電工基礎(chǔ)(楊利軍版)第1章電路的基本概念與基本定律

1、第第1章章 電路的基本概念與基本定律電路的基本概念與基本定律11 電路和電路模型電路和電路模型1. 2 電路的基本物理量及相互關(guān)系電路的基本物理量及相互關(guān)系1 13 3 電阻、電容、電感元件及其特性電阻、電容、電感元件及其特性1. 4 電路中的獨(dú)立電源電路中的獨(dú)立電源1. 5 基爾霍夫定律基爾霍夫定律16 電阻、電感、電容元件的識(shí)別與應(yīng)用電阻、電感、電容元件的識(shí)別與應(yīng)用 授課日期 班次 授課時(shí)數(shù) 2課題： 第一章電路的基本概念與基本定律 1.1電路和電路模型 1.2電路的基本物理量及相互關(guān)系 教學(xué)目的：了解電路的組成及電路模型；掌握電路中的基本物理量及其計(jì)算； 特別要掌握電壓、電流參考方向的選

2、擇。 重點(diǎn)： 電路中的基本物理量及其計(jì)算；電壓、電流參考方向的選擇。難點(diǎn)：與重點(diǎn)相同教具：多媒體作業(yè)： P36：1.1 照明配電線路安裝的綜合設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)，要求學(xué)期結(jié)束前完成自用參考書：電路丘關(guān)源 著教學(xué)過(guò)程：由日常生活、國(guó)防科技、工礦企業(yè)情況，引入本課程。 第一章電路的基本概念與基本定律 1.1電路和電路模型 由案例1.1引出電路和電路模型 1.1.1 電路 電路組成 1.1.2 電路模型1.電路模型；2.電路元件 1.2電路的基本物理量及相互關(guān)系 1.電流的基本概念及參考方向的選擇 2.電壓的基本概念及參考方向的選擇 3.電功率與電能通過(guò)典型例題進(jìn)行分析課后小計(jì)：11 電路和電路模型電路和電路

3、模型案例案例1 手電筒電路是大家所熟悉的一種用來(lái)照明的最簡(jiǎn)手電筒電路是大家所熟悉的一種用來(lái)照明的最簡(jiǎn)單的用電器具，如圖單的用電器具，如圖1.1所示。所示。它由四部分組成：它由四部分組成：(1)(1)干電池，它將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能；干電池，它將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能；(2)(2)小電珠，它將電能轉(zhuǎn)換為光能；小電珠，它將電能轉(zhuǎn)換為光能；(3)(3)開關(guān)，通過(guò)它的閉合與斷開，能夠控制小電珠的發(fā)光情況；開關(guān)，通過(guò)它的閉合與斷開，能夠控制小電珠的發(fā)光情況；(4)(4)金屬容器、卷線連接器，它相當(dāng)于傳輸電能的金屬導(dǎo)線，金屬容器、卷線連接器，它相當(dāng)于傳輸電能的金屬導(dǎo)線，提供了手電筒中其它元件之間的連接。提供了手電筒

4、中其它元件之間的連接。112電路模型電路模型1電路模型電路模型由電路元件構(gòu)成的電路，稱為由電路元件構(gòu)成的電路，稱為電路模型電路模型。電路元件一般用理想電路元件代替，并用國(guó)標(biāo)規(guī)定電路元件一般用理想電路元件代替，并用國(guó)標(biāo)規(guī)定的圖形符號(hào)及文字符號(hào)表示。的圖形符號(hào)及文字符號(hào)表示。 為了便于對(duì)電路進(jìn)行分析和計(jì)算，將實(shí)際元器件為了便于對(duì)電路進(jìn)行分析和計(jì)算，將實(shí)際元器件近似化、理想化，使每一種元器件只集中表現(xiàn)一近似化、理想化，使每一種元器件只集中表現(xiàn)一種主要的電或磁的性能，這種理想化元器件就是種主要的電或磁的性能，這種理想化元器件就是實(shí)際元器件的模型。實(shí)際元器件的模型。理想化元器件簡(jiǎn)稱理想化元器件簡(jiǎn)稱電路元

5、件電路元件。實(shí)際元器件可用一種或幾種電路元件的組合來(lái)近實(shí)際元器件可用一種或幾種電路元件的組合來(lái)近似地表示。似地表示。 2電路元件電路元件 理想電路元件主要有電阻元件、理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件電感元件、電容元件和電源元件等。等。1.2 電路的基本物理量及相互關(guān)系電路的基本物理量及相互關(guān)系1 電流電流（1）電流的定義：）電流的定義： 電荷的有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)就形電荷的有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)就形成了電流。長(zhǎng)期以來(lái)，人們習(xí)慣規(guī)定以正電荷運(yùn)動(dòng)成了電流。長(zhǎng)期以來(lái)，人們習(xí)慣規(guī)定以正電荷運(yùn)動(dòng)的方向作為電流的實(shí)際方向。的方向作為電流的實(shí)際方向。電流的大小用電流強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱電流）來(lái)表示。電流

6、電流的大小用電流強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱電流）來(lái)表示。電流強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線某一截面的強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線某一截面的電荷量，用符號(hào)電荷量，用符號(hào)i表示。則：表示。則：tQidd式中式中dQ為時(shí)間為時(shí)間dt內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線某一截面的電荷量。內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線某一截面的電荷量。大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流，簡(jiǎn)稱直流大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流，簡(jiǎn)稱直流電流，采用大寫字母電流，采用大寫字母I表示，則表示，則1.2 電路的基本物理量及相互關(guān)系電路的基本物理量及相互關(guān)系tQI 電流的單位是安培（簡(jiǎn)稱安），用符號(hào)電流的單位是安培（簡(jiǎn)稱安），用符號(hào)A表示。表示。 （2）電流的實(shí)

7、際方向與參考方向）電流的實(shí)際方向與參考方向 電流不但有大小，而且還有方向。電流不但有大小，而且還有方向。在簡(jiǎn)單電路中，如圖在簡(jiǎn)單電路中，如圖13所示，可所示，可以直接判斷電流的方向。即在電源以直接判斷電流的方向。即在電源內(nèi)部電流由負(fù)極流向正極，而在電內(nèi)部電流由負(fù)極流向正極，而在電源外部電流則由正極流向負(fù)極，以源外部電流則由正極流向負(fù)極，以形成一閉合回路。形成一閉合回路。 1.2 電路的基本物理量及相互關(guān)系電路的基本物理量及相互關(guān)系為了分析、計(jì)算的需要，引入了電流的參考方向。為了分析、計(jì)算的需要，引入了電流的參考方向。在電路分析中，任意選定一個(gè)方向作為電流的方向，這個(gè)方在電路分析中，任意選定一個(gè)

8、方向作為電流的方向，這個(gè)方向就稱為電流的參考方向，有時(shí)又稱為電流的正方向。向就稱為電流的參考方向，有時(shí)又稱為電流的正方向。當(dāng)電流的參考方向與實(shí)際方向相同時(shí)，電流為正值。反之，當(dāng)電流的參考方向與實(shí)際方向相同時(shí)，電流為正值。反之，若電流的參考方向與實(shí)際方向相反，則電流為負(fù)值。這樣，若電流的參考方向與實(shí)際方向相反，則電流為負(fù)值。這樣，電流的值就有正有負(fù)，它是一個(gè)代數(shù)量，其正負(fù)可以反映電電流的值就有正有負(fù)，它是一個(gè)代數(shù)量，其正負(fù)可以反映電流的實(shí)際方向與參考方向的關(guān)系。流的實(shí)際方向與參考方向的關(guān)系。（2）電壓的實(shí)際方向與參考方向）電壓的實(shí)際方向與參考方向1.2 電路的基本物理量及相互關(guān)系電路的基本物理量

9、及相互關(guān)系分析、計(jì)算電路時(shí)，也要預(yù)先設(shè)定電壓的參考方向。分析、計(jì)算電路時(shí)，也要預(yù)先設(shè)定電壓的參考方向。 當(dāng)電壓的參考方向與實(shí)際方向相同時(shí)，電壓為正值，當(dāng)電壓當(dāng)電壓的參考方向與實(shí)際方向相同時(shí)，電壓為正值，當(dāng)電壓的參考方向與實(shí)際方向相反時(shí)，電壓為負(fù)值。的參考方向與實(shí)際方向相反時(shí)，電壓為負(fù)值。電壓的參考方向既可以用正（電壓的參考方向既可以用正（+）、負(fù)（）、負(fù)（- -）極性表示，如圖）極性表示，如圖16（a），正極性指向負(fù)極性的方向就是電壓的參考方向；），正極性指向負(fù)極性的方向就是電壓的參考方向；也可以用雙下標(biāo)表示，如圖也可以用雙下標(biāo)表示，如圖16（b），其中，），其中，uab表示表示a、b兩點(diǎn)間的

10、電壓參考方向由兩點(diǎn)間的電壓參考方向由a指向指向b。 （3 3）關(guān)聯(lián)參考方向與非關(guān)聯(lián)參考方向）關(guān)聯(lián)參考方向與非關(guān)聯(lián)參考方向如果電流的參考方向與電壓的參考方向一致，則稱之為關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向；如果電流的參考方向與電壓的參考方向不一致，則稱之為非關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向。1.2 電路的基本物理量及相互關(guān)系電路的基本物理量及相互關(guān)系3電功率與電能電功率與電能單位時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力所作的功稱為電功率電功率，簡(jiǎn)稱為功率功率。 UItQUP用上式計(jì)算電路吸收的功率時(shí)，若電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)，則等式的右邊取正號(hào)；否則取負(fù)號(hào)。當(dāng)P0，表明元件吸收功率；當(dāng)P0 ，表明該元件釋放功率。 電能電能就等于電場(chǎng)力所

11、作的功，單位是焦耳（J）。 Pt 例11 圖19中，用方框代表某一電路元件，其電壓、電流如圖中所示，求圖中各元件吸收的功率，并說(shuō)明該元件實(shí)際上是吸收還是發(fā)出率？1.2 電路的基本物理量及相互關(guān)系電路的基本物理量及相互關(guān)系解：（1）電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)，元件吸收的功率 P = UI = 53 = 15W0 元件實(shí)際上是吸收功率。 （2）電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)，元件吸收的功率 P = -UI = -53 = -15W0 元件實(shí)際上是發(fā)出功率。（3）電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)，元件吸收的功率 P = UI =（-5）3 = -15W0 元件實(shí)際上是發(fā)出功率。（4）電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)，元

12、件吸收的功率 P =-UI =-（-5）3 = 15W0 元件實(shí)際上是吸收功率。1.2 電路的基本物理量及相互關(guān)系電路的基本物理量及相互關(guān)系 授課日期 班次 授課時(shí)數(shù) 2課題： 1.3電阻、電容、電感元件及其特性 教學(xué)目的：掌握電阻、電容、電感元件的特性； 重點(diǎn)：電阻、電容、電感元件的特性； 難點(diǎn)：與重點(diǎn)相同教具：多媒體作業(yè)：P37：1.5； 自用參考書：電路丘關(guān)源 著 教學(xué)過(guò)程：一、復(fù)習(xí)提問(wèn) 參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系 由案例1.2引入本次課的1.3內(nèi)容 1.3電阻、電容、電感元件及其特性 1.3.1電阻元件與歐姆定律 1. 電阻元件的圖形及文字符號(hào) 2. 電阻元件的特性 3. 歐姆定律 4.

13、例題分析 1.3.2電容元件 1.電容元件的圖形及文字符號(hào) 2. 電容元件的特性 1.3.3電感元件 1.電感元件的圖形及文字符號(hào) 2. 電感元件的特性 課后小計(jì)： 1 13 3 電阻、電容、電感元件及其特性電阻、電容、電感元件及其特性二端元件：分為無(wú)源元件和有源元件。1 13 31 1 電阻元件及歐姆定律電阻元件及歐姆定律1 1電阻元件的圖形、文字符號(hào)電阻元件的圖形、文字符號(hào)電阻器通常就叫電阻，在電路圖中用字母“R”或“r”表示。電阻器的SI（國(guó)際單位制）單位是歐姆，簡(jiǎn)稱歐，通常用符號(hào)“”表示。電阻元件是從實(shí)際電阻器抽象出來(lái)的理想化模型，是代表電路中消耗電能這一物理現(xiàn)象的理想二端元件。電阻元

14、件的倒數(shù)稱為電導(dǎo)，用字母G表示，即RG1電導(dǎo)的SI單位為西門子，簡(jiǎn)稱西，通常用符號(hào)“S”表示。 案例案例1 單相異步電動(dòng)機(jī)屬于感性負(fù)載，它常用于功率不大的電動(dòng)工具（如電鉆、攪拌器等）和眾多的家用電器（如洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、抽油煙機(jī)等），圖1.是吊扇的電氣原理圖。其中，LA、LB分別是單相異步電動(dòng)機(jī)（M）的工作繞組、起動(dòng)繞組；電容C是起動(dòng)電容，它與起動(dòng)繞組LB串聯(lián)；S是開關(guān)；電感L是調(diào)速電抗器。 2 2電阻元件的特性電阻元件的特性1 13 31 1 電阻元件及歐姆定律電阻元件及歐姆定律電阻元件的伏安特性，可以用電流為橫坐標(biāo)，電壓為縱坐標(biāo)的直角坐標(biāo)平面上的曲線來(lái)表示，稱為電阻元件的伏安特性曲線。 在工

15、程上，還有許多電阻元件，其伏安特曲線是一條過(guò)原點(diǎn)的曲線，這樣的電阻元件稱為非線性電阻元件。如圖11所示曲線是二極管的伏安特性，所以二極管是一個(gè)非線性電阻元件。1 13 31 1 電阻元件及歐姆定律電阻元件及歐姆定律3.3.歐姆定律歐姆定律在電阻電路中，當(dāng)電壓與電流為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，歐姆定律可用下式表示：當(dāng)選定電壓與電流為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，則歐姆定律可用下式表示： RUI RUI無(wú)論電壓、電流為關(guān)聯(lián)參考方向還是非關(guān)聯(lián)參考方向，電阻元件功率為：1 13 31 1 電阻元件及歐姆定律電阻元件及歐姆定律RURIP2R2R上式表明，電阻元件吸收的功率恒為正值，而與電壓、電流的參考方向無(wú)關(guān)。因此，電阻元件又稱

16、為耗能元件。耗能元件。 1.1.電容元件的圖形、文字符號(hào)電容元件的圖形、文字符號(hào) 電容器又名儲(chǔ)電器，在電路圖中用字母“C”表示，電路圖中常用電容器的符號(hào)如圖116所示。1 13 32 2 電容元件電容元件1 13 32 2 電容元件電容元件電容器的SI單位是法拉，簡(jiǎn)稱法，通常用符號(hào)“F”表示。 2 2電容元件的特性電容元件的特性當(dāng)電壓、電流為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，線性電容元件的特性方程為： dtduCi 若電壓、電流為非關(guān)聯(lián)參考方向，則電容元件的特性方程為：dtduCiC的單位為法拉，簡(jiǎn)稱法(F)。電容元件有隔直通交的作用。1 13 32 2 電容元件電容元件在u、i關(guān)聯(lián)參考方向下，線性電容元件吸收

17、的功率為： dtduCuuip在t時(shí)刻，電容元件儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量為： ）（）（tCutWC221 在選用電容器時(shí)，除了選擇合適的電容量外，還需注意實(shí)際工作電壓與電容器的額定電壓是否相等。如果實(shí)際工作電壓過(guò)高，介質(zhì)就會(huì)被擊穿，電容器就會(huì)損壞。 電容元件是一種儲(chǔ)能元件。1 13 33 3 電感元件電感元件1.1.電感元件的圖形、文字符號(hào)電感元件的圖形、文字符號(hào)電感線圈簡(jiǎn)稱線圈，在電路圖中用字母“L”表示，電路圖中常用線圈的符號(hào)如圖118所示。 在一個(gè)線圈中，通過(guò)一定數(shù)量的變化電流，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的能力就稱為線圈的電感量，簡(jiǎn)稱電感電感。電感常用字母“L”表示。電感的SI單位是亨利，簡(jiǎn)稱亨，通常

18、用符號(hào)“H”表示。 2 2電感元件的特性電感元件的特性當(dāng)電壓、電流為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，線性電感元件的特性方程為： 1 13 33 3 電感元件電感元件dtdiLu 若電壓、電流為非關(guān)聯(lián)參考方向，則電感元件的特性方程為：dtdiLuL的單位為亨利，簡(jiǎn)稱亨(H)。在u、i關(guān)聯(lián)參考方向下，線性電感元件吸收的功率為：dtdiiLuip在t時(shí)刻，電感元件儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量為： ）（）（tiLtW2L21 授課日期 班次 授課時(shí)數(shù) 2課題： 1.4 電路中的獨(dú)立電源 教學(xué)目的：掌握獨(dú)立電源的特性及其電源的等效變換 重點(diǎn)： 獨(dú)立電源的特性及其等效變換 難點(diǎn)：與重點(diǎn)相同教具：多媒體作業(yè)：P38：1.15 自用參考書

19、：電路丘關(guān)源 著 教學(xué)過(guò)程：一、復(fù)習(xí)提問(wèn) 1.電阻元件特性及歐姆定律 2.電感元件和電容元件特性及伏安關(guān)系 二、新授：由案例1.3引入本次課內(nèi)容 1.4電路中的獨(dú)立電源 1.4.1電壓源 1.理想電壓源 2.實(shí)際電壓源 3. 例題分析 1.4.1電流源 1.理想電流源 2.實(shí)際電流源 3. 例題分析 1.4.3 電源的等效變換通過(guò)典型例題進(jìn)行理解 課后小計(jì)： 1.4 電路中的獨(dú)立電源電路中的獨(dú)立電源案例案例.蓄電池是一種常見的電源，它多用于汽車、電力機(jī)車、應(yīng)急燈等，圖1.20是汽車照明燈的電氣原理圖。其中，RA、RB是一對(duì)汽車照明燈；S是開關(guān)；US是12V的蓄電池。凡是向電路提供能量或信號(hào)的設(shè)

20、備稱為電源電源。電源有兩種類型，其一為電壓源電壓源，其二為電流源電流源。電壓源的電壓不隨其外電路而變化，電流源的電流不隨其外電路而變化，因此，電壓源和電流源總稱為獨(dú)立電源，簡(jiǎn)稱獨(dú)立源獨(dú)立源。 1.4.1 電壓源電壓源1理想電壓源理想電壓源理想電壓源簡(jiǎn)稱為電壓源，是一個(gè)二端元件，它有兩個(gè)基本特點(diǎn)：（1）無(wú)論它的外電路如何變化，它兩端的輸出電壓為恒定值US，或?yàn)橐欢〞r(shí)間的函數(shù)us(t)。（2）通過(guò)電壓源的電流雖是任意的，但僅由它本身是不能決定的，還取決于外電路。電壓源在電路圖中的符號(hào)如圖121所示。 直流電壓源的伏安特性如圖122所示 。2實(shí)際電壓源實(shí)際電壓源實(shí)際的直流電壓源可用數(shù)值等于US的理想

21、電壓源和一個(gè)內(nèi)阻Ri相串聯(lián)的模型來(lái)表示，如圖123（a）所示。1.4.1 電壓源電壓源實(shí)際直流電壓源的端電壓為： U= US- UR=US-IRi 例例14 圖124所示電路，直流電壓源的電壓US=10V。求：1.4.1 電壓源電壓源（1）R=時(shí)的電壓U，電流I；（2）R=10時(shí)的電壓U，電流I；（3）R0時(shí)的電壓U，電流I。解：（1）R=時(shí)即外電路開路，US為理想電壓源，故 U=US=10V則 0SRURUI（2）R=10時(shí) ， U=US=10V則 A1A1010SRURUI（3）R0時(shí)，U=US=10V 則 1.4.1 電壓源電壓源RURUIS1.4.2 電流源電流源1 1理想電流源理想電

22、流源理想電流源簡(jiǎn)稱為電流源，是一個(gè)二端元件，它有兩個(gè)基本特點(diǎn)：（1）無(wú)論它的外電路如何變化，它的輸出電流為恒定值IS，或?yàn)橐欢〞r(shí)間的函數(shù)iS（t）。（2）電流源兩端的電壓雖是任意的，但僅由它本身是不能決定的，還取決于外電路。電流源在電路圖中的符號(hào)如圖125所示。直流電流源的伏安特性如圖126所示。 1.4.2 電流源電流源2實(shí)際電流源實(shí)際電流源 實(shí)際直流電流源的輸出電流為： URIIiS1實(shí)際的直流電流源可用數(shù)值等于IS的理想電流源和一個(gè)內(nèi)阻Ri相并聯(lián)的模型來(lái)表示，如圖127（a）所示。1.4.2 電流源電流源 實(shí)際直流電流源的伏安特性，如圖127（b）所示。 例例15圖128所示電路，直流電

23、流源的電流IS=1A。求：（1）R 時(shí)的電流I，電壓U；（2）R=10時(shí)的電流I，電壓U；（3）R=0時(shí)的電流I，電壓U。1.4.2 電流源電流源解：（1）R時(shí)即外電路開路，IS為理想電流源，故 I=IS=1A 則 IRU（2）R=10時(shí)，I=IS=1A 則 V10V101RSIIRU（3）R=0時(shí)，I=IS=1A則 V0V01SRIIRU1.4.3 電源的等效變換電源的等效變換電源的電路模型有電壓源模型和電流源模型，如圖129所示。在圖129（a）電路中，有：U=US-IRi 式中，US為電壓源的電壓。 在圖129（b）電路中，有：URIIiS1式中，IS 為電流源的電流。整理得 ： U=I

24、SRi - IRi 實(shí)際電壓源和實(shí)際電流源若要等效互換，其伏安特性方程必相同，則其電路參數(shù)必須滿足條件： Ri= Ri ； US=IS Ri1.4.3 電源的等效變換電源的等效變換 在進(jìn)行等效互換時(shí)，電壓源的電壓極性與電流源的電流方向參考方向要求一致，也就是說(shuō)電壓源的正極對(duì)應(yīng)著電流源電流的流出端。應(yīng)用電源等效互換分析電路時(shí)還應(yīng)注意這樣幾點(diǎn)：（1）電源等效互換是電路等效變換的一種方法。（2）有內(nèi)阻Ri的實(shí)際電源，它的電壓源模型與電流源模型之間可以互換等效；理想的電壓源與理想的電流源之間不便互換。（3）電源等效互換的方法可以推廣運(yùn)用。例例16已知Us1=4V，Is2=2A，R2=1.2，試等效化簡(jiǎn)

25、圖130所示電路。1.4.3 電源的等效變換電源的等效變換解：在圖130（a）中，把電流源IS2與電阻R2的并聯(lián)變換為電壓源US2與電阻R2的串聯(lián)，電路變換如圖130（b），其中V24V212S22S2IRU 在圖130（b）中，將電壓源US2與電壓源US1的串聯(lián)變換為電壓源US，電路變換如圖130（c），其中US =US2+US1=（24+4）V=28V 授課日期 班次 授課時(shí)數(shù) 2課題： 1.5基爾霍夫定律 教學(xué)目的：掌握基爾霍夫電流、電壓定律及其應(yīng)用；掌握支路電流法。重點(diǎn)：基爾霍夫電流、電壓定律及其應(yīng)用；支路電流法。難點(diǎn)：與重點(diǎn)相同教具：多媒體作業(yè)：P38：1.13 ；1.21 自用參考

26、書：電路丘關(guān)源 著 教學(xué)過(guò)程 教學(xué)過(guò)程： 一、復(fù)習(xí)提問(wèn) 1.有人說(shuō)，當(dāng)電容元件兩端有電壓時(shí)，則其中必有電流通過(guò)，這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？ 2. 有人說(shuō)，當(dāng)電感元件兩端電壓為零時(shí)，電感中電流也必定為零，這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？ 3.電源等效變換的條件 二、新授：1.5基爾霍夫定律 1.基本概念：支路、節(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔 1.5.1基爾霍夫電流定律舉例分析 1.5.2基爾霍夫電壓定律舉例分析 1.5.3支路電流法舉例分析課后小計(jì)： 1.5 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 1、 支路支路 將兩個(gè)或兩個(gè)以上的二端元件依次連接稱為串聯(lián)串聯(lián)。 電路中的每個(gè)分支都稱作支路支路 。 2、節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)電路中3條或3條以上支路

27、的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)。 3、 回路回路電路中的任一閉合路徑稱為回路回路。 4、網(wǎng)孔、網(wǎng)孔平面電路中，如果回路內(nèi)部不包含其它任何支路，這樣的回路稱為網(wǎng)孔。因此，網(wǎng)孔一定是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔 。常用術(shù)語(yǔ)常用術(shù)語(yǔ) 1.5.1 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律 KCL定律指出定律指出：對(duì)電路中的任一節(jié)點(diǎn)，在任一瞬間，流出或流入該節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和為零。即： 0)(ti在直流的情況下，則有： 0I通常把上兩式稱為節(jié)點(diǎn)電流方程，簡(jiǎn)稱為KCL方程。通常規(guī)定，對(duì)參考方向背離節(jié)點(diǎn)的電流取正號(hào)，而對(duì)參考方向指向節(jié)點(diǎn)的電流取負(fù)號(hào)。1.5.1 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律例如，圖133所示為某電路中的節(jié)點(diǎn)a，

28、連接在節(jié)點(diǎn)a的支路共有五條，在所選定的參考方向下有： 例例18 已知I1=3A、I2=5A、I3=-18A、I5=9A，計(jì)算圖135所示電路中的電流I6及I4。解：對(duì)節(jié)點(diǎn)a，根據(jù)KCL定律可知： -I1-I2+I3+I4=0則：I4=I1+I2-I3=（3+5+18）A=26A對(duì)節(jié)點(diǎn)b，根據(jù)KCL定律可知： -I4-I5-I6 =0則：I6=-I4-I5=（-26-9）A= -35A另：KCL定律不僅適用于電路中的節(jié)點(diǎn)，還可以推廣應(yīng)用于電路中的任一假設(shè)的封閉面。即在任一瞬間，通過(guò)電路中的任一假設(shè)的封閉面的電流的代數(shù)和為零。例例19 已知I1=5A、I6=3A、I7=-8A、I5=9A，試計(jì)算圖

29、136所示電路中的電流I8。 1.5.1 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律解：在電路中選取一個(gè)封閉面，如圖中虛線所示，根據(jù)KCL定律可知： -I1-I6+I7-I8=0 則：I8= -I1-I6+I7=（-5-3-8）A= -16A1.5.2 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律KVL定律指出定律指出：對(duì)電路中的任一回路，在任一瞬間，沿回路繞行方向，各段電壓的代數(shù)和為零。即：0)(tu在直流的情況下，則有： 0U通常把上兩式稱為回路電壓方程，簡(jiǎn)稱為KVL方程。 應(yīng)當(dāng)指出：在列寫回路電壓方程時(shí)，首先要對(duì)回路選取一個(gè)回路“繞行方向” 。通常規(guī)定，對(duì)參考方向與回路“繞行方向”相同的電壓取正號(hào)，同時(shí)對(duì)參考

30、方向與回路“繞行方向”相反的電壓取負(fù)號(hào)。 例如，圖137所示為某電路中的一個(gè)回路ABCDA，各支路的電壓在選擇的參考方向下為u1、u2、u3、u4，因此，在選定的回路“繞行方向”下有：回路方程：u1+u2-u3-u4 =01.5.2 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律KVL定律不僅適用于電路中的具體回路，還可以推廣應(yīng)用于電路中的任一假想的回路。即在任一瞬間，沿回路繞行方向，電路中假想的回路中各段電壓的代數(shù)和為零。例例110 試求圖139所示電路中元件3、4、5、6的電壓。 解：在回路cdec中，U5=Ucd+Ude=-（-5）-1V=4V在回路bedcb中，U3=Ube+Ued+Udc =3+1

31、+（-5）V= -1V在回路debad中，U6=Ude+Ueb+Uba= -1-3-4V= -8V在回路abea中，U4=Uab+Ube=（4+3）V=7V支路電流法支路電流法是以支路電流變量為未知量，利用基爾霍夫定律和歐姆定律所決定的兩類約束關(guān)系，建立數(shù)目足夠且相互獨(dú)立的方程組，解出各支路電流，進(jìn)而再根據(jù)電路有關(guān)的基本概念求解電路其它響應(yīng)的一種電路分析計(jì)算方法。1.5.3 支路電流法支路電流法例如例如，圖140所示電路有6條支路、4個(gè)節(jié)點(diǎn)，選定的各支路電流的參考方向均標(biāo)注在圖中，且各支路電流變量分別用I1、I2、I3、I4、I5、I6表示。由KCL定律，可以列寫出三個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)電流方程：節(jié)點(diǎn)a

32、： I1-I3+I4=0節(jié)點(diǎn)b： -I1-I2+I5=0節(jié)點(diǎn)c： I2+I3-I6=0由KVL定律，可以列寫出獨(dú)立回路電壓方程：網(wǎng)孔abda -US1+R1I1+R5I5-R4I4=0網(wǎng)孔dbcd -R5I5-R2I2+US2-R6I6+US6=0網(wǎng)孔adca R4I4-US6+R6I6+R3I3+US3=0 由此就可以求解出6條支路的電流，從而可以獲得電路中的其它響應(yīng)。1.5.3 支路電流法支路電流法對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)，b條支路的電路，利用支路電流法分析計(jì)算電路的一般步驟一般步驟如下：在電路中假設(shè)出各支路（b條）電流的變量，且選定其的參考方向，并標(biāo)示于電路中。 (2) 根據(jù)KCL定律，列寫

33、出（n-1）個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程。(3) 根據(jù)KVL定律，列寫出l=b-（n-1）個(gè)獨(dú)立回路電壓方程。(4) 聯(lián)立求解上述所列寫的b個(gè)方程，從而求解出各支路電流變量，進(jìn)而求解出電路中其它響應(yīng)。例例111 圖141電路中，Us1=130V、Us2=117V、R1=1、R2=0.6、R=24，試用支路法求各支路電流。 解：這個(gè)電路的支路數(shù)b=3、節(jié)點(diǎn)數(shù)n=2、網(wǎng)孔數(shù)l=2，選定各支路電流參考方向標(biāo)在圖中，并設(shè)各為I1、I2、I。列一個(gè)節(jié)點(diǎn)的KCL方程和兩個(gè)網(wǎng)孔的KVL方程： 解：這個(gè)電路的支路數(shù)b=3、節(jié)點(diǎn)數(shù)n=2、網(wǎng)孔數(shù)l=2，選定各支路電流參考方向標(biāo)在圖中，并設(shè)各為I1、I2、I。列一個(gè)節(jié)點(diǎn)的

34、KCL方程和兩個(gè)網(wǎng)孔的KVL方程： 1.5.3 支路電流法支路電流法對(duì)節(jié)點(diǎn)a：-I1-I2+I=0對(duì)回路：I1-0.6I2= -117+130對(duì)回路：0.6I2+24I=117解之得：I1=10A，I2= -5A，I=5A 授課日期 班次 授課時(shí)數(shù) 2課題： 1.6電阻、電容、電感元件的識(shí)別與應(yīng)用 教學(xué)目的：掌握電阻、電容、電感元件的識(shí)別與應(yīng)用 重點(diǎn)： 電阻、電容、電感元件的識(shí)別與應(yīng)用 難點(diǎn)：與重點(diǎn)相同教具：多媒體作業(yè)： P38：1.18 自用參考書：電路丘關(guān)源 著 教學(xué)過(guò)程：一、復(fù)習(xí)提問(wèn) 1.通過(guò)做教材P38：1.16題來(lái)復(fù)習(xí)支路、節(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔等基本概念 2.通過(guò)做教材P38：1.17題

35、來(lái)復(fù)習(xí)基爾霍夫定律及支路電流法 二、新授：1.6電阻、電容、電感元件的識(shí)別與應(yīng)用 1.6.1電阻元件的識(shí)別與應(yīng)用 1.電阻元件的識(shí)別 2.電阻元件的應(yīng)用 1.6.2電容元件的識(shí)別與應(yīng)用 1.電容元件的識(shí)別 2.電容元件的應(yīng)用 1.6.3電感元件的識(shí)別與應(yīng)用 1.電感元件的識(shí)別 2.電感元件的應(yīng)用 課后小計(jì)：16電阻、電感、電容元件的識(shí)別與應(yīng)用電阻、電感、電容元件的識(shí)別與應(yīng)用161電阻元件的識(shí)別與應(yīng)用電阻元件的識(shí)別與應(yīng)用1 1電阻元件的識(shí)別電阻元件的識(shí)別(1)(1)電阻的分類、特點(diǎn)及用途電阻的分類、特點(diǎn)及用途 電阻的種類較多，按制作的材料不同，可分為繞線電阻繞線電阻和非繞線電阻非繞線電阻兩大類。

36、另外還有一類特殊用途的電阻，如熱敏電阻熱敏電阻、壓敏電阻壓敏電阻等。 (2)(2)電阻的類別和型號(hào)電阻的類別和型號(hào) 隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，電阻的種類也越來(lái)越多，為了區(qū)別電阻的類別，在電阻上可用字母符號(hào)來(lái)標(biāo)明，如圖143所示。161電阻元件的識(shí)別與應(yīng)用電阻元件的識(shí)別與應(yīng)用最大允許偏差值除以該電阻的標(biāo)稱值所得的百分?jǐn)?shù)就叫做電阻的誤差電阻的誤差 。2 2）電阻的額定功率）電阻的額定功率 這個(gè)不致于將電阻燒壞的最大功率值就稱為電阻的額定功率。(4)(4)電阻的規(guī)格標(biāo)注方法電阻的規(guī)格標(biāo)注方法 1）直標(biāo)法）直標(biāo)法 直標(biāo)法是將電阻的類別及主要技術(shù)參數(shù)直接標(biāo)注在它的表面上，如圖145(a)所示 。2）色標(biāo)法

37、）色標(biāo)法 色標(biāo)法是將電阻的類別及主要技術(shù)參數(shù)用顏色(色環(huán)或色點(diǎn))標(biāo)注在它的表面上，如圖145(b)所示。 色標(biāo)法是在電阻元件的一端上畫有三道或四道色環(huán)(圖)，緊靠電阻端的為第一色環(huán)，其余依次為第二、三、四色環(huán)。第一道色環(huán)表示阻值第一位數(shù)字，第二道色環(huán)表示阻值第二位數(shù)字，第三道色環(huán)表示阻值倍率的數(shù)字，第四道色環(huán)表示阻值的允許誤差。(3)(3)電阻的主要參數(shù)電阻的主要參數(shù) 電阻的主要參數(shù)是指電阻標(biāo)稱阻值、誤差和額定功率。 1）標(biāo)稱阻值和誤差）標(biāo)稱阻值和誤差 國(guó)家規(guī)定出一系列的阻值做為產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，這一系列阻值就叫做電阻的標(biāo)稱阻值。 161電阻元件的識(shí)別與應(yīng)用電阻元件的識(shí)別與應(yīng)用2 2電阻元件的應(yīng)用電

38、阻元件的應(yīng)用（1 1）電阻器、電位器的檢測(cè)）電阻器、電位器的檢測(cè) 電阻器的主要故障是：過(guò)流燒毀，變值，斷裂，引腳脫焊等。 電位器還經(jīng)常發(fā)生滑動(dòng)觸頭與電阻片接觸不良等情況。161電阻元件的識(shí)別與應(yīng)用電阻元件的識(shí)別與應(yīng)用1 1）外觀檢查）外觀檢查 對(duì)于電阻器，通過(guò)目測(cè)可以看出引線是否松動(dòng)、折斷或電阻體燒壞等外觀故障。對(duì)于電位器，應(yīng)檢查引出端子是否松動(dòng)，接觸是否良好，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸時(shí)應(yīng)感覺平滑，不應(yīng)有過(guò)松過(guò)緊等情況。2 2）阻值測(cè)量）阻值測(cè)量 通?？捎萌f(wàn)用表歐姆檔對(duì)電阻器進(jìn)行測(cè)量，需要精確測(cè)量阻值可以通過(guò)電橋進(jìn)行。 （2 2）電阻器和電位器的選用方法）電阻器和電位器的選用方法1 1）電阻器的選用）電阻器的

39、選用 應(yīng)從類型、阻值及誤差、額定功率三個(gè)方面進(jìn)行選取。 2 2） 電位器的選用電位器的選用 電位器結(jié)構(gòu)和尺寸以及阻值變化規(guī)律兩個(gè)方面進(jìn)行選擇 。162電容元件的識(shí)別與應(yīng)用電容元件的識(shí)別與應(yīng)用1.1.電容元件的識(shí)別電容元件的識(shí)別（1 1）電容的分類、特點(diǎn)及用途）電容的分類、特點(diǎn)及用途 電容器是電信器材的主要元件之一，在電信方面采用的電容 器以小體積為主，大體積的電容器常用于電力方面。 電容器基本上分為固定固定的和可變可變的兩大類。 （2）電容的類別和型號(hào)）電容的類別和型號(hào) 電容的類別，可在電容上用字母符號(hào)來(lái)標(biāo)明，如圖146所示。 162電容元件的識(shí)別與應(yīng)用電容元件的識(shí)別與應(yīng)用（3 3）電容的主要

40、參數(shù)）電容的主要參數(shù) 電容的主要參數(shù)是指額定工作電壓、標(biāo)稱容量和允許誤差范圍、絕緣電阻。 1）額定工作電壓）額定工作電壓 在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，電容器在線路中能夠長(zhǎng)期可靠地工作而不致被擊穿所能承受的最大電壓(又稱耐壓) 。有時(shí)又分為直流工作電壓和交流工作電壓（指有效值）。 2 2）標(biāo)稱容量和允許誤差范圍）標(biāo)稱容量和允許誤差范圍 為了生產(chǎn)和選用的方便，國(guó)家規(guī)定了各種電容器的電容量的一系列標(biāo)準(zhǔn)值，稱為標(biāo)稱容量，也就是在電容器上所標(biāo)出的容量。根據(jù)不同的允許誤差范圍，規(guī)定電容器的精度等級(jí)。電容器的電容量允許誤差分為五個(gè)等級(jí)：00級(jí)、0級(jí)、級(jí)、級(jí)、級(jí)。3 3）絕緣電阻）絕緣電阻 電容器絕緣電阻的大小，說(shuō)明其絕緣性能的好壞。 當(dāng)電容器加上直流電壓U長(zhǎng)時(shí)間充電之后，其電流最終仍保留一定的值，稱為電容器的漏電電流漏電電流I，這時(shí)絕緣電阻R為 。 IUR 162電容元件的識(shí)別與應(yīng)用電容元件的識(shí)別與應(yīng)用（4 4）電容的規(guī)格標(biāo)注方法）電容的規(guī)格標(biāo)注方法 電容的規(guī)格標(biāo)注方法，同電阻元件一樣，有直標(biāo)法和色標(biāo)法兩種。 1）直標(biāo)法）直標(biāo)法 將主要參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)直接標(biāo)注在電容器表面上。 2）色標(biāo)法）色標(biāo)法 與電阻元件的色標(biāo)法相同。 2 2電容元件的應(yīng)用電容元件的應(yīng)用（1 1）電容器的檢測(cè)）電容器的檢測(cè) 電容器的主要故障是：擊穿、短路、漏電、容量減小、變質(zhì)及破損等。 1 1）外觀檢查）外觀檢查 觀察外