電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能第2章-直流電路課件

1、1第2章 直流電路學(xué)習(xí)目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo)：了解電路組成的基本要素，理解電路模型；理解參考方向的含義和作用，會(huì)應(yīng)用參考方向解決電路中的實(shí)際問(wèn)題；理解電流、電壓和電功率，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算；了解電阻器及其參數(shù)，會(huì)計(jì)算導(dǎo)體電阻；了解電阻元件電壓與電流的關(guān)系，掌握歐姆定律；掌握基爾霍夫電流、電壓定律，并能應(yīng)用基爾霍夫電流、電壓定律列出兩個(gè)網(wǎng)孔的電路方程；了解實(shí)際電源的電路模型、負(fù)載獲得最大功率的條件及其應(yīng)用。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章2第2章 直流電路學(xué)習(xí)目標(biāo) 技能目標(biāo)：會(huì)識(shí)讀簡(jiǎn)單電路圖，會(huì)根據(jù)簡(jiǎn)單的實(shí)物電路畫出電路圖； 能識(shí)別常用、新型電阻器，會(huì)識(shí)讀色環(huán)電阻；會(huì)用萬(wàn)用表測(cè)量電阻值；會(huì)使用直流電壓表、直流電

2、流表和萬(wàn)用表測(cè)量電路中的電壓和電流；能對(duì)電阻性電路進(jìn)行故障檢查。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章3任務(wù)總覽2.1 電路與電路圖 2.2 電路的基本物理量 2.5 一般直流電路的分析 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目操作指導(dǎo) 本章小結(jié) 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章第2章 直流電路2.3 電阻及電阻器 2.4 歐姆定律及其應(yīng)用 42.1 電路與電路圖2.1.1 電路組成及各部分的作用 用導(dǎo)線將電池、開(kāi)關(guān)和小電珠按下圖連接起來(lái)，合上開(kāi)關(guān)，電珠亮了，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)電珠就熄滅了。 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章電源：把其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能。負(fù)載：使用電能做功的裝置，把電能轉(zhuǎn)換成其它形式的能。導(dǎo)線：將電源、開(kāi)關(guān)、負(fù)載接成閉合回路，輸送和分配電能

3、。開(kāi)關(guān)：控制電路的接通和斷開(kāi)。 5通路斷路短路電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章2.1 電路與電路圖電路的三種狀態(tài)通路狀態(tài)：開(kāi)關(guān)接通，構(gòu)成閉合回路，電路中有電流通過(guò)。斷路狀態(tài)：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)或電路中某處斷開(kāi)，電路中無(wú)電流。短路狀態(tài)：電路（或電路中的一部分）被短接。 62.2 電路的基本物理量2.2.1 電流、電壓、電位、電動(dòng)勢(shì) 1.電流 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章 電荷的定向移動(dòng)形成電流。習(xí)慣上規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。 參考方向 72.2 電路的基本物理量 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章 大小和方向均不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流，簡(jiǎn)稱直流電流，如圖a所示。大小隨時(shí)間變化但方向不隨時(shí)間變化的電流稱

4、為脈動(dòng)直流電流，如圖b所示。大小和方向都隨時(shí)間變化，這樣的電流稱為交流電流，如圖c所示 。 a) b) c) 直流電流 脈動(dòng)直流電流 交流電流82.2 電路的基本物理量 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章 2.電壓 電壓是衡量電場(chǎng)力對(duì)電荷做功本領(lǐng)大小的物理量。A、B兩點(diǎn)之間的電壓UAB在數(shù)值上等于單位正電荷在電場(chǎng)力作用下，由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功。 電壓的方向規(guī)定為從高電位指向低電位的方向。 92.2 電路的基本物理量 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章 3.電位、電動(dòng)勢(shì) 電位指電場(chǎng)力把單位正電荷從電場(chǎng)中的一點(diǎn)移到參考點(diǎn)所作的功。 在電源內(nèi)部，電源力把正電荷從低電位點(diǎn)（電源負(fù)極）移到高電位點(diǎn)（電源正極）

5、反抗電場(chǎng)力所做的功與被移動(dòng)電荷的電荷量的比，叫做電源的電動(dòng)勢(shì)。 102.2 電路的基本物理量2.2.2 電功、電功率、電流熱效應(yīng) 1.電功 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章1)電流做的功叫做電功。公式為： W =UIt 對(duì)于純電阻電路：2)電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功稱為電功率。 3)導(dǎo)體中有電流通過(guò)，導(dǎo)體就會(huì)發(fā)熱的現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。 112.3 電阻及電阻器2.3.1 電阻與電阻定律 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用叫電阻。 一定材料制成的導(dǎo)體，電阻和它的長(zhǎng)度成正比，和它的截面積成反比，這個(gè)結(jié)論叫做電阻定律。 材料名稱電阻率/m材料名稱電阻率/m銀1.6510-8鎢5.310-8銅1.

6、7510-8錳銅4.410-7鋁2.8310-8康銅5.010-7低碳鋼1.310-7鎳鉻鐵1.010-6鉑1.0610-7碳1.010-6幾種常見(jiàn)材料的電阻率 電阻和電阻器122.3 電阻及電阻器電阻器外形電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章利用導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用可以做成電阻器。 固定電阻器可變電阻器132.3 電阻及電阻器電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章電阻阻值表示法顏色有效數(shù)字倍率允許偏差顏色有效數(shù)字倍率允許偏差棕11011%灰8108紅21022%白9109橙3103黑0100黃4104金10-15%綠51050.5%銀10-210%藍(lán)61060.25%無(wú)色20%紫71070.1%色環(huán)的具體含義 口

7、訣：棕紅橙黃綠、藍(lán)紫灰白黑 常用電阻器的阻值表示方法有兩種，一是用數(shù)字直接標(biāo)注；二是色標(biāo)法標(biāo)注。 142.3 電阻及電阻器電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章電阻阻值表示法四環(huán)電阻器 五環(huán)電阻器 15小知識(shí) 新型敏感電阻器電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章壓敏電阻 光敏電阻 濕敏電阻 氣敏電阻 熱敏電阻 162.4 歐姆定律及其應(yīng)用2.4.1 歐姆定律 1.部分電路歐姆定律 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章 在電路中，流過(guò)電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比，和電阻值成反比。公式為：例 圖示電路中，已知電源電動(dòng)勢(shì)E為1.5V，電阻為100，求電路中的電流。 解：根據(jù)歐姆定律 172.4 歐姆定律及其應(yīng)用 2.全電路歐姆定

8、律 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章閉合電路中的電流與電源電動(dòng)勢(shì)成正比，與電路的總電阻成反比，即例 有一閉合電路如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=12V，其內(nèi)阻r=2，負(fù)載電阻R=10，求電路中的電流I、負(fù)載電阻R兩端的電壓UR、電源內(nèi)阻r上的電壓降Ur。 解：根據(jù)全電路歐姆定律 負(fù)載兩端電壓 UR=IR=1A10=10V電源內(nèi)阻上的電壓降為 Ur=Ir=1A2=2V182.4 歐姆定律及其應(yīng)用2.4.2 電阻串、并聯(lián)電路 1.電阻串聯(lián)電路 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章 把兩個(gè)或多個(gè)電阻依次連接起來(lái)，組成中間無(wú)分支的電路，叫做電阻串聯(lián)電路。 電路特點(diǎn)分壓公式 192.4 歐姆定律及其應(yīng)用 2.電阻并聯(lián)電路 電工

9、技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章 把兩個(gè)或兩個(gè)以上電阻接到電路中的兩點(diǎn)之間，電阻兩端承受同一個(gè)電壓的電路叫做電阻并聯(lián)電路。 電路特點(diǎn)分流公式 202.4 歐姆定律及其應(yīng)用 3.電阻混聯(lián)電路 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章既有電阻串聯(lián)又有電阻并聯(lián)的電路叫做電阻混聯(lián)電路。分析混聯(lián)電路的方法 1）確定等電位點(diǎn)、標(biāo)出相應(yīng)的符號(hào)。導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)和理想電流表的電阻可忽略不計(jì)，可以認(rèn)為導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)和電流表聯(lián)接的兩點(diǎn)是等電位點(diǎn)。2）把標(biāo)注的各字母按水平方向依次排開(kāi)，待求兩端的字母排在左右兩端.3）將各電阻依次接入與原電路圖對(duì)應(yīng)的兩字母之間，畫出等效電路圖。4）畫出串并聯(lián)關(guān)系清晰的等效電路圖。根據(jù)等效電路中電阻之間的串、并聯(lián)關(guān)系求

10、出等效電阻。212.5 一般直流電路的分析 2.5.1 基爾霍夫定律 1.基本概念 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章【支路】 由一個(gè)或幾個(gè)元件串聯(lián)后組成的無(wú)分支電路。 【節(jié)點(diǎn)】 電路中三條或三條以上支路的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。 【回路】 電路中任意一個(gè)閉合路徑稱為回路。 【網(wǎng)孔】 中間無(wú)支路穿過(guò)的回路稱為網(wǎng)孔 例 指出右圖電路中的支路數(shù)、節(jié)點(diǎn)數(shù)、回路數(shù)。 解 圖中支路數(shù)b=3、節(jié)點(diǎn)數(shù)n=2、回路數(shù)m=3。 222.5 一般直流電路的分析 2.基爾霍夫電流定律 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章基爾霍夫電流定律：也叫節(jié)點(diǎn)電流定律，定律是：在任一時(shí)刻，對(duì)電路中的任一節(jié)點(diǎn)，流入節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。2

11、32.5 一般直流電路的分析 3.基爾霍夫電壓定律 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章基爾霍夫電壓定律：也叫回路電壓定律，定律是：在任一時(shí)刻，對(duì)任一閉合回路，沿回路繞行方向上各段電壓的代數(shù)和為零，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 242.5 一般直流電路的分析 2.5.2 電壓源、電流源及其等效變換 1.電壓源 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章 一個(gè)能輸出恒定不變的電壓且輸出電壓值與其電流無(wú)關(guān)的電源，稱為理想電壓源。 當(dāng)負(fù)載在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，它的端電壓隨之變化，而輸出電流恒定不變，這類電源稱為理想電流源。 2.電流源 電流源 電壓源 252.5 一般直流電路的分析 3.電壓源、電流源等效變換電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章 實(shí)際

12、電壓源和實(shí)際電流源之間可以等效變換。1）電壓源與電流源的等效變換只對(duì)外電路等效，對(duì)內(nèi)電路不等效。2）理想電壓源和理想電流源之間不能進(jìn)行等效變換。3）等效變換前后電源內(nèi)阻不變。4）等效變換時(shí)，US與IS的方向是一致的，即電流源輸出電流的一端與電壓源的正極相對(duì)應(yīng)。 262.5 一般直流電路的分析 2.5.3 戴維寧定理 戴維寧定理：任何一個(gè)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，可以用一個(gè)等效的電壓源來(lái)代替，這個(gè)等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)US等于該有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓Uoc，等效電源的內(nèi)阻R0等于該有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源不作用時(shí)的等效電阻。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章1) 斷開(kāi)待求支路，得到有源二端網(wǎng)絡(luò)。2) 計(jì)

13、算有源二端網(wǎng)絡(luò)兩端點(diǎn)間的開(kāi)路電壓 UOC。3) 將有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各電源置零 ，求從端口處看進(jìn)去的等效電阻 R0。4) 將待求支路與等效電源連接，畫出等效簡(jiǎn)化電路，計(jì)算待求量。維寧定理解題步驟 272.5 一般直流電路的分析 例題 如圖所示電路中，已知E1=3V,E2=15V，R1=3,R2=6,R3=2,試用戴維寧定理求通過(guò)R3的電流及R3兩端電壓U3。 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章 解：1）斷開(kāi)R3所在支路，如圖b所示，計(jì)算開(kāi)路電壓UOC，即等效電源的電動(dòng)勢(shì)US。 a)b) 2）將有源二端網(wǎng)絡(luò)中各電源不作用，即將電動(dòng)勢(shì)用短路代替，成為無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)，如圖c所示，計(jì)算出等效電阻Rab，即等效電壓源

14、的內(nèi)阻R0。 282.5 一般直流電路的分析 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章 3）將所求的等效電源US、R0與待求支路的電阻R3聯(lián)接，形成戴維寧等效電路，如圖2-67d所示。計(jì)算支路電流I3和電壓U3。d)c)292.5 一般直流電路的分析 2.5.4 負(fù)載獲得最大功率的條件 負(fù)載獲得最大功率的條件電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章當(dāng) R0=RL時(shí),負(fù)載上獲得最大功率。 負(fù)載電阻等于電源內(nèi)阻，這在無(wú)線電技術(shù)中稱為負(fù)載匹配。 30實(shí)訓(xùn)一 簡(jiǎn)易發(fā)光電路的安裝與檢測(cè)講述電路原理實(shí)訓(xùn)操作指導(dǎo) 第2章任務(wù)一 簡(jiǎn)易發(fā)光電路的安裝【控制要求】開(kāi)關(guān)閉合，發(fā)光二極管亮；開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，發(fā)光二極管滅。簡(jiǎn)易發(fā)光電路原理圖如下圖所示。

15、 【實(shí)訓(xùn)目標(biāo)】1.會(huì)識(shí)讀簡(jiǎn)單的電路突然，了解電路的組成；2.能識(shí)別電阻、發(fā)光二極管，會(huì)用萬(wàn)用表電阻擋檢測(cè)電阻、發(fā)光二極管；3.會(huì)使用面包板安裝簡(jiǎn)單電路；4.會(huì)測(cè)量直流電壓和直流電流。簡(jiǎn)易發(fā)光電路原理圖31實(shí)訓(xùn)一 簡(jiǎn)易發(fā)光電路的安裝與檢測(cè)實(shí)訓(xùn)操作指導(dǎo) 第2章面包板發(fā)光二極管電阻器按鈕開(kāi)關(guān)【所用元器件】電池導(dǎo)線32實(shí)訓(xùn)一 簡(jiǎn)易發(fā)光電路的安裝與檢測(cè)實(shí)訓(xùn)操作指導(dǎo) 第2章【萬(wàn)用表初步認(rèn)識(shí)】1.擋位2.量程MF47型 萬(wàn)用表面板3.使用注意事項(xiàng)使用前使用后33實(shí)訓(xùn)一 簡(jiǎn)易發(fā)光電路的安裝與檢測(cè)實(shí)訓(xùn)操作指導(dǎo) 第2章【元器件檢測(cè)】檢測(cè)開(kāi)關(guān)檢測(cè)二極管“長(zhǎng)腳正、短腳負(fù)” 34實(shí)訓(xùn)一 簡(jiǎn)易發(fā)光電路的安裝與檢測(cè)實(shí)訓(xùn)操作

16、指導(dǎo) 第2章【電路安裝】35本章小結(jié) 1）電流所通過(guò)的路徑稱為電路。電路一般由電源、負(fù)載、開(kāi)關(guān)和連接導(dǎo)線四部分組成。電路分為通路、斷路和短路三種狀態(tài)。2）電路的主要物理量有電流、電壓、電位、電動(dòng)勢(shì)、功率、電能等。3）導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用叫電阻。導(dǎo)體電阻的大小決定于導(dǎo)體本身的性質(zhì)和幾何尺寸，電阻定律用公式表示為4）電阻的連接分為串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)三種。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第2章36本章小結(jié) 5）歐姆定律是計(jì)算電路的最重要、最基本的定律之一，它反映了電阻及其電壓、電流之間的關(guān)系。應(yīng)用于一段電路中稱為部分電路歐姆定律，應(yīng)用于全電路中稱為全電路歐姆定律。6）電阻串聯(lián)電路的特點(diǎn) ，電阻并聯(lián)電路的特點(diǎn)。7） 基爾霍夫定律是研究電路的基本的定律，包括基爾霍夫電流定律（KCL）和基爾霍夫電壓定律(KVL)。對(duì)于簡(jiǎn)單電路、