1直流電路的基本概念

1、長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程教案用紙教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容備注組織教學(xué)師生互相問好、考勤養(yǎng)成教育導(dǎo)入1、課程簡介電工電子技術(shù)是數(shù)控技術(shù)專業(yè)必修的一門重要的專 業(yè)基礎(chǔ)課程，也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)平臺課。后續(xù)課 程為：電氣控制線路設(shè)計(jì)、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修2、學(xué)習(xí)要求課前預(yù)習(xí)、認(rèn)真聽講、獨(dú)立完成作業(yè)、按要求完成實(shí)驗(yàn)?zāi)K一直流電路強(qiáng)調(diào)上課紀(jì) 律、實(shí)驗(yàn)安 全及學(xué)習(xí)要 求新課（簡單電路的連接與測量）一、電路的概念1、 電路的定義：電路電流的路徑，是各種電氣器 件按一定方式連接起來組成的總體。又可以成為網(wǎng)絡(luò)。2、電路的組成：電路一般由電源，負(fù)載，中可環(huán)節(jié)二 大部分組成。電源是提供電能的設(shè)備，它能將其他形式能 量轉(zhuǎn)變

2、為電能，如電池，發(fā)電機(jī)等；負(fù)載是電路的耗能部 件，它將電源提供的電能轉(zhuǎn)換成人們需要的各種能量，如 燈泡，電機(jī)等；中間環(huán)節(jié)起到了傳輸、控制、分配、保護(hù) 及測量等作用。3、電路的功能：第一類功能是進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸、和分配。如電 冰箱、電風(fēng)扇、手電筒等。要求電能的利用率。第二類功能是進(jìn)行信號處理，如手機(jī)、收音機(jī)、電視 機(jī)等。這類電路的輸入信號叫做激勵，輸出信號叫做響應(yīng)。 這類電路一般主要關(guān)心的是信號的質(zhì)量，如要求不失真、 準(zhǔn)確、靈敏、快速等。4、電路模型用簡單電路引導(dǎo)學(xué)生分析電路組成教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容備注新課實(shí)際應(yīng)用的電路都比較復(fù)雜，因此，為了便于分析電 路的實(shí)質(zhì)，我們引入了理性電路元件的概念，它

3、是突出單一電或磁性質(zhì)的假象元件。任何一個實(shí)際的電氣器件都可以手電筒實(shí)以用一個或者幾個理想電路元件的組合來抽象表示。例來說明電由理想電路元件構(gòu)成的電路稱為電路模型。路模型的表常見理想兀件有四類：電阻元件：消耗電能電容元件：儲存電場能量電感元件：儲存磁場能量電源：供給能量注意：具有相同的主要電磁性能的實(shí)際電路部件，在一疋條件下可用同一電路模型表示。同一實(shí)際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其電路模型可 以有不同的形式。示方法二、電路的基本物理量以電感線圈電路中有4個基本物理量，電流、電壓、磁通和電荷， 分別用1、U、Q和來表示。而能量、功率等為復(fù)合物理 量符號分別為P和Wo（一）電流表征電流大小的物理量

4、稱為電流強(qiáng)度，用單位時間內(nèi) 通過導(dǎo)體截面積的電荷量多少來衡量，電流強(qiáng)度簡稱為電 流。的模型為例i = Q復(fù)習(xí)中學(xué)所t單位：電量的單位為庫侖（C），時間的單位為秒（s），則電流單位為安培（A）1A=103mA= 106譏學(xué)，略講教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容備注新課（二）電壓、電位與電動勢1電壓疋義：衡量電場力做功本領(lǐng)大小的物理量。 ab兩點(diǎn)間電流的相關(guān)的電壓在數(shù)值上就是電場力把單位正電荷從a移至b時所知識引出電做的功流定義,WabUab=Q。單位：伏特（V）3691KV=10 V=10 mV =10 叮2、電位在電路中任選一點(diǎn)作為電位的零參考點(diǎn)，電路中任一點(diǎn)到參考點(diǎn)之間的電壓，就稱為該點(diǎn)的電位，用符號V表示

5、，單位為V （伏）。電路中選定的參考點(diǎn)用符號丄表示。類比水壓得電位與電壓的關(guān)系：出電壓定義兩點(diǎn)之間的電壓就等于兩點(diǎn)之間的電位差，貝U Uab= VaVb3、電動勢電路中因其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能所引起的電位差，叫做電動勢匚WbaEba=Q方向：低電位指向咼電位（三）電功率和電能1、電能表示電場力做功的多少W=Ult教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容備注新課w=iRtw=Ur在實(shí)際應(yīng)用中常以KW.h （千瓦時，）作為電能的單位。1KW.h=3.6X 106J2、電功率單位時間內(nèi)電場力所做的功P=W = UIt =UI對比電壓與ttp=i2rp=u2R單位 1KW=10W=16Mw（四）電壓與電流的參考方向電壓與電

6、流的實(shí)際方向可能是未知的，也可能是隨 時間變化的。所以可以任意指定一個方向，稱為參考方向。 按照參考方向列出方程，解出的電壓或電流值若為正值， 則所選參考方向與實(shí)際方向一致；若為負(fù)值，則所選參考 方向與實(shí)際方向相反。電動勢電壓參考方向的選擇與電流參考方向的選擇是獨(dú)立 無關(guān)的，若兩者方向 致稱為關(guān)聯(lián)參考方向，反之為非關(guān) 聯(lián)參考方向。本節(jié)主要講授電路的基本概念和基本物理量，了解電 能和電功率。三、電阻和歐姆定律（一）電阻元件 電阻元件是各種電阻器、白熾燈、電爐。電烙鐵等實(shí) 際電路器件的理想化模型，電阻元件也簡稱為電阻，電路難點(diǎn)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容備注新課符號如圖所示R.電阻元件的參數(shù)：電阻（1）定義：

7、表達(dá)電阻元件對電流阻礙程度的電路參數(shù)（2）單位：歐姆（？）電導(dǎo)（1）定義：表征元件導(dǎo)電能力的電路參數(shù)（2）數(shù)學(xué)表達(dá)式：G=1R（3）單位：西門子（S）（二）歐姆定律1、部分電路歐姆定律1827年的國科學(xué)家歐姆通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出：對于線 性電阻兀件，在任何時刻它兩端的電壓與其電流成正比例 關(guān)系，即U=RII, 0 匚】 O +If如電壓與電路是非關(guān)聯(lián)參考方向，歐姆疋律的表達(dá)式應(yīng)為 U=-RI。在以后的分析中，如不特加說明，均為關(guān)聯(lián)參考方 向。2、全電路歐姆定律全電路由兩部分組成，一部分是電源的外部電路，匕是 由用電器和導(dǎo)線連成的，叫外電路。另一部分是電源的內(nèi) 部電路，有電池內(nèi)的溶液或線圈等，叫內(nèi)

8、電路。在外電路教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容備注新課中，電流由電源正極出發(fā)，通過導(dǎo)線和用電器流向電源負(fù) 極。在內(nèi)電路中，電源則由電源負(fù)極流向正極，形成一個 環(huán)形的串聯(lián)電路。在外電路中，沿電流方向電勢降低。全電路的歐姆疋律的表達(dá)式為：匸 U S或 U=|R+|RiR + Rj從式中可知，IR為外電路的電壓降，U=IR; IRi為內(nèi)電 路的電壓降U=IRi，也就是在一個閉合電路中，電壓升之和 等于電壓降之和，即U=U + u/ 四、電流的熱效應(yīng)、額定值1、電流的熱效應(yīng)當(dāng)電流通過電阻時，電流作功而消耗電能，產(chǎn)生了熱量， 這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。實(shí)踐證明，電流通過導(dǎo)體所 產(chǎn)生的熱量和電流的平方，導(dǎo)體本身的電阻值以

9、及電流通 過的時間成正比。這是英國科學(xué)家焦耳和俄國科學(xué)家楞次 得出的結(jié)論，被人稱作焦耳楞次定律。公式：Q=I2Rt這種轉(zhuǎn)化是不可逆轉(zhuǎn)的2、電器設(shè)備的額定值(1) 額定電流為了避免電流的熱效應(yīng)造成的危害，使電器工作溫度不 超過最高溫度，因此對通過它的最大電流有一個限值，通 常把這個限定的電流值稱為額定電流，用I n表示。(2) 額定電壓電器長時間工作時所適用的最佳電壓。高了容易燒壞， 低了不正常工作。在額定電壓下電器中的元器件都工作在教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容備注新課最佳狀態(tài)，只有工作在最佳狀態(tài)時，電器的性能才比較穩(wěn) 定，這樣電器的壽命才得以延長。額定電壓用符號 Un表示(3)額定功率在電阻性負(fù)載的電器設(shè)

10、備中，額疋電流與額疋電壓之積，稱電器設(shè)備的額定功率，用 Pn表示，即Pn = lnUn電動機(jī)、變壓器等電器設(shè)備的額定值通常標(biāo)注在銘牌上，也可從產(chǎn)品目錄中查得。五、電阻的串并聯(lián)(一)電阻串聯(lián)電路的性質(zhì)及應(yīng)用1、定義：各電阻首尾依次連接形成一條通路，這種連 接方式稱為串聯(lián)A R工j1=1 1=_屛u2、特點(diǎn):(1) 各電阻中通過電流相同(2) 電路中的總電壓等于各電阻上電壓之和U = U 1 + U 2+Un(3) 電路中的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和R=Rl=R2+Rn(4) 任何一處出現(xiàn)斷開路都會影響整個電路。3、作用：分壓電阻串聯(lián)電路中，每個電阻上都分擔(dān)一定的電壓。根據(jù) 電阻串聯(lián)電路的特性可知，

11、電路中各電阻兩段的電壓與它 的阻值成正比，即教學(xué)環(huán)節(jié)教 學(xué) 內(nèi) 容Ui U2Un .R1 R2Rn根據(jù)歐姆定律I=U/R , Un=IRn4、優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)：所以在電路中，若想控制所有電路，即可使用串 聯(lián)的電路；缺點(diǎn)；若電路中有一個用電器壞了，整個電路意味這都斷了5、功率各電阻上消耗的功率之和等于等效電阻吸收的功率p=UI = U 1I1+U2I2+UJn6、應(yīng)用：電壓表量程擴(kuò)大的改裝(二)電阻并聯(lián)電路的性質(zhì)及應(yīng)用1、定義：將多個電阻的首尾各自相連，使電路有多條 通路，這樣的連接方式稱為電阻的并聯(lián)。2、特點(diǎn):(1) 各電阻上的電壓相同(2) 電路中的總電流等于各電阻中電流之和I = I 1 +

12、I 計(jì)I n(3) 電路的總電阻的倒數(shù)等于各電阻的倒數(shù)111 1=+ +RR-iR2Rn(4) 任何一個支路短路都會影響整個電路教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容備注新課3、作用:分流電阻并聯(lián)電路中每個電阻都分得一部分電流， 根據(jù)歐姆定律，可求得各電阻分得的電流為,R ,RR11= I， 12=I，InI，RiR12，Rin ，4、優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可將一個用電獨(dú)器立完成工作，適合于在馬路兩邊的路燈。缺點(diǎn)：若并聯(lián)電路，各處電流加起來才等于總電流，由此可見，并聯(lián)電路中電流消耗大。5、功率各電阻上消耗的功率之和等于等效電阻吸收的功率p=ui=u 111+U212+uni n6、應(yīng)用:電流表量程擴(kuò)大的改裝（三三）電阻混聯(lián)電路