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1、模块一学习目标,1能掌握电压、电流、电位、功率概念； 2能掌握电流的测量分析方法； 3能掌握电压、电位的测量分析方法； 4能掌握功率的测量方法； 5能掌握功率的计算方法。,内容,工作任务 基本概念 实验台使用,工作任务,1) 测量分析直流电路的电流、电压、电位和功率。 2) 测量交流电路的电压、电流。,如何将电源、仪表与被测电路连接？,电路的基本物理量,电路的基本物理量：主要有电流、电压、电位、电动势、电功率、电能等,一、电流,电荷的定向移动形成电流，表示电流强弱的物理量是电流强度（简称电流）。 1、电流强度：指单位时间内通过导体横截面的电荷量，用i表示，即 （1）电流大小：i=dq/dt （
2、2）电流单位：国际单位为安培（简称安A）。常用的有毫安（mA）、微安（A）、千安（kA）等。,（3）电流的实际方向,习惯规定为正电荷运动的方向。,在电路中，直流电流（简写DC）习惯用I表示。交流电流，简称交流（简写AC）习惯用i表示。,（4）电流参考方向,任意假设一个方向为电流的方向，称为电流的参考方向，在电路图中用箭头表示。 根据电路计算出电流i0, 则说明电流的参考方向与实际方向相同; 若电流i0, 则说明电流的参考方向与实际方向相反。,简单电路电流的实际方向根据电源极性直接标注实际方向，电流I自然是正值。 实际电路往往为复杂电路，各支路电流的实际方向在分析计算前不能预先知道，必须采用参考
3、方向的表示方法，才能列出代数方程求解。因此电路图中标注的电流方向一般都是参考方向，不是实际方向。参考方向可以任意规定，电流的实际方向可结合参考方向下的代数量I的正负来说明,电流的测量,测量电流时必须把电流表串联在电路中，同时要选择好电流表的量程（测量范围），使其大于实际电流的数值。 测量直流电流时,还必须使电流从表的正端流入，负端流出。,二、电压、电位和电动势,1、电压：在电场中，电场力把单位正电荷从电路的A点移到B点所做的功称为AB间的电压，用uAB表示。即 （1）电压大小： （2）电压单位：国际单位为伏特(简称伏V），常用单位还有毫伏（mV）、微伏(V)、千伏(kV)等。,（3）电压方向,
4、电压方向：把电场力移动正电荷的方向规定为电压的实际方向。电压的实际方向也就是电位降的方向，即高电位指向低电位的方向，所以电压又称电位降。 实际电路中，电压与电流一样，也常需要设电压的参考方向，且规定当其参考方向与电压的实际方向一致时，电压值为正；当参考方向与电压的实际方向相反时，电压值为负。 在电路中表示电压方向表示有三种： a）参考极性法 b)箭头法 c）双下标法,电路中表示电压方向表示有三种：,a）参考极性法：即“+”“-”号法，用“+”号表电压的参考正极，以“-”号表电压的参考负极，由“+”指向“-”的方向即为电压的参考方向，如图a）。 b)箭头法：箭头所指的方向表示电压的参考方向，图b
5、）。 c）双下标法，第一个下标为电压的参考正极，第二个下标为电压的参考负极，图c）。三种表示方法实际是等效的，分析电路时只需任选一种标出即可。,注意：,1）对同一电路，改变电压的参考方向后，电压的绝对值不变，但正、负号相反，即：U12=-U21。 2）电路分析时，不必考虑各电流电压的实际方向如何，先在电路图中标定它们的参考方向，根据参考方向列写电路方程，由计算结果正负值与标定的参考方向来反映它们的实际方向，图中不需再标出实际方向。参考方向一经选定不能再变动。参考方向可任意假设，但同一电路参考方向惟一。 3）为方便起见，常将电压和电流的参考方向选得一致称其为关联参考方向。为简单明了，一般只需标出
6、电压或电流中的某一个的参考方向，另一个选定的是与之相关联的参考方向。,参考方向,参考方向并不是一个抽象的概念, 在用电流表测量电路中的电流时, 该表带有“+”“-”标记的两个端钮, 事实上就已为被测电流选定了从+指向-的参考方向。 若电流的实际方向是由+端流入, -端流出, 则指针正偏, 电流为正值; 若电流的实际方向是由-端流入, +冶端流出, 则指针反偏, 电流为负值。,2、电位,电位定义：电场力把单位正电荷从电场中A点移动到O点所做的功称为A点的电位，用VA表示。VA=UAO（在电路中任选一点为参考点 ） 1）电路中某点的电位用注有该点字母的“单下标”的电位符号表示，VA、VB。 2）电
7、位实质上就是电压，其单位也是伏特（V）。 3）电路参考点本身的电位为零，即VO=0，所以参考点也称零电位点。电工技术中，电路如为了安全而接地的，常以大地为零电位体（接地点就是零电位点，是确定电路中其它各点电位的参考点。） 4）电路中除参考点外的其它各点的电位可能是正值，也可能是负值。某点的电位比参考点高，则该点电位就是正值，反之则为负值。,5）电位与电压关系,以O点为参考点，VA=UAO，VB=UBO，它们分别表示电场力把单位正电荷从A点或B点移到O点所做的功，电场力把单位正电荷从A点移到B点所做的功UAB等于电场力把单位正电荷从A点移到O点，再从O点移到B点所做的功的和UAB =UAO+UO
8、B=UAO-UBO，即UAB=VA-VB 电路中A点到B点的电压等于A点电位与B点电位的差，电压又叫电位差。电位用单下标表示，电压用双下标表示。（电位与电压的不同与联系）,注意,1）参考点是可以任意选定的，一经选定不能改变，电路中其它各点的电位也就确定了，参考点选择得不同，电路中同一点的电位会随之而变，但任意两点的电位差即电压是不变的。 2）电路中不指明参考点而谈某点的电位是没有意义的。一个电路只能选一个参考点。至于选哪点为参考点，要根据分析问题的方便而定。在电子电路中常选一条特定的公共线作为参考点，这条公共线常是很多元件的汇集处且与机壳相联，因此在电子电路中参考点用接机壳的符号“ ”表示。,
9、几点说明,1）电场力做正功时（电位要降低）：电压的方向是从高电位端指向低电位端，即电位降的方向。 电位差等于电压，因此电路中任一点的电位就等于该点到参考点的电压。 2）在电子电路中为简化电路，常对有一端接地的电源不再画出电源符号，而是用电位值来表示电压的大小和极性。如图b）就是a）的习惯画法。 图a 图b,3、电动势,电动势表征电源中外力（又称非静电力）做功的能力，它的大小等于外力克服电场力把单位正电荷从负极搬运到正极所做的功，它的实际方向规定从电源的负极指向正极，也就是电位升高的方向（即低电位端指向高电位端）。恒定（直流）电动势用字母E表示，其单位也是伏特（V）。,电动势与电压的区别与联系,
10、电动势是外力克服电场力把单位正电荷从负极搬运到正极所做的功，实际方向规定从电源的负极指向正极，即电位升高的方向（即低电位端指向高电位端）。恒定（直流）电动势用字母E表示，其单位也是伏特（V）。 电压是电场力把单位正电荷从A点移到B点所做的功UAB。电压的方向是从高电位端指向低电位端，即电位降的方向。字母U表示，其单位也是伏特（V）。,电动势和电压的表示方法,电压的测量,测量电压时必须把电流表并联在电路中，同时要选择好电压表的量程（测量范围），使其大于实际电压的数值。 测量直流电压时,还必须使电压表的正负极和被测电压一致,电位的测量,电压表的负极接参考点 正极接待测点,三、直流电路中的功率,电功
11、率(简称功率)是表征电路元件中能量变换的速度，其值等于单位时间（秒）内元件所发出或接受的电能，用p表示，即,P计算公式,电压和电流是关联参考方向时，功率用公式P=UI计算 电压和电流是非关联参考方向时，功率用公式P=-UI计算 U是元件两端电压，I是流过元件的电流 在实际计算中，只要考虑元件的U、I参考方向，与元件是电阻或电源无关,P结果讨论,P0时，表示元件实际消耗或吸收电能 P0时，表示元件实际发出或释放电能 电阻元件上的功率不会为负值 结果与采用哪个公式计算无关,电气设备额定值,额定电压 额定电流 额定功率,电路的三种状态,通路 断路（开路） 短路,电工实验台操作介绍,如何开启、关闭实验台？,如何调节直流电压、电流输出？,如何测量直流电压？,如何测量直流电流？,有哪些直流测量电路？,有哪些挂件箱？,如何调节交流电压输出？,如何测量交流电大小？,练习,调试得到12V、6V直流电压 调试得到15mA、1.5mA直流电流 调试得到220V、150V交流电压,如何将电源、仪表与被测电路连接？,
