第一節(jié)：直流電路

1、 電源電源: 提供提供電能的裝置電能的裝置負載負載: 取用取用電能的裝置電能的裝置中間環(huán)節(jié)：中間環(huán)節(jié)：傳遞、分傳遞、分配和控制電能的作用配和控制電能的作用發(fā)電機發(fā)電機升壓升壓變壓器變壓器降壓降壓變壓器變壓器電燈電燈電動機電動機電爐電爐.輸電線輸電線 直流電源直流電源: 提供能源提供能源信號處理：信號處理：放大、調(diào)諧、檢波等放大、調(diào)諧、檢波等負載負載信號源信號源: 提供信息提供信息放放大大器器揚聲器揚聲器話筒話筒 發(fā)電機發(fā)電機升壓升壓變壓器變壓器降壓降壓變壓器變壓器電燈電燈電動機電動機電爐電爐.輸電線輸電線E 放放大大器器揚聲器揚聲器話筒話筒mV 為了便于用數(shù)學方法分析電路為了便于用數(shù)學方法分析

2、電路,一般要將實際電路一般要將實際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來模擬實際電路中的器件，從而構(gòu)成與實際電路組合來模擬實際電路中的器件，從而構(gòu)成與實際電路相對應(yīng)的電路模型。相對應(yīng)的電路模型。 手電筒由電池、燈泡、開關(guān)和筒體組成。手電筒由電池、燈泡、開關(guān)和筒體組成。+ + - -UL+ + - -IESIRRo+US 電池電池導(dǎo)線導(dǎo)線燈泡燈泡開關(guān)開關(guān) 電池電池是電源元件，其參數(shù)是電源元件，其參數(shù)為電動勢為電動勢 E 和內(nèi)阻和內(nèi)阻Ro； 燈泡燈泡主要具有消耗電能的性主要具有消耗電能的性質(zhì)，是電阻元件，其參數(shù)為電質(zhì)，是電阻元件，其參

3、數(shù)為電阻阻R；SIRRo+US 筒體筒體用來連接電池和燈泡，用來連接電池和燈泡，其電阻忽略不計，認為是無電其電阻忽略不計，認為是無電阻的理想導(dǎo)體。阻的理想導(dǎo)體。 開關(guān)開關(guān)用來控制電路的通斷。用來控制電路的通斷。 表表13列出部分國際單位制的單位，稱為列出部分國際單位制的單位，稱為SI單位。單位。 n電路的工作狀態(tài)1.通路2.斷路（開路）3.短路電路的三種工作狀態(tài)電路的三種工作狀態(tài) 1.通路 1.4 電源有載工作、開路與短路電源有載工作、開路與短路RREI+o1)1)電壓與電流電壓與電流1.4.1 電源有載工作電源有載工作當電源內(nèi)阻當電源內(nèi)阻 Ro R 時，時，則則U E ，表明當電流，表明當電

4、流( (負載負載) )變變動動時電源的端電壓變動不大，時電源的端電壓變動不大，這說明它帶負載能力強。這說明它帶負載能力強。EUIO電源的外特性曲線電源的外特性曲線oRS+-RUE+-IIRU IREUo- 電源輸出的功率電源輸出的功率電源產(chǎn)生的功率電源產(chǎn)生的功率內(nèi)阻損耗的功率內(nèi)阻損耗的功率 在一個電路中，電源產(chǎn)生的功率和負載取用的在一個電路中，電源產(chǎn)生的功率和負載取用的功率以及內(nèi)阻上所損耗的功率是平衡的。功率以及內(nèi)阻上所損耗的功率是平衡的。2 ) )功率與功率平衡功率與功率平衡1.5 1.5 電源有載工作、開路與短路電源有載工作、開路與短路IREUo-2oIREIUI-PPP-E 3)電源與負

5、載的判別電源與負載的判別U 和和 I 取取非關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向，若，若P = UI 0，電源；電源； 若若P = UI 0，負載。負載。U 和和 I 取取關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向，若，若P = UI 0，負載；負載； 若若P = UI 0，電源。電源。 方法一：根據(jù)方法一：根據(jù) U 和和 I 的實際方向判別的實際方向判別方法二：根據(jù)方法二：根據(jù) U 和和 I 的參考方向判別的參考方向判別電源：電源：U和和I 的實際方向相反，電流從的實際方向相反，電流從“+”端流出，端流出， 發(fā)出功率；發(fā)出功率；負載：負載：U和和I 的實際方向相同，電流從的實際方向相同，電流從“+”端流入，端流入， 取

6、用功率。取用功率。1.5 1.5 電源有載工作、開路與短路電源有載工作、開路與短路 4) 額定值與實際額定值與實際值值額定值：額定值：電氣設(shè)備的電氣設(shè)備的額定電壓額定電壓、額定電流額定電流和和額定功額定功率率及其他標準使用規(guī)定值稱為電氣設(shè)備的額定值。及其他標準使用規(guī)定值稱為電氣設(shè)備的額定值。分別用分別用UN、IN、PN表示。表示。 制造廠在制定產(chǎn)品的額定值時，要全面考慮使制造廠在制定產(chǎn)品的額定值時，要全面考慮使用的用的經(jīng)濟性經(jīng)濟性、可靠性可靠性及及壽命壽命等因素，特別要保證設(shè)等因素，特別要保證設(shè)備的工作溫度不超過規(guī)定的備的工作溫度不超過規(guī)定的容許值容許值。 使用時，電壓、電流和功率的使用時，電

7、壓、電流和功率的實際值實際值不一定等不一定等于它們的于它們的額定值額定值。1.5 1.5 電源有載工作、開路與短路電源有載工作、開路與短路 2.斷路（開路） 當開關(guān)斷開時，當開關(guān)斷開時，電源處于開路電源處于開路( (空載空載) )狀態(tài)，不輸出電能，狀態(tài)，不輸出電能，其特征如下：其特征如下：1.4.2 電源開路電源開路電源端電壓電源端電壓 （ 即開路電壓）即開路電壓）等于電源電動勢等于電源電動勢負載功率為零負載功率為零開路電流為零開路電流為零1.5 1.5 電源有載工作、開路與短路電源有載工作、開路與短路oR+-ESRU+-I0P0IIREUo- 3.短路 1.4.3 電源短路電源短路電源端電壓

8、為零電源端電壓為零負載功率為零負載功率為零電源產(chǎn)生的電能全被內(nèi)阻所消耗電源產(chǎn)生的電能全被內(nèi)阻所消耗短路電流（很大）短路電流（很大）短路通常是一種嚴重事故，應(yīng)該盡力預(yù)防短路通常是一種嚴重事故，應(yīng)該盡力預(yù)防1.5 1.5 電源有載工作、開路與短路電源有載工作、開路與短路oR+-ESRU+-I 當電源的兩端被短接時，當電源的兩端被短接時，其特征如下：其特征如下：0UoSREII2oIRPPE0P 1.4.4 如圖，方框代表電源或負載。已知如圖，方框代表電源或負載。已知 U = 220V，I= - -1A，試問哪些方框是電源，哪些是負載？，試問哪些方框是電源，哪些是負載？解：解：（a）+ U-I -U

9、+I+ U-I -U+I（b）（c）（d）(a)圖圖 P = UI = 220( (- -1) ) = - -220W 0，負載負載(c)圖圖 P = - -UI = 220( (- -1) ) = 220W 0，負載負載(d)圖圖 P = UI = 220( (- -1) ) = - -220W 0，電源電源1.5 1.5 電源有載工作、開路與短路電源有載工作、開路與短路 1.1 電路n觀察圖1.1可以得到以下結(jié)論電流所流過的路徑稱為電路。電流所流過的路徑稱為電路。它是為了某種需要由電工設(shè)備或它是為了某種需要由電工設(shè)備或元件按一定方式組合起來的元件按一定方式組合起來的。電路的基本組成包括：電

10、源、負載、導(dǎo)線及開關(guān)。電路的基本組成包括：電源、負載、導(dǎo)線及開關(guān)。電源：將非電能形態(tài)的能量轉(zhuǎn)換成電能的供電設(shè)備。如發(fā)電機、電源：將非電能形態(tài)的能量轉(zhuǎn)換成電能的供電設(shè)備。如發(fā)電機、電池等。電池等。負載：將電能轉(zhuǎn)換成非電能形態(tài)能量的用電設(shè)備。如電動機、負載：將電能轉(zhuǎn)換成非電能形態(tài)能量的用電設(shè)備。如電動機、照明燈等。照明燈等。連接導(dǎo)線：傳遞信號、傳輸電能。連接導(dǎo)線：傳遞信號、傳輸電能。實際應(yīng)用中，電路還必須有一些輔助設(shè)備，如控制電路通、斷的實際應(yīng)用中，電路還必須有一些輔助設(shè)備，如控制電路通、斷的開關(guān)及保障安全用電的熔斷器等。開關(guān)及保障安全用電的熔斷器等。 1.1 電路n電路圖中幾種常見器件的圖形符號

11、及文字符號 1.2 電路的常用基本物理量n1.2.1電流電流的定義：電流的定義：電路中帶電粒子有規(guī)則地定向移動形成電流。電路中帶電粒子有規(guī)則地定向移動形成電流。電解液中的正、負離子電解液中的正、負離子( (正、負電荷正、負電荷) )帶電粒子帶電粒子金屬導(dǎo)體中的自由電子金屬導(dǎo)體中的自由電子( (負電荷負電荷) )規(guī)定正電荷移動的方向為電流的實際方向。規(guī)定正電荷移動的方向為電流的實際方向。 1.2 電路的常用基本物理量n1.2.1電流電流的實際方向有時難以確定，為此可以預(yù)先假定一個電流方向，電流的實際方向有時難以確定，為此可以預(yù)先假定一個電流方向，稱為參考方向，在電路中用箭頭標出。求解電路時應(yīng)根據(jù)

12、假定的電稱為參考方向，在電路中用箭頭標出。求解電路時應(yīng)根據(jù)假定的電流參考方向進行。如果流參考方向進行。如果電流值為正，表示電流的實際方向與參考方電流值為正，表示電流的實際方向與參考方向一致；如果電流值為負，表示實際方向與參考方向相反，向一致；如果電流值為負，表示實際方向與參考方向相反，如圖如圖1.2所示。所示。 電路圖中標注的電流方向通常都是參考方向，參考方向可以任意規(guī)定。電路圖中標注的電流方向通常都是參考方向，參考方向可以任意規(guī)定。圖圖1.2 電流的方向電流的方向 1.2 電路的常用基本物理量n1.2.1電流電流電流既是一種物理現(xiàn)象，又是一種表示帶電粒子定向運既是一種物理現(xiàn)象，又是一種表示帶

13、電粒子定向運動動強弱強弱的物理量。的物理量。電流的大小等于通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量與通過這電流的大小等于通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量與通過這些電荷量所用時間的比值。些電荷量所用時間的比值。tQI 電流的單位是電流的單位是安安( (A) )；毫安；毫安( (mA) )、微安、微安( ( A) )1 A = 103 mA = 106 A 1.2 電路的常用基本物理量n1.2.1電流電流對負載的作用和效應(yīng)如表電流對負載的作用和效應(yīng)如表1.2所示所示 1.2 電路的常用基本物理量n1.2.2電位與電壓1.電位電位空間中的每一點都有一定的高度，電路中的每一點都有一定的空間中的每一點都有一定的高度，電路中的每

14、一點都有一定的電位。電位。電位的表示方法：用字母電位的表示方法：用字母V表示，不同點的電位用字母表示，不同點的電位用字母V加下加下標表示，如標表示，如VA。計算電位時應(yīng)指定一個參考點，規(guī)定參考點的電位為計算電位時應(yīng)指定一個參考點，規(guī)定參考點的電位為0，原則，原則上零電位點是可以任意指定的。上零電位點是可以任意指定的。在實際應(yīng)用中，對于強電的電路，以大地為參考點，用符號在實際應(yīng)用中，對于強電的電路，以大地為參考點，用符號表示；在弱點中以裝置的外殼或底板為參考點，用符號表示；在弱點中以裝置的外殼或底板為參考點，用符號表示。表示。 1.2 電路的常用基本物理量n1.2.2電位與電壓2.電壓電壓電壓的

15、定義：電路中電壓的定義：電路中A、B兩點之間的電位差稱為電壓。兩點之間的電位差稱為電壓。電壓的方向：規(guī)定由高電位點（標電壓的方向：規(guī)定由高電位點（標“”）指向低電位點（標）指向低電位點（標“”）。）。電壓（電位）的單位：國際單位制為伏特（用電壓（電位）的單位：國際單位制為伏特（用V表示），常用的還有表示），常用的還有毫伏（毫伏（mV）、微伏（）、微伏（V）。）。圖圖1.3 電壓及電動勢的方向電壓及電動勢的方向 1.2 電路的常用基本物理量例例1.1 如圖如圖1.4所示，求分別以所示，求分別以C點和點和A點為參考點時，點為參考點時，A、B、C三點的電位以及三點的電位以及UAB 。結(jié)論：參考點選擇

16、不同，電位也不同，但兩點之間的電壓不變，即電結(jié)論：參考點選擇不同，電位也不同，但兩點之間的電壓不變，即電位與參考點有關(guān)，而電壓與參考點無關(guān)。位與參考點有關(guān)，而電壓與參考點無關(guān)。圖圖1.4 例例1.1附圖附圖 1.2 電路的常用基本物理量n1.2.3電動勢電動勢的定義：電動勢的定義：在電源內(nèi)部，在電源內(nèi)部，非靜電力非靜電力將將正電荷正電荷從電源從電源負極負極移到移到正正極極所做的功所做的功 W與其電量與其電量 Q 之比稱為之比稱為電動勢電動勢，用，用 E 表示，即表示，即QWE E 的單位是伏的單位是伏( (V) )W的單位是焦的單位是焦( (J) ) Q 的單位是庫的單位是庫( (C) )電動

17、勢的方向：電動勢的方向：規(guī)定從規(guī)定從電源負極電源負極指向指向電源正極電源正極即非靜電力移動正電即非靜電力移動正電荷方向，如圖荷方向，如圖1.5所示。所示。圖圖1.5 帶電源的電路示意圖帶電源的電路示意圖 總總結(jié)結(jié)結(jié)結(jié)論論電流與電壓、電阻的關(guān)系：一、保持電阻不變時，電流與電壓成正比。二、保持電壓不變時，電流與電阻成反比。思考與拓展：如何用圖像法來描述這個規(guī)律，請同如何用圖像法來描述這個規(guī)律，請同學們課后用教材學們課后用教材14-914-9圖描述出來。圖描述出來。歐姆定律 歐歐姆姆定定律律歐姆定律：一段導(dǎo)體中的電流，歐姆定律：一段導(dǎo)體中的電流，跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比

18、，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。歐姆定律的公式形式：I =U_R注意：2.公式中各物理量的公式中各物理量的對應(yīng)性對應(yīng)性1.公式中單位的公式中單位的統(tǒng)一性統(tǒng)一性3.公式的公式的擴展性擴展性1A =1V_ 歐姆（歐姆（G.S.Ohm,17871854G.S.Ohm,17871854）是德國物理學家。）是德國物理學家。他在物理學中的主要貢獻是發(fā)現(xiàn)了后來以他的名字他在物理學中的主要貢獻是發(fā)現(xiàn)了后來以他的名字命名的歐姆定律。歐姆的研究，主要是在命名的歐姆定律。歐姆的研究，主要是在1817182718171827年擔任中學物理教師期間進行的?，F(xiàn)在我們看到歐年擔任中學物理教師期間進行的?，F(xiàn)

19、在我們看到歐姆定律的公式那么簡單，卻不要忘記歐姆當時為了姆定律的公式那么簡單，卻不要忘記歐姆當時為了解決這一難題，付出了艱辛的勞動，當時的實驗條件很差，那些測量解決這一難題，付出了艱辛的勞動，當時的實驗條件很差，那些測量電流的儀器和電阻值不同的導(dǎo)體，都要自己設(shè)計制造。他能夠完成這電流的儀器和電阻值不同的導(dǎo)體，都要自己設(shè)計制造。他能夠完成這些精細的制作和精確的實驗，主要得益于強烈的好奇心、執(zhí)著的探究些精細的制作和精確的實驗，主要得益于強烈的好奇心、執(zhí)著的探究精神。精神。 公式的對應(yīng)性歐歐姆姆定定律律U 、R、I必須對應(yīng)的是同一段電路（同一個元件）同一狀態(tài)的電壓、電阻、電流。例如：RUIR燈U燈燈

20、I燈 歐歐姆姆定定律律 公式的擴展性I=_RU U=IR主要用于已知電壓和主要用于已知電壓和電流求電阻電流求電阻._R =IU主要用于已知電流和主要用于已知電流和電阻求電壓電阻求電壓.拓展：拓展：能否說電壓與電流成正比呢？能否說電壓與電流成正比呢？拓展：拓展：能否說電阻與電壓成正比，與電能否說電阻與電壓成正比，與電流成反比呢？流成反比呢？ 例例1：某同學用一只電流表跟一只燈泡串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光某同學用一只電流表跟一只燈泡串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光時電流表示數(shù)為時電流表示數(shù)為0.28A，再用電壓表測量燈泡兩端電壓為，再用電壓表測量燈泡兩端電壓為220V，試計算燈泡正常發(fā)光時的電阻。，試計算燈泡正常發(fā)光時

21、的電阻。已知：已知：U=220V,I=0.28A求：求：R.解：根據(jù)歐姆定律的變形公式得解：根據(jù)歐姆定律的變形公式得=I0.28A=R=_U220V答：燈絲正常發(fā)光時的電阻值是答：燈絲正常發(fā)光時的電阻值是786歐姆歐姆U=220U=220V VI=0.28A 1：一只阻值為：一只阻值為 的電阻，接在的電阻，接在15V的電源上的電源上時，流過的電流為時，流過的電流為_A；若電源電壓變?yōu)?；若電源電壓變?yōu)?0V，電阻的阻值為，電阻的阻值為_，流過電阻的電流，流過電阻的電流為為_A.0.150.1I=U/R=15/100=0.15電阻是導(dǎo)體本身所電阻是導(dǎo)體本身所具有的性質(zhì)，與電具有的性質(zhì)，與電壓，電流

22、無關(guān)壓，電流無關(guān)I=U/R=10/100=0.12：下列說法中正確的是：下列說法中正確的是:( )A.導(dǎo)體兩端的電壓越大，導(dǎo)體的電阻就越大。導(dǎo)體兩端的電壓越大，導(dǎo)體的電阻就越大。B.導(dǎo)體中通過的電流越大，導(dǎo)體的電阻就越導(dǎo)體中通過的電流越大，導(dǎo)體的電阻就越小小C.在電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流越小，導(dǎo)在電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流越小，導(dǎo)體的電阻就越大。體的電阻就越大。D.以上說法均不對。以上說法均不對。C反饋練習 1.3 電阻元件與歐姆定律n1.3.1電阻導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小用電阻表示。導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小用電阻表示。在溫度不變的條件下，電阻在溫度不變的條件下，電阻R與導(dǎo)體的長度與導(dǎo)體的長

23、度l成正比，與導(dǎo)體的橫截成正比，與導(dǎo)體的橫截面積面積A成反比，即成反比，即為比例系數(shù)，稱為電阻率，單位是為比例系數(shù)，稱為電阻率，單位是歐歐米（米（ m）電阻率電阻率與導(dǎo)體的材料和溫度有關(guān)。導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的材料和溫度有關(guān)。導(dǎo)體的電阻率 107 m，半導(dǎo)體的電阻率在，半導(dǎo)體的電阻率在106 m和和107 m之間。之間。 1.3 電阻元件與歐姆定律n1.3.1電阻 1.3 電阻元件與歐姆定律n1.3.1電阻 1.3 電阻元件與歐姆定律n1.3.2常用電阻元件圖圖1.7 常見電阻元件的外形常見電阻元件的外形 1.3 電阻元件與歐姆定律n1.3.2常用電阻元件 1.3 電阻元件與歐姆定律n1.3.2

24、常用電阻元件圖圖1.8 色環(huán)標記表示電阻參數(shù)色環(huán)標記表示電阻參數(shù) 1.3 電阻元件與歐姆定律n1.3.3歐姆定律1. 歐姆定律：由實驗可知，電阻元件中的電流與電阻兩端的電壓成正歐姆定律：由實驗可知，電阻元件中的電流與電阻兩端的電壓成正比，與其電阻值成反比。比，與其電阻值成反比。 1.3 電阻元件與歐姆定律n1.3.3歐姆定律2. 電阻元件的電流、電壓關(guān)系電阻元件的電流、電壓關(guān)系圖圖1.9 電阻的電流、電壓關(guān)系特性電阻的電流、電壓關(guān)系特性 1.3 電阻元件與歐姆定律n1.3.4線性電阻和非線性電阻如果電阻是固定值，遵循歐姆定律，這樣的電阻稱為線性電阻，它是如果電阻是固定值，遵循歐姆定律，這樣的電

25、阻稱為線性電阻，它是一個表示該段電路特性而與電壓和電流無關(guān)的常數(shù)，否則就是非線性電一個表示該段電路特性而與電壓和電流無關(guān)的常數(shù)，否則就是非線性電阻。阻。圖圖1.10 線性電阻和非線性電阻的電流、電壓特性線性電阻和非線性電阻的電流、電壓特性 1.5 基爾霍夫定律n1.5.1基爾霍夫第一定律電流定律（KCL）支路：一段不分叉的電路。支路：一段不分叉的電路。節(jié)點：三條或三條以上支路的連接點。節(jié)點：三條或三條以上支路的連接點。KCL定律的內(nèi)容：對于電路中的任意定律的內(nèi)容：對于電路中的任意節(jié)點上，任一瞬時，電路在該節(jié)點處電節(jié)點上，任一瞬時，電路在該節(jié)點處電流的代數(shù)和為零，即流的代數(shù)和為零，即例例列出圖列

26、出圖1.21中所示電路中節(jié)點中所示電路中節(jié)點 A 的基爾霍夫第一定律表達式。的基爾霍夫第一定律表達式。解對于節(jié)點 A 上的電流，假設(shè)流入節(jié)點電流為正，流出節(jié)點電流為負，那么，根據(jù)公式(1.18)可得0)(321 - -+ + +III或或321III + +KCL定律的另一種描述：流入節(jié)點的電流之和等于流出節(jié)點的電流之和。定律的另一種描述：流入節(jié)點的電流之和等于流出節(jié)點的電流之和。 1.5 基爾霍夫定律n1.5.2基爾霍夫第二定律電壓定律（KVL）回路：在電路中由支路組成的任一閉合路徑?；芈罚涸陔娐分杏芍方M成的任一閉合路徑。KVL定律的內(nèi)容：任一瞬時沿回路繞定律的內(nèi)容：任一瞬時沿回路繞行一周

27、，各段電路（或各元件）電壓的行一周，各段電路（或各元件）電壓的代數(shù)和等于零。代數(shù)和等于零。注意事項：使用時應(yīng)先選定回路的繞行注意事項：使用時應(yīng)先選定回路的繞行方向，可以是順時針，也可以是逆時針方向，可以是順時針，也可以是逆時針若電壓的參考方向與回路的繞行方向一若電壓的參考方向與回路的繞行方向一致，則該項電壓取正，反之取負。致，則該項電壓取正，反之取負。如圖如圖1.21所示，回路所示，回路的的KVL方程方程 I Q t=d diq t I2U1I1I2U1I1 實際方向與參考方向?qū)嶋H方向與參考方向一致一致，電流，電流(或電壓或電壓)值為值為正值正值；實際方向與參考方向?qū)嶋H方向與參考方向相反相反，

28、電流，電流(或電壓或電壓)值為值為負值負值。注意：注意： 在參考方向選定后，電流在參考方向選定后，電流 ( 或電壓或電壓 ) 值才有正負值才有正負之分。之分。 若若 I = 5A，則電流從則電流從 a 流向流向 b；例：例：若若 I = 5A，則電流從，則電流從 b 流向流向 a abRIabRU+若若 U = 5V，則電壓的實際方向，則電壓的實際方向從從 a 指向指向 b；若若 U= 5V，則電壓的實際方向，則電壓的實際方向從從 b 指向指向 a 。 II U、I 參考方向相反：參考方向相反：P = UI 0，電源性質(zhì)，電源產(chǎn)生功率；電源性質(zhì)，電源產(chǎn)生功率；P = UI 0，負載性質(zhì)，取用電

29、源功率。負載性質(zhì)，取用電源功率。U、I 參考方向相同：參考方向相同：P =UI 0，負載性質(zhì)，取用電源功率；負載性質(zhì)，取用電源功率；P =UI 0，電源性質(zhì)，電源產(chǎn)生功率。電源性質(zhì)，電源產(chǎn)生功率。 U、I 實際方向相反，即電流從實際方向相反，即電流從“+”+”端流出端流出發(fā)出功率發(fā)出功率電源電源 ； U、I 實際方向相同，即電流從實際方向相同，即電流從“- -”端流出端流出 吸收功率吸收功率 負載：負載：。 電流：電流：Uab 雙下標雙下標電壓：電壓：Iab 雙下標雙下標箭箭 標標abRI正負極性正負極性+abU IR0R+ + - -USU+ + - -RRUI+ + 0S負載端電壓負載端電

30、壓U = IR 電流的大小由負載決定。電流的大小由負載決定。 或或 U = US IR0 特征特征: 在電源有內(nèi)阻時，在電源有內(nèi)阻時，I U 。 US電源的外特性電源的外特性UI0IR0R+ + - -USU+ + - -P = PUS P負載負載取用取用功率功率電源電源產(chǎn)生產(chǎn)生功率功率內(nèi)阻內(nèi)阻消耗消耗功率功率 電源輸出的功率由負載決定。電源輸出的功率由負載決定。負載大小的概念負載大小的概念: 負載增加指負載取用的電流和功率增加負載增加指負載取用的電流和功率增加(電壓一定電壓一定)。U = US IR0200IRIUI)IR(UUIPSS- - - - 特征特征: 開關(guān)斷開開關(guān)斷開I = 0電

31、源端電壓電源端電壓 ( 開路電壓開路電壓 )負載功率負載功率U = U0 = USP = 0IRoR+ + - -USU0+ + - -開路處的電流等于零；開路處的電流等于零； I = 0開路處的電壓開路處的電壓 U 視電路情況而定。視電路情況而定。電路中某處斷開時的特征電路中某處斷開時的特征: :I+U有有源源電電路路 電源外部端子被短接電源外部端子被短接IR0R+ + - -USU0+ + - - 特征特征:0SSRUII U = 0 PUS = P = IR0P = 0短路處的電壓等于零；短路處的電壓等于零；U = 0短路處的電流短路處的電流 I 視電路情況而定。視電路情況而定。I+U有

32、有源源電電路路 IN、UN、PN等。等。例：例：燈泡：燈泡：UN = 220V ，PN = 60W電阻：電阻： RN = 100 ，PN =1 W ： I IN ，P IN ，P PN 220UPUIRIRiRiRuio線性電阻的伏安特性線性電阻的伏安特性 ui +-iu+-eL+-L iNiL電感電感:( H、mH)電流通過電流通過N匝匝線圈產(chǎn)生線圈產(chǎn)生(磁鏈磁鏈)N 電流通過電流通過一匝一匝線圈產(chǎn)生線圈產(chǎn)生(磁通磁通) 即：電感將電能轉(zhuǎn)換為磁場能儲存在線圈即：電感將電能轉(zhuǎn)換為磁場能儲存在線圈中，當電流增大時，磁場能增大，電感元件中，當電流增大時，磁場能增大，電感元件從電源取用電能；當電流減

33、小時，磁場能減從電源取用電能；當電流減小時，磁場能減小，電感元件向電源放還能量。小，電感元件向電源放還能量。 uiC+_uiC+_tuCidd 電容：電容：uqC ddu up p ui ui C Ct t I=0+ +- -US2R2+ + - -R1US1baI3R3I1I2 I1I2I3ba+ +- -US2R2+ + - -R3R1US1 =0UI1I2I3ba+ +- -US2R2+ + - -R3R1US1 對回路對回路1：對回路對回路2： US1 = I1 R1 +I3 R3I2 R2+I3 R3=US2或或 I1 R1 +I3 R3 US1= 0 或或 I2 R2+I3 R3

34、US2= 0 I1I2I3ba+ +- -US2R2+ + - -R3R1US1 （1）列方程前）列方程前標注標注回路循行方向；回路循行方向； 電位升電位升 = 電位降電位降 U =US + IR U = 0 U + US +I2R2 = 0（2）應(yīng)用）應(yīng)用 U = 0項前符號的確定：項前符號的確定： （3）開口電壓可按回路處理）開口電壓可按回路處理注意：注意：對回路對回路：+U+USRI_ +）（）（得V156100dabcabcddacdbcab- - - - - - - - - + + + +UUUUUUUUV4610 0 cabcabcabcabca- - - - - - - - -

35、+ + +)(UUUUUUU則即 Iba+ +- -+ + - -+ + - -+ + - - 1.2 電路的常用基本物理量n1.2.4電能電場力做的功就是電路所消耗的電能。電場力做的功就是電路所消耗的電能。W = QU = UIt電能的單位：焦耳，用電能的單位：焦耳，用J表示；實際應(yīng)用中也用千瓦時表示；實際應(yīng)用中也用千瓦時(kW h）（俗）（俗稱度）表示。稱度）表示。1 kW h表示功率為表示功率為1 kW 的用電器工作的用電器工作1 h所消耗的電能。所消耗的電能。 1.2 電路的常用基本物理量n1.2.4電能電能的測量電能的測量圖圖1.6所示為家用電能表的表盤，所示為家用電能表的表盤，它是

36、記錄用電設(shè)備消耗電能的儀表。它是記錄用電設(shè)備消耗電能的儀表。圖圖1.6 家用電能表及接線家用電能表及接線 1.2 電路的常用基本物理量n1.2.5電功率RURIUItWP22 用電設(shè)備用電設(shè)備單位時間消耗的電能單位時間消耗的電能叫做叫做電功率電功率，用字母，用字母 P 表示，即表示，即電功率的單位：瓦電功率的單位：瓦(W)或千瓦或千瓦(kW) 1.2 電路的常用基本物理量n1.2.5電功率 1.4 電阻的連接n1.4.1電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)是指負載電阻沒有分支路地依次相連，使電流只有一條通電阻的串聯(lián)是指負載電阻沒有分支路地依次相連，使電流只有一條通路。路。串聯(lián)電路的規(guī)律串聯(lián)電路的規(guī)律圖圖1.1

37、4 電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián) 電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)：將電阻首尾依次相聯(lián)，使電流只：將電阻首尾依次相聯(lián)，使電流只有一條通路的連接方式，叫做電阻的串聯(lián)。有一條通路的連接方式，叫做電阻的串聯(lián)。串聯(lián)電路的特點串聯(lián)電路的特點：1、串聯(lián)電路中各流過的電流都相等、串聯(lián)電路中各流過的電流都相等 I=I1=I22、電路兩端總電壓等于各電阻兩端電壓之和。、電路兩端總電壓等于各電阻兩端電壓之和。3、串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和。、串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和。4、各電阻值分配的電壓與各電阻值成正比。、各電阻值分配的電壓與各電阻值成正比。 iR1+uR2RnRi+u+u1+u2+unnRRRR+21

38、n個電阻串聯(lián)可等效為一個電阻個電阻串聯(lián)可等效為一個電阻 電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)：兩個或兩個以上電阻連接在一起，各電阻承受同一電壓，這種連接方式叫并聯(lián)。電阻并聯(lián)的特征：1、并聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓相等 U=U1+U2+U32、并聯(lián)電路的總電流等于各電阻中的電流之和 I=I1+I2+I33、并聯(lián)電路中的總電阻的倒數(shù)，等于各電阻中的倒數(shù)之和 1/R=1/R1+1/R2+1/R34、并聯(lián)電路中，各支路分配的電流與各支路電阻值成反比 I1=IR/R1 I2=IR/R2 1.4 電阻的連接n1.4.2電阻的并聯(lián)并聯(lián)電路的規(guī)律并聯(lián)電路的規(guī)律圖圖1.16 電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián) 1.4 電阻的連接n1.4.2電

39、阻的并聯(lián) 1.4 電阻的連接n1.4.2電阻的并聯(lián) 1.4 電阻的連接n1.4.3電阻的混聯(lián)串聯(lián)和并聯(lián)同時存在的電路稱為混聯(lián)電路。串聯(lián)和并聯(lián)同時存在的電路稱為混聯(lián)電路。 1.4 電阻的連接AARUI2 . 0306 電阻的混聯(lián)電阻的混聯(lián)電阻的混聯(lián)：在一個電路中，既有電阻的串聯(lián)，又有電阻的并聯(lián)，這種聯(lián)接稱方式稱為電阻的混聯(lián)。i1 i2 inR1i+uR2RnRi+u 1.4 電阻的連接電功和電功率電功和電功率第十四課時第十四課時 電功的概念：電功的概念： 電流所做的功叫電功。電流所做的功叫電功。電功的公式：電功的公式：，t， 2Rt電電功功的的單單位位國際單位：國際單位：生活中常用單位：生活中常

40、用單位：度千瓦時度千瓦時3.6X106焦耳焦耳電功的測量儀表：電功的測量儀表：電能表，俗稱電度表電能表，俗稱電度表焦耳（）焦耳（）度或千瓦時（）度或千瓦時（）其換算關(guān)系：其換算關(guān)系：U2Rt 電功率電功率 電功率的物理意義：電功率的物理意義：電功率的定義：電功率的定義：電功率的公式：電功率的公式：定義式：定義式：計算式計算式 :其它公式：其它公式：電功率的單位：電功率的單位：國際單位：瓦特國際單位：瓦特(W)，常用單位：千瓦常用單位：千瓦(KW)，其換算關(guān)系：其換算關(guān)系：KW1000W表示電流做功快慢的物理量表示電流做功快慢的物理量電流在單位時間內(nèi)所做的功叫電功率電流在單位時間內(nèi)所做的功叫電功

41、率2，WtU2R 實際電壓實際電壓 與額定電壓與額定電壓 實際電壓：實際電壓：用電器工作時兩端所加的電壓為用電器工作時兩端所加的電壓為實際電壓，一般用實際電壓，一般用實實表示表示額定電壓：額定電壓：用電器正常工作時的電壓叫做用電器正常工作時的電壓叫做額定電壓，用額定電壓，用額額表示表示 實際功率實際功率 與額定功率與額定功率 實際功率：實際功率：用電器在實際電壓下工作時的功率用電器在實際電壓下工作時的功率叫實際功率，用叫實際功率，用實實表示；表示；額定功率：額定功率： 用電器在額定電壓下正常工作時的用電器在額定電壓下正常工作時的功率叫額定功率，用功率叫額定功率，用額額表示表示 說明：說明： 當

42、當實實 額額時，時，實實 額；額；3 3、用電器的電阻我們、用電器的電阻我們認為不變，所以會有認為不變，所以會有: : 1 1、當、當實實= =額額時，時，實實= =額額當當實實 額額時，時，實實 額額；P實實P額額=UU實實額額22 典型例典型例析析 例例一臺電動機正常工作時線圈兩端的電壓一臺電動機正常工作時線圈兩端的電壓為為380380伏伏, ,線圈電阻為歐，線圈中電流為線圈電阻為歐，線圈中電流為1010安，這臺電動機正常工作秒消耗的電能是安，這臺電動機正常工作秒消耗的電能是多少？多少？說明：電動機工作時是說明：電動機工作時是電能電能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為機械能機械能，所以消耗的所以消耗的電能電能也

43、就是電流所做的也就是電流所做的電功電功只只能利用能利用W=UIt進行計算，不能利用其他的進行計算，不能利用其他的公式進行計算。公式進行計算。W=UIt=380V10A1S=3.8103J 例：例：一個燈泡標有一個燈泡標有“220V 40W”220V 40W”，它正常工作，它正常工作時的電流和電阻各為多少？如果把它接入時的電流和電阻各為多少？如果把它接入110V110V電路電路中消耗的電功率是多少？中消耗的電功率是多少？已知：已知：U額額=220V P額額=40W U實實=110V 求：求：I R P實實 例：例：兩只標有兩只標有“6V 3W”6V 3W”的小燈泡甲和的小燈泡甲和“6V 4W”6

44、V 4W”的的小燈泡乙串聯(lián)后接在小燈泡乙串聯(lián)后接在6V6V的電源上發(fā)光誰更亮一些？若的電源上發(fā)光誰更亮一些？若將它們并聯(lián)后接在將它們并聯(lián)后接在4V4V的電源上發(fā)光誰亮一些？的電源上發(fā)光誰亮一些？分析分析: : 電燈發(fā)光的明亮程度跟它們的電燈發(fā)光的明亮程度跟它們的實際功率實際功率有關(guān)，有關(guān)，實際功率實際功率大大的發(fā)光的發(fā)光亮亮，反之則暗。，反之則暗。由由R=U2/P可知，小燈泡甲的電阻可知，小燈泡甲的電阻大于大于乙的電阻。乙的電阻。在在串聯(lián)串聯(lián)電路中，由電路中，由P實實=I2R可知，甲的實際功率大于乙可知，甲的實際功率大于乙的實際功率，所以甲反而亮。的實際功率，所以甲反而亮。在在并聯(lián)并聯(lián)電路中，

45、由電路中，由P實實=U2/R可知，乙的實際功率大于可知，乙的實際功率大于甲的實際功率，所以乙要亮。甲的實際功率，所以乙要亮。 例例圖圖3 3中的定值電阻中的定值電阻R R1 1與滑動變阻器與滑動變阻器R R2 2組成串聯(lián)電組成串聯(lián)電路，當電源電壓路，當電源電壓U U不變時，滑動變阻器的滑片不變時，滑動變阻器的滑片P P向右向右移動過程中，定值電阻兩端電壓移動過程中，定值電阻兩端電壓U U1 1、電功率、電功率P P1 1，將，將如何變化？如何變化？分析：分析：當滑片當滑片P向右移動時，向右移動時，變阻器連入電路中電阻變大，變阻器連入電路中電阻變大，電路中的電流變小，由電路中的電流變小，由U=I

46、R可可知，定值電阻知，定值電阻R1兩端的兩端的電壓變電壓變小??；由；由P=I2R可知，定值電阻可知，定值電阻消耗的消耗的電功率變小電功率變小。 鞏固練鞏固練習習 1、加在阻值為、加在阻值為12歐的電阻器兩端的電歐的電阻器兩端的電壓是壓是12伏，伏，5分鐘內(nèi)電流通過這個電阻分鐘內(nèi)電流通過這個電阻做了做了_焦的功。焦的功。2、標有、標有“12V 6W”字樣的小燈泡，它字樣的小燈泡，它的燈絲在正常工作時的電阻是的燈絲在正常工作時的電阻是_歐，歐，接到電路中通過它的電流是接到電路中通過它的電流是0.2安，則這安，則這盞燈的實際功率是盞燈的實際功率是_瓦。瓦。3.6103240.96 3、一只額定電壓是、一只額定電壓是220伏的燈泡，把它伏的燈泡，把它接在電壓是接在電壓是110伏的電路上時，實際功率伏的電路上時，實際功率是是25瓦，則此燈泡的額定功率是瓦，則此燈泡的額定功率是_瓦。瓦。4、1千瓦時的電可供千瓦時的電可供“PZ 22040”的電燈正常工作的電燈正常工作_小時。小時。 10025 5、甲、乙兩燈的電阻分別為、甲、乙兩燈的電阻分別為1、2，且且1:2:，若將兩燈串聯(lián)在同一，若將兩燈串聯(lián)在同一電路中，則在相同的時間內(nèi)，電流通過電路中，則在相同的時間內(nèi)，電流通過兩燈做功之比為（兩燈做功之比為（ ）、3:1 、9:1 、1:3 、1:96、一