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文檔簡介

1、電工技術基礎與技能教案第一節(jié)電路一、電路的組成1 .電路:由電源、用電器、導線和開關等組成的閉合回路。2 .電路的組成:電源、用電器、導線、開關(畫圖講解)。(1)電源:把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。如:干電池、蓄電池等。(2)用電器:把電能轉(zhuǎn)變成其他形式能量的裝置,常稱為電源負載。如電燈等。(3)導線:連接電源與用電器的金屬線。作用:把電源產(chǎn)生的電能輸送到用電器。(4)開關:起到把用電器與電源接通或斷開的作用。二、電路的狀態(tài)(畫圖說明)1 .通路(閉路):電路各部分連接成閉合回路,有電流通過。2 .開路(斷路):電路斷開,電路中無電流通過。3 .短路(捷路):電源兩端的導線直接相連。短路時

2、電流很大,會損壞電源和導線,應盡量避免。三、電路圖1 .電路圖:用規(guī)定的圖形符號表示電路連接情況的圖。2 .幾種常用的標準圖形符號。第二節(jié)一、電流的形成1 .電流:電荷的定向移動形成電流。(提問)2 .在導體中形成電流的條件(1)要有自由電荷。(2)必須使導體兩端保持一定的電壓(電位差)二、電流1 .電流的大小等于通過導體橫截面的電荷量與通過這些電荷量所用時間的比值i=qt2 .單位:1A1C/s;1mA103A;1A106A3 .電流的方向?qū)嶋H方向一規(guī)定:正電荷定向移動的方向為電流的方向提問:金屬導體、電解液中的電流方向如何?參考方向:任意假定。4 .直流電:電流方向和強弱都不隨時間而改變的

3、電流。(畫圖說明)第三節(jié)電阻、電阻1 .導體對電流所呈現(xiàn)出的阻礙作用。不僅金屬導體有電阻,其他物體也有電阻。2 .導體電阻是由它本身的物理條件決定的。例:金屬導體,它的電阻由它的長短、粗細、材料的性質(zhì)和溫度決定。3 .電阻定律:在保持溫度不變的條件下,導體的電阻跟導體的長度成正比,跟導體的橫截面積成反比,并與導體的材料性質(zhì)有關。R-S式中:一導體的電阻率。它與導體的幾何形狀無關,而與導體材料的性質(zhì)和導體所處的條件有關(如溫度)。單位:R歐姆(Q);l米(m);S平方米(m2);歐米(m)4 .(1)閱讀P6表1-1,得出結論。(2)結論:電阻率的大小反映材料導電性能的好壞,電阻率愈大,導電性能

4、愈差。導體:<10-6m絕緣體:>107m半導體:10-6m<<107m(3)舉例說明不同導電性能的物質(zhì)用途不同。二、電阻與溫度的關系1 .溫度對導體電阻的影響:(1)溫度升高,自由電子移動受到的阻礙增加;(2)溫度升高,使物質(zhì)中帶電質(zhì)點數(shù)目增多,更易導電。隨著溫度的升高,導體的電阻是增大還是減小,看哪一種因素的作用占主要地位。2 .一般金屬導體,溫度升高,其電阻增大。少數(shù)合金電阻,幾乎不受溫度影響,用于制造標準電阻器。超導現(xiàn)象:在極低溫(接近于熱力學零度)狀態(tài)下,有些金屬(一些合金和金屬的化合物)電阻突然變?yōu)榱?,這種現(xiàn)象叫超導現(xiàn)象。3 .電阻的溫度系數(shù):溫度每升高1&

5、#176;C時,電阻所變動的數(shù)值與原來電阻值的比。若溫度為ti時,導體電阻為Ri,溫度為t2時,導體電阻為R2,則R"ti)即R2Rii(t2ti)例i:一漆包線(銅線)繞成的線圈,15°C時阻值為20,問30°C時此線圈的阻值R為多少?例2:習題(電工基礎第2版周紹敏主編)4 .計算題(3)。第四節(jié)歐姆定律一、歐姆定律1 .內(nèi)容:導體中的電流與它兩端的電壓成正比,與它的電阻成反比。R2 .單位:U伏特(V);I安培(A);R歐姆()。注:(1) R、U、I須屬于同一段電路;(2)雖RU,但絕不能認為R是由U、I決定的;R(3)適用條件:適用于金屬或電解液。例3:

6、給一導體通電,當電壓為20V時,電流為0.2A,問電壓為30V時,電流為多大?電流增至i.2A時,導體兩端的電壓多大?當電壓減為零時,導體的電阻多大?二、伏安特性曲線1 .定義:以電壓為橫坐標,電流為縱坐標,可畫出電阻的UI關系曲線,叫電阻元件的伏安特性曲線。2 .線性電阻:電阻元件的伏安特性曲線是直線。KL;RU1URK3 .非線性電阻:若電阻元件的伏安特性曲線不是直線,例:二極管。課前復習電阻定律和部分電路歐姆定律。第五節(jié)電能和電功率一、電能1 .設導體兩端電壓為U,通過導體橫截面的電量為q,電場力所做的功為:WqU而qIt,所以WUIt單位:W焦耳(J);U伏特(V);I安培(A);t秒

7、(s)。2 度1kwh3.6106J3 .電場力所做的功即電路所消耗的電能WUIt。4 .電流做功的過程實際上是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程。二、電功率1 .在一段時間內(nèi),電路產(chǎn)生或消耗的電能與時間的比值。PWt或PUI單位:P瓦特(W)。2 .額定功率、額定電壓:用電器上標明的電功率和電壓,叫用電器的額定功率和額定電壓。若給用電器加上額定電壓,它的功率就是額定功率,此時用電器正常工作。若加在它上面的電壓改變,則它的實際功率也改變。例1:有一220V60W的白熾燈接在220V的供電線路上,它消耗的功率為多大?若加在它兩端的電壓為110V,它消耗的功率為多少?(不考慮溫度對電阻的影響)例2:P8

8、例題。三、焦耳定律1 .電流的熱效應2 .焦耳定律:電流通過導體產(chǎn)生的熱量,跟電流的平方、導體的電阻和通電時間成正比。QI2Rt3 .單位:Q焦耳(J);I安培(A);R歐姆();t秒(s)第二章簡單直流電路第一節(jié)閉合電路的歐姆定律一、電動勢1 .電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。用符號E表不。2 .單位:伏特(V)汪息點:3 1)電動勢由電源本身決定,與外電路無關。4 2)電動勢的規(guī)定方向:自負極通過電源內(nèi)部到正極的方向。二、閉合電路的歐姆定律1 .復習部分電路的歐姆定律IUR2 .閉合電路歐姆定律的推導(1)電路51(2)推導設t時間內(nèi)有電荷量q通過閉合電路的橫截面。電源內(nèi)部

9、,非靜電力把q從負極移到正極所做的功WEqEIt,電流通過R和R0時電能轉(zhuǎn)化為熱能QI2RtI2Rot因為WQ所以EItI2RtI2RotEIRIRo或I薩(3)閉合電路歐姆定律閉合電路內(nèi)的電流,與電源電動勢成正比,與整個電路的電阻成反比。其中,外電路上的電壓降(端電壓)UIREIRo內(nèi)電路上的電壓降UIRo電動勢等于內(nèi)、外電路壓降之和EIRIRoUU例1:如上圖,若電動勢E24V,內(nèi)阻Ro4,負載電阻R20,試求:(1)電路中的電流;(2)電源的端電壓;(3)負載上的電壓降;(4)電源內(nèi)阻上的電壓降。例2:電源電動勢為1.5V,內(nèi)電阻為O.12,外電路電阻為1.38,求電路中的電流和端電壓。

10、例3:電動勢為3.6V的電源,與8的電阻接成閉合電路,電源兩極間的電壓為3.2V,求電源的內(nèi)電阻。三、端電壓1 .電動勢與外電路電阻的變化無關,但電源端電壓隨負載變化,隨著外電阻的增加端電壓增加,隨著外電阻的減少端電壓減小。證明:I當R增加時,(RRo)增加,電流I減小,UEIRo增加;同理可證,當R減小時,U也減小。2 .兩種特例:(1)當外電路斷開時,R趨向于無窮大。IoUEIRoE即UE應用:可用電壓表粗略地測定電源的電動勢(2)當外電路短路時,R趨近于零,I薩三趨向于無窮大,U趨近于零。短路時電流很大,會燒壞電源,引起火災,決不允許將導線或電流表直接接到電源上,防止短路。應用:測量電動

11、勢和電源內(nèi)阻。例4:例1(電工基礎第2版周紹敏主編)。例5:有一簡單閉合電路,當外電阻加倍時,通過的電流減為原來的2/3,求內(nèi)阻與外阻的比值。四、電源向負載輸出的功率1. P電源I E; P負載I U; P內(nèi)阻I2Ro; U ERo同乘以I,得UIIEI2RoIEIUI2RoP電源P負載P內(nèi)阻在何時電源的輸出功率最大?設負載為純電阻當RR時,P maxE24Ro這時稱負載與電源匹配。2.電源輸出功率P與負載電阻R的變化關系曲線3 .注意:當RRo時,電源輸出功率最大,但此時電源的效率僅為50%。課前復習:1 .閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達式。2 .端電壓隨外電阻的變化規(guī)律。3 .電源輸出最大功

12、率的條件。第二節(jié)電池組一個電池所能提供的電壓不會超過它的電動勢,輸出的電流有一個最大限度,超出這個極限,電源就要損壞。對于要求較高電壓或較大電流的場合,就要用到多個電池的串聯(lián)和并聯(lián)及混聯(lián)。一、電池的串聯(lián)Oi|l°1 .當負載需要較高電壓時,可使用串聯(lián)電池組供電。設串聯(lián)電池組n個電動勢為E,內(nèi)阻為Ro的電池組成,則:E串nEr串nRo2 .特點:(1)電動勢等于單個電池電動勢之和。(2)內(nèi)阻等于單個電池內(nèi)電阻之和。3 .注:用電器的額定電流必須小于單個電池允許通過的最大電流。二、電池的并聯(lián)IIL小nVII,I11IIWI11 .當負載需要較大電流時,可使用并聯(lián)電池組供電。設并聯(lián)電池組n

13、個電動勢為E,內(nèi)阻為Ro的電池組成,則E并E;Ro并R0n2 .特點:(1)電動勢等于單個電池的電動勢。(2)內(nèi)阻等于單個電池內(nèi)阻的-on3 .注:用電器的額定電壓必須低于單個電池的電動勢。三、電池的混聯(lián)1.當單個電池的電動勢和允許通過的最大電流都小于用電器額定電壓和額定電流時,可采用混聯(lián)電池組供電。例1:有3個電池串聯(lián),若每個電池的電動勢E1.5V,內(nèi)阻Ro0.2,求串聯(lián)電池組的電動勢和內(nèi)阻。例2:有5個相同的電池,每個電池的E1.5V,Ro0.02,將它們串聯(lián)后,外接電阻為2.4,求電路的電流及每個電池兩端的電壓。課前復習1 .串、并聯(lián)電池組的電動勢和內(nèi)電阻的計算。2 .串、并聯(lián)電池組的應

14、用場合。第三節(jié)電阻的串聯(lián)一、定義把兩個或兩個以上的電阻依次連接起來,使(1)電阻的串聯(lián)電流只有一條通路。(2)特點電路中電流處處相等。電路總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和二、重要性質(zhì)1 .總電阻UIR;UiIRi;U2IR2;UnIRnUUiU2U3UnIRIRiIR2IR3+RnRRiR2R3+Rn結論:串聯(lián)電路的總電阻等于各個電阻之和。2 .電壓分配IU1-IU-IUAIUnI>cRiR2R3Rn匕"5UIRiR2R3Rn結論:串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓與它的阻值成正比若兩個電阻串聯(lián),則UiIRi;U2IR2;IU-UiU;U2URiR2RiR23 .功率分配PIUI2R

15、Pl=I2R;P2I2R2;P3I2R3;PnI2Rn旦包與Pnr?R2r3Rn結論:串聯(lián)電路中各電阻消耗的功率與它的阻值成正比。例1:有4個電阻串聯(lián),其中Ri20,R215,R310,R410,接在110V的電壓上。求(1)電路的總電阻及電流;(2)Ri電阻上的電壓。例2:例1(電工基礎第2版周紹敏主編)。例3:R、R2為兩個串聯(lián)電阻,已知R14R,若R1上消耗的功率為1W,求R2上消耗的功率。二、電壓(1)常用的電壓表是用微安表或毫安表改裝成的。(2)毫安表或微安表的重要參數(shù):Ig滿偏電流Rg表頭內(nèi)阻(3)電流越大,毫安表或微安表指針的偏角就越大。由于UIR,則毫安表或微安表兩端的電壓越大

16、,指針偏角也越大。(4)如果在刻度盤上直接標出電壓值,就可用來測電壓,但這時能測的電壓值很小。為了能測較大的電壓,可串聯(lián)一電阻,分擔部分電壓,就完成了電壓表的改裝。(5)測量時要與被測電路并聯(lián)。(6)關鍵:會計算串聯(lián)的電阻R的大小。設電流表的滿偏電流為Ig,內(nèi)阻為Rg,要改裝成量程為U的電壓表,求串入的RR匹UIgRgIgIg例4:例2(電工基礎第2版周紹敏主編)。課前復習:1 .串聯(lián)電路中電流、電壓的基本特點。2 .串聯(lián)電路的總電阻、電流分配和功率分配。3 .串聯(lián)電阻的分壓作用。第四節(jié)電阻的并聯(lián)一、定義1 .電阻的并聯(lián):把若干個電阻一端連在一起,另一端連接在一起L2 .特點:電路中各支路兩端

17、的電壓相等;電路中總電流等于各支路的電流之和二、重要性質(zhì)1 .總電阻設電壓為U,根據(jù)歐姆定律,則I_U.IU.IU.IUR'I1R?I2R?'In記因為II1I2I3In所以11111RR1R2R3Rn結論:并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各個電阻的倒數(shù)之和。2 .電流分配UI1R;UI2R2;UI3R3;UInRnI1R1I2R2I3R3IRnU結論:并聯(lián)電路中通過各個電阻的電流與它的阻值成反比當只有兩只電阻并聯(lián)時I121I;I2言;I3.功率分配PkUIkJP1R1P2R2P3R3PnRn結論:并聯(lián)電路中各個電阻消耗的功率與它的阻值成反比。例1:R24,R2=8,U12V,求總電阻

18、及各電阻上的電流。例2:5個25的電阻并聯(lián),總電阻為多少?例3:兩只電阻并聯(lián),其中R為100,通過R的電流I1為0.4A,通過整個并聯(lián)電路的電流I為1A,求R2和通過R2的電流I2。例4:在240V的線路上并接15、30、40電熱器各一個,求(1)各電熱器上的電流;(2)總電流及總電阻;(3)總功率及各電熱器消耗的電功率。例5:例1(電工基礎第2版周紹敏主編)三、電流表利用并聯(lián)電路的分流原理,在微安表或毫安表上并聯(lián)一分流電阻,按比例分流一部分電流,則可以利用微安表和毫安表測量大的電流(擴大量程)r=H3-|i上十o_I_io-Ur_IgRg一其中:Ig為電流表的滿偏電流;Rg為電流表內(nèi)阻;I為

19、電流表的量程;R為分流電阻。例5:P26例2課前復習:電阻串、并聯(lián)的基本特點和重要性質(zhì)。第五節(jié)電阻的混聯(lián)一、混聯(lián)既有電阻的串聯(lián)又有電阻的并聯(lián),叫電阻的混聯(lián)。二、混聯(lián)的計算步驟1 .把電路進行等效變換;2 .先計算各電阻串聯(lián)和并聯(lián)的等效電阻值,再計算電路的總的等效電阻;3 .由電路的總的等效電阻值和電路的端電壓計算電路的總電流;4 .利用電阻串聯(lián)的分壓和電阻并聯(lián)的分流關系,計算各部分電壓及電流。三、進行電路等效變換的兩種方法方法一:利用電流的流向及電流的分合,畫出等效電路圖。例1:已知:RiR28,弋R46R64,R7Rs24R916,U224V,求:通過Rg的電流和R9兩端的電壓例2:例2。(

20、電工基礎第2版周紹敏主編)第六節(jié)萬用表的基本原理一、表頭簡述表頭原理。表頭的參數(shù):Ig滿偏電流;Rg表頭內(nèi)阻二、直流電壓的測量1. IURgRI正比于U可以用來測量電壓。2 .分壓電阻的計算當UUl(Ul為電壓表的量程)則IIgUlRgRUlIgRgIg3 .多量程的電壓表例:例題。(電工基礎第2版周紹敏主編)三、交流電壓的測量1 .補充:二極管的單向?qū)щ娦酝〝鄺l件(二極管圖)2 .工作原理VDl四、直流電流的測量1 .利用并聯(lián)分流原理IgRgRI2 .工作原理五、電阻的測量1.A 滿偏電流為Ig、內(nèi)阻為Rg的電流表;R調(diào)零電阻3 .調(diào)零紅、黑表筆短接,調(diào)R,使IgERgRRo則指針滿偏,紅、

21、黑筆間電阻為0。4 .測量接入電阻Rx,I-RgRxR隨Rx變化,I也變化,每個Rx對應一個I。5 .注息(1)刻度不均勻;(2)測量隨電池內(nèi)阻r的變化有影響,不精確六、使用萬用表的注意事項1了解性能及各符號字母的含義,會讀數(shù),了解各部件作用及用法。2觀察表頭指針是否處于零位。3測量前選擇正確的位置:量程選擇:應使表頭指針偏倒?jié)M刻度三分之二左右。無法估算測量值時可從最大量程當逐漸減少到合適量程。4讀數(shù)(1)對有弧形反射鏡的表盤,應使像、物重合。(2)估讀一位小數(shù)。(3)了解每一刻度的值。5被測位正、負要分清。6測電流要串聯(lián)。7測電壓時要并聯(lián)在被測電路兩端。8測電阻時不可帶電測量。9測量過程中不

22、允許撥動轉(zhuǎn)換開關選擇量程。10使用結束后,要置于最高交流電壓擋或off擋。課前復習:使用萬用表進行測量時要注意的問題。第七節(jié)電阻的測量一、伏安法1.利用UIR(歐姆定律)來測量電阻2步驟:(1)用電壓表測出電阻兩端的電壓。(2)用電流表測出通過電阻的電流。(3)用RU公式計算電阻值。I3.方法有兩種I電流表內(nèi)接法II電流表外接法(1)電流表外接法適用條件:待測電阻值比電壓表內(nèi)阻小得多(R(2)電流表內(nèi)接法Rv)。r-O-R測R實適用條件:待測電阻阻值比電流表內(nèi)阻大得多(二、惠斯通電橋RRa)。1 .原理(1) P32圖2-26R、R2、R3、R是電橋的4個臂,其中R為待測電阻,其余3個為可調(diào)已

23、知電阻,G是靈敏電流計,比較B、D兩點的電位。(2)調(diào)節(jié)已知電阻的阻值,使Ig0I1I2;I3I4當R和R3上電壓降相等,R2和R4上的電壓降也相等,既I1R1I3R,I2R2I4R4時,兩式相除,得RR2R4R3R4R2R3Ri2 .測量結果的準確程度由下面的因素決定:(1)已知電阻的準確程度。(2)電流計的靈敏度。3 .學校常用的滑線式電橋計算方式Rxl2Rii課前復習1伏安法測量電阻的原理。2伏安法測量電阻產(chǎn)生誤差的原因。3電橋平衡的條件。第八節(jié)電路中各點電位的計算一、電位的概念1零電位點計算電位的起點。習慣上規(guī)定大地的電位為零或電路中的某一公共點為零電位。2電位電路中任一點與零電位點之

24、間的電壓就是該點的電位。二、電位的計算方法1確定零電位點。2標出電路中的電流方向,確定電路中各元件兩端電壓的正、負極。3從待求點通過一定的路徑繞到零電位點,則該點的電位等于此路徑上全部電壓降的代數(shù)和。如果在繞行過程中從元件的正極到負極,此電壓便為正的,反之,從元件的負極到正極,此電壓則為負。三、舉例例1:如圖,求VA、VB、VC、VD、UAB、UBC、UDC例2:已知:E145V,E212V,內(nèi)阻忽略,R15,R24R32,求:B、C、D三點的電位。結論:( 1)電位與所選擇的繞行路徑無關。( 2)選取不同的零電位點,各電位將發(fā)生變化,但電路中任意兩點間的電壓將保持不變。第三章復雜直流電路第一

25、節(jié)基爾霍夫定律一、基本概念1復雜電路。2 .支路:由一個或幾個元件首尾相接構成的無分支電路。節(jié)點:三條或三條以上的支路匯聚的點?;芈罚弘娐分腥我婚]合路徑。網(wǎng)孔:沒有支路的回路稱為網(wǎng)孔。3 .舉例說明上述概念。4 .提問:圖3-1中有幾個節(jié)點、幾條支路、幾條回路、幾個網(wǎng)孔?5 .舉例、基爾霍夫電流定律1 .形式一:電路中任意一個節(jié)點上,流入節(jié)點的電流之和等于流出節(jié)點的電流之和。形式二:在任一電路的任一節(jié)點上,電流的代數(shù)和永遠等于零。規(guī)定:若流入節(jié)點的電流為正,則流出節(jié)點的電流為負。2 .推廣:應用于任意假定的封閉面。流入封閉面的電流之和等于流出封閉面的電流之和。例:本節(jié)例題三、基爾霍夫電壓定律1

26、 .內(nèi)容:從一點出發(fā)繞回路一周回到該點時,各端電壓的代數(shù)和等于零。2 .注意點:(1)在繞行過程中從元器件的正極到負極,電壓取正,反之為負(2)繞行方向可選擇,但已經(jīng)選定后不能中途改變。課前復習1 .電路的節(jié)點、支路、回路、網(wǎng)孔的概念。2 .基爾霍夫電流定律、電壓定律的內(nèi)容和表達式。第二節(jié)基爾霍夫定律的應用、支路電流法1 .以支路電流為未知量,應用基爾霍夫兩定律列出聯(lián)立方程,求出各支路電流的方法。2 .對于n條支路,m個節(jié)點的電路,應用支路電流法解題的步驟:(1)選定各支路電流為未知量,并標出各電流的參考方向,并標出各電阻上的正、負。(2)按基爾霍夫電流定律,列出(m1)個獨立的節(jié)點電流方程式

27、。(3)指定回路的繞行方向,按基爾霍夫電壓定律,列出n(m1)個回路電壓方程。(4)代入已知數(shù),解聯(lián)立方程式,求各支路的電流。(5)確定各支路電流的實際方向。3 .舉例例1:本節(jié)例題例2:如圖,已知曰E217V,R11,R25,R32,用支路電流法求各支路的電流。EAF£iY七十課前復習習題(電工基礎第2版周紹敏主編)4 .計算題(3),用支路電流法求各支路的電流第三節(jié)疊加定理一、疊加原理1 .運用疊加定理可以將一個復雜的電路分為幾個比較簡單的電路,然后對這些比較簡單的電路進行分析計算,再把結果合成,就可以求出原有電路中的電壓、電流,避免了對聯(lián)立方程的求解。2 .內(nèi)容:在線性電路中,

28、任何一個支路中的電流(或電壓)等于各電源單獨作用時,在此支路中產(chǎn)生的電流(或電壓)的代數(shù)和。3 .步驟:(1)分別作出由一個電源單獨作用的分圖,其余電源只保留其內(nèi)阻。(對恒壓源,該處用短路替代,對恒流源,該處用開路替代)。(2)按電阻串、并聯(lián)的計算方法,分別計算出分圖中每一支路電流(或電壓)的大小和方向(3)求出各電動勢在各個支路中產(chǎn)生的電流(或電壓)的代數(shù)和,這些電流(或電壓)就是各電源共同作用時,在各支路中產(chǎn)生的電流(或電壓)。4 .注意點:(1)在求和時要注意各個電流(或電壓)的正、負。(2)疊加定施只能用聚泵電藍不的電流最電話,而未能用來計算功率。二、舉例例1:本節(jié)例題課前復習疊加定理

29、的內(nèi)容。第四節(jié)戴維寧定理當有一個復雜電路,并不需要把所有支路電流都求出來,只要求出某一支路的電流,在這種情況下,用前面的方法來計算就很復雜,應用戴維寧定理求解就較方便。一、二端網(wǎng)絡1 .網(wǎng)絡:電路也稱為電網(wǎng)絡或網(wǎng)絡。2 .二端網(wǎng)絡:任何具有兩個引出端與外電路相連的電路。3 .輸入電阻:由若干個電阻組成的無源二端網(wǎng)絡,可以等效成的電阻。4 .開路電壓:有源二端網(wǎng)絡兩端點之間開路時的電壓。戴維寧定理1 .內(nèi)容:對外電路來說,一個含源二端線性網(wǎng)絡可以用一個電源來代替。該電源的電動勢Eo等于二端網(wǎng)絡的開路電壓,其內(nèi)阻Ro等于含源二端網(wǎng)絡內(nèi)所有電動勢為零,僅保留其內(nèi)阻時,網(wǎng)絡兩端的等效電阻(輸入電阻)。

30、2 .步驟:(1)把電路分為待求支路和含源二端網(wǎng)絡兩部分。(2)把待求支路移開,求出含源二端網(wǎng)絡的開路電壓Uab。(3)將網(wǎng)絡內(nèi)各電源除去,僅保留電源內(nèi)阻,求出網(wǎng)絡二端的等效電阻Rabo(4)畫出含源二端網(wǎng)絡的等效電路,并接上代求支路電流。3.注意:代替含源二端網(wǎng)絡的電源極性應與開路電壓Uab的極性一三、舉例例2:例2課前復習戴維寧定理的內(nèi)容第五節(jié)兩種電源模型的等效變換一、電壓源1 .電壓源:為電路提供一定電壓的電源。2 .恒壓源:電源內(nèi)阻為零,電源提供恒定不變的電壓。3 .恒壓源的特點(1)它的電壓恒定不變。(2)通過它的電流可以是任意的,且決定于與它連接的外電路負載的大小。4 .符號二、電

31、流源1 .電流源:為電路提供一定電流的電源。2 .恒流源:電源內(nèi)阻為無窮大,電源將提供恒定不變的電流。3 .恒流源的特點(1)它提供的電流恒定不變,不隨外電路而改變。(2)電源端電壓是任意的,且決定于外電路。4 .符號三、電壓源與電流源的等效變換1 .電壓源理想電壓源串聯(lián)內(nèi)阻Ro電流源理想電流源并聯(lián)內(nèi)阻Ro2 .電壓源UUsIRoIUsuRo電流源US USIsuRsIsRs對外等效Ro所以IsUs UsRs,RoRs3 .結論(1) 一個電壓源與電阻的串聯(lián)組合,可用一個電流源與電阻的并聯(lián)組合來等效代替。條件:IsUsRo,RsRo,如下圖(2) 一個電流源與電阻的并聯(lián)組合,可用一個電壓源與電

32、阻的串聯(lián)組合來等效代替。條件:UsIsRs,RoRs如下圖。四、舉例例1:例1例2:例2住思:(1)Is與Us的方向一致。(2)等效變換對外電路等效,對電源內(nèi)部不等效。(3)恒壓源和恒流源之間不能等效。五、電源等效變換及化簡原則1 .注意點(3)2 .兩個并聯(lián)的電壓源不能直接合并成一個電壓源,但兩個并聯(lián)的電流源可以直接合并成一個電流源。3 .兩個串聯(lián)的電流源不能直接合并成一個電流源,但兩個串聯(lián)的電壓源可以直接合并成一個電壓源。4 .與恒壓源并聯(lián)的電流源或電阻均可去除;與恒流源串聯(lián)的電壓源或電阻均可去除。例4:將下圖中的含源二端網(wǎng)絡等效變換為一個電壓源。例5:用電壓源與電流源等效變換的方法計算1

33、電阻上的電流??偨Y復習第一章1.了解電路的組成及各部分原理2.電流(1)定義(2)產(chǎn)生條件(3)方向(4)電流的大小3.電阻(1)電阻是表示導體對電流的阻礙作用的物理量(2)電阻大小的決定因素(3)電阻與溫度的關系4 .歐姆定律(1)部分電路歐姆定律(2)閉合電路歐姆定律5 .電路中能量轉(zhuǎn)換(1)電流通過用電器時轉(zhuǎn)換電能的計算WUIt電功率的計算PUII2 RE2R Ro焦耳定律(電流熱效應的規(guī)律)電熱:QI2Rt;熱功率:P(2)電源的功率和輸出功率PEI分配給內(nèi)電路的功率分配給外電路的功率第二章1 .電池阻的串、并聯(lián)2 .電阻的串、并聯(lián)規(guī)律總結3 .電阻的混聯(lián)4 .萬用表的基本原理5 .電

34、阻的測量(1)伏安法:電流表外接;電流表內(nèi)接(2)惠斯通電橋6 .電位的計算方法(1)標出電流方向確定元件電壓正、負極性(2)確定零電位點(3)從待求點通過一定路徑繞到零電位點,該點電位等于此路徑上全部電壓的代數(shù)和。第三章1復雜電路、支路、節(jié)點、回路、網(wǎng)孔的概念2基爾霍夫定律的內(nèi)容、表達式、注意事項、應用3復雜電路的求解方法( 1)支路電流法: 內(nèi)容解題步驟注意點應用(2)疊加定理 內(nèi)容解題步驟注意點應用( 3)戴維寧定理內(nèi)容解題步驟注意點應用(4)電壓源與電流源的等效變換電壓源、電流源的概念;恒壓源、恒流源的概念;電壓源與電流源的等效互換變換的條件;注意點應用第四章電容課前復習1電壓源、電流

35、源的概念。2電壓源和電流源等效變換的條件。第一節(jié)電容器和電容一、電容器1電容器任何兩個彼此絕緣而又互相靠近的導體都可以組成電容器。2當電容器與直流電源接通時,電源兩極的電荷就會在電場力的作用下,向電容器的極板上移動,使與電源正極相接的極板上帶正電荷,與電源負極的極板上帶負電荷,從而在電容器兩極板間建立起電壓。使電容器帶電的過程叫充電。3充電4.放電一一使電容器失去電荷的過程叫放電。二、電容1 .電容器兩極帶的電荷越多,產(chǎn)生的電壓也越高,且對于一定的電容器,極板上帶電量與極板間電壓的比值是常數(shù),這一比值為電容器的電容量。2 .C=q,式中:C一一電容量q一一電荷量U兩極板間的電壓3 .單位:1F

36、=106F=1012pF三、平行板電容器的電容1 .平行板電容器的電容與介電常數(shù)成正比,與正對面積成正比,與極板的距離成反比。2 .C£式中:£一介電常數(shù)法拉/米(Fm)S正對的面積平方米(m2)d兩極板間的距離米(m)電介質(zhì)的介電常數(shù)£由介質(zhì)的性質(zhì)決定的。真空介電常數(shù)£0=8.861012Fm相對介電常數(shù)£r一0例1:平行板電容器的極板面積為100cm2,兩板間的介質(zhì)為空氣,兩極板間的距離為5mm,現(xiàn)將電壓為120V的直流電源接在電容器的兩端。求(1)該平行板電容器的電容及所帶的電荷量。(2)若將電容器的兩極板浸入相對介電常數(shù)為2.2的油中,

37、此時電容又是多大?課前復習P65習題4.問答與計算題(3)第二節(jié)電容器的連接一、電容器的串聯(lián)1 .電容器的串聯(lián):把幾只電容器的極板首尾相接,連成一個無分支電路的連接方式。如圖Ui、U2、U31C32 .串聯(lián)的性質(zhì)(1) qi=q2=q3=q(2) U=Ui+U2+U3(3)1J+工+工CCiC2C3設各電容為Ci、C2、C3的電容器上的電壓為Ui=;U2=;U3=-CiC2C311UUiU2U3q(C1C2CC1C2C3結論:串聯(lián)電容的總電容的倒數(shù)等于各電容的電容倒數(shù)之和3.串聯(lián)的作用:增大耐壓,但電容減小。例1:P58例2二、電容器的并聯(lián)如圖所示。1 .電容器的并聯(lián):把幾只電容器的正極連在一

38、起,負極也連在一起,這就是電容器的并聯(lián)。如圖所示。2 .性質(zhì)(1) q%q2q3U=U1=U2=U3(3) CC1C2C3設每只電容器的電壓都是U,電容為CvC2、C3,所帶電量為5、q2、q3qC1U、q2c2U產(chǎn)q3C3Uq(C1C2C3)UCC1C2C3y結論:并聯(lián)電容器的總電容等于各電容器的電容之和。例3:有兩只電容器,電容分別為10曠和20gFo它們的額定工作電壓為25V和15V,并聯(lián)后,接在10V電源上。求:(1) qi、q2及C;(2)最大允許的工作電壓。課前復習1 .串聯(lián)電容器的總電容、并聯(lián)電容器的總電容的計算公式。2 .何種情況下需要把電容器串聯(lián)起來?何種情況下需要把電容器并

39、聯(lián)起來?3 .P64習題1.是非題(3)(8)。2.選擇題(4)(7)第三節(jié)電容器的充電和放電一、電容器的充電開關S合向1,電容器充電1.現(xiàn)象:(1)白熾燈開始較亮,逐步變暗。(2) A1的讀數(shù)由大變小。(3)(V的讀數(shù)變大。(4)最后(A1指向0,V的大小等于E。2.解釋:電源正極向極板供給正電荷,負極向極板供給負電荷。電荷在電路中形成定向移動,產(chǎn)生電流,兩極板間有電壓。S剛合上時,電源與電容器之間存在較大的電壓,使大量電荷從電源移向電容器極板,產(chǎn)生較大電流,隨著電荷的增加,電壓減小,電流減小。當電容器兩端電壓等于電源電壓時,電荷停止定向移動,電流為0,燈不亮。二、電容器的放電S合向2,電容

40、放電。1 .現(xiàn)象:(1)開始燈較亮,逐漸變暗,直至熄滅。(2)A2開始較大,逐漸變小,電流方向與剛才充電方向相反,直至指示為0。(3)開始B指示為E,逐漸下降,直至為0。2 .解釋:放電過程中,由于電容器兩極板間的電壓使回路中有電流產(chǎn)生。開始這個電壓較大,因此電流較大,隨著電容極板上的正、負電荷的中和,極板間的電壓逐漸減小,電流也減小,最后放電結束,極板間不存在電壓,電流為零。3 .結論:當電容器極板上所儲存的電荷發(fā)生變化時,電路中就有電流流過;若電容器極板上所儲存的電荷量恒定不變時,則電路中就沒有電流流過。電路中的電流為i-qC-uC三、電容器的質(zhì)量判別1 .用R100或R1k擋2 .將萬用

41、表分別與電容器兩端接觸,指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)并回到接近起始的地方,說明電容器的質(zhì)量很好。3 .若指針偏轉(zhuǎn)后回不到起始位置的地方,而停在標度盤的某處說明電容器的漏電很大,這時指針所指出的電阻數(shù)值即表示該電容器的漏電阻值。4 .若指針偏轉(zhuǎn)到零位置之后不再回去,則說明電容器內(nèi)部已經(jīng)短路;如果指針根本不偏轉(zhuǎn),則說明電容器內(nèi)部可能斷路,或電容量很小。第四節(jié)電容器中的電場能量1.充電時,qTUcT電壓與電荷量成正比:qCuc2.電源輸入電荷量為q時所做的總功,也就是存儲于電容器中的總能量。Wc -q Uc2式中:C 電容器的電容 單位:-CUc22F (法拉)Uc電容器兩端的電壓單位:V (伏特)Q電容器所帶的電

42、荷量單位:C (庫侖)W電容器儲存的電場能量單位:J(焦耳)3.結論:電容器中存儲的電場能量與電容器的電容成正比,與電容器兩極板之間的電壓平方成正比。4.電容器是一種儲能元件,當電容器兩端電壓增加時,電容器便從電源吸收能量儲存在它兩極板的電場中,當電容器兩端電壓降低時,它便把儲存的電場能量釋放出來。電容器本身只與電源進行能量交換,不消耗能量。第五章磁場和磁路第一節(jié)電流的磁效應一、磁場磁極間相互作用的磁力是通過磁場傳遞的。磁極在它周圍的空間產(chǎn)生磁場,磁場對處在它里面的磁極有磁場力的作用。二、磁場的方向和磁感線1 .磁場的方向:在磁場中任一點,小磁針靜止,N極所指的方向為該點的磁場方向。2 .磁感

43、線:在磁場中畫出一些曲線,在曲線上每一點的切線方向都與該點的磁場方向相同。三、電流的磁場1 .直線電流的磁場電流的方向與它的磁感線方向之間的關系用安培定則判定。例:2 .環(huán)形電流的磁場電流方向與磁感線方向之間的關系,用安培定則判定。例:-金談甑H十3 .通電螺線管的磁場電流方向與磁感線方向之間的關系用安培定則判定。第二節(jié)磁場的主要物理量一、磁感應強度B1.它是表示磁場強弱的物理量BF(條件:導線垂直于磁場方向)B可用高斯計測量,用磁感線的疏密可形象表示磁感應強度的大小。2.單位:F N (牛頓),IA (安培),m (米),BT (特斯拉)3 .B是矢量,方向:該點的磁場方向。4 .勻強磁場:

44、在磁場的某一區(qū)域,若磁感應強度的大小和方向都相同,這個區(qū)域叫勻強磁場。、磁通1 .BS(條件:BS;勻強磁場)2 .單位:韋伯(Wb)3 .B=B可看作單位面積的磁通,叫磁通密度。三、磁導率w1.表示媒介質(zhì)導磁性能的物理量。真空中磁導率:410-7Hm。相對磁導率:閃一02,四1反磁性物質(zhì);閃1順磁性物質(zhì);四1鐵磁性物質(zhì)。前面兩種為非鐵磁性物質(zhì)行1,鐵磁性物質(zhì)w不是常數(shù)。四、磁場強度H1. 表示磁場的性質(zhì),與磁場內(nèi)介質(zhì)無關。2. HB或BpH國H3. (1)磁場強度是矢量,方向和磁感應強度的方向一致(2)單位:安米(Am)課前復習1 .磁場中某一點的磁場方向的規(guī)定。2 .安培定則的內(nèi)容。3 .

45、磁感應強度的定義式、磁感應強度方向的規(guī)定。4 .磁通、磁導率、相對磁導率的概念。5 .磁場強度的定義式,磁場強度方向的規(guī)定。第三節(jié)磁場對通電導線的作用力一、磁場對通電導線的作用力1.力的大?。?)當電流方向與磁場方向垂直時F=BIl(適用于:一小段通電導線;勻強磁場)(2)若電流方向與磁場方向平行,則F=0。(3)若電流方向與磁場方向間有一夾角,則BiBcos;B2BsinFB2IlBIlsin討論:pFBII最大;=0,F0最小。單位:F牛頓(N);I米(m);B特斯拉(T)。2.力的方向一一用左手定則判定例1:一根通電直導線放在磁場中,圖中已分別表明電流,磁感應強度和磁場對電流的作用力這三

46、個物理量中兩個量的方向,試標出第三個物理量的方向例2:一勻強磁場B0.4T;L20cm;30;I10A,求:直導線所受磁場力的大小和方向。二、電流表的工作原理(磁電式)(膠片)1 .勻強磁場對通電線圈的作用力2 .磁場使線圈偏轉(zhuǎn)的力矩MiKiI;彈簧產(chǎn)生的力矩M2K2,兩力矩平衡(MiM2)時,線圈就停在某一偏轉(zhuǎn)角上,指針指到刻度盤的某一刻度,刻度是均勻的。3.優(yōu)點:刻度均勻,準確度高,靈敏度高。缺點:價格貴,對過載很敏感。課前復習1 .磁場力大小的公式、磁場力方向的規(guī)定。2 .習題(電工基礎第2版周紹敏主編)1.是非題(5)、(6)。2 .選擇題(6)、(7)。3 .填充題(7)、(8)第五

47、節(jié)鐵磁性物質(zhì)的磁化一、鐵磁性物質(zhì)的磁化1 .磁化:本來不具磁性的物質(zhì),由于受磁場的作用而具有了磁性的現(xiàn)象。非鐵磁性物質(zhì)是不能被磁化的。2 .磁化內(nèi)因:在外磁場的作用下,磁疇(磁性小區(qū)域)沿磁場方向作取向排列,形成附加磁場,從而使磁場顯著增強。去掉外磁場后,有些鐵磁性物質(zhì)中磁疇的一部分或大部分仍保持取向一致,對外仍顯磁性,這就成了永久磁鐵。3 .應用:用于電子和電氣設備中。二、磁化曲線1 .磁化曲線(BH曲線):鐵磁性物質(zhì)的B隨H而變化的曲線BH2 .測試原理圖a3.磁化曲線圖bO1段:起始磁化段。B增加得較慢(由于磁疇慣性)。1 2段:直線段。B隨H增加很快(由于磁疇在外磁場的作用下大部分趨向

48、H的方向)。2 3段:B增加變慢(由于隨著H的增加只有少數(shù)磁疇繼續(xù)轉(zhuǎn)向)3以后:飽和段,B基本不隨H變化(已幾乎沒有磁疇可轉(zhuǎn)向了,為飽和磁感應強度)4.說明:(1)對于變壓器和電機,通常工作于23段。(2)每一種材料B的飽和值一定,不同鐵磁性物質(zhì),B的飽和值不同。(3)B愈大導磁性能愈好。三、磁滯回線1 .曲線2 .剩磁:當H減至零時,B值不等于零,而是保留一定的值,稱為剩磁。用Br表示。矯頑磁力:為克服剩磁所加的磁場強度。用Hc表示。3 .磁滯現(xiàn)象:B的變化總是落后于H的變化。磁滯回線:abcdefa為一封閉對稱于原點的閉合曲線,稱為磁滯回4 .(1)基本磁化曲線:連接各條對稱的磁滯回線的頂

49、點,得到的一條曲線叫基本磁化曲線。(2)磁滯損耗:反復交變磁化過程中有能量損耗,稱為磁滯損耗。(3)剩磁和矯頑力愈大的鐵磁性物質(zhì),磁滯損耗就愈大。課前復習1 .什么叫鐵磁性物質(zhì)的磁化?它能夠被磁化的原因。2 .鐵磁性物質(zhì)的磁化曲線和磁滯回線的概念。第五節(jié)磁路的基本概念一、磁路1 .磁路:磁通經(jīng)過的閉合路徑。2 .說明主、漏磁通。3 .磁路:無分支和有分支有分支二、磁路的歐姆定律1 .通電線圈產(chǎn)生磁場,磁通隨線圈匝數(shù)和所通過的電流的增大而增加。把通過線圈的電流和線圈匝數(shù)的乘積稱為磁動勢。EmN單位:安培(A)2 .磁阻:磁通通過磁路時所受到的阻礙作用。RmS式中:l磁路長度(m);S-磁路橫截面

50、積(m2);L磁導率(H/m);Rm磁阻(1/H)。3 .磁路的歐姆定律(1)內(nèi)容:通過磁路的磁通與磁動勢成正比,與磁阻成反比。Em(3)磁路與電路對應的物理量及其關系式電路磁路電流I磁通電阻RlS磁通Rm=lS電阻率磁導率電動勢E磁動勢Em=IN電路歐姆定律IER磁路歐姆定律=EmRm練習:1 .在磁場中,各點的磁場強度的大小不僅與電流的大小和導體的形狀有關,而且與媒介質(zhì)的性質(zhì)有關。()2 .磁路的歐姆定律是指:磁感應強度與磁動勢成正比,與磁阻成反比。()第六章電磁感應課前復習1.電流產(chǎn)生的磁場。2.右手螺旋定則的內(nèi)容第一節(jié)電磁感應現(xiàn)象1.演示(1)讓導體AB在磁場中向前或向后運動?,F(xiàn)象:電

51、流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明電路中有了電流(2)導體AB靜止或做上、下運動現(xiàn)象:電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明電路中無電流結論I:1 .閉合電路中的一部分導體做切割磁感線運動時,電路中就有電流產(chǎn)生。2 .演示(1)把磁鐵插入線圈或從線圈中抽出。現(xiàn)象:電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。( 2)磁鐵插入線圈后靜止不動,或磁鐵和線圈以同一速度運動現(xiàn)象:電流表指針不偏轉(zhuǎn),說明閉合電路中沒有電流。結論II:只要閉合電路的一部分導體切割磁感線,電路中就有電流產(chǎn)生。3演示如圖6-3( 1)打開開關、合上開關或改變A中的電流?,F(xiàn)象:與B相連的電流表指針偏轉(zhuǎn),說明B中有電流。結論III:在導體和磁場不發(fā)生相對運動時,只要穿過閉合電路的

52、磁通發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生。分析結論I、II、III得總結論:( 產(chǎn)生感應電流的條件:只要穿過閉合電路的磁通發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生。( 電磁感應現(xiàn)象:利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應現(xiàn)象。產(chǎn)生的電流叫感應電流。討論:1如圖所示,在通電直導線旁有一矩形線圈,下述情況下,線圈中有無感應電流?為什么?( 1)線圈以直導線為軸旋轉(zhuǎn)。( 2)線圈向右遠離直導線而去。第二節(jié)感應電流的方向判斷感應電流方向的方法:(1)右手定則(2)楞次定律一、右手定則1 .內(nèi)容:伸開右手,使大拇指與其余四指垂直,并且都與手掌在一個平面內(nèi),讓磁感線垂直進入手心,大拇指指向?qū)w運動方向,這時四指所指的方向為感應電流的方向。二、楞次定律1.(1)演示:(2)分析:能量守恒定律,磁力阻礙磁鐵運動,外力克服磁力的阻礙做了功,其它形式的能轉(zhuǎn)化為感應電流的電能。(3)演示N2 .楞次定律:感應電流的方向,總是要使感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁通的變化。3 .判定感應電流方

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