电工技术基础与技能教学课件 PPT 作者 杜德昌 单元一直流电路

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1、单元一 直流电路,知识目标 了解电路的组成及3种状态。 理解电路中基本物理量的概念。 了解电阻的概念和电阻与温度的关系，掌握电阻定律。, 了解电阻元件的电压与电流关系，掌握欧姆定律。 掌握电阻器串联、并联及混联的连接方式。 掌握基尔霍夫定律的内容、表达式及应用。 了解戴维宁定理和叠加定理的内容和应用。,能力目标 会计算等效电阻、电压、电流和功率。 能使用电工仪表测量小型用电设备的电流、电压及检查电路故障。, 会识别电阻器，能使用万用表测量电阻。 会使用合适的工具对导线进行剥 线、连接以及绝缘恢复。,任务一 电路及电路图,任务目标 认识电路的组成及作用。 设计并连接简单照明电路。,任务分析 电路

2、的认识是电工技术学习的基础，了解电路的组成及各部分的功能是电路分析与计算的基础，识别电路图是设计、安装、维修电路的基本技能。,一、认识电路,图1.1 简单的电路,二、电路图,图1.2 电路图,图1.3 常见的标准图形符号,三、电路的状态 通路（闭路）：电路各部分连接成闭合电路 开路（断路）：电路断开 短路（捷路）：当电源两端用导线直接相连时,任务二 电路的基本物理量,任务目标 正确选择和使用电工仪表测量电流、电压。 测量简单照明电路中的电流、电压。,任务分析 电路中的物理量是我们熟悉电路、理解电路的基础，电流和电压的测量是我们分析电路、解决电路问题的基本技能，这些内容广泛地渗透在后续的任务中。

3、,一、电流 1电流的形成 带电质点有规则的运动形成电流。,电流的大小可定义为单位时间内通过导体横截面的总电荷量，记作,2电流的参考方向 参考方向是一种假定的方向，可以任意指定。 在电路图中，参考方向用实线箭头表示。,参考方向不一定就是电流的实际方 向。 其实际方向必须根据计算结果判断：若得数为正，说明参考方向和实际方向一致；若得数为负，则说明参考方向和实际方向相反。,分组实施：用电流表测量图1.5所示连接电路中的电流I、I1、I2。,图1.5 用电流表测量电流,二、电压 1电压的形成 单位正电荷从a点移动到b点电场力所做的功，记为,2电压的参考方向 与电流一样，对电路进行分析计算时，有时也要任

4、意假设电压的参考方向，并在电路图中标出。,任务实施 分组实施：用电压表测量图1.6所示连接电路中的负载电压Uab、Ubc。,图1.6 用电压表测量电压,三、电位 电路中的每一点都有一定的电位，就如同空间的每一处都有一定的高度一样，讲高度首先要确定一个计算高度的起点，讲电位也要先指定一个计算电位的起点，这个指定的点称为参考点。,引入电位的概念后，电路中任意两点之间的电压即为该两点之间的电位差，如a、b两点间的电压可记为,四、电动势 电源都有一定的转换电能的本领，这个本领用电动势来表示,五、电能与电功率 1电能 导体两端加上电压时，内部就会建立电场，电场力会推动自由电荷定向移动。,设导体两端的电压

5、为U，t时间内通过导体横截面积的电荷量为q，则电场力所做的功为 W = qU = IUt,电场力做功的过程实际上是电能转化为其他形式的能的过程，如电流通过电炉做功，电能转化为热能；电动机中电能转换为机械能等。,2电功率 通常用电功率衡量电路转换能量的速度。 电功率简称功率，它等于单位时间内电路产生或消耗的电能，用P表示，记为,任务三 电阻器,任务目标 了解电阻器及其参数，会计算导体电阻。 了解电阻与温度的关系以及在家电产品中的应用。,任务分析 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，是电路中应用最广泛的元件，因此识别电阻器、了解电阻器的应用是学生必备的基本技能。,一、电阻

6、 电流通过导体时通常要受到阻力，表示这种阻力的物理量叫做电阻，电阻元件的基本特征是消耗能量，用字母R来表示，,图1.7 常见的电阻器,常用电阻器的图形符号如图1.8所示。,图1.8 常用电阻器的图形符号,二、电阻器的参数 电阻器的主要参数如下。 标称电阻：工厂生产的系列电阻器的电阻值，用色标法或数值法标于电阻器的表面。,允许误差：标称电阻值允许的误差。 额定功率：电阻器允许长期工作时的功率。,三、导体的电阻 一般情况下，认为各种电阻器的阻值为常数，与电压或电流无关，称为线性电阻。,线性电阻的阻值不仅与导体自身的材料有关，而且与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，这个结论叫做电阻定律。 用

7、公式表示为,四、电阻与温度的关系 各种材料的电阻率都会随温度的变化而变化。,一般说来，金属的电阻率随温度升高而增大；电解液、半导体和绝缘体的电阻率则随温度升高而减小；而有些合金如锰铜合金和镍铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻器。,实训项目一 电阻器的识别与测量 任务目标 认识常用的色环电阻器。 会使用万用表测量电阻器和电位器。,知识储备 一、认识色环电阻器 1四色环电阻器的识别 四色环电阻器如图1.9所示,图1.9 四色环电阻器,2五色环电阻器的识别,图1.10 五色环电阻器,二、认识电位器,图1.11 电位器,三、电阻器和电位器的测量 1电阻器的测量 测量电阻器可用万用

8、表进行，将万用表置于相应的“”挡位置，调零后用表笔分别接电阻器两端，即可测量其阻值。,2电位器的测量 检查电位器阻值大小和好坏的测试方法如图1.12所示。,图1.12 检查电位器滑动端是否接触良好,任务四 欧姆定律,任务目标 学会用实验数据探究欧姆定律的正确性，掌握欧姆定律的内容。 能用欧姆定律进行简单电路的计算。,任务分析 欧姆定律是分析电路的基础，熟练掌握欧姆定律是学生分析、解决有关电路问题的基本技能。,一、部分电路的欧姆定律 如图1.15所示，只含有负载而不包括电源的一段电路称为部分电路。,图1.15 只含有负载的部分电路,实验探究 1实训目的 用实验的方法研究部分电路中电压、电流与电阻

9、的关系。,2实训器材 电源（直流6V）、电流表、电压表、小灯泡、变阻器、电阻箱、开关和导线。,3实训内容与步骤 （1）将开关处于断开状态，将变阻器调到最大值，选择适当的电流表、电压表挡位，然后按图1.16所示正确接线。,图1.16 调光灯电路,（2）检查无误后，闭合开关，通过调整滑动变阻器，分别使电压表读数为2.5V、2.0V、0V，观察灯泡（假定是定值电阻）的亮度变化，分别记录电流读数，做出结论，填入表1.6中。,（3）将图1.16中的灯泡换成电阻箱，并分别使电阻箱阻值为5、10、15，再通过调整滑动变阻器，保证电阻箱两端电压不变，分别记录电流表读数，做出结论，计算UI值并填入表1.7中。,

10、二、全电路的欧姆定律 全电路又叫做闭合回路。 图1.17所示为最简单的全电路，它包括内电路和外电路两部分，虚框内代表一个电源，E代表电源电动势，r代表电源的内电阻。,图1.17 简单的全电路,全电路欧姆定律的内容是：通过全电路的电流，与电源电动势成正比，与全电路的电阻成反比，用公式表示为,任务五 电阻器的连接,任务目标 掌握电阻器串联、并联的特点及应用。 会连接串联、并联电路。 会画混联电路的等效电路。,任务分析 电阻器的3种连接形式是生产实际和供电线路的基本形式，掌握这些内容，能为学生今后学习各种电路打下基础。,一、电阻器的串联 （一）认识串联电路,图1.18 电阻器的串联电路,（二）串联电

11、路的特点 串联电路具有以下主要特点。 （1）通过各电阻的电流为同一电流，即,（2）外加电压等于各电阻电压之和，即 （3）总电阻为各个电阻之和，在上述电路中，即,（4）各个电阻两端的电压与它们的阻值成正比，即,由串联电路的特点（3）和（4）可知，当两个电阻器串联时，各电阻器两端的电压分别为,（5）串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比，即,二、电阻器的并联 （一）认识并联电路,图1.20 电阻器的并联电路,（二）并联电路的特点 （1）各并联电阻承受同一电压，即 （2）各电阻电流之和等于总电流，即,（3）等效电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和，即 如果两个电阻并联，可得,（4）通过各电阻的电

12、流与其阻值成反比，即 两个电阻并联时通过各个电阻的电流分别为,（5）并联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比，即,三、电阻器混联电路 1混联电路的连接 图1.22所示为电阻器的混联电路。,图1.22 电阻器的混联电路,2应用分析 （1）化简电路。,图1.23 化简电路,（2）根据欧姆定律，计算简化等效 电路中的总电流，总电流,实训项目二 常用电工材料与导线的连接 任务目标 掌握电工常用导电材料、绝缘材料的分类和性能。 掌握常用电工材料的选用。,知识储备 常用电工材料分为4类，即绝缘材料、导电材料、电热材料和磁性材料，本实训只介绍绝缘材料和磁性材料。,一、认识绝缘材料 1绝缘材料的主要性能

13、击穿强度：绝缘材料 绝缘电阻（泄漏电流） 耐热性 机械强度,2绝缘材料的种类 绝缘材料一般分为气体绝缘材料、液体绝缘和固体绝缘材料3种。,二、认识导电材料 普通导电材料是指专门用于传导电流的金属材料。 铜和铝是合适的普通导电材料，它们主要是用于制造电线电缆。,1导电材料的分类 电线电缆由导电线芯、绝缘层和护层组成，常见的导电材料如下。 （1）B系列橡皮塑料电线。 （2）R系列橡皮塑料软线。 （3）Y系列通用橡套电缆。,2常用导线的型号及应用 几种常用导线的名称、型号及应用如表1.10所示。,三、导线的正确选用 1导线线芯材料的选择 作为线芯的金属材料，必须具备的特点是：电阻率较低，有足够的机械

14、强度，在一般情况下有较好的耐腐蚀性，容易进行各种形式的机械加工，价格较便宜。,2导线截面的选择 （1）根据导线发热条件选择导线截面。 （2）根据线路的机械强度选择导线截面。 （3）根据电压损失条件选择导线截面。,任务实施一 常用导电及绝缘材料的认识,1实训器材 胶质线（RVS-2 16/0.15，截面0.3mm2）2m，（铜塑线BVR-0.75）2m，橡胶电缆（YQ-2 0.3，每根截面0.3mm2、双芯）1m，氯丁橡胶绝缘电线、橡胶绝缘电线各1m。,2实训要求 根据以下要求正确选用导线。,（1）固定敷设室内，可用于室外，也可以作为设备内部安装用线。 （2）仅用于安装时要求柔软的场合。 （3）

15、有一单相功率为400W的手电钻，试选用电源线类型并写出导线型号。,3实训步骤 （1）橡胶绝缘电线可以固定敷设室内，也可用于室外，还可以作为设备内部安装用线。 （2）氯丁橡胶绝缘电线仅用于安装时要求柔软的场合。,（3）手电钻属于移动式电气设备，长期工作于1565的范围内，应选择Y系列通用橡套电缆，而且手电钻使用过程中与人体接触，故应有可靠的保护线，所以应选用三芯橡套电缆，即选用YQ轻型橡套电缆。,任务实施二 导线剥削、连接及绝缘恢复的操作练习,一、导线的剖削练习 导线线头的绝缘层必须剖削除去，以便芯线连接，电工必须学会用电工刀或钢丝钳来剖削绝缘层。,1实训目的 （1）用钢丝钳剖削4mm2以下的硬

16、塑料导线。 （2）用电工刀剖削4mm2以上的硬塑料导线。,2实训要求 （1）注意操作规范和人身安全。 （2）在使用钢丝钳或电工刀剖削时，不要用力太大，以免损伤导线。剖削导线方向不要朝向人，防止剖削的导线线皮飞出伤人。,（3）用钢丝钳或电工刀剖削导线层时，若损伤导线较多应重新剖削。,3实训器材 电工工具（钢丝钳、剥线钳、电工刀）套，塑料硬线、塑料软线、橡皮线等材料若干。,4实训步骤 （1）塑料软线绝缘层的剖削。塑料软线绝缘层只能用剥线钳或钢丝钳剖削，不可用电工刀剖削，其剖削方法同塑料硬线绝缘层的剖削。,（2）塑料护套线绝缘层的剖削。塑料护套线的绝缘层必须用电工刀来剖削，如图1.26（a）所示。,图1.26 护套线线头的剖削,剖削方法如下： 按所需长度用刀尖对准芯线缝隙划开护套层，如图1.26（b）所示； 向后扳翻护套层，用刀齐根切去，如图1.2