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1、,维修电工 职业资格培训,安徽机电技师学院培训鉴定中心,第一节 直流电路,一、电路的组成及各部分的作用,电路电流流过的路径。,电路的基本组成：电源、负载、中间环节。,实现信息的传递和处理,电路的基本作用,进行能量的转换、传输和分配, 常见电源,发电机组 蓄电池 干电池, 电源：将非电能（如化学能、热能或原子能等）转换成电能的装置。,扬声器 电烙铁 电动机, 常见负载, 负载：将电能转换成非电能的装置。,电路通常有三种状态： 通路：电路构成闭合回路，有电流流过。 开路：电路断开，电路中无电流通过。开路也称断路。 短路：短路是电源未经负载而直接由导体构成闭合回路。,二、电流,1电流的形成 电荷的定
2、向移动形成电流，在金属导体中，实质上能定向移动的电荷是带负电的自由电子。,电子方向,电流方向,在单位时间内，通过导体横截面的电荷量越多，就表示流过该导体的电流越强。若在t时间内通过导体横截面的电荷量是Q，则电流I可用下式表示：,2电流的大小,式中，I、Q 、t的单位分别为A、C、s。,（1）对交、直流电流应分别使用交流电流表和直流电流表测量。,（2）电流表应串接到被测量的电路中。,电流的大小可用电流表进行测量。测量时应注意：,（3）注意直流电流表的正负极性。,（4）合理选择电流表的量程,每个电流表都有一定的测量范围，称为电流表的量程。,一般被测电流的数值在电流表量程的一半以上，读数较为准确。因
3、此在测量之前应先估计被测电流大小，以便选择适当量程的电流表。,若无法估计，可先用电流表的最大量程挡测量，当指针偏转不到1/3刻度时，再改用较小挡去测量，直到测得正确数值为止。,直流电流表表壳接线柱上标明的“+”、“”记号，应和电路的极性相一致，不能接错，否则指针要反转，既影响正常测量，也容易损坏电流表。,习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向，因此电流的方向实际上与自由电子和负离子移动的方向相反。 若电流的方向不随时间的变化而变化，则称其为直流电流，简称直流，用符号DC表示。 其中，电流大小和方向都不随时间变化而变化的电流，称为稳恒直流电；电流大小随时间的变化而作周期性变化，但方向不变的称为脉
4、动直流电。 若电流的大小和方向都随时间作相应变化的，称为交流，用符号AC表示。,3电流的方向,直流电路,交流电路,4电流的单位,电流的国际单位是安培，简称安（A）。 常用的还有千安（KA）、毫安（mA）、微安（A）。 它们之间的关系是： 1KA=103A 1mA=10-3A 1A=10-3mA=10-6A,三、电动势,对于一个电源来说，既有电动势，又有端电压。电动势只存在于电源内部；而端电压则是电源加在外电路两端的电压，其方向由正极指向负极。,电动势是电源力将单位正电荷从电源负极经电源内部移到正极所做的功，电动势的符号为E，单位为V。,电动势的方向规定为在电源内部由负极指向正极。,E=W电源力
5、/Q,四、电压和电位,1电压,电场力将单位正电荷从a点移到b点所做的功，称为a、b两点间的电压，用Uab表示。电压单位的名称是伏特，简称伏，用V表示。,电压的常用单位还有千伏（KV）、毫伏（mV）、微伏（V）。 它们之间的换算关系为：,1KV=103V 1V=103mV 1mV=103V,2电压的方向,电压的方向规定为由高电位点指向低电位点。,电压的方向一般有三种表示方法：,箭头表示 极性表示 双下标表示,电路中某一点与参考点之间的电压即为该点的电位。,2电位,电路中某点的电位与参考点的选择有关，但两点间的电位差与参考点的选择无关。,电路中任意两点之间的电位差就等于这两点之间的电压，即Uab
6、= UaUb，故电压又称电位差。,下图所示电路中，已知E1 =24V ，E2 =12V ，电源内阻可忽略不计，R1 = 3，R2=4，R3 =5，分别选D 点和E 点为参考点，试求A、B、D、E 四点的电位及UAB和UED的值。,五、电阻器,电阻的单位为欧姆，用符号表示。常用的电阻单位还有千欧（k）和兆欧（M）。 1千欧（k）1000欧（） 1兆欧（M）1000千欧（k）,电阻器又简称为电阻，即导体对电流的阻碍作用，用字母R或r表示。,1. 电阻器的概念,l导体长度，m； S导体横截面积，m2 ； 导体的电阻率，与导体材料有关的物理量。,2.电阻定律,在温度一定时，导体的电阻与导体长度成正比，
7、与导体横截面积成反比，还与导体的材料有关，这一规律称为电阻定律。,电阻率表示长度为1m，横截面积为1m2的某种导体所具有的电阻值，即,电阻率的单位为m。,电阻率小的材料导电能力强，电阻率大的材料导电能力弱。,3.电阻的种类及作用,（1）常见电阻器,碳膜电阻器,绕线电阻器,金属膜电阻器,常见的固定电阻器有以下几种：,微调电阻是一种调节阻值范围很小的可变电阻。,微调电阻,可变电阻是一种常见的可调电子元件，常用于需要调节电阻大小的场合，通过调节电阻的大小达到调节电位的目的，故又称电位器。,常见电位器,1）限流作用：在电压一定的情况下，电阻越大，流过的电流越小。,（2）电阻在电路中的作用,2）分压作用
8、：电流 I 通过电阻 R时，一定会产生一个电压降U。,电阻的限流和分压作用,部分欧姆定律是反映电阻元件两端的电压与通过该元件的电流和电阻三者之间关系的定律。,六、欧姆定律,通过电阻元件的电流与电阻两端的电压成正比，而与电阻成反比。,1.部分电路欧姆定律,2.全电路欧姆定律,全电路含有电源的闭合电路，由内电路和外电路两部分组成。,全电路欧姆定律的内容：闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与电路的总电阻成反比，数学表达式为：,U外外电路的电压降； U内电源内阻上的电压降。,也可整理成：,电源端电压随负载电流变化的关系特性称为电源的外特性，其关系特性曲线称为电源的外特性曲线。 电源端电压U随着电流
9、I的增大而减小。电源内阻越大，直线倾斜得越厉害；直线与纵轴交点的纵坐标表示电源电动势的大小（I=0时，U=E）。,电源的外特性曲线,电源端电压U与电源电动势E的关系为：,U = EIr,1.电阻的串联,把多个元件逐个顺次连接起来，就组成了串联电路。,七、电阻的联接,电阻串联电路的特点：,U = U1 U2 Un,1电路中流过每个电阻的电流都相等。,2电路两端的总电压等于各电阻两端的分电压之和，即,电阻的串联电路 a）电阻的串联电路 b）等效电路,4电路中各个电阻两端的电压与它的阻值成正比，即,R = R1 R2 Rn,3电路的等效电阻（即总电阻）等于各串联电阻之和，即,2.电阻的并联,把多个电
10、阻并列地连接起来，由同一电压供电，就组成了并联电路。,家庭用电器的连接是并联,电阻的并联电路,a）电阻的并联电路 b）等效电路,电阻并联电路的特点,（2）电路的总电流等于流过各电阻的电流之和，即,（1）电路中各电阻两端的电压相等，且等于电路两端的电压。,（3）电路的等效电阻（即总电阻）的倒数等于各并联电阻的倒数之和，即,（4）电路中通过各支路的电流与支路的阻值成反比，即,上式表明，阻值越大的电阻所分配到的电流越小，反之电流越大。,若已知两个电阻并联，并联电路的总电流为I，可得分流公式如下：,1.电功,电流所做的功，简称电功（即电能），用字母W表示。,W = UIt,式中W、U、I、t的单位分别
11、用J、V、A、s。,八、电功和电功率,由欧姆定律可得：,1 kWh = 3.6106 J,电能的另一个常用单位是千瓦时（kWh）,即通常所说的1度电，它和焦耳的换算关系为,用来测量电路消耗电能的仪表称为电能表。,电能表 a）机械式 b）电子式 c）预付费式,2.电功率,电流在单位时间内所作的功称为电功率，用字母P表示，单位为瓦特（W）。,对于纯电阻电路，上式还可以写为,或,电功率是利用功率表进行测量的，图示为D26W型便携式单相功率表。,电压端钮,电流端钮,功率表应按照“发电机端原则”接线，即：电流线圈与负载串联，使电流从电流线圈的发电机端流入；电压线圈与负载并联，使电压线圈的电流也是从发电机
12、端流入。 当负载电阻比功率表电流线圈电阻大得多时，采用电压线圈前接法；当负载电阻比功率表电压线圈电阻小得多时，采用电压线圈后接法。,功率表接线方法,图中“*”表示两线圈的发电机端。,电压线圈前接法 电压线圈后接法,3.电流的热效应,电流通过导体时使导体发热的现象称为电流的热效应。,电流与它流过导体时所产生的热量之间的关系可用下式表示：,Q = I2Rt,Q的单位是J，这种热也称焦耳热。,如果是纯电阻电路，则电流所做的功与产生的热量相等，即电能全部转换为电路的热能。 如果是非纯电阻电路，例如电路中有电动机、电解槽等负载，电能除部分转化为热能外，还有一部分要转换为机械能、化学能等。,九、电容器,电
13、容器是一种能够存储电荷和电能的元件。它和电阻一样作为电路的基本元件，在电工技术中有着非常广泛的应用。,电风扇就是利用电容器进行启动的,常见的电容器,电力电容,电解电容,瓷介电容,涤纶电容,可变电容,微调电容,任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成一个电容器。这两个导体称为电容器的两个极板，极板上接有电极，用于和外部电路相接。中间所填充的绝缘物称为电容器的介质。,常见的电容器的介质有空气、云母、绝缘纸、塑料薄膜和陶瓷等。,1.电容器的概念,电容器结构示意图 电容器的符号,电容器储存电荷,2.电容量,电容器所带电荷量Q与其两极板间的电压U的比值，叫做电容器的电容量，用C表示，即 ：,电容的单位
14、为法拉（法，F）,实际中常用较小的单位：微法（F）和皮法（pF）。 1 F106F1012 pF,平行板电容器由相互平行的金属板隔以电介质而构成，其电容量与两极板的相对位置、极板的形状和大小以及两平行板间的电介质有关。,3.平行板电容器,其电容量的计算公式为：,式中，为介质的介电系数；S为两极板的有效面积；d为两极板间的距离。,4.电容器的分类,(1)固定电容器,常见固定电容器,固定电容器的符号,(2)可变电容器,小型可变电容器的外形 可变电容器的符号,(3)微调电容器,微调电容器的外形 微调电容器的符号,将若干只电容器依次相连、中间无分支的连接方式叫电容器的串联。,5.电容器的联接,（1）电
15、容器的串联,电容器串联的特点：,4串联电容器的各个电容器上分配的电压与其电容量成反比。,2.在具体计算电容器上分配的电压时，必须慎重地考虑各电容器的耐压情况。一般先计算电容量小的电容的电压值，后计算电容量大的电容的电压值，具体计算可用下述分压公式：,1.两个电容器串联时的等效电容常用下式计算：,若干个电容器接在相同的两点之间的连接方式叫做电容器的并联。,（2）电容器的并联,3QQ1Q2Qn,电容器并联的特点：,1UU1U2Un,2CC1C2Cn,练习：,1电流是正电荷定向移动形成。（ ） 2电路中电位相等的两点间的电压为0。（ ） 3导体的电阻与其电压成正比，与流过它的电流成反比。（ ） 4并联电路中各支路上电流强度大小相等。（ ） 5下列哪种电路状态会产生严重后果。（ C ） A、通路 B、断路 C、短路 D、开路,第二节 磁和电磁原理,一、磁现象,磁性：物体能够吸引铁、镍、钴等金属及其合金的性质。 磁体：具有磁性的物体。,常见人造磁体,磁极间的相互作用力：同名磁极相斥，异名磁极相吸。,磁体周围的空间存在着一种特殊的物质磁场。它看不见、摸不着，但是又具有一般物质所固有的一些属性（如力和能的特性）。可用一个小磁针来判断某空间是否存在磁场。,二、磁场与磁力线,（1）磁场,（2）磁力线（磁感线）,条形磁铁的磁力线,马蹄型
