第二章_電工基礎(chǔ)知識

1、 E E E E E 短路短路 開路開路 I U t t Q Q I I 2 2 S S I I J J 2 2 62.5mm62.5mm 2A2A 125A125A J J I I S S a b c o I1I2 I 可用箭頭表示：可用箭頭表示： I1 I2 I 或用下標(biāo)表示：或用下標(biāo)表示： Iao Ibo Ioc 在分析和計算電路時，常常要求出電流方向，尤其是在分析和計算電路時，常常要求出電流方向，尤其是 較復(fù)雜電路，某段電路中實際電流方向難以確定，在這種較復(fù)雜電路，某段電路中實際電流方向難以確定，在這種 情況下，要設(shè)定參考方向，參考方向任意任意設(shè)定，當(dāng)計情況下，要設(shè)定參考方向，參考方向

2、任意任意設(shè)定，當(dāng)計 算結(jié)果大于零時（即為正值），假設(shè)參考方向與實際電流算結(jié)果大于零時（即為正值），假設(shè)參考方向與實際電流 方向相同；如果計算結(jié)果小于零時（即為負(fù)值），那么假方向相同；如果計算結(jié)果小于零時（即為負(fù)值），那么假 設(shè)參考方向與實際電流方向相反。設(shè)參考方向與實際電流方向相反。 a b c o 4A 3A 例：如圖所示電路，例：如圖所示電路， 求出求出I Iao ao的大小和方向。 的大小和方向。 解：解： 先設(shè)定先設(shè)定 I Iao ao的方向，如圖所示 的方向，如圖所示 根據(jù)基爾霍夫節(jié)點電流定律：根據(jù)基爾霍夫節(jié)點電流定律： I Iao ao+I +Ibo bo=I =Ioc oc I

3、Iao ao=I =Ioc oc-I -Ibo bo 將已知數(shù)代入將已知數(shù)代入 I Iao ao=3-4=-1A =3-4=-1A 得數(shù)為負(fù)值，實際電流方得數(shù)為負(fù)值，實際電流方 向為向為I Ioa oa。 。 電阻是反映物體對電流起阻礙作用大小的一個物理量。電阻是反映物體對電流起阻礙作用大小的一個物理量。 電阻這一物理量可衡量物體的導(dǎo)電能力，物體電阻小電阻這一物理量可衡量物體的導(dǎo)電能力，物體電阻小 導(dǎo)電能力就強，反之就弱。導(dǎo)電能力就強，反之就弱。 電阻用字母電阻用字母R、r表示。表示。 電阻的單位：歐姆，簡稱歐，用字母電阻的單位：歐姆，簡稱歐，用字母表示。表示。 物體的電阻是客觀存在的，不隨電

4、壓的高低而變化。物體的電阻是客觀存在的，不隨電壓的高低而變化。 ： 物體的電阻跟物體長度成正比，跟物體截面積成反比，物體的電阻跟物體長度成正比，跟物體截面積成反比， 并與物體的材料（電阻率）和溫度有關(guān)，可用以下公式表并與物體的材料（電阻率）和溫度有關(guān)，可用以下公式表 達(dá)達(dá) S S L L R R R R：電阻（：電阻（） ：電阻率（：電阻率（m m） L L：長度（）：長度（） S S：截面積（：截面積（m m2 2） ：是與物體材料性質(zhì)有關(guān)的物理量，稱為電：是與物體材料性質(zhì)有關(guān)的物理量，稱為電 阻系數(shù)或電阻率。它是指長度阻系數(shù)或電阻率。它是指長度1 1米，橫截面米，橫截面1 1平方毫米的某平

5、方毫米的某 種材料的物體在種材料的物體在2 2時的電阻值。單位：時的電阻值。單位：m m。 不同的材料其電阻率也不同，下表列出幾種常用金屬不同的材料其電阻率也不同，下表列出幾種常用金屬 的電阻率。的電阻率。 材料名稱材料名稱2時的電阻時的電阻 率率/ m m電阻溫度系數(shù)電阻溫度系數(shù)/ -1 銀銀1.610-80.00361 銅銅1.7210-80.0041 金金2.210-80.00365 鋁鋁2.910-80.00423 鉬鉬4.7710-80.00478 鎢鎢5.310-80.005 鐵鐵9.7810-80.00625 康銅（銅康銅（銅54%， 鎳鎳46%） 5010-80.00004 ：

6、 表中溫度系數(shù)表中溫度系數(shù)，說明電阻率與溫度有關(guān)，實驗證明，說明電阻率與溫度有關(guān)，實驗證明， 物體的溫度變化，電阻也隨之變化，一般導(dǎo)體溫度升高后，物體的溫度變化，電阻也隨之變化，一般導(dǎo)體溫度升高后， 導(dǎo)體的電阻值隨之增大，相對導(dǎo)電能力下降。（注：導(dǎo)體導(dǎo)體的電阻值隨之增大，相對導(dǎo)電能力下降。（注：導(dǎo)體 碳相反）碳相反） 我們把溫度升高我們把溫度升高1時，電阻所產(chǎn)生的變動值與原電時，電阻所產(chǎn)生的變動值與原電 阻值的比值，稱為電阻溫度系數(shù)，用阻值的比值，稱為電阻溫度系數(shù)，用表示，單位表示，單位1/ t t1 1：變化前溫度：變化前溫度 t t2 2：變化后溫度：變化后溫度 R R1 1：t1t1時電

7、阻值時電阻值 R R2 2：t2t2時電阻值時電阻值 ) )t t( (t tR R R RR R 1 12 21 1 1 12 2 一般金屬材料電阻溫度系數(shù)很小，但溫度很高時，電一般金屬材料電阻溫度系數(shù)很小，但溫度很高時，電 阻變化顯著，不可忽視。阻變化顯著，不可忽視。 在實際工作中，我們不但用電阻去衡量物體的導(dǎo)電能在實際工作中，我們不但用電阻去衡量物體的導(dǎo)電能 力，我們還將具有一定阻值物質(zhì)制作成實體元件，稱為電力，我們還將具有一定阻值物質(zhì)制作成實體元件，稱為電 阻器。阻器。 電阻元件電阻元件：電阻：電阻 值、功率、允許偏差等。值、功率、允許偏差等。 ：在直流電：在直流電 路中，常用于分壓、

8、分流、阻路中，常用于分壓、分流、阻 抗匹配等；交流電路中，電阻抗匹配等；交流電路中，電阻 器常用于限流。器常用于限流。 ： 電阻：電阻： 可變電阻：可變電阻： 電位器：電位器： 2800米 L1 L2 L3 R1 R2 R3 R4 R5 R6 a bc d ub ua uc ud F F a bo Lao LboLab +- 電場方向電場方向 參參 考考 點點 F F a bo Lao LboLab +- 電場方向電場方向 參參 考考 點點 F F a bo Lao LboLab +- 電場方向電場方向 參參 考考 點點 Q Q A A Q Q A A b bo o b b a ao o a

9、a F F a bo Lao LboLab +- 電場方向電場方向 參參 考考 點點 F F a bo Lao LboLab +- 電場方向電場方向 參參 考考 點點 a b o R1R2 b a c d U=6V acacbcbc ababacacbcbc adadbdbd ababadadbdbd 我們已知道，電源是將非電能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，那我們已知道，電源是將非電能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，那 么衡量電源轉(zhuǎn)換本領(lǐng)大小的物理量稱為么衡量電源轉(zhuǎn)換本領(lǐng)大小的物理量稱為電動勢。電動勢。 為了進一步分析，我們以發(fā)電機中為了進一步分析，我們以發(fā)電機中 的一段導(dǎo)體為例，簡述的一段導(dǎo)體為例，簡述。 金屬導(dǎo)體內(nèi)

10、部存在著大量的自由電金屬導(dǎo)體內(nèi)部存在著大量的自由電 子，如對這些自由電子施加外力子，如對這些自由電子施加外力FW（如：（如： 磁場、摩擦等）會使其向?qū)w的一端移磁場、摩擦等）會使其向?qū)w的一端移 動，動， - - - FW 我們已知道，電源是將非電能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，那我們已知道，電源是將非電能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，那 么衡量電源轉(zhuǎn)換本領(lǐng)大小的物理量稱為么衡量電源轉(zhuǎn)換本領(lǐng)大小的物理量稱為電動勢。電動勢。 電子移動的結(jié)果電子移動的結(jié)果, ,使導(dǎo)使導(dǎo) 體的這一端積累了負(fù)電荷，體的這一端積累了負(fù)電荷， 而導(dǎo)體的另一端則因缺少而導(dǎo)體的另一端則因缺少 電子呈現(xiàn)出正電荷積累，電子呈現(xiàn)出正電荷積累， 導(dǎo)體內(nèi)正負(fù)

11、電荷的分離，導(dǎo)體內(nèi)正負(fù)電荷的分離， 在內(nèi)部就產(chǎn)生了電場。在內(nèi)部就產(chǎn)生了電場。 - - - FW 這時電子除了受外力作用外，還要受到電場力這時電子除了受外力作用外，還要受到電場力FD的作的作 用，電場力和外力方向相反，對電子的繼續(xù)移動起阻礙作用，電場力和外力方向相反，對電子的繼續(xù)移動起阻礙作 用。用。 - FW FD + - 我們已知道，電源是將非電能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，那我們已知道，電源是將非電能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，那 么衡量電源轉(zhuǎn)換本領(lǐng)大小的物理量稱為么衡量電源轉(zhuǎn)換本領(lǐng)大小的物理量稱為電動勢。電動勢。 - - - FW - FW FD + - 開始時，外力大于電場力，電子向一端移動，當(dāng)兩端開始時

12、，外力大于電場力，電子向一端移動，當(dāng)兩端 電荷積累到一定程度，就是當(dāng)電場力電荷積累到一定程度，就是當(dāng)電場力FD與外力與外力FW相等時，相等時， 電子停止了定向移動，導(dǎo)體兩端電荷的積累處于穩(wěn)定狀態(tài)。電子停止了定向移動，導(dǎo)體兩端電荷的積累處于穩(wěn)定狀態(tài)。 - FW FD + - 我們已知道，電源是將非電能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，那我們已知道，電源是將非電能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，那 么衡量電源轉(zhuǎn)換本領(lǐng)大小的物理量稱為么衡量電源轉(zhuǎn)換本領(lǐng)大小的物理量稱為電動勢。電動勢。 可以看出，在外力作用下，電子在導(dǎo)體中定向移動需可以看出，在外力作用下，電子在導(dǎo)體中定向移動需 要做功。正電荷與電子相對運動，在外力的作用下，單位要做功。正電荷與電子相對運動，在外力的作用下，單位 正電荷從電源的負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極所做的功，稱為正電荷從電源的負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極所做的功，稱為 該電源的電動勢，用字母該電源的電動勢，用字母E、e表示。表示。 電動勢的單位是伏特。電動勢的單位是伏特。 電動勢方向是從低電位（電源負(fù)極）指向高電位（電電動勢方向是從低電位（電源負(fù)極）指向高電位（電 源正極）。源正極）。 電動勢可稱為電位升。電動勢可稱為電位升。 通過電動勢產(chǎn)生過程的分析得知，電源兩端具有不同通過電動勢產(chǎn)生過程的分析得知，電源