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1、第1章 直流电路 1.1电路 1.电路是指可以使电流流通的回路。主要由电源、导线、负载和控制器构成。2. 电路主有三种状态;开路状态、有载状态和短路状态。短路状态是应该回避的。电源被短路往往会造成严重后果,如导致电源因发热过甚而损坏,或电流过大而引起电气设备的损伤。3. 为避免电源和线路免遭短路事故造成损失,通常在回路中接入熔断器FU,在发生短路时,很大断路电流产生的热量会使熔断丝立即熔断,从而保护了电源和线路免于烧毁。 1.2电路的基本物理量 1. 电动势是对电源而说的,它就是电源将单位正电荷从负极经电源内部移到正极时,非静电力所做的功。 电压是对一般电路而说的,即某段电路两端的电压,也就单
2、位正电荷,从某点沿电路移到另一点时,电场力所做的功。2.电位是指电路中某点与参考点之间的电位差。通常选大地作为零电位参考点,在电子仪器和设备中又常把金属外壳或电路的公共接点定为零电位点。而电压是指电路中任意两点A 、B之间的电位差。3. 在晚上八、九点钟时,较多的照明电器处于工作状态,电路中的电流大,输电线上损失的电压大,电灯上的电压小,由P=U2/R知电灯的电功率小,因而较暗。在深夜,照明电器使用的较少,电路中的电流小,输电线上损失的电压小,电灯上的电压大,由P= U2/R知电灯的电功率大,因而较亮。4. 10 100 W 33 600 s = 10.8 106W s = 10.8 106
3、J5.图(a)测量的电压值为5mV,图(b)测量的电压值为35mV1.3电阻元件 1.导体的电阻跟它的长度、导体的电阻率成正比,跟它的截面积成反比。2.原来12的电阻丝分为两段,长度减少一半,阻值也减少一半为6,两个6电阻丝并联,其等效电阻为3.3.U=IR=0.05800=40V4.电阻器额定电压为5V,P=IU=100mA5V=500mW,超过标称功率为0.25W,所以该电阻不流过100mA的电流。5. U0=IR0=0.17681.41V6.U=IR=0.0180.015=0.27mV1.4电阻器的连接 1.22.5k;475k;2000k2. 593.(a) 2 ;(b)14. 0.0
4、91A;;PR=URI=1100.091W=10W5. U1=3V;U2=6V6. I1=0.333A;I2=0.666A7. 60 k1.5电路基本定律 1. 电动势及电压符号按选定的回路绕行方向确定,如电动势方向与选定的回路绕行方向相同,则取正号,反之则取负号。通过电阻上的电流与绕行方向一致时,该电阻上的电压降取正号,反之取负号。2.要改装成1mA的电流表,应使lmA的电流通过电流表时,表头指针刚好满偏。根据基尔霍夫电流定律: IR=I-Ig=(110-3-10010-6)A=900A 根据并联电路电压相等的特点,有IRR=IgRg,则 177.8即在表头两端并联一个177.8的分流电阻,
5、可将电流表的量程扩大为lmA。3. I=1A;VA=2V;VB=7V;UAB= -5V;UBC= -1V4.网孔I的回路电压方程: El -E2 =R1I1- R2I2;网孔的回路电压方程:E2E3 =R2I2 +UAB-R3I3;网孔的回路电压方程:E3E4=R3I3 R4I45. 图1.5.7的等效电路如图A1.5.1。UAB=VA-VB=2-(-8)V=10V 图A1.5.1 1.6 技能实训问题讨论任务一 直流电流、电压的测量(1)设置量程使测量时指针摆动到满刻度的2/3左右,测量的电压数据较准确。(2)如果已知电阻的阻值,通过测量该支路中电阻R4两端的电压值Ubc,利用欧姆定律I=U
6、bc/R4,就可方便的估算出支路的电流I4。任务二 绝缘电阻的测量(1)万用表一般用来测量欧姆几兆欧姆的电阻,对于电器的绝缘性能的测量,由于绝缘阻值非常大,采用兆欧表测量比较准确。(2)测量前必须将被测设备电源切断,并对地短路放电,决不允许设备带电进行测量。 被测物表面要清洁,减少接触电阻,确保测量结果的正确性。使用兆欧表时,摇动速度不可太快,以免电流烧毁兆欧表线圈。兆欧表使用时应放在平稳、牢固的地方,且远离大的外电流导体和外磁场。自 我 测 评一、判断题1 2 3 4. 5二、填空题1电源、导线、负载、控制器2电气元器件符号3开路、有载、短路4. 电流强弱 5串联、并联6电场力做功本领大小、
7、U 7参考点8. 电压、电流、电阻 9. 10. 18 、2三、选择题1C 2A 3D 4. B 5 B四、计算题(共35分) 1 2 US2=6V3. 流过白炽灯的电流 白炽灯的电阻 流过电热锅的电流 电热锅的电阻 总电阻 总电流 4. 路绕行方向: US1-US2=R1I1+R2I2 100-48= R1I1+62 R1=对于结点A: I1-I2-I3=0 I1-2-2=0 I1=4A所以 R1=第2章 电容与电感 2.1电容 1.在电容器中,充电电荷储存在电容器的两个极板上。2.电解电容器的主要优点是容量大、体积小。电解电容使用时应注意:其正极要接高电平,负极要接低电平,切勿接反,也不允
8、许接到交流电路上,否则会造成电容器的爆裂。3. 998pF4.54.8F555 Pf2.2电磁基础知识 1. 在磁体的周围和通电导体的周围存在着磁场,这可以利用小磁针或铁屑来检验。我们规定:在磁场中的某一点,小磁针北极所指的方向就是这一点的磁场方向。2.磁感应线的疏密表示磁场的强弱:磁感应线密处,磁场强;磁感应线疏处,磁场弱。3. 使用右手定则:(1)长直导线中电流磁场:右手握住导线,让大拇指所指方向与电流方向一致,则弯曲的四指所指方向就是磁感应线环绕方向。(2)通电线圈电流磁场:右手握住螺线管,让弯曲的四指所指方向与电流方向一致,则大拇指所指方向即为螺线管内部磁感应线方向,即大拇指所指为通电
9、螺线管的N极。4. 略5. 电磁力F可用左手定则来判定:水平伸出左手,使拇指方向和四指方向相互垂直(四指方向与拇指方向在同一个水平面上),让磁力线穿过手心,四指指向电流方向,则拇指指向就是载流导体在磁场中受力的方向。6对磁场影响的强弱程度取决于所放置物质的导磁性能。物质导磁性能的强弱用磁导率表示。7. 闭合电路的一部分导体做切割磁力线运动或穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中就有电流产生的现象。8. 楞次定律得出的结论是:闭合回路中产生的感应电流的方向,总是要使它的磁场阻碍引起感应电流的原磁通量的变化。9. 通电导线在磁场中受力的方向如图A2.1所示。 10. 金属环中感应电流的方向如图
10、A2.2所示。 (a) (b) 图A2.1 题9答案 图A2.2 题10答案2.3电感 1. 电感器是为有特殊电感需要设计的器件,是一种能够把电能转化为磁能而存储起来的器件,它主要由线圈及导磁材料新所组成。23.4 (1)开关S闭合瞬间,线圈中的感应电动势的方向如图A2.3 (a);(2)开关S闭合断开瞬间,线圈中的感应电动势的方向如图A2.3(b);(3)e=0V。 (a) (b)图A2.3 题4答案5. 2.4 技能实训问题讨论 任务一 电容器的放电实验(1)对于一个确定容量的电容器,充电电压越高,电容器所带的电量越多,因此放电时,放电火花越强。通过放电实验可以定性地验证电量与电压成正比。
11、(2)在电容器充电电压一定的情况下,充足电的电容器放电火花越强,说明其所带的电量Q越多。从而验证对于不同容量的电容器,两极达到相同的电压所需要的电量也是不同的,即充电电压一定的情况下,容量越大的电容器 ,所充的电量也越多。任务二 电容、电感元件的识读和测量(1)电容器中存储的电量的大小与容量成正比,通常所用的电容器容量较小,当通过人体放电时,没有明显的感觉。如果电容器的容量大,且充电电压高,如果不先将电容器的电极短路放电,可能造成测量仪表的损坏或人体触电事故。(2)电解电容器的引脚极性,首先可以从外表的标志来辨别,标有“”为负极,见图A2.2;其次可以从引脚的长短来辨别,引脚长的的正极,引脚短
12、的为负极。 长引脚为正极 负极标志 图A2.4 电解电容器的引脚极性辨认第2章 自我测评 一、判断题1 2. 3. 4. 5二、填空题1电容器容纳电荷的本领、106F2减小、增大、减小 3.额定工作电压、标称容量、允许误差4.电磁感应能力、亨(H) 5.磁能6.形状、尺寸、匝数、磁导率7.相同8.标称电感量、品质因数、分布电容三、选择题1.A 2. C 3.B 4.D 5.C四、计算题 1电容器并联: C=C1+C2=80F 电容器串联: C = 2. 五、简答题 1. 铝电解电容器的主要优点是:容量大、体积小。主要缺点是:耐压较低、介质损耗大、温度特性和频率特性差。多用于低频电路,如电源滤波、低频信号耦合等等。电解电容使用时应注意:其正极要接高电平,负极要接低电平,切勿接反,也不允许接到交流电路上,否则会造成电容器的爆裂。2. 电感器的常见故障有断路和短路。利用万用表的电阻挡可以对电感器进行简单的测量,测量电感线圈的直流电阻,并与电感器的正常阻值作比较。若阻值比正常的阻值小很多,则说明该线圈存在局部短路或严重短路情况;若阻值很大或表针不动,则说明该线圈存在断路。3. 无论选用何种电感器,其主要参数电