CM電工技術(shù)第一章-電路基礎(chǔ)課件

1、電工技術(shù)第一章 電路基礎(chǔ)1-1 電路的基本物理量一、電流與電路1.電荷：電是一種能量；物體內(nèi)所帶的電稱電荷。存在于質(zhì)子中的電稱正電荷，存在于電子中的電稱負(fù)電荷。帶有電荷的物體之間存在著相互作用力，且異性電荷相吸；同性電荷相斥。電荷用字母Q表示，衡量其大小的單位稱庫侖(C)。 個(gè)電子所帶的電荷量。2.電流： 電荷的定向移動(dòng)稱電流。電流似水流。(1)電流強(qiáng)度-衡量電流大小的物理量。 1)符號(hào)：I2)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間1秒內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，即 I=Q/t 。 3)單位：安培(A)，千安(KA)、毫安（mA)、微安(uA) 1KA=1000A 、 1A=1000mA 、 1mA=1000uA 。(

2、2)電流的類型-恒穩(wěn)、脈動(dòng)直流電流、交流電流。 （a） （b） （c） 穩(wěn)恒直流電流、脈動(dòng)電流與交流電流(3)電流的測(cè)量交、直流電流的大小分別用交、直流電流表進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量直流：選定量程、串入電路、正進(jìn)負(fù)出。測(cè)量交流：選定量程、串入電路、 不分極性。 直流電流的測(cè)量(4)電流的方向與正負(fù)以正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颉?參考方向-假定的正方向 電流值為正，電流實(shí)際方向與參考方向一致。 電流值為負(fù)，電流實(shí)際方向與參考方向相反。 （a）I0 （b）I0 U0 電壓的參考方向和它的實(shí)際方向2)關(guān)聯(lián)參考方向-就是電流參考方向應(yīng)與電壓的參考方向一致 這樣在電路圖上就只需要標(biāo)出電流的參考方向或電壓的參考極

3、性中任一種就可以了，如圖（b）、（c）所示。 （a） （b） （c） 電流與電壓的關(guān)聯(lián)參考向 2.電位： (1)定義 電路中某點(diǎn)與參考點(diǎn)(電路中人為選定的零電位點(diǎn))間的電壓稱電位。(電位似水位)(2)符號(hào)與單位 電位用帶下標(biāo)的字母V表示，如VA表示電路中A點(diǎn)的電位。電位的計(jì)量單位也是V。(3)參考點(diǎn) 一般選大地為參考點(diǎn)，即視大地的電位為零電位。在電子儀器和設(shè)備中，又常把金屬外殼或電路的公共接點(diǎn)的電位規(guī)定為零電位。電位有正負(fù)電位之分： 當(dāng)某點(diǎn)電位大于參考點(diǎn)電位(零電位)時(shí)，稱其為正電位，反之稱負(fù)電位。 電位的參考點(diǎn) (4) 電位差電路中任意兩點(diǎn)(如A點(diǎn)和B點(diǎn))間的電位之差，稱這兩點(diǎn)間的電位差(電

4、位差就是電壓 )三、電源和電動(dòng)勢(shì)1. 電 源電源是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的裝置。 圖形符號(hào) 電源正極電位高，負(fù)極電位低，接通負(fù)載后，外電路中電流從高電位流向低電位；在電源內(nèi)部電流則從負(fù)極流向正極。2.電動(dòng)勢(shì)-電動(dòng)勢(shì)似水泵的揚(yáng)程。定義：電動(dòng)勢(shì)指在電源內(nèi)部，外 力將1C單位正電荷從電源的負(fù)極 移動(dòng)到正極所消耗的能量。符號(hào)E，單位V。方向：在電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極。含有電源的電路 1-2 電阻和歐姆定律一、電阻1.定義： 電阻是反映導(dǎo)體對(duì)電流所起阻礙作用大小的物理量。2.符號(hào)： R或r3.單位： 歐姆( )，簡(jiǎn)稱歐。 k和M。 當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓是1V，導(dǎo)體內(nèi)通過的電流是1A時(shí)，這段導(dǎo)體的電阻就是

5、1。4.測(cè)量：用歐姆表測(cè)量電阻5.電導(dǎo) 電阻的倒數(shù)叫作電導(dǎo)，用G 表示，單位為西門子(S)。 二、電阻定律 在一定的溫度下，同一種材料的導(dǎo)體，其電阻R與導(dǎo)體的長(zhǎng)度L成正比，與導(dǎo)體的橫截面面積S成反比。電阻率 指在20C時(shí)，長(zhǎng)1m而橫截面面積是 的某種材料的電阻值。是與導(dǎo)體材料性質(zhì)有關(guān)的物理量。單位是m。 例1-2-1 計(jì)算橫截面面積 為，長(zhǎng)度為200m的銅導(dǎo)線和康銅線的電阻。解：查表1-3得： 銅的電阻率 m， 康銅的電阻率 m，根據(jù)電阻定律可以算出：三、部分電路歐姆定律1.內(nèi)容： 在不包含電源的電路中，流過導(dǎo)體的電流I與這段導(dǎo) 體兩端的電壓U成正比，與導(dǎo)體的電阻R成反比。2.表達(dá)式 I =

6、U/ R 或 U = IR 或 R = U/ I ( 熟記之 ) I是流過負(fù)載的電流，單位為A； U是負(fù)載兩端的電壓，單位為V； R是負(fù)載的電阻，單位為。3.特點(diǎn)： 揭示了電路中電流、電壓、 電阻三者之間的數(shù)量關(guān)系。 部分電路 例1-2-3 已知某100W的白熾燈在電壓為220V時(shí)正常發(fā)光，此時(shí)通過的電流是0.455A，試求該燈泡工作時(shí)的電阻。解： 由 得例1-2-4 在一根導(dǎo)體兩端加12V電壓時(shí)，測(cè)得通過它的電流為0.3A，求這個(gè)導(dǎo)體的電阻。 當(dāng)加在這個(gè)導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)?40V時(shí)，其電阻為多少？通過它的電流是多少？解： （1） （2）R=40。 （3）四、全電路歐姆定律1.內(nèi)容： 在全電路

7、中電流強(qiáng)度與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與整個(gè)電路的內(nèi)、外電阻之和成反比。2.表達(dá)式： E (V)是電源的電動(dòng)勢(shì)。 I (A)是電路電流。 r ()是電源內(nèi)阻。 R ()是外電路的負(fù)載電阻。 全電路五、電路的三種狀態(tài)1. 通 路2. 開路（斷路） I0 UE3. 短 路 電路的三種狀態(tài)例1-2-5 如圖所示，不計(jì)電壓表和電流表內(nèi)阻對(duì)電路的影響，求開關(guān)在不同位置時(shí)，電壓表和電流表的讀數(shù)各為多少。解：（1）開關(guān)接“1”號(hào)位置：短路 U=0(V) （2）開關(guān)接“2”號(hào)位置：斷路 U=2V I0A。（3）開關(guān)接“3”號(hào)位置：通路 1-3 電功和電功率一、電 功1.定義： 電流通過負(fù)載所做的功，叫作電功，用字母

8、W表示。 2.單位： 焦耳(J)；千瓦時(shí)(KW.h俗稱度)。 1度=3.計(jì)算公式： 4. 測(cè)量： 用瓦時(shí)計(jì)(俗稱電度表)，它是記錄用電設(shè)備消耗電能的儀表。二、電功率1.定義 電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功，稱為電功率，簡(jiǎn)稱功率，用字母P表示。2.單位： 瓦特(W)，簡(jiǎn)稱瓦，千瓦（kW）、毫瓦（mW）。3.計(jì)算公式： 4.測(cè)量：功率表三、電流的熱效應(yīng)1.焦耳-楞次定律 電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量，和電流的平方、導(dǎo)體電阻及通過電流的時(shí)間成正比。2. 表達(dá)式：四、電氣設(shè)備的額定值1.額定電壓電氣設(shè)備在正常工作條件下允許施加的最大電壓。2.額定電流電氣設(shè)備在正常工作條件下允許通過的最大電流。3.額定功率在額定

9、電壓和額定電流下消耗的功率，即允許消耗 的最大功率。4.額定工作狀態(tài)電氣設(shè)備在額定功率下的工作狀 態(tài)，也稱滿載狀態(tài)。5.輕載狀態(tài)電氣設(shè)備在低于額定功率時(shí)的工作狀態(tài)。6.過載狀態(tài)電氣設(shè)備在高于額定功率時(shí)的工作狀態(tài)。例1-3-1 阻值為100、額定功率為1W的電阻兩端所允許加的最大電壓為多少？允許流過的電流又是多少？解： (V) (A)1-4 電路中電位的計(jì)算及電路的簡(jiǎn)化一、電位的計(jì)算電路中每一點(diǎn)電位的變化反映了電路工作狀態(tài)的變化，檢測(cè)電路中各點(diǎn)的電位是分析電路和維修電器的重要手段。要確定電路中某點(diǎn)的電位，必須先確定零電位點(diǎn)（參考點(diǎn)）。電路中任意一點(diǎn)對(duì)零電位點(diǎn)的電壓，就是該點(diǎn)的電位。下面通過例題，

10、總結(jié)出電路中各點(diǎn)電位的計(jì)算方法和步驟。例1-4-1 在圖示電路中，Vd0，E110V、E213V、R11、R22、R33及I11A、I22A、I33A均為已知量，求a、b、c三點(diǎn)的電位。解：由于Vd0，UadVaVdE110V，所以 VaUadVdE110（V） VcUcdE213（V）選路徑bd： VbUbdI3R3339（V） 選路徑bad：VbUbaUadI1R1E111109（V）選路徑bcd：VbUbcUcdI2R2E222139（V）三個(gè)路徑表達(dá)式不同， 但結(jié)果是相等的。電路中各點(diǎn)電位的計(jì)算方法和步驟：（1）確定電路中的零電位點(diǎn)（參考點(diǎn)）。（2）計(jì)算電路中某點(diǎn)a的電位，就是計(jì)算a點(diǎn)

11、與參考點(diǎn)d之間的電壓Uad，在a點(diǎn)與d點(diǎn)之間，選擇一條捷徑（元件最少的簡(jiǎn)捷路徑），a點(diǎn)電位即為此路徑上全部電壓的代數(shù)和。（3）列出選定路徑上全部電壓代數(shù)和方程，確定該點(diǎn)電位。二、借助電位概念簡(jiǎn)化電路（1）設(shè)參考點(diǎn)。（2）整理電路：把純R支路移到一邊，把電源電動(dòng)勢(shì)E移到和參考點(diǎn)相接處。（3）去掉E，在端點(diǎn)上標(biāo)E的大小和正、負(fù)極。例1-4-3 借助電位概念簡(jiǎn)化圖示電路。本章小結(jié)一、電路的基本概念1. 電路由電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線、控制器件四部分組成。電路有通路、斷路和短路三種工作狀態(tài)。2. 單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量稱為電流強(qiáng)度。電流大小用電流強(qiáng)度來衡量，正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯恼较颉?. 兩點(diǎn)間的電位差叫電壓。 一個(gè)完整的電路中，在電源外部電流由高電位流向低電位，在電源內(nèi)部電流則由低電位流向高電位。電壓的實(shí)際方向是由高電位指向低電位。 電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向從電源的負(fù)極指向正極。4. 參考方向是事先假定的電壓或電流的方向，與實(shí)際方向既可能相同也可能相反。當(dāng)參考方向與實(shí)際方向相同時(shí)，電壓或電流為正值，否則為負(fù)值。5. 導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用。電阻的大小由導(dǎo)體自身的性質(zhì)決定，與外加的電壓、電流無關(guān)。6