《电工技术基础与技能》教学课件—第2章-直流电路

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1、电工技电工技术术基础与基础与技能技能第2章直流电路2学习 目标CQ知识目标：了解电路组成的基本要素，理解电路模型； 理解参考方向的含义和作用，会应用参考方向解决 电路中的实际问题；理解电流、电压和电功率，并能进行简单计算； 了解电阻器及其参数，会计算导体电阻； 了解电阻元件电压与电流的关系，掌握欧姆定律； 掌握基尔霍夫电流、电压定律，并能应用基尔霍夫 电流、电压定律列出两个网孔的电路方程； 了解实际电源的电路模型、负载获得最大功率的条 件及其应用。nu第2章直流电路2 2学习 目标虫技能目标：会识读简单电路图，会根据简单的实物电路画 出电路图；能识别常用、新型电阻器，会识读色环电阻； 会用万用

2、表测量电阻值；会使用直流电压表、直流电流表和万用表测量 电路中的电压和电流；能对电阻性电路进行故障检查。3a Enu第2章直流电路QIQI2.12.1电路与电路图电路与电路图 _；g g 2.22.2电路的基本物理量电路的基本物理量 二）二）任务 2 2- - 3 3电阻及电阻器电阻及电阻器 总览 2.42.4欧欧姆定律及其应用姆定律及其应用堂堂2.5 2.5 一般直流电路的分析一般直流电路的分析实训项目操作指导实训项目操作指导4本章小结本章小结a E2.1电路与电路图nu 2.1.1电路组成及各部分的作用电路组成及各部分的作用用导线将电池、开关和小电珠按下图连接起来，合上开关，电珠亮了，断开

3、开关电珠就熄灭了。电源：把其它形式的能转换成电能。负载：使用电能做功的装置，把电能转换成其它形式的能。 导线：将电源、开关、负载接成闭合回路，输送和分配电能。 开关：控制电路的接通和断开。5 _通路 断路 短路通路状态：开关接通，构成闭合回路，电路中有电流通过。 断路状态：开关断开或电路中某处断开，电路中无电流。 短路状态：电路（或电路中的一部分）被短接。6目宣冋2.2电路的基本物理量 2.2.1电流、电压、电位、电动势电流、电压、电位、电动势1.电流电荷的定向移动形成电流。习惯上规定正电荷的运动方向为电流的实际方向。电了移动方向电流方向电流方向参考方向屯了 正电荷申航际方向$- bQ-1 卜

4、-电流參考方向1.X)电流实际方向a p-4b9电旅参考方向107园宣回nu2.2电路的基本物理量1=1大小和方向均不随时间变化的电流称为恒定电流，简称直流电流， 如图a所示。大小随时间变化但方向不随时间变化的电流称为脉动直流电流，如图b所示。大小和方向都随时间变化，这样的电流称为交流电 流，如图c所示。电压是衡量电场力对电荷做功本领大小的物理量A、B两点 之间的电压6AB在数值上等于单位正电荷在电场力作用下，由A点 移动到B点电场力所做的功。电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。9 . _nu2.2电路的基本物理量1=13.电位、电动势电位指电场力把单位正电荷从电场中的一点移到参考点所作

5、的功。在电源内部，电源力把正电荷从低电位点（电源负极）移到高电 位点（电源正极）反抗电场力所做的功与被移动电荷的电荷量的 比，叫做电源的电动势。10 . _2.2电路的基本物理量1=1： 2.2.2电功、电功率、电流热电功、电功率、电流热效应效应1.电功2） 电流在单位时间内所做的功称为电功率电功率。P = = UI = 12 R =匸 t R3） 导体中有电流通过，导体就会发热的现象叫电流的热效电流的热效应应。Q = 12 Rt1）电流做的功叫做电功电功。公式为：W二UI 对于纯电阻电路：W = Ut = 12RtRnu2.3电阻及电阻器电阻及电阻器2.3.1电阻与电阻定律电阻与电阻定律导体

6、对电流的阻碍作用叫电阻电阻和电阻器电阻和电阻器定材料制成的导体，电阻和它的长度成正比，和它的截面积成反比, 这个结论叫做电阻定律。R=上S几种常见材料的电阻率材料名称电阻率p/材料名称电阻率p/ Q，m银1.65X10-8钨5.3X10-8铜1.75X10-8锰铜4.4 X10-7铝2.83X10-8康铜5.0 X10-7低碳钢1.3 X10-7镍铭铁1.0X10-6铂1.06 X10-7碳1.0X10-612 _2.3电阻及电阻器电阻及电阻器可变电阻器利用导体对电流的阻碍作用可以做成电阻器。131ESE固定电阻器电阻器外形电阻器外形nu2.3电阻及电阻器电阻及电阻器电阻阻值表示法电阻阻值表示

7、法常用电阻器的阻值表示方法有两种，一是用数字直接标注；二是色标法标注。 色环的具体含义颜色有效数字倍率允许偏差棕11011%红21022%橙3103黄4104绿51050.5%蓝61060.25%紫71070.1%颜色有效数字倍率允许偏差灰8108白9109黑 八、0100金10-15%银一10-210%无色20%口诀：棕红橙黄绿、蓝紫灰白黑15五环电阻器16 ioE电阻阻值表示法e TTT Hi VO ng5坏电阻帝llJ =OanOoc2.3电阻及电阻器电阻及电阻器nu2.4欧姆定律及其应用例 图示电路中，已知电源电动势E为1.5V,电阻为100Q,求电路中的电流。解：根据欧姆定律I =丄

8、5土 = 0.015 A = 15mAR 100Q 2.4.1欧姆定律欧姆定律1.部分电路欧姆定律在电路中，流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,和电阻值成反比。公式为：I =R18oc2.4欧姆定律及其应用2.全电路欧姆定律闭合电路中的电流与电源电动势成正比，与电路的 总电阻成反比即/=忐例 有一闭合电路如图所示，电源电动势E=12V,其内阻r=2Q,负载 电阻R=10Q,求电路中的电流I、负载电阻R两端的电压UR、电源内阻r上的电压降S。解：根据全电路欧姆定律/ 二丄二 12/ =IAR + r (10 + 2)Q Ur负载两端电压 UR=IR=1AX10Q=10V电源内阻上的电压降为Ur

9、=lr=1AX2Q=2Vnu2.4欧姆定律及其应用 2.4.2电阻串、并联电路电阻串、并联电路1.电阻串联电路把两个或多个电阻依次连接起来，组成中间无分支的电路，叫做电阻串联电路。电路特点/ = 1 = /2 = LU = U1 + U2 + U3R = R + R? + R3U U_ U2 _ U3 【一 R -R-瓦-瓦分压公式U2 _ 盐 UU* _ 志 U2。WISEnu2.4欧姆定律及其应用2.电阻并联电路把两个或两个以上电阻接到电路中的两点之间，电阻两端承受同 一个电压的电路叫做电阻并联电路。电路特点r U = U1 = U2 = U31 = 1 + 12 + 13Illi=-1-

10、1-R R R2 R3U =【1R1 =【2R2 = L R3分流公式=_Ri_2 2 Ri + R2=R21 Ri + R23.电阻混联电路既有电阻串联又有电阻并联的电路叫做电阻混联电路。分析混联电路的方法分析混联电路的方法1） 确定等电位点、标出相应的符号。导线、开关和理 想电流表的电阻可忽略不计，可以认为导线、开关和电 流表联接的两点是等电位点。2） 把标注的各字母按水平方向依次排开，待求两端的 字母排在左右两端.3） 将各电阻依次接入与原电路图对应的两字母之间， 画出等效电路图。4） 画出串并联关系清晰的等效电路图。根据等效电路 中电阻之间的串、并联关系求出等效电阻。22 _ 2.5.

11、1基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.基本概念【支路】由一个或几个元件串联后组成的无分支电路。【节点】电路中三条或三条以上支路的连接点称为节点。【回路】电路中任意一个闭合路径称为回路。【网孔】中间无支路穿过的回路称为网孔例 指出右图电路中的支路数、节点数、回 路数。解 图中支路数b=3、节点数n=2、回路数m=3o231ESE2.基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律：也叫节点电流定律，定律是：在任一时刻，对 电路中的任一节点，流入节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。3.基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律：也叫回路电压定律，定律是：在任一时刻，对任一 闭合回路，沿回路绕行方向上各段电压的代数和为零，其数学

12、表达式为2.5 一般直流电路的分析nu 2.5.2电压源、电流源及其等效变换电压源、电流源及其等效变换1. 电压源一个能输出恒定不变的电压且输出电压值与其电流无关的电源, 称为理想电压源。2. 电流源当负载在一定范围内变化时，它的端电压随之变化，而输出 电流恒定不变，这类电源称为理想电流源。2.5 一般直流电路的分析nu3.电压源、电流源等效变换实际电压源和实际电流源之间可以等效变换。1） 电压源与电流源的等效变换只对外电路等效，对内电路不等效。2） 理想电压源和理想电流源之间不能进行等效变换。3） 等效变换前后电源内阻不变。4） 等效变换时，US与Is的方向是一致的，即电流源输出电流的一端

13、与电压源的正极相对应。27亠目倒同2.5 一般直流电路的分析nu 2.5.3戴维南定理戴维南定理戴维南定理：任何一个线性有源二端网络，对外电路来说，可以用一 个等效的电压源来代替，这个等效电压源的电动势禺等于该有源二端 网络的开路电压Uoc，等效电源的内阻等于该有源二端网络中所有电 源不作用时的等效电阻。| |戴维南定理解题步骤戴维南定理解题步骤1） 断开待求支路，得到有源二端网络。2） 计算有源二端网络两端点间的开路电压UQCo3） 将有源二端网络内各电源置零，求从端口处看进去的等效电阻R0。4） 将待求支路与等效电源连接，画出等效简化电路，计算待求量。28 _般直流电路的分析US = UO

14、C = E2 2 - - IR2 2 = = 15 - 2 X 6 = 3Vb)例题如图所示电路中，已知E1=3V,E2=15V, R1=3Q,R2=6Q,R3=2Q,试用戴维宁定理求通过R3的电流 及R3两端电压U3。2）将有源二端网络中各电源不作用，即将电动势用短路代替，成 为无源二端网络，如图c所示，计算出等效电阻Rab，即等效电压源的内阻Ro。29 _a）解：1）断开R3所在支路，如图b所示，计算开路电压Uoc,即等效电源的电动势禺。I = E1 + E2 = 2115 = 2 AR + R? 3 + 6oc2.5 一般直流电路的分析R0 = Rab =R1 + R23 x 63 +

15、6=2Q3）将所求的等效电源USxR0与待求支路的电阻R3联接，形成戴维宁 等效电路，如图2-67d所示。计算支路电流13和电压U3。U3 = I3 R3 = 0.75 x 2 = 1.5V3 = U = 0.75 AR0 + R3 2 + 2301ESE2.5般直流电路的分析 2.5.4负载获得最大功率的条件负载获得最大功率的条件负载获得最大功率的条件当RO=RL时，负载上获得最大功率。P =或max 4 R0负载电阻等于电源内阻，这在无线电技术中称为负载匹配负载匹配。nu实训一简易发光电路的安装与检测 任务一简易发光电路的安装任务一简易发光电路的安装【实训目标】1.会识读简单的电路突然，了

16、解电路的组成；2.能识别 电阻、发光二极管，会用万用表电阻挡检测电阻、发光二极管；3.会 使用面包板安装简单电路；4会测量直流电压和直流电流。【控制要求】开关闭合，发光二极管亮；开关断开，发光二极管灭。 简易发光电路原理图如下图所示。实训一简易发光电路的安装与检测实训一简易发光电路的安装与检测【元器件检测】【元器件检测】检测开关检测二极管nu实训一简易发光电路的安装与检测【元器件检测】【元器件检测】一个PN结加上外売和金域引脚（电极引线），就构成 了半导体二极管，简称二极管。二极管外形实训一简易发光电路的安装与检测二极管nu_实训一简易发光电路的安装与检测貪极 _ _.色环表示負极_1)负极用一条色环表示2)正极上标有一个色点_3)器件上印有二极管符号4)较长的为正极，较短的为负极负板()正极+ )_ _正板 _(+) .电路符号直接表示观察法判别二极管正负极oc本章小结 1）电流所通过的路径称为电路。电路一般由电源、负载、 开关和连接导线四部分组成。电路分为通路、断路和短路 三种状态。 2）电路的主要物理量有电流、电压、电位、电动势、功 率、电能等。 3）导体对电流的阻碍作用叫电阻。