直流電路教學li

第1章直流電路1.1

電路和電路主要物理量1.2

電路的基本定律1.3

電路的幾種狀態(tài)和電氣設備額定值1.4

電路中電位的分析1.1

電路和電路主要物理量1.電路和電路模型

電路是電流流經(jīng)的路徑，實際電路由電氣設備和元件組成。

電源:

提供電能的裝置控制和保護裝置負載:取用電能的裝置連接導線

為了便于分析電路,一般要將實際電路模型化，用理想元件來模擬實際電路中的器件，從而構成與實際電路相對應的電路模型。

理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等。電路電路模型電池燈泡

今后分析的都是指電路模型，簡稱電路。在電路圖中，各種電路元件都用規(guī)定的圖形符號表示。導線2.電路的主要物理量(1)電流（I）大?。簡挝唬喊才?A),千安(kA),毫安(mA),微安(μA)定義：電路中電荷的定向有規(guī)則運動形成電流+-URabI電流的實際方向：正電荷運動的方向，即從電源的正極到電源的負極1A=1000mA1mA=1000uA電子流的方向：從電源的負極到電源的正極電流的參考方向：分析計算時，任意設定的假想方向.+-E0RRabIIab

雙下標箭標abRI

參考方向的表示方法參考方向與實際方向一致，電流值為正值；參考方向與實際方向相反，電流值為負值。參考方向與實際方向的關系注意：在參考方向選定后，電流值才有正負之分。若I=2A，則電流從a流向b；例：若I=–2A，則電流從b流向a。abRI電流和水流的區(qū)別和聯(lián)系：水往往是從水位高的地方流向水位低的地方，電也是從電位高的地方流向電位低的地方水在流動的時候，會發(fā)生堆積和滯留現(xiàn)象，而電流不會。直流電源正極是高電位端，負極是低電位端(2)電壓（U

）單位：伏(V)，千伏(kV)，毫伏(mV)，微伏(μV)定義：描述電場力移動電荷作功本領的物理量大?。篒RUab+_abE+_電壓方向：從高電位指向低電位。（電位降低方向）和電流的方向一直。1KV=1000V1V=1000mV1mV=1000uV參考方向：分析計算時，任意設定的假想方向。

參考方向的表示方法Uab

雙下標正負極性+–abUIRUab+_abE+_參考方向與實際方向一致，電壓值為正值；參考方向與實際方向相反，電壓值為負值。參考方向與實際方向的關系注意：在參考方向選定后，電壓值才有正負之分。例：abRU+–若Uab=5V，則電壓的實際方向從a指向b；若Uab=–5V，則電壓的實際方向從b指向a。電壓的分類直流電壓：大小和方向均不隨時間發(fā)生變化的電壓。脈動直流電壓：大小隨時間變化，方向不隨時間變化的電壓。交流電壓：大小和方向均隨時間發(fā)生變化的電壓。Ut0(3)、電動勢（E

）單位：伏(V)，千伏(kV)，毫伏(mV)，微伏(μV)大?。弘姵責襞輆b實際方向：電源內(nèi)部從低電位指向高電位。即從電源的負極到正極。IRUab+_abEba+_ab電動勢存在于電源的內(nèi)部(4)、電功率（P

）電阻消耗功率,起負載作用;是耗能元件。單位:

WmWkWIRUab+_abEba+_ab定義：負載在單位時間內(nèi)消耗的電能，或做的功。(5)、電能（W）單位:定義：負載在一段時間內(nèi)消耗的電能或電流在一段時間內(nèi)做的功。電阻定律定義：電路中，導體對電流呈現(xiàn)的阻礙作用，叫電阻，用R表示，單位為歐姆，簡稱為歐，用Ω表示。常用的其他單位：千歐KΩ，兆歐MΩ單位關系：1KΩ=1000Ω1MΩ=1000KΩ導體電阻的大小是由導體本身決定的，和導體本身的長度L成正比，和導體的橫截面積S成反比，另外還和導體的制造材料ρ，環(huán)境溫度t有關。歐姆定律及其應用電阻上的電流和電壓電阻的關系實驗次數(shù)電阻R（）電壓U（V）電流I（A）1510.22520.43530.641010.151020.261030.3

分析數(shù)據(jù)：探究電流和電壓電阻的關系講述定律：明確電路中電流和電壓電阻關系電流與電壓和電阻的關系：當電阻R一定時，電流I與電壓U成正比。當電壓U一定時，電流I與電阻R成反比。歐姆定律內(nèi)容：導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。揭示了電流與電壓；電流與電阻的關系。對應于同一導體，注意同一性。歐姆定律的公式：IRU＝R（Ω）單位：I（A）U（V）變換公式：U=IRR=IURUI（必須對應于同一段電路）

歐姆定律是從實驗中總結出來的規(guī)律，它適用于任何情況下的電流計算。

歐姆定律公式中各個物理量只能是同一導體在同一時刻所具有的量，也就是說不能用甲導體的電壓、電阻去求乙導體的電流。

歐姆(1789-1854)

喬治·西蒙·歐姆生于德國埃爾蘭根城，父親是鎖匠。父親自學了數(shù)學和物理方面的知識，并教給少年時期的歐姆，喚起了歐姆對科學的興趣。16歲時他進入埃爾蘭根大學研究數(shù)學、物理與哲學，由于經(jīng)濟困難，中途綴學，到1813年才完成博士學業(yè)。

科學家簡介

例：某實驗中測得一個未知電阻的電壓為4.8V，流過的電流是320mA，求該電阻的阻值。注意：（1）歐姆定律公式當中的三個物理量，只有知道其中的兩個，才能夠求出第三個。（2）公式當中的三個物理量，必須是針對同一個導體在同一時刻的。（3）若是求U和R，公式應該變形為U＝IR，R＝U/I解：R=U/I=4.8V/0.32A=15小結

歐姆定律：導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。

公式：I=U/R

變形公式：U=IRR=U/I

歐姆定律公式中各個物理量具有同一性，公式中的I、U、R是指同一導體、同一時刻的電流、電壓、電阻。計算時注意單位要統(tǒng)一。

電阻是導體本身固有的一種性質，電阻跟電壓、電流無關，不存在正、反比的關系。

歐姆定律適用與任何情況下的電流計算。閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律§閉合電路的歐姆定律一、閉合電路1、閉合電路的組成：電源．用電器（負載）．導線2．歐姆定律：I=U/R外電路內(nèi)電路內(nèi)電路二、閉合電路的歐姆定律外電阻內(nèi)電阻EU外U內(nèi)E=U外

+U內(nèi)二、閉合電路的歐姆定律E=U外

+U內(nèi)E=IR+IrI=E/(R+r)閉合電路里的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。（閉合電路的歐姆定律）二、閉合電路的歐姆定律三．路端電壓跟負載的關系

1、路端電壓：即外電路上的電壓降，是電源加在負載（用電器）上的“有效”電壓。2、U=E—Ir斷路：R無窮大，I為0，Ir也為0，U=E

。（電動勢在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓）短路：R=0，I=E/r。r很?。ㄐ铍姵?.005~0.1Ω，干電池小于1Ω），電流太大，燒壞電源，還可能引起火災。三．路端電壓跟負載的關系

2.3電阻的串聯(lián)、并聯(lián)及其應用一、基本電路：串聯(lián)：把幾個導體依次首尾相連接入電路并聯(lián)：把幾個導體的一端連在一起，另一端也連在一起，然后把這兩端接入電路0123活動：觀察上面兩種電路，分別分析出兩種電路的電流、電壓、電阻的關系并填在教材活動表格內(nèi)UR2R3R1I2I1I3R1R2R3UU1U2U3O123連接性質數(shù)學表達式物理意義串聯(lián)電流關系電壓關系電阻關系電壓分配規(guī)律1、電阻的串聯(lián)I0=I1=I2=I3各處的電流相同U總=U1+U2+U3總電壓等于各部分電路電壓之和R1R2R3123總電阻等于各部分電路電阻之和R總=R1+R2+R3電壓的分配與電阻值成正比URI連接性質數(shù)學表達式物理意義并聯(lián)電流關系電壓關系電阻關系電流分配規(guī)律2、電阻的并聯(lián)I總=I1+I2+I3總電流等于各支路的電流之和U總=U1=U2=U3總電壓與各支路的電壓相等總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和IR=I1R1=I2R2=I3R3電流的分配與電阻值成反比UR2R3R1I2I1I3URIII

=I1=I2=I3串聯(lián)電路各處的電流相同2.并聯(lián)電路:并聯(lián)電路的總電流等于各支路的電流之和二、電流特點I1I2I31.串聯(lián)電路:I

=I1+I2+I3I1I2I3討論：如果有更多的導體串聯(lián)或并聯(lián)，結論如何？IIU=U1+U2+U3結論:串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路電壓之和三、電壓特點231.串聯(lián)電路:比較電壓關系U=U1=U2=U3結論：并聯(lián)電路的總電壓與各支路的電壓相等2.并聯(lián)電路:0比較電壓關系U

UU1U2U3U1U2U3串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和四、電阻特點1.串聯(lián)電路:討論：多個電阻串聯(lián)呢？R1R2UU1U2I2.并聯(lián)電路:UR2R1II1I2討論：多個電阻并聯(lián)呢？并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和R1IRI11、電壓一定時，在電路中串聯(lián)一個阻值相同的電阻R后，串聯(lián)電阻R起到了什么作用？思考：2、使總電流不變的前提下，電路中并聯(lián)一個阻值相同電阻R后，并聯(lián)電阻R起到了是什么作用？分壓作用分流作用U1URIR1URIR二、電流表(表頭)3.主要參數(shù)①內(nèi)阻:電流計內(nèi)阻Rg②量程：滿偏電流Ig滿偏電壓Ug2.電路圖符號：1.作用：測量微小電流0123mAG問題：用所給表頭如何才能測量較大的電壓呢？45例：一表頭的內(nèi)阻Rg為100Ω，滿偏電流Ig為5mA,求此表頭的滿偏電壓Ug為多少？0.5V三、電壓表（電流計改裝電壓表）例:有一個表頭，內(nèi)阻Rg=100Ω，滿偏電流Ig=500μA，要把它改成量程為5V的電壓表，求所串聯(lián)的電阻的阻值?在表頭串聯(lián)一個

電阻IgRgRUUgURVUG阻值較大的5304IxRgRUxU1URVUxG125004000100200300μA滿偏電流500μA的表頭，已知Rg=100Ω，串聯(lián)9900Ω電阻改裝成量程為5V電壓表后，當指針分別指向刻度100、200、500時.1.請分析通過表頭的電流和通過改裝電壓表的電流的關系？2.求出加在改裝電壓表兩端的電壓分別是多少？VUx與Ix之間滿足怎樣的關系呢？Ux=Ix(R+Rg)IxV_0．65V1765432890176543289017654328901765432890G+G×1000×100×10×1U檢驗：特別提醒：表頭改裝為大量程電壓表時沒有改變表頭G的滿偏電流Ig、滿偏電壓Ug、內(nèi)阻Rg，即改裝后電表達到滿量程時，表頭的電流、電壓仍為Ig、Ug，電阻Rg也沒變，只是表頭與分壓電阻總的電壓比表頭分得的電壓變大了．IgRgRUUgURVUG四、電流表（電流計改裝電流表）在表頭并聯(lián)一個阻值較小的電阻UIRgIgIRRAUIG課后思考：如何計算這個并聯(lián)電阻阻值？一、串并聯(lián)電路特點1.串聯(lián)電路2.并聯(lián)電路小結三、電表改裝若要將靈敏電流計G改裝成一個電流表A，需要并聯(lián)一個較小的電阻若要將靈敏電流計G改裝成電壓表V，需要串聯(lián)一個阻值較大的電阻二、電流計（表頭）滿偏電流Ig滿偏電壓Ug2

基爾霍夫定律支路：電路中的每一個分支。一條支路流過一個電流，稱為支路電流。節(jié)點：三條或三條以上支路的連接點?；芈罚河芍方M成的閉合路徑。I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1312（1）基爾霍夫電流定律(KCL)---應用于節(jié)點

在任一瞬間，流向任一節(jié)點的電流等于流出該節(jié)點的電流。對節(jié)點a：I1+I3=I2+I4或I1+I3–I2–I4=0例基爾霍夫電流定律的依據(jù)：電流的連續(xù)性I=0即：若流入為正則流出為負I1I2I3I4

a

電流定律可以推廣應用于包圍部分電路的任一假設的閉合面。I=?廣義節(jié)點I=0I1+I2+I3=0例:ABCI1I2I31+_+_I42878V2V（2）基爾霍夫電壓定律（KVL)---應用于回路即：U=0

在任一瞬間，沿任一回路繞行一周，各段電壓降的代數(shù)和恒等于零?；芈?：回路2：I1R1+I3R3–E1=0I2R2+I3R3–E2=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1121.5

電路中電位的分析1.電位的概念電位：電路中任選一點，設其電位為零（用標記），此點稱為參考點。電路中的某點至參考點的電壓，便是該點的電位，記為“UX”。

R12V+Iab右圖中：a為電源正極，a的電位Ua最高，b為負極，并接地，b為參考點，電位Ub=0V。電流I由高電位a流向低電位b，即從高電位流向低電位。a的電位比b的電位高12V，所以a的電位為Ua=12V。某點電位為正，說明該點電位比參考點高；某點電位為負，說明該點電位比參考點低。12V+Iab電路中電位的分析電壓就是兩點之間的電位之差。如圖：a的電位為12V,b的電位為0V,那么ab之間的電壓Uab=Ua-Ub=12V-0V=12V,由于b為參考點，因此就有ab之間的電壓和a點的電位相等，即Uab=Ua電路中電位的分析在電路中，如果Uab＞0，表明Ua＞Ub；Uab=0,表明Ua=Ub，等電位Uab＜0，表明Ua＜Ub12V+IabcR