電壓的參考方向與實(shí)際方向相反課件

1、電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)任課教師：李鳳琴 李鵬中等職業(yè)學(xué)校教學(xué)用書（電子技術(shù)專業(yè)）電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)（第2版）第1章 電路的基本概念第2章 直流電路第3章 正弦交流電路第4章 三相供電電路及安全用電第5章 變壓器第6章 三相異步電動(dòng)機(jī)及控制電路第7章 半導(dǎo)體二極管及應(yīng)用電路第8章 半導(dǎo)體三極管及放大電路第9章 集成運(yùn)算放大器及應(yīng)用第10章 數(shù)字電路的基本知識第11章 組合邏輯電路第12章 時(shí)序邏輯電路第1章 電路的基本概念1.1 電流1.2 電壓與電位1.3 電源1.4 電阻、導(dǎo)體與絕緣體1.5 電阻、電流及電壓測量實(shí)驗(yàn)1.1 電流1.1.1 導(dǎo)體中的電流1.1.2 電流的大小和方向1.1.1 導(dǎo)體

2、中的電流自由電子在電場力的作用下，作定向運(yùn)動(dòng)形成電流。 1.1.2 電流的大小和方向電流的大小定義為單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電量。 設(shè)在時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體截面S的電量為Q ，則電流為 I= Q / t電流的單位是A(安培)。 在1秒內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷為1C(庫侖)時(shí)，其電流則為1A。 計(jì)算微小電流時(shí), 電流的單位用mA(毫安)、A(微安）或nA(納安），其換算關(guān)系為： 1mA=10-3A，1A=10-6A，1nA = 10-9A正電荷運(yùn)動(dòng)方向規(guī)定為電流的實(shí)際方向。電流的方向用一個(gè)箭頭表示。任意假設(shè)的電流方向稱為電流的參考方向。 如果求出的電流值為正，說明參考方向與實(shí)際方向一致，否則說明參考方

3、向與實(shí)際方向相反。1.2 電壓與電位1.2.1 電壓的大小和方向1.2.2 電位1.2.1 電壓的大小和方向1.電壓大小 電場力把單位正電荷從電場中點(diǎn)A移到點(diǎn)B所做的功WAB稱為A、B間的電壓,用UAB表示，即 UAB= WAB / Q電壓的單位為V(伏特)。 如果電場力把1C電量從點(diǎn)A移到點(diǎn)B所作的功是1J(焦耳)， 則A與B兩點(diǎn)間的電壓就是1V。 計(jì)算較大的電壓時(shí)用kV(千伏）， 計(jì)算較小的電壓時(shí)用mV(毫伏）、微伏（V） 。其換算關(guān)系為： 1kV=103V，1mV=10-3V ，1V=10-6V 2.電壓的方向電壓不但有大小也有方向，電壓的實(shí)際方向?yàn)檎姾傻倪\(yùn)動(dòng)方向，即電壓的方向是由正極

4、到負(fù)極，如圖示。在電路分析中，也經(jīng)常規(guī)定電壓的參考方向，在參考方向下計(jì)算出電壓為正，說明電壓的參考方向與實(shí)際方向相同；計(jì)算電壓為負(fù)時(shí)，電壓的參考方向與實(shí)際方向相反。1.2.2 電位在分析電路時(shí)，經(jīng)常用到電位這個(gè)物理量，以便分析各點(diǎn)之間的電壓。在電路中任選一點(diǎn)作為參考點(diǎn)，參考點(diǎn)的電位為零，電路中某一點(diǎn)的電位等于該點(diǎn)到參考點(diǎn)之間的電壓，所以電位的基本單位也是伏特, 點(diǎn)位常用V表示。 在電路中任意兩點(diǎn)的電位之差，等于這兩點(diǎn)之間的電壓，因此電壓也稱為電位差。電壓的實(shí)際方向是由高電位指向低電位，電流的實(shí)際方向與電壓的實(shí)際方向一致，由高電位流向低電位。 1.3 電源1.3.1 電源 1.3.2 電動(dòng)勢1.

5、3.1 電源 電源是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它將機(jī)械能、化學(xué)能及光能等轉(zhuǎn)換為電能，如發(fā)電機(jī)、干電池和光電池等。在各種電源中，有一個(gè)共同點(diǎn)，即在電源的內(nèi)部移動(dòng)電荷，使電源的一個(gè)極具有一定數(shù)量的正電荷，另一個(gè)極具有一定數(shù)量的負(fù)電荷，這樣就在兩極之間形成電場，產(chǎn)生電位差。電源內(nèi)部這種能移動(dòng)電荷的作用力叫做電源力。電源力能夠不斷地將正電荷從負(fù)極移動(dòng)到正極，從而保持了兩極之間的電位差，使電流在電路中持續(xù)不斷地流通。 1.3.2 電動(dòng)勢電源的電動(dòng)勢是衡量電源力對電荷做功能力大小的物理量，當(dāng)電源力把單位正電荷從電源的低電位端B經(jīng)電源內(nèi)部移到高電位端A所做的功，稱為電源的電動(dòng)勢EBA。當(dāng)電源力將正電荷Q從負(fù)極B移到

6、正極A所做的功為WBA時(shí)，則電源的電動(dòng)勢為 EBA = WBA / Q其中當(dāng)WBA的單位是焦耳、Q的單位是庫侖時(shí)，EBA的基本單位與電壓相同也是伏特。1.4 電阻、導(dǎo)體和絕緣體1.4.1 電阻1.4.2 電阻的計(jì)算 1.4.3 電導(dǎo)1.4.4 導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體1.4.1 電阻導(dǎo)體中的自由電子在電場力的作用下，產(chǎn)生定向運(yùn)動(dòng)形成電流。當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)也會受到阻力，因?yàn)樽杂呻娮釉谶\(yùn)動(dòng)中不斷與導(dǎo)體內(nèi)的原子、分子發(fā)生碰撞，使自由電子受到一定的阻力。導(dǎo)體對電流的這種阻力叫做電阻，電阻用R表示。電阻的單位是歐姆（），大電阻用千歐（k）或兆歐（M）做單位。它們的換算關(guān)系如下 1k = 1000 = 103

7、 1M=1000k = 103k =1061.4.2 電阻的計(jì)算導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度成正比，與導(dǎo)體的截面積成反比，還與導(dǎo)體的材料有關(guān)。導(dǎo)體電阻可以由下式計(jì)算 R = l / S式中 R 導(dǎo)體電阻（）, l 導(dǎo)體長度（m） S 導(dǎo)體截面積（mm2）, 導(dǎo)體電阻（mm2/m）表1-1 常用導(dǎo)電材料的電阻率材 料 名 稱電阻率（mm2/m）材 料 名 稱電阻率（mm2/m）銀0.0165鋼0.13銅0.0175鑄鐵0.50鋁0.026錳銅合金0.42鎢0.049鎳鉻合金1.51.4.3 電導(dǎo)導(dǎo)體對電流有一定的阻力，同時(shí)導(dǎo)體也具有傳導(dǎo)電流的能力。電導(dǎo)就是用來表示導(dǎo)體傳導(dǎo)電流能力大小的參數(shù)。導(dǎo)體的電阻

8、越大，其傳導(dǎo)電流的能力就越差，說明導(dǎo)體的電導(dǎo)越小。反之如導(dǎo)體的電阻越小，則電導(dǎo)就越大，所以電導(dǎo)與電阻互為倒數(shù)關(guān)系。電導(dǎo)用G表示，即 G = 1/R電導(dǎo)的基本單位是西門子（S）。1.4.4 導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體電工材料按其導(dǎo)電性能可分為導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體三類，各種材料的導(dǎo)電性能可以用電阻或電導(dǎo)表示。導(dǎo)體具有良好的導(dǎo)電性能，即電導(dǎo)大，電阻小的材料。導(dǎo)體材料的電阻率一般在10-21范圍內(nèi)，金屬材料中絕大部分為良導(dǎo)體，如銀、銅和鋁等。金屬導(dǎo)體在電工、電子技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用通常將電阻極大，導(dǎo)電能力非常差，電流幾乎不能通過的材料稱為絕緣體。絕緣體的電阻一般在10121022范圍內(nèi)，所以認(rèn)為絕緣體是不能導(dǎo)

9、電的。絕緣體在電工和電子技術(shù)中與導(dǎo)體同樣占有重要的地位，常用的絕緣體有橡膠、塑料、云母、陶瓷、石棉及干燥的木材等。此外，還有一類材料的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，稱為半導(dǎo)體。半導(dǎo)體的導(dǎo)電率在108左右。常用的半導(dǎo)體材料有硅、鍺和硒等。半導(dǎo)體在電子技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用，如半導(dǎo)體二極管、三極管、晶閘管及集成電路等都是由半導(dǎo)體材料制成的。1.5 電阻、電流及電壓測量實(shí)驗(yàn)1.5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.5.2 預(yù)習(xí)要求1.5.3 實(shí)驗(yàn)儀表及儀器1.5.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.5.5 注意事項(xiàng)1.5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?悉電氣測量儀表的分類及表示符號，學(xué) 習(xí)電 壓表、電流表、萬用表的使用方法及常用電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)儀器的使

10、用方法。2握電壓、電流及電阻的測量方法。3悉電氣測量儀表誤差的計(jì)算方法。1.5.2 預(yù)習(xí)要求1解如何進(jìn)行電工實(shí)驗(yàn)安全規(guī)程及應(yīng)注意的問題。2解本次實(shí)驗(yàn)中所用的電氣儀表的工作原理特性及使用方法。1.5.3 實(shí)驗(yàn)儀表及儀器名 稱參考型號及使用參數(shù)數(shù)量可調(diào)直流穩(wěn)壓源XDT-181個(gè)直流穩(wěn)壓電源+6V、+12V切換1個(gè)萬用表MF-101塊直流數(shù)字電壓表DICE-DG1塊直流數(shù)字毫安表DICE-DG1塊1.5.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 實(shí)驗(yàn)前要先熟悉電阻元件、電壓表、電流表、萬用表的使用方法，然后進(jìn)行電阻、電壓和電流的測量。 1 .電阻值用萬用表不同歐姆檔測出給定的各電阻值，指明選擇量程檔位記入表1，并計(jì)算相對

11、誤差，注意萬用表使用前應(yīng)先應(yīng)先調(diào)零。表 1電阻值R1（510）R2（1K）R3（51k）實(shí)測電阻值選擇量程相對誤差2圖示測量電壓、電流電路接線圖，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查無誤后接通電源。E2 為可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，將其調(diào)至+10V(用萬用表測定)。3閉合S2 ，用并接直流（數(shù)字）電壓表的方法分別測量出A、B、 C 三點(diǎn)間的各電壓值；用串接直流（數(shù)字）電流表的方法測出回路電流值，記入教材表2。注意表的極性并合理選擇量程。圖1-7 電阻值UAB（V）UAC（V）I（mA）計(jì)算值測量值誤差值表 21.5.5 注意事項(xiàng)1在啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)電源之前，應(yīng)使直流穩(wěn)壓電源以及恒流源的輸出旋紐置于零位，實(shí)驗(yàn)時(shí)再緩緩地增、減輸出。2使用各儀表測量直流量時(shí)要正確選擇表的極性，同時(shí)讀數(shù)要正確。讀數(shù)時(shí)，應(yīng)正視表面，同時(shí)認(rèn)清所選測量檔的標(biāo)度尺；記錄時(shí)要標(biāo)出正負(fù)號。3穩(wěn)壓源的輸出不允許短路，恒流源的輸出不允許開路。4不能用萬用表的電流檔和電阻檔測量電壓值，不能帶電測電阻。5改接線時(shí)，要斷開電源避免帶電操作。本章小結(jié)1導(dǎo)體中的自由電子在電場力的作用下，產(chǎn)生有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)形成電流。電流的實(shí)際方向?yàn)檎姾蛇\(yùn)動(dòng)的方向，在電路分析時(shí)常指定電流的參考方向。電流的大小用單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電量表示。2要使電荷產(chǎn)生定向運(yùn)動(dòng)形成電流，在導(dǎo)體兩端必須有電壓。電壓是衡量電場力