻 1.电阻的种类 根据其工作特性及电路功能, 可分为固定电阻、可变电阻和敏感电阻三大类。下图是部分常用电阻器的外形及图形符号。 a)-固定电阻 b)-可变电阻 c)-敏感电阻,6.2 电阻元件,1) 固定电阻 其阻值固定不变。 2) 可变电阻 其阻值可在一定范围内调节变化。 3) 敏感电阻 指能对温度、电压。光照、压力、磁场 、湿度、气体等作用的而改变阻值的电阻器。如光敏电阻其阻值随光照变化而变化；压敏电阻在其外加电压增加到某一临界值时, 阻值会急剧减小。 2.人体电阻 1)人体电阻由体内电阻和皮肤电阻组成。体内电阻基本稳定,约为500左右。 2)皮肤电阻
8、受多种因素影响,变化范围较大。一般情况下,皮肤电阻约为10002000。 3)皮肤破损、多汗、潮湿、接触导体的面积和接触压力大等,都会使人体电阻降低。,6.2 电阻元件,6.2.3 电阻与温度的关系 温度升高时,一般金属材料电阻值会增大,而碳、电解液和某些合金材料的电阻会减小。 在极低温(接近于绝对零度)的状态下, 有些金属(一些合金和金属的化合物)电阻突然变为零, 这种现象叫做“超导现象”。,6.2 电阻元件,6.2.4 电阻标称值的标注 （1）直标法 把标称值(设计制造的值)和误差等级直接用数字和字母印在电阻上。如3k, 5%。 （2）色标法 有些电阻器的标称值和允许误差, 用不同的颜色的
9、色环标在电阻器上。如下表所示。,6.2 电阻元件,电阻器的色标符号及其含义,6.2 电阻元件,举例：,6.2 电阻元件,6.2.5 实训项目读出与测量电阻值 实训项目1 读出指针式万用表指示的电阻值 实训目的 会读出指针式万用表指示的电阻值 实训器材 根据下图中,指针所指处,以不同倍率（量程）,将所指的电阻值的读数记入表中. 表盘上电阻的读数 量程 1 10 100 1k 10k 电阻值,6.2 电阻元件,实训项目2 识别电阻的标称值 实训目的 会识别电阻的标称值。 实训器材 四个有标称值标注的电阻。 实训内容和步骤:将四个标称值记入下表中. 电阻的标称值 电阻A 电阻B 电阻C 电阻D 标称
10、值,6.2 电阻元件,实训项目3 万用表测量的电阻值并与标称值比较 实训目的 会用万用表测量电阻 实训器材 几个有色标的电阻,万用表 实训内容与步骤:1）由电阻的色标确定其标称值。 2）万用表换到电阻档, 根据色标值选择适当的倍率。 3）万用表短路调零，测量各电阻的阻值。 4）将测量结果记表中。 电阻标称值与测量值比较,6.2 电阻元件,你知道吗? 测电阻时,如何正确握表笔 1）倍率档的选择应尽可能使指针指示在电阻标度尺的中心偏右位置, 即刻度较稀区位, 误差较小。 2）万用表测电阻时, 接入方式必须正确, 如图b)所示。 3）如按图a）接入则是错误的, 这将会把人体电阻并联进去, 造成误差。
11、,6.3 电容元件,6.3.1 电容器元件概述 1.认识电容元件 电容器是由两块金属极板, 中间夹有绝缘材料构成的。可称为电容元件, 简称为电容, 如图a）是平行板电容器结构图,图b）是其符号 电容器是储存电荷的容器, 即储存电场能的储能元件。,6.3 电容元件,2.电容量C 是指任一极板上存储的电荷量Q与再极板间电压U的比值, 简称“电容”, 即： C=Q/U, Q的单位是库(C),U的单位是伏(V)。 电容量反映了电容容纳电荷的能力。 电容的单位：法拉(F), 1法拉=10 6 微法(F)=1012 皮法(pF)。 3.影响线性电容的电容量的因素 1)如果电容量为常量,称为线性电容。线性电
12、容的电容量只与其本身的几何尺寸及内部的介质(绝缘材料), 极板间距离有关,而与电容器两端电压和极板所带电荷无关。 2)对某一定的电容器而言,比值Q/U是一常数,6.3 电容元件,6.3.2.电容器的种类和符号 1.电容器的种类 1)按介质种类来分有：纸介、云母和电解电容器等； 2)按极板形状分有：平板、圆柱形电容器等； 3)还有自然形成的电容, 如线圈各匝之间;两根导线与其间的空气隙构成的电容等等。,6.3 电容元件,2.电容器的符号 1)常用电容器外形及电路符号 2)可变电容器外形及电路符号,6.3 电容元件,6.3.3 电容器的串联 1.电容串联电路 电容器串联后总电容减小, 总的耐压增大
13、。如图所示电容器串联电路。 2.电容串联后的等效电容 等效电容的倒数等于各电容倒数之和 即： 对于两个电容串联, 其等效电容为,6.3 电容元件,3.电容串联的特点： 1)串联电容的等效电容小于每个电容, 但每个电容上的电压都小于端口电压。 2)电容串联有分压作用, 电容小的分得的电压高。,6.3 电容元件,6.3.4 电容器的并联 1.电容并联电路 2.电容器并联的特点 1)设端口电压为u，则每个电容的电压是 u = u1 = u2 = u3 2)各电容上的电荷量为 q1 = C1u q2 = C2u q3 = C3u 3)总电荷量 q =q1+q2+q3 =（C1+C2+C3）u 4)总电
14、容 C=C1C2C3 总电容等于各电容之和,并联后其总电容增大。 5)并联电容的总耐压值为电路中耐压最小的电容耐压值。,6.3 电容元件,例6-1电容都为0.3F、耐压为250V的三个电容器C1、C2、C3连接如图6-14所示。试求其等效电容,端口电压不能超过多少。 解：C2、C3并联其等效电容C23=C2C3=2C3=20.3F =0.6F C1与C23串联, 电路的总电容 C1小于C23, u1u23, 应保证u1不超过其耐压250V。当u1=250V时 所以端口电压u=u1u23=250+125=375V,6.3 电容元件,6.3.5 电容器标称值的标注 1.直接标注法 分为直接标注和不
15、标单位的直接标注。 直接标注法标出单位如0.01F, 10F；不标单位的直接标注法是用14位数字表示, 容量单位为pF, 如 350表示350pF。 2.数字代码法 用2位有效数字+乘数数字代码, 容量单位为pF。 如 “113”为11103 pF=1100pF。 3.色码标注法 色码与电阻器表示的一样, 第一、第二色环表示电容量的有效数字, 第三色环表示有效数字后零的个数, 电容单位为pF, 如“橙橙红”表示3300pF。 色环各颜色所代表的含义,6.3 电容元件,6.3.6 实训项目 电容标称值标注的识别 实训目的 识别电容器标称值。 实训器材 几个有标称值的电容器。 实训内容和步骤:将标称值记入表中。 电容的标称值 所选电容 电容A 电容B 电容C 电容D 标称值,6.3 电容元件,6.3.7电容器的充、放电 1.电容器的充电 电容器接入直流电源, 如图A所示。使电容器两极板带上等量异号电荷的过程叫做电容器充电。如图B所示, 开关S由位置2切换到位置1端时, 电源uCC对电容充电。 图A 电容器接入直流电源 图B 电容充放电电路,6.3 电容元件,充电时电容器两端电压按指数规律变化, 如图C所示。充电结束后uc=UCC。 图C 电容器的充电时电压波形 图D 电容器的放电波形 2.电容器的放电 在图B中
