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1、章振周 编,电 工 基 础,（任务驱动模式）,1. 掌握电路的组成，学会判断电路的通路、短路和断路三种状态，理解电气设备额定值的意义。 2.了解电路图的概念，掌握常用的电工图形符号。 3.理解电流、电压、电位、电阻、电动势等物理量的概念，并掌握它们的单位和字母符号。 4.掌握电阻定律的含义及应用，了解电流的热效应。 5.理解电功和电功率的概念，并掌握其计算公式。,6.初步掌握用万用表测量电流、电压、电位等物理量的技能。 7.初步掌握安装和分析电路的基本方法。 8.初步建立用生活中的经验和方法解决实际问题的意识。,第一单元 电路的基本概念和欧姆定律,知识链接,1. 电路,把电源、负载、开关等通过
2、导线的连接，并按照一定方式构成的闭合电流通路，即电流通过的路径称为电路。,2. 电路的组成及作用,电路主要由电源、负载、导线和开关四部分组成。其作用如下：,（1）电源 电源是将其他形式的能量转换为电能，并为电路提供电能的设备。,（2）负载 负载又称用电器，是将电能转换成其他形式能量的装置。,第一单元 电路的基本概念和欧姆定律,（3）导线 导线是用来连接电源和电器的金属线，它把电源产生的电能输送到用电器。,（4）开关 开关是控制电路接通和断开的装置。,3. 电路图,用统一规定的图形符号画出的电路模型图称为电路图，如图1-1所示。,图1-1 电路图,第一单元 电路的基本概念和欧姆定律,4. 电路的
3、状态,电路的工作有三种状态，分别为通路、断路和短路。 （1）通路 通路又称闭路，就是电路各部分连接成闭合回路。也就是图1-1所示电路中开关S闭合时的工作状态，这时电路中有电流通过。,（2）断路 断路又称开路或空载状态，就是电源与用电器未接成闭合回路，处于断开状态。,（3）短路 短路就是电源输出的电流未经用电器而直接经导线流回电源，如图1-2所示，也就是将a、b用导线连接时的工作状态。,图1-2 电路短路,5. 电路的基本物理量,（1）电流I 电荷的定向移动形成电流。,电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量。表达式为：,第一单元 电路的基本概念和欧姆定律,第一单元 电路的基本概念和欧姆定
4、律,电流的方向：规定正电荷运动的方向（或负电荷运动的反方向）为电流的实际方向。,电流密度：为了描述导体内各点电流分布的情况，我们引入电流密度这个物理量。所谓电流密度就是当电流在导体的横截面上均匀分布时，该电流与导体横截面积的比值。电流密度用J来表示，即,式中：I 通过导体的电流（A）,Q 通过导体横截面的电量（C）,t 通电时间（s）,式中 I-导体中的电流(A)； S导体的横截面积 ； J电流密度 。,电流的测量：电流的大小可用电流表（安培表）直接测量，也可用电流天平、电桥、电位差计间接测量。,（2）电位和电压U 电位：单位正电荷在电场中某点所具有的位能称为该点的电位，用符号表示，单位为伏特
5、（V）。电位只有大小，没有方向，因此是一个标量。它是相对参考点而言的，这个参考点称为零电位点。,第一单元 电路的基本概念和欧姆定律,电压：又称电位差，电路中任意两点间的电压等于这两点间的电位之差，用符号U表示，单位为伏特（V）。,电压与电位的关系为,电源电压：电源两端的电位差，又称电源的端电压。,电压的方向：由高电位端指向低电位端。,电压的测量：电路中两点间的电压可用电压表（伏特表）来测量。,电压和电位的区别： 电位随着参考点的改变而改变，它是个相对值；而电压与参考点的选取无关，它是个绝对值；,第一单元 电路的基本概念和欧姆定律, 电位有大小，无方向；而电压既有大小，又有方向。 （3）电动势E
6、 电动势是表征电源将非电能转换成电能的本领，即非电场力做功能力的物理量，符号为E，单位为伏（V）。,（4）电阻R 电阻是表征导体对电流阻碍作用的物理量，用符号R表示，单位为欧（）。决定电阻大小的因素有材料、长短、粗细、温度、光等。,电阻定律为,式中 导体的电阻率（m）； l 导体的长度（m）； S导体的横截面积 ； R导体的电阻（）。,第一单元 电路的基本概念和欧姆定律,电阻器： 电阻器的作用：电阻器是一种消耗电能的元件，在电路中用于控制电压、电流的大小，或与电容器和电感器组成具有特殊功能的电路等。 电阻器的分类： 按外形结构可分为固定式和可变式两大类。,第一单元 电路的基本概念和欧姆定律,
7、电阻器按制造材料的不同可分为膜式（碳膜、金属膜等）和金属线绕式两类。, 按电阻器的特性，还可进一步分成高精度、高稳定性、高阻、高压、高频及各种敏感型电阻器。,（5）电功W与电功率P,电功：电场力所做的功，即电路所消耗的电能，用符号W表示。表达式为,式中 W电场力所做的功（J）； U导体两端电压（V）； I通过导体的电流（A）； 通电时间（s）。,功率：单位时间内电流所做的功称为电功率，用它来表示电场力做功的快慢，用符号表示，单位为瓦特（W）。,式中 P功率（W）； U电压（V）； I电流（A）。,第一单元 电路的基本概念和欧姆定律,额定值：用电器长期安全工作时所允许的最大电压、电 流、功率，称
8、为额定电压、额定电流、额定功率。,6. 电流的热效应 电流通过金属导体的时候，作定向移动的自由电子要频繁地跟金属正离子碰撞，从而使电子在电场力的加速作用下而获得的功率不断地传递给金属正离子，使金属正离子的热振动加剧，于是通电导体的内能增加，温度升高，这就是电流的热效应。,第一单元 电路的基本概念和欧姆定律,第一单元 电路的基本概念和欧姆定律,课题二、欧姆定律的应用,本课题是从测量最基本的直流电路入手，引出电流与电压的关系，即部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律。通过装接、测量和思考分析，提高学习者的动手技能和分析能力。 本课题的分析方法不仅适用于直流电路，也适用于交流电路。本课题是全书的重要内容之
9、一，因此必须牢固掌握所述基本技能并会熟练应用。,学习目标,1. 熟练掌握并能应用部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律。 2. 掌握用直流电压表、电流表、万用表测量电压、电流、电阻的技能。 3. 了解用直流单臂电桥测电阻的方法。 4. 掌握测定电源电动势和内阻的方法。 5. 初步建立多角度思考问题的意识。 6. 初步建立用“宏观”的规律解决或理解“微观”问题的意识。,第一单元 电路的基本概念和欧姆定律,学习重点,欧姆定律的理解与应用。,学习难点,全电路欧姆定律的应用。,学习时数,5学时。,1. 部分电路欧姆定律 （1）部分电路欧姆定律在一段不包含电源的电路中（如图2-1所示），流过导体的电流与这段导
10、体两端的电压成正比，与这段导体的电阻成反比，这就是部分电路欧姆定律，用公式表示为,第一单元 电路的基本概念和欧姆定律,也可写成,式中 U导体两端电压（V）； I通过导体电流（A）； R导体的电阻（）。,（2）电阻的伏安特性曲线 线性电阻：电阻值不随其两端电压和通过的电流而改变的电阻。 线性电路：由线性电阻及线性元件构成的电路。 伏安特性曲线：以电压和电流为变量的图形（图2-3）,第一单元 电路的基本概念和欧姆定律,第一单元 电路的基本概念和欧姆定律,图2-3 电阻的伏安特性曲线,图2-4 闭合电路 a）全电路 b）简化电路,（2）全电路欧姆定律 闭合电路中的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比，这就是闭合电路欧姆定律，即,（3）电源的外特性 电源的外特性是指其端电压与负载变化的关系，如图2-5所示。,第一单元 电路的基本概念和欧姆定律,图2-5 电源的外特性,3.电阻的测量和识别 （1）电阻的测量 可用万用表的欧姆挡、电桥进行测量。,（2）电阻的识别 色环表示法：电阻器的标称阻值和允许误差一般都直接标注在电阻体的表面上，体积小的电阻器则用文字符号法或色标法表示。电阻器的色环通常有四道，其中三道相距较近，作为阻值标注，另一道距前三道较远，作为误差标注，如图2-7所示,图2-7 电阻器的色环,第一单元 电路的基本概念和欧姆定律,
