高專電工弟子技術第一二周教案

1、裝天 津 市 公 用 技 工 學 校 教 案 紙第1 頁教學過程教學內容為電第一章直流電路第一節(jié)電路及電路模型一、電路的基本組成1什么是電路電路是由各種元器件 或電工設備 按肯定方式聯接起來的總體,流的流通供應了路徑；訂2電路的基本組成 電路的基本組成包括以下四個部分：1 電源 供能元件 ：為電路供應電能的設備和器件 如電池、發(fā)電 機等 ；2 負載 耗能元件 ：使用 消耗 電能的設備和器件 如燈泡等用電 器 ；3 掌握器件：掌握電路工作狀態(tài)的器件或設備 如開關等 ；4 聯接導線：將電器設備和元器件按肯定方式聯接起來 如各種銅、鋁電纜線等 ；3電路的狀態(tài)線1 通路 閉路 ：電源與負載接通, 電路

2、中有電流通過,電氣設備或元器件獲得肯定的電壓和電功率,進行能量轉換；2 開路 斷路 ：電路中沒有電流通過,又稱為空載狀態(tài)；3 短路 捷路 ：電源兩端的導線直接相連接,輸出電流過大對電源來說屬于嚴峻過載,如沒有愛護措施,電源或電器會被燒毀或發(fā)生火災,所以通常要在電路或電氣設備中安裝熔斷器、保險絲等保險裝置,以防止發(fā)生短路時顯現不良后果天 津 市 公 用 技 工 學 校 教 案 紙 第 2 頁教學過程 教 學 內 容二、電路模型 電路圖 由抱負元件構成的電路叫做實際電路的電路模型,也叫做實際電路的電路原理圖,簡稱為電路圖；例如,圖 1-2 所示的手電筒電路；抱負元件：電路是由電特性相當復雜的元器件

3、組成的,為了便于使用數學方法對電路進行分析,可將電路實體中的各種電器設備和元器件用一些能夠表征它們主要電磁特性的抱負元件 模型 來代替,而對它的實際上的結構、材料、外形等非電磁特性不予考慮；天 津 市 公 用 技 工 學 校 教 案 紙 第 3 頁教學過程 教 學 內 容其次節(jié) 電路的基本物理量及電氣設備的額定值一、電流的基本概念裝電路中電荷沿著導體的定向運動形成電流,其方向規(guī)定為正電荷流淌的方向 或負電荷流淌的反方向 ,其大小等于在單位時間內通過導體橫截面的電量,稱為電流強度 電流時可用符號 i ； 簡稱電流 ,用符號 I 或 i t 表示,爭論一般訂設在t = t2t1 時間內,通過導體橫

4、截面的電荷量為q = q2q1,就在t 時間內的電流強度可用數學公式表示為itqt式中,t 為很小的時間間隔,時間的國際單位制為秒s ,電量q 的國際單位制為庫侖C ；電流 i t 的國際單位制為安培A ；常用的電流單位仍有毫安mA、微安A、千安 kA 等,它們與安培的換算關系為1 mA = 10-3A； 1 A = 10-6 A ； 1 kA = 10 3 A 二、直流電流假如電流的大小及方向都不隨時間變化,即在單位時間內通過導體橫截面的電量相等, 就稱之為穩(wěn)恒電流或恒定電流,簡稱為直流 Direct Current,記為 DC或 dc,直流電流要用大寫字母 I 表示；I q Q 常數t t

5、直流電流 I 與時間 t 的關系在 I t 坐標系中為一條與時間軸平行的直線；三、溝通電流假如電流的大小及方向均隨時間變化,就稱為變動電流； 對電路分析線 來說,一種最為重要的變動電流是正弦溝通電流,其大小及方向均隨時間按正弦規(guī)律作周期性變化,將之簡稱為溝通 Alternating current,記為 AC或 ac,溝通電流的瞬時值要用小寫字母 i 或 i t 表示；天 津 市 公 用 技 工 學 校 教 案 紙 第 4 頁教學過程 教 學 內 容四、電壓1電壓的基本概念電壓是指電路中兩點A、B之間的電位差 簡稱為電壓 ,其大小等于裝單位正電荷因受電場力作用從A點移動到 B 點所作的功, 電

6、壓的方向規(guī)定為從高電位指向低電位的方向；電壓的國際單位制為伏特V ,常用的單位仍有毫伏mV、微伏 V、千伏 kV 等,它們與伏特的換算關系為1 mV = 103 V ； 1 V = 106 V ； 1 kV = 103 V 2直流電壓與溝通電壓假如電壓的大小及方向都不隨時間變化,就稱之為穩(wěn)恒電壓或恒定電壓,簡稱為直流電壓,用大寫字母 U表示；假如電壓的大小及方向隨時間變化,就稱為變動電壓； 對電路分析來訂 說,一種最為重要的變動電壓是正弦溝通電壓 簡稱溝通電壓 ,其大小及方向均隨時間按正弦規(guī)律作周期性變化；u 或 u t 表示；五、電動勢溝通電壓的瞬時值要用小寫字母衡量電源的電源力大小及其方向

7、的物理量叫做電源的電動勢；電動勢通常用符號E 或 et 表示,E表示大小與方向都恒定的電動勢 即直流電源的電動勢 ,e t 表示大小和方向隨時間變化的電動勢,也可簡記為 e；電動勢的國際單位制為伏特,記做 V；電動勢的大小等于電源力把單位正電荷從電源的負極,經過電源內部移到電源正極所作的功；如設 W為電源中非靜電力 電源力 把正電荷量 q從負極經過電源內部移送到電源正極所作的功,就電動勢大小為線EW q即電動勢的方向規(guī)定為從電源的負極經過電源內部指向電源的正極,與電源兩端電壓的方向相反；天 津 市 公 用 技 工 學 校 教 案 紙 第 5 頁教學過程 教 學 內 容六、電氣設備的額定值為了使

8、電氣設備在工作中的溫度不超過最高工作溫度,通過它的最高容許電流就必需有一個限制；通常把這個限定電流值稱為該電氣設備裝 的額定電流,用 IN 表示；因此,額定電流是電氣設備長時間連續(xù)工作的最大容許電流； 電氣設備長時間連續(xù)工作的電流,不應超過它的額定電流,否就電氣設備將因發(fā)熱而縮短壽命甚至被燒毀；加在電氣設備上的電壓,是對電氣設備的電流有重要影響的因素；因此,電氣設備工作時對電壓也有肯定的限額,這個電壓的限額成為電氣設備的額定電壓,用 UN表示；在直流電路中,額定電壓和額定電流的乘積就是用電設備的額定功率,用 PN表示,即 PNINUN；額定電流、額定電壓、額定電功率通常稱為額定值；電氣設備和訂

9、 電路元器件的額定值常常標在銘牌上或打印在外殼上；線天 津 市 公 用 技 工 學 校 教 案 紙 第 6 頁教學過程 教 學 內 容第三節(jié) 電路的三種工作狀態(tài)一、負載工作狀態(tài)裝如圖 1-12 所示,把開關 S 閉合,電路便處于有載工作狀態(tài)；此時電 路有以下特點：電路中的電流為 電源的端電壓為 上式稱為“ 全電路歐姆定律”,該式說明：電源的端電壓 U1總是小于 電源的電動勢 E；兩者之差等于電流在電源內阻上產生的壓降；電流 越大,就端電壓下降得就越多；如忽視線路上的壓降,就負載兩端的電壓U2等于電源的端電壓U1,即 U2 U1 訂電源的輸出功率為EI 減去電源內阻上的消耗RiI2 ,上式說明,

10、電源的電動勢發(fā)出的功率才是供應負載的功率,明顯,負載所吸取的功率為二、空載運行狀態(tài)空載運行狀態(tài)又稱斷路或開路狀態(tài),它是電路的一個極端運行狀態(tài)；如圖 1-13 所示,當開關S 斷開或連線斷開時,電源和負載未構成閉合電路,就會發(fā)生這種狀態(tài),這時外電路所出現的電阻對電源來說是 無窮大,此時 電路中的電流為零,即 I=0 ；電源的端電壓等于電源的恒定電壓,即線電源的輸出功率P1和負載所吸取的功率P2 均為零,即三、短路狀態(tài) 當電源的兩輸出端由于某種緣由相接觸時,會造成電源被直接短路的 情形,如圖 1-14 所示,它是電路的另一個極端運行狀態(tài)；天 津 市 公 用 技 工 學 校 教 案 紙 第 7 頁教

11、學過程 教 學 內 容當電源短路時, 外電路所出現出的電阻可視為零,故電路具有下列特點：電源中的電流為裝此電流稱為短路電流；在一般供電系統(tǒng)中,因電源的內電阻 Ri很小,故短路電流 IS 很大；因負載被短路,電源端電壓與負載電壓均為零,即就是說電源的恒定電壓與電源的內阻電壓相等,方向相反,因而無輸出電壓；負載吸取的功率P2=0 訂 電源供應的輸出功率這時電源發(fā)出的功率全部消耗在內阻上,這將導致電源的溫度急劇上升,有可能燒毀電源或由于電流過大造成設備損壞,甚至引起火線災；為了防止此現象的發(fā)生,可在電路中接入熔斷器等短路愛護電器；天 津 市 公 用 技 工 學 校 教 案 紙 第 8 頁教學過程 教

12、 學 內 容第四節(jié) 基爾霍夫定律一、常用電路名詞以圖所示電路為例說明常用電路名詞；裝 1. 支路：電路中具有兩個端鈕且通過同一電流的無分支電路；如圖電路中的 ED、AB、 FC均為支路,該電路的支路數目為 b = 3 ；2. 節(jié)點：電路中三條或三條以上支路的聯接點；如圖 電路的節(jié)點為A、B 兩點,該電路的節(jié)點數目為 n = 2 ；3. 回路：電路中任一閉合的路徑；如圖 電路中的 CDEFC、AFCBA、EABDE路徑均為回路,該電路的回路數目為 l = 3 ；4. 網孔：不含有分支的閉合回路；如圖 電路中的 AFCBA、EABDE回路均為網孔,該電路的網孔數目為 m = 2 ；5. 網絡：在電

13、路分析范疇內網絡是指包含較多元件的電路；訂二、基爾霍夫電流定律 節(jié)點電流定律 1電流定律 KCL 內容 電流定律的第一種表述：在任何時刻, 電路中流入任一節(jié)點中的電流 之和,恒等于從該節(jié)點流出的電流之和,即線例如圖中,在節(jié)點I流入I流出I 4 I 5A 上： I 1I 3 = I 2 電流定律的其次種表述：流代數和恒等于零,即在任何時刻, 電路中任一節(jié)點上的各支路電I 0“一般可在流入節(jié)點的電流前面取“+” 號,在流出節(jié)點的電流前面取” 號,反之亦可；例如圖中,在節(jié)點A上： I1 I2 + I3 I4 I5 = 0 ；天 津 市 公 用 技 工 學 校 教 案 紙第9 頁教學過程教學內容裝1 對于含有 n個節(jié)點的電路,只能列出 n1 個獨立的電流方程；2 列節(jié)點電流方程時,只需考慮電流的參考方向,然后再帶入電流的數值；訂為分析電路的便利,通常需要在所爭論的一段電路中事先選定 即假定 電流流淌的方向,叫做電流的參考方向,通常用“ ” 號表示；電流的實際方向可依據數值的正、負來判定,當 I 0 時,說明電流線的實際方