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1、高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿1 认识电路认识电路高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿1 1 认识电路认识电路教学教学难点：点：1了解了解电路的三种形状特点。路的三种形状特点。2了了解解理理想想元元件件与与电路路模模型型、线性性电阻阻与与非非线性性电阻阻的的概念。概念。教学重点：教学重点：1. 1. 了了解解电路路的
2、的根根本本组成成、电路路的的三三种种形形状状和和额定定电压、电流、功率等概念。流、功率等概念。2 2掌握掌握电流、流、电功率、功率、电能等根本概念。能等根本概念。3 3掌掌握握电阻阻定定律律、欧欧姆姆定定律律、焦焦耳耳定定律律，了了解解电阻阻与与温温度的关系。度的关系。高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿序号内容 学时 1 绪论 1 2 第一节 电路 3 第二节 电流 4 第三节 电阻1 5 第四节 部分电路欧姆定律 6 第五节 电能和电功率1 7 单元小结
3、 8 单元总学时3学时分配：学时分配：高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿1 1认识电路认识电路1.11.1电路路1.21.2电流流1.31.3电阻阻1.41.4部分部分电路欧姆定律路欧姆定律1.51.5电能和能和电功率功率单元小元小结高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿第一节电路第一节电路 一、电路的根本组成一、电路的根
4、本组成二、电路模型二、电路模型(电路图电路图)高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿一、一、电路的根本路的根本组成成动画动画 M1-1电路的形状电路的形状1什么是什么是电路路电路路是是由由各各种种元元器器件件( (或或电工工设备) )按按一一定定方方式式衔接接起起来来的的总体，体，为电流的流通提供了途径。流的流通提供了途径。高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技
5、能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿2电路的根本路的根本组成成 电路的根本路的根本组成包括以下四个部分：成包括以下四个部分：(1)(1)电源源( (供能元件供能元件) )：为为电电路路提提供供电电能能的的设设备备和和器器件件( (如电池、发电机等如电池、发电机等) )。 图图1-11-1简单的直流电路简单的直流电路 高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿(2)(2)负载负载( (耗能元件耗能元件):):运用运用( (耗费耗费) )电能的设备和电能的设备和器件器
6、件( (如灯泡等用电器如灯泡等用电器) )。 控制电路任务形状的器件或设备控制电路任务形状的器件或设备( (如如开关等开关等) )。将电器设备和元器件按一定方式衔接将电器设备和元器件按一定方式衔接起来起来( (如各种铜、铝电缆线等如各种铜、铝电缆线等) )。(3)(3)控制器件：控制器件：(4)(4)衔接导线：衔接导线：高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿3电路的形状 (1)(1)通通路路( (闭路路) )：电源源与与负载接接通通，电路路中中有有电流流经过，
7、电气气设备或元器件或元器件获得一定的得一定的电压和和电功率，功率，进展能量展能量转换。 (2)(2)开开路路( (断断路路) )：电路路断断开开，电路路中中没没有有电流流经过，又又称称为空空载形状。形状。(3)(3)短短路路( (捷捷路路) )：电源源两两端端或或电路路中中某某些些部部分分被被导线直直接接相相连，输出出电流流过大大对电源源来来说属属于于严重重过载，如如没没有有维护措措施施，电源源或或电器器会会被被烧毁或或发生生火火灾灾，所所以以通通常常要要在在电路路或或电气气设备中中安安装装熔熔断断器器、保保险丝等等保保险安安装装，以以防防止止发生生短短路路时出出现不良后果。不良后果。高高 等
8、等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿二、电路模型二、电路模型( (电路图电路图) ) 图图1-21-2手电筒的电路原图手电筒的电路原图由由理理想想元元件件构构成成的的电路路称称为实践践电路路的的电路路模模型型，也也称称为实践践电路路的的电路路原原理理图，简称称为电路路图。例例如如手手电筒筒的的电路路如如图 1-2 所示。所示。 高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能
9、演示文稿电工技术基础与技能演示文稿理想元件 电电路路是是由由电电特特性性相相当当复复杂杂的的器器件件组组成成的的，为为了了便便于于运运用用数数学学方方法法对对电电路路进进展展分分析析，可可将将电电路路实实体体中中的的各各种种电电器器设设备备和和元元器器件件用用一一些些可可以以表表征征它它们们主主要要电电磁磁特特性性的的理理想想元元件件( (模模型型) )来来替替代，而对它的实践构造、资料、外形等非电磁特性不予思索。代，而对它的实践构造、资料、外形等非电磁特性不予思索。高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技
10、术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿表表 1-3常用理想元件及符号常用理想元件及符号高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿第二节电流第二节电流 一、一、电流的根本概念流的根本概念二、直流二、直流电流流三、交流三、交流电流流高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿一、电流的根本概念一、电流的根本概念 电路路中中电荷荷沿沿
11、着着导体体的的定定向向运运动即即构构成成电流流，其其方方向向规定定为正正电荷荷流流动的的方方向向(或或负电荷荷流流动的的反反方方向向)，其其大大小小等等于于在在单位位时间内内经过导体体横横截截面面的的电荷荷量量，电流流用用符符号号 I 或或 i(t)表表示示，讨论普通普通电流流时可用符号可用符号 i 。高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿设设在在 t = t2t1 时时间间内内，经经过过导导体体横横截截面面的的电电荷荷量量为为 q = q2q1，那么在，那么
12、在 t 时间内的电流强度可用数学公式表示为时间内的电流强度可用数学公式表示为式式中中， t 为很很小小的的时间间隔隔，时间的的国国际单位位制制单位位为 s (秒秒)，电荷荷量量 q 的的国国际单位位制制为库仑 (C)。电流流 i(t) 的的国国际单位位制制为A (安培安培) 。常常用用的的电流流单位位还有有mA 毫毫安安、 A微微安安、 kA千安千安 等，它等，它们与安培的与安培的换算关系算关系为1 mA = 10-3A； 1 A = 10-6 A； 1 kA = 103 A高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Pres
13、s电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿二、直流电流二、直流电流 假假设电流流的的大大小小及及方方向向都都不不随随时间变化化，即即在在单位位时间内内经过导体体横横截截面面的的电荷荷量量相相等等，那那么么称称之之为稳恒恒电流流或或恒恒定定电流流，简称称为直直流流 (Direct Current)，记为 DC 或或 dc ，直直流流电流流要用大写字母要用大写字母 I 表示。表示。直直流流电流流 I 与与时间 t 的的关关系系在在 It 坐坐标系系中中为一一条条与与时间轴平行的直平行的直线。高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Ed
14、ucation Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿三、交流电流三、交流电流 假假设电流流的的大大小小及及方方向向均均随随时间变化化，那那么么称称为变动电流流。对电路路分分析析来来说，一一种种最最为重重要要的的变动电流流是是正正弦弦交交流流电流流，其其大大小小及及方方向向均均随随时间按按正正弦弦规律律作作周周期期性性变化化，将将之之简称称为交交流流(Alternating Current)，记为 AC 或或 ac ，交交流流电流流的的瞬瞬时值要要用用小写字母小写字母i 或或 i(t) 表示。表示。高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education Pr
15、essHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿第三节电阻第三节电阻一、电阻元件一、电阻元件 二、电阻与温度的关系二、电阻与温度的关系高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿一、电阻元件一、电阻元件电阻阻元元件件是是对电流流呈呈现妨妨碍碍作作用用的的耗耗能能元元件件，例例如如灯灯泡泡、电热炉等炉等电器。器。电阻定律阻定律 制制成成电阻阻元元件件的的资料料电阻阻率率，国国际单位位制制单位位为 m(欧欧米米) ；
16、 l 绕制成制成电阻的阻的导线长度，国度，国际单位制位制为m (米米) ；S 绕制成制成电阻的阻的导线横截面横截面积，国，国际单位制位制为 m2 (平方米平方米)；R 电阻阻值，国，国际单位制位制为 (欧欧) 。经常用的常用的电阻阻单位位还有有k (千欧千欧 ) 、 M (兆欧兆欧)1 k = 103 ；1 M = 106 高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿二、电阻与温度的关系二、电阻与温度的关系 电阻阻元元件件的的电阻阻值大大小小普普通通与与温温度度有有
17、关关，衡衡量量电阻阻受受温温度度影影响响大大小小的的物物理理量量是是温温度度系系数数，其其定定义为温温度度每每升升高高 1C 时电阻阻值发生生变化的百分数。化的百分数。假假设设任任一一电阻阻元元件件在在温温度度 t1 时的的电阻阻值为 R1，当当温温度度升升高高到到 t2 时电阻阻值为 R2 ，那那么么该电阻阻在在 t1 t2 温温度度范范围内内的的(平平均均)温度系数温度系数为假假设 R2 R1 ，那那么么 0，将将 R 称称为正正温温度度系系数数电阻阻，即即电阻阻值随随着着温温度度的的升升高高而而增增大大；假假设 R2 R1，那那么么 0，将将 R 称称为负温温度度系系数数电阻阻，即即电阻
18、阻值随随着着温温度度的的升升高高而而减减小小。显然然 的的绝对值越大，越大，阐明明电阻受温度的影响也越大。阻受温度的影响也越大。R2 = R1 1 (t2t1) 高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿第四节部分电路欧姆定律第四节部分电路欧姆定律一、欧姆定律一、欧姆定律二、二、线性性电阻与非阻与非线性性电阻阻高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术
19、基础与技能演示文稿一、欧姆定律一、欧姆定律 电阻元件的伏安关系服从欧姆定律，即阻元件的伏安关系服从欧姆定律，即U = RI 或或 I = U / R = GU其其中中 G = 1/R，电阻阻 R 的的倒倒数数 G 称称为电导，其其国国际单位位制制为西西门子子 (S) 。 高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿二、线性电阻与非线性电阻二、线性电阻与非线性电阻电阻阻值 R 与与经过它它的的电流流 I 和和两两端端电压 U 无无关关 (即即R = 常常数数 ) 的的
20、电阻阻元元件件称称为线性性电阻阻，其其伏伏安安特特性性曲曲线在在 UI 平平面坐面坐标系中系中为一条一条经过原点的直原点的直线。电阻阻值 R 与与经过它它的的电流流 I 和和两两端端电压 U 有有关关 (即即R 常常数数) 的的电阻阻元元件件称称为非非线性性电阻阻，其其伏伏安安特特性性曲曲线在在 UI平平面面坐坐标系系中中为一条一条经过原点的曲原点的曲线。通通常常所所说的的“电阻阻 ，如如不不作特殊作特殊阐明，均指明，均指线性性电阻。阻。图图1-31-3线性电阻的伏安特性曲线线性电阻的伏安特性曲线高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Edu
21、cation Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿第五节电能和电功率第五节电能和电功率一、一、电功率功率二、二、电能能三、三、电气气设备的的额定定值四、焦耳定律四、焦耳定律高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿一、电功率一、电功率 电功功率率(简称称功功率率)所所表表示示的的物物理理意意义是是电路路元元件件或或设备在在单位位时间内内吸吸收收或或发出出的的电能能能能量量。两两端端电压为 U、经过电流流为 I 的恣意二端元件的恣意二端元件
22、(可推行到普通二端网可推行到普通二端网络)的功率大小的功率大小为P = UI 功功率率的的国国际单位位制制单位位为 W(瓦瓦特特)，常常用用的的单位位还有有mW (毫瓦毫瓦)、 kW (千瓦千瓦)，它，它们与与 W 的的换算关系是算关系是1 mW = 103 W； 1 kW = 103 W高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿 吸吸收收或或发出出：一一个个电路路最最终的的目目的的是是电源源将将一一定定的的电功功率率传送送给负载，负载将将电能能转换成成任任务所所
23、需需求求的的一一定定方方式式的的能能量量。即即电路路中中存存在在发出出功功率率的的器器件件(供供能能元元件件)和和吸吸收收功功率率的的器器件件(耗耗能元件能元件)。习惯上上，通通常常把把耗耗能能元元件件吸吸收收的的功功率率写写成成正正数数，把把供供能能元元件件发出出的的功功率率写写成成负数数，而而储能能元元件件(如如理理想想电容容、电感感元元件件)既既不吸收功率也不不吸收功率也不发出功率，即其功率出功率，即其功率 P = 0。通常所通常所说的功率的功率 P 又称又称为有功功率或平均功率。有功功率或平均功率。高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHighe
24、r Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿二、电能二、电能 电能能是是指指在在一一定定的的时间内内电路路元元件件或或设备吸吸收收或或发出出的的电能能量量，用用符符号号W表表示示，其其国国际单位位制制为焦焦耳耳(J)，电能能的的计算公式算公式为W = P t = U I t通常通常电能用能用kW h (千瓦千瓦时)来表示大小，也称来表示大小，也称为度度(电)：1 度度(电) = 1 kW h = 3.6 106 J即即功功率率为 1 000 W 的的供供能能或或耗耗能能元元件件，在在 1 小小时内内所所发出出或或吸收的吸收的电能量能量为 1 度。度。高
25、高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿【例例1-1】有有一一功功率率为为 60 W 的的电电灯灯，每每天天运运用用它它照照明明的的时时间间为为 4 h(小小时时)，假假设设平平均均每每月月按按 30 天天计计算算，那那么么每每月月耗耗费费的的电电能为多少度？合为多少能为多少度？合为多少 J ? 解：解：该电灯平均每月任灯平均每月任务时间 t = 4 30 h= 120 h，那么那么W = P t = 60 120 W h = 7200 W h = 7.2 kW
26、h即每月耗即每月耗费的的电能能为 7.2 度，度，约合合为3.6 106 7.2 J 2.6 107 J高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿 三、电气设备的额定值三、电气设备的额定值为了了保保证电气气设备和和电路路元元件件可可以以长期期平平安安地地正正常常任任务，都都规定了定了额定定电压、额定定电流、流、额定功率等定功率等铭牌数据。牌数据。额定定电压电气气设备或元器件所允或元器件所允许施加的最大施加的最大电压。额定定电流流电气气设备或元器件所允或元器件所允许
27、经过的最大的最大电流。流。额定功率定功率在在额定定电压和和额定定电流下所耗流下所耗费的功率，即允的功率，即允许耗耗费的最大功率。的最大功率。额定定任任务形形状状电气气设备或或元元器器件件在在额定定功功率率下下的的任任务形形状，也称状，也称满载形状。形状。轻载形形状状电气气设备或或元元器器件件在在低低于于额定定功功率率下下的的任任务形形状，状，轻载时电气气设备不能得到充分利用或根本无法正常任不能得到充分利用或根本无法正常任务。过载(超超载)形形状状电气气设备或或元元器器件件在在高高于于额定定功功率率下下的的任任务形状，形状，过载时电气气设备很容易被很容易被烧坏或呵斥坏或呵斥严重事故。重事故。轻载
28、和和过载都是不正常的任都是不正常的任务形状，普通是不允形状，普通是不允许出出现的。的。 高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿四、焦耳定律四、焦耳定律 电流流经过导体体时产生的生的热量量(焦耳焦耳热)为 Q = I2 R tI 经过导体的直流体的直流电流或交流流或交流电流的有效流的有效值，单位位为 A。R 导体的体的电阻阻值，单位位为 。t 经过导体体电流流继续的的时间，单位位为 s。Q 热量量单位位为 J。 高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher E
29、ducation PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿单元小结单元小结本本单元引元引见了了电路的根本概念，内容包括：路的根本概念，内容包括：一、一、电路路二、二、电流流三、三、电阻阻四、四、电功率与功率与电能能高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿一、电路一、电路电路路是是由由各各种种元元器器件件( (或或电工工设备) )按按一一定定方方式式衔接接起起来来的的总体体, ,为电流流的的流流通通
30、提提供供了了途途径径。电路路的的根根本本组成成包包括括电源源、负载、控控制制器器件件和和衔接接导线等等四四个个部部分分。电路路有有通通路路、开开路路、短短路路等等三三种形状。种形状。由由理理想想元元件件构构成成的的电路路称称为实践践电路路的的电路路模模型型，也也称称为实践践电路的路的电路原理路原理图，简称称为电路路图。高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿二、电流二、电流在在电场力力作作用用下下，电路路中中电荷荷沿沿着着导体体的的定定向向运运动即即构构成成电流
31、流，其其方方向向规定定为正正电荷荷流流动的的方方向向( (或或负电荷荷流流动的的反反方方向向) )，其其大大小小等等于于在在单位位时间内内经过导体体横横截截面面的的电荷荷量量，称称为电流。流。电流流的的大大小小及及方方向向都都不不随随时间变化化，那那么么称称为直直流流电流流。电流的大小及方向均随流的大小及方向均随时间作周期性作周期性变化，那么称化，那么称为交流交流电流。流。高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿三、电阻三、电阻1电阻阻元元件件是是对电流流呈呈现
32、妨妨碍碍作作用用的的耗耗能能元元件件，电阻阻定定律律为电阻阻元元件件的的电阻阻值普普通通与与温温度度有有关关，衡衡量量电阻阻受受温温度度影影响响大大小小的的物物理理量量是是温温度度系系数数，其其定定义为温温度度每每升升高高 1C 时电阻阻值发生生变化的百分数，即化的百分数，即2电阻阻元元件件的的伏伏安安特特性性关关系系服服从从欧欧姆姆定定律律，即即 U = RI 或或 I = U/R = GU 。其其中中，电阻阻 R 的的倒倒数数 G 称称为电导，其其国国际单位位制制单位位为S (西西门子子)。3电流流经过导体体时产生的生的热量量为 Q = I2Rt (焦耳定律焦耳定律)。高高 等等 教教 育
33、育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能演示文稿电工技术基础与技能演示文稿四、电功率与电能四、电功率与电能 电功功率率是是电路路元元件件或或设备在在单位位时间内内吸吸收收或或发出出的的电能能量量，P = UI 。电能能是是指指在在一一定定的的时间内内电路路元元件件或或设备吸吸收收或或发出出的的电能能量，量，W = P t =UIt1度度(电) = 1 kW h = 3.6 106 J为了了保保证电气气设备和和电路路元元件件可可以以长期期平平安安地地正正常常任任务，都都规定了定了额定定电压、额定定电流、流、额定功率等定功率等铭牌数据。牌数据。
