中職電工基礎(chǔ)電路中基本物理量

電路中的基本物理量3．掌握電壓和電位的定義及其在實(shí)際中的應(yīng)用。熟悉電壓和電位的測(cè)量方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)1．掌握電流的形成、電流大小和方向的規(guī)定。熟悉電流的測(cè)量方法。2．掌握電流密度的定義及其在實(shí)際中的應(yīng)用。4．掌握電動(dòng)勢(shì)的定義及其在電路中的作用。5．掌握電阻的定義，了解導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)。6．了解電阻在實(shí)際中的作用。掌握電阻的識(shí)別方法和測(cè)量方法。2020/12/191上面標(biāo)有“AC380V，DC220V，5A”字樣，這些字樣表示什么含義呢？電路中的基本物理量2020/12/192

電流——電荷有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)。電流是一種客觀存在的物理現(xiàn)象。1．電流的方向一、電流和電流密度電路中的基本物理量2020/12/193規(guī)定：以正電荷運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎?。電流為正值（I＞0），表明電流的實(shí)際方向與假設(shè)的參考方向相同；電流為負(fù)值（I＜0），表明電流的實(shí)際方向與假設(shè)的參考方向相反。電路中的基本物理量2020/12/194在下圖所示電路中，電流的參考方向如圖所示，已知圖a中I1＝2A，圖b中I2＝－4A，請(qǐng)指出電流的實(shí)際方向?！揪氁痪殹繄Da中，I為正值，表明電流實(shí)際方向與假設(shè)的參考方向相同。圖b中，I為負(fù)值，表明電流實(shí)際方向與假設(shè)的參考方向相反。電路中的基本物理量2020/12/195電流的分類

穩(wěn)恒直流電脈動(dòng)直流電非正弦交流電

交流電（AC）直流電（DC）正弦交流電電路中的基本物理量2020/12/196電流的大小——在單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面電荷量的多少。電流I的單位是安培（A）。除安培外，常用的電流單位還有千安（kA）、毫安（mA）和微安（μA）。

2.電流的大小實(shí)際中要測(cè)量電流的大小，通常用電流表或萬用表的電流擋。

電路中的基本物理量2020/12/197A／mm23．電流密度電流密度大

電流密度小

電流密度——流過導(dǎo)體單位橫截面積上的電流。電路中的基本物理量2020/12/198實(shí)際生活中，人們往往是根據(jù)導(dǎo)體電流密度的大小來選擇合適的導(dǎo)線截面積，從而使導(dǎo)線的電流密度在允許的范圍內(nèi)，以保證用電的安全。導(dǎo)線允許的電流密度與導(dǎo)線的材料和橫截面積的大小有關(guān)?！局R(shí)拓展】電路中的基本物理量2020/12/199某單位需安裝一臺(tái)立式空調(diào)，已知其額定電流為15

A，問應(yīng)選擇多粗的銅導(dǎo)線？（取銅導(dǎo)線的允許電流密度為6

A／mm2）［例1－1］解：電路中的基本物理量2020/12/1910（1）電路中必有電源的存在。（2）電路一定要構(gòu)成閉合回路。4．產(chǎn)生電流的條件水路電路電路中的基本物理量2020/12/1911

電場(chǎng)力把單位正電荷從電場(chǎng)中的一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)所做的功，叫做這兩點(diǎn)之間的電壓，用符號(hào)U表示。二、電壓與電位1．電壓

電壓單位：伏（V）電壓方向有正負(fù)電場(chǎng)力作功電路中的基本物理量電壓的測(cè)量：實(shí)際中要測(cè)量電壓的大小，通常用電壓表或萬用表的電壓擋。

電路中的基本物理量2020/12/1913

我國廣泛使用的民用電的電壓是380V和220V，美國、歐洲、日本等國使用的電壓是110V。安全電壓的額定值分為42V、36V、24V、12V和6V五個(gè)等級(jí)?！?2V用于有危險(xiǎn)場(chǎng)所適用的手持電動(dòng)工具；◆36V適用于一般場(chǎng)所和潮濕場(chǎng)所；◆24V適用于工作面積狹窄且操作者易大面積接觸帶電體的場(chǎng)所；◆12V和6V適用于人體需要長期觸及器具上帶電體的場(chǎng)所。【知識(shí)拓展】

電路中的基本物理量2020/12/19142．電位如果任選電路中一點(diǎn)o為參考點(diǎn)，那么電路中a點(diǎn)的電位Ua就等于電場(chǎng)力將單位正電荷從a點(diǎn)移到參考點(diǎn)o所做的功，即參考點(diǎn)的電位等于零，所以，參考點(diǎn)又叫零電位點(diǎn)。電路中的基本物理量2020/12/1915

實(shí)際中，如果在電路中任選一個(gè)參考點(diǎn)并令它的電位為零，則電路中某一點(diǎn)的電位就應(yīng)等于該點(diǎn)到參考點(diǎn)之間的電壓?？梢姡娢粚?shí)質(zhì)上也是電壓，只不過是對(duì)參考點(diǎn)之間的電壓。所以，電位的單位也是伏特（V）。電位是一個(gè)相對(duì)量。電路中的基本物理量2020/12/1916理論上參考點(diǎn)可以任意選取。而實(shí)際電力電路中通常都選大地為參考點(diǎn)，即零電位點(diǎn)，用符號(hào)“

”表示；實(shí)際電子線路中通常以多條支路匯合的公共點(diǎn)或者金屬底板、機(jī)殼等作為參考點(diǎn)，用符號(hào)“

”表示。規(guī)定：高于參考點(diǎn)的電位為正值，低于參考點(diǎn)的電位為負(fù)值。電路中的基本物理量2020/12/1917

電位差——電路中任意兩點(diǎn)間的電位之差，也就是電壓，所以電壓也叫做電位差。即Uab＝Ua－Ub

等電位點(diǎn)——如果電路中的兩點(diǎn)電位相同，這兩點(diǎn)之間就不會(huì)有電流通過，則這兩點(diǎn)叫做等電位點(diǎn)。電路中的基本物理量2020/12/1918高壓帶電作業(yè)【知識(shí)拓展】

電路中的基本物理量2020/12/1919高壓線路的等電位作業(yè)是人體與帶電體處于同電位狀態(tài)的直接作業(yè)，此時(shí)雖然線路的電壓很高，但由于線路之間不構(gòu)成電流的通路，故對(duì)人身還是安全的。它的優(yōu)點(diǎn)是能夠完成許多細(xì)致、復(fù)雜的檢修工作，取得理想的工作效果和效率；缺點(diǎn)是人體必須占據(jù)帶電設(shè)備固有凈空，應(yīng)用范圍因而受到限制。電路中的基本物理量2020/12/1920電位與電位差的異同點(diǎn)：（1）電位是某點(diǎn)對(duì)參考點(diǎn)的電壓，電位差是某兩點(diǎn)間的電壓。因此，電位相同的各點(diǎn)間的電位差為零，電流也為零。（2）兩者單位相同，都是伏特（V）。（3）電位是相對(duì)量，隨參考點(diǎn)的改變而改變；而電位差的絕對(duì)值不隨參考點(diǎn)的改變而改變，所以電壓是絕對(duì)量。電路中的基本物理量2020/12/1921

實(shí)際中當(dāng)電路的元件數(shù)目較多時(shí)，把所有兩點(diǎn)間的電壓都表示出來是很煩瑣的，如果采用電位表示就會(huì)變得簡單而清晰。電壓表示法和電位表示法要表示所有兩點(diǎn)間的電壓，采用電壓表示法需要6個(gè)電壓量，采用電位表示法需要3個(gè)電壓量電路中的基本物理量2020/12/1922利用電位表示法畫成的晶體管放大電路通過測(cè)量電路中各點(diǎn)的電位來計(jì)算電壓非常方便電路中的基本物理量2020/12/1923

如圖所示為用電位法表示的晶體三極管放大電路，已知Uc＝+10.5V，Ub＝+0.6V，選公共點(diǎn)e點(diǎn)為參考點(diǎn)，即Ue＝0V，求電壓Ube、Uce和Ucb的大小。［例1－2］電路中的基本物理量2020/12/1924三、電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)的定義是：在電源內(nèi)部，外力將單位正電荷Q從電源的負(fù)極移到電源正極所作的功W，用字母E表示，即電動(dòng)勢(shì)是衡量電源將非電能轉(zhuǎn)換成電能的本領(lǐng)的物理量。電路中的基本物理量2020/12/1925電動(dòng)勢(shì)的作用是把正電荷從低電位搬到高電位。在實(shí)際電路中，它主要起提供電能的作用。電動(dòng)勢(shì)的單位和電壓一樣，也是伏特。電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為：在電源內(nèi)部，由負(fù)極指向正極，即由低電位指向高電位。要測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)的大小，通常也采用電壓表或萬用表的電壓擋。電路中的基本物理量2020/12/1926電動(dòng)勢(shì)與電壓的方向不同。電動(dòng)勢(shì)的方向是在電源內(nèi)部由低電位指向高電位，即電位升的方向；電壓方向是由高電位指向低電位，即電位降的方向。電動(dòng)勢(shì)和電壓的區(qū)別：電動(dòng)勢(shì)僅存在于電源內(nèi)部，而電壓不僅存在于電源外部，也存在于電源內(nèi)部。電動(dòng)勢(shì)和電壓的物理意義不同。電動(dòng)勢(shì)用來衡量電源力做功本領(lǐng)的大小，電壓用來衡量電場(chǎng)力做功本領(lǐng)的大小。電路中的基本物理量

現(xiàn)在你能說出行程開關(guān)上面標(biāo)注的“AC380V，DC

220V，5A”的含義了嗎？AC380V，DC220V，5A電路中的基本物理量2020/12/1928四、電阻與電阻定律電阻的單位為歐姆，用符號(hào)Ω表示。常用的電阻單位還有千歐（kΩ）和兆歐（MΩ）。1千歐（kΩ）＝1000歐（Ω）1兆歐（MΩ）＝1000千歐（kΩ）即導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，用字母R或r表示。1.電阻電路中的基本物理量2020/12/1929l——導(dǎo)體長度，m；

S——導(dǎo)體橫截面積，m2；ρ——導(dǎo)體的電阻率，與導(dǎo)體材料有關(guān)的物理量。

2.電阻定律

在溫度一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體長度成正比，與導(dǎo)體橫截面積成反比，還與導(dǎo)體的材料有關(guān)，這一規(guī)律稱為電阻定律。電路中的基本物理量2020/12/1930電阻率表示長度為1m，橫截面積為1m2的某種導(dǎo)體所具有的電阻值，即電阻率的單位為Ω·m。

電阻率小的材料導(dǎo)電能力強(qiáng)，電阻率大的材料導(dǎo)電能力弱。電路中的基本物理量2020/12/1931

幾種常用材料的電阻率材料電阻率（Ω·m）材料電阻率（Ω·m）銀1.6×10－8鐵1.0×10－7銅1.7×10－8錳銅4.4×10－7鋁2.9×10－8康銅5.0×10－7鎢5.3×10－8橡膠1.0×1016

導(dǎo)體10－8～10－6Ω·m導(dǎo)電性能絕緣體106～1016Ω·m

半導(dǎo)體電阻率介于上述兩者之間電路中的基本物理量2020/12/1932電阻的倒數(shù)稱為電導(dǎo)，用字母G表示。電導(dǎo)的單位是西門子（S），1S＝1／Ω。電導(dǎo)G用來表示導(dǎo)體的導(dǎo)電能力，G越大表示材料的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，G越小表示材料的導(dǎo)電能力越弱。電路中的基本物理量2020/12/1933

通常情況下，金屬的電阻隨溫度的升高而增大。半導(dǎo)體和電解液的電阻通常是隨著溫度的升高而減小。錳銅和康銅的電阻一般不隨溫度變化，常用來制造標(biāo)準(zhǔn)電阻。

3.電阻與溫度的關(guān)系電路中的基本物理量2020/12/1934變壓器的超溫報(bào)警通過預(yù)埋在變壓器低壓繞組中的熱敏測(cè)溫電阻采集繞組或鐵心溫度信號(hào)。當(dāng)變壓器繞組溫度因過載或短路等原因繼續(xù)上升，達(dá)到155℃時(shí)，即發(fā)出繞組超溫報(bào)警信號(hào)；若溫度繼續(xù)上升達(dá)到170℃，變壓器就會(huì)自動(dòng)跳閘，起到自動(dòng)保護(hù)作用。【知識(shí)拓展】電路中的基本物理量2020/12/1935在溫度一定的條件下，通過電阻的電流隨電壓而變化的關(guān)系曲線，稱為電阻的伏安特性曲線。4.電阻的伏安特性曲線電路中的基本物理量2020/12/1936線性電阻——電阻值是一個(gè)常數(shù)，不隨外加電壓變化而改變。常見的電阻大多數(shù)都是線性電阻。非線性電阻——電阻值不是一個(gè)常數(shù)，隨外加電壓變化而改變。電子技術(shù)中常見的二極管和三極管都屬于非線性電阻元件。電路中的基本物理量2020/12/1937左圖所示為3個(gè)電阻的伏安特性曲線，試分析哪一個(gè)電阻的阻值最大？并找出比較電阻大小的規(guī)律。【練一練】

要測(cè)量電阻的大小，可使用歐姆表或萬用表的歐姆擋。電路中的基本物理量2020/12/19385.電阻及其在電路中的作用（1）常見電阻器碳膜電阻器繞線電阻器金屬膜電阻器常見的固定電阻器有以下幾種：電路中的基本物理量2020/12/1939微調(diào)電阻是一種調(diào)節(jié)阻值范圍很小的可變電阻。微調(diào)電阻可變電阻是一種常見的可調(diào)電子元件，常用于需要調(diào)節(jié)電阻大小的場(chǎng)合，通過調(diào)節(jié)電阻的大小達(dá)到調(diào)節(jié)電位的目的，故又稱電位器。常見電位器電路中的基本物理量2020/12/19401）限流作用：在電壓一定的情況下，電阻越大，流過的電流越小。（2）電阻在電路中的作用2）分壓作用：電流I通過電阻R時(shí)，一定會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓降U。電阻的限流和分壓作用電路中的基本物理量2020/12/1941把元件的主要參數(shù)直接印制在元件的表面，主要用于功率比較大的電阻器。1）直標(biāo)法

【例】在6.8Ω的電阻上標(biāo)有“6.8”或“6R8”，在6.8kΩ的電阻上標(biāo)有“6.8k”或“6k8”的字樣。（3）電阻器常用標(biāo)注方法電路中的基本物理量2020/12/1942目前，小功率的電阻器普遍使用色環(huán)法。2）色環(huán)法一般用背景顏色區(qū)別電阻器的種類：淺色（淡綠色、淡藍(lán)色、淺棕色）表示碳膜電阻器。紅色表示金屬或金屬氧化膜電阻器。深綠色表示線繞電阻器。電路中的基本物理量2020/12/1943普通電阻器用4個(gè)色環(huán)表示其阻值和允許偏差。第一、第二環(huán)表示有效數(shù)字，第三環(huán)表示倍率（乘數(shù)），與前3環(huán)距離較大的第四環(huán)表示精度。電路中的基本物理量2020/12/1944精密電阻器通常采用5個(gè)色環(huán)。第一、二、三環(huán)表示有效數(shù)字，第四環(huán)表示倍率，與前四環(huán)距離較大的第五環(huán)表示精度。電路中的基本物理量2020/12/1945一只標(biāo)有棕、黑、