中職電工基礎電路中基本物理量

電路中的基本物理量3．掌握電壓和電位的定義及其在實際中的應用。熟悉電壓和電位的測量方法。學習目標1．掌握電流的形成、電流大小和方向的規(guī)定。熟悉電流的測量方法。2．掌握電流密度的定義及其在實際中的應用。4．掌握電動勢的定義及其在電路中的作用。5．掌握電阻的定義，了解導體的電阻與哪些因素有關。6．了解電阻在實際中的作用。掌握電阻的識別方法和測量方法。2020/12/191上面標有“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)則的定向運動。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：以正電荷運動方向為正。電流為正值（I＞0），表明電流的實際方向與假設的參考方向相同；電流為負值（I＜0），表明電流的實際方向與假設的參考方向相反。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，請指出電流的實際方向?！揪氁痪殹繄Da中，I為正值，表明電流實際方向與假設的參考方向相同。圖b中，I為負值，表明電流實際方向與假設的參考方向相反。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——在單位時間內通過導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.電流的大小實際中要測量電流的大小，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——流過導體單位橫截面積上的電流。電路中的基本物理量2020/12/198實際生活中，人們往往是根據導體電流密度的大小來選擇合適的導線截面積，從而使導線的電流密度在允許的范圍內，以保證用電的安全。導線允許的電流密度與導線的材料和橫截面積的大小有關?！局R拓展】電路中的基本物理量2020/12/199某單位需安裝一臺立式空調，已知其額定電流為15

A，問應選擇多粗的銅導線？（取銅導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）電路一定要構成閉合回路。4．產生電流的條件水路電路電路中的基本物理量2020/12/1911

電場力把單位正電荷從電場中的一點移動到另一點所做的功，叫做這兩點之間的電壓，用符號U表示。二、電壓與電位1．電壓

電壓單位：伏（V）電壓方向有正負電場力作功電路中的基本物理量電壓的測量：實際中要測量電壓的大小，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五個等級。◆42V用于有危險場所適用的手持電動工具；◆36V適用于一般場所和潮濕場所；◆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所；◆12V和6V適用于人體需要長期觸及器具上帶電體的場所。【知識拓展】

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

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

”表示；實際電子線路中通常以多條支路匯合的公共點或者金屬底板、機殼等作為參考點，用符號“

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

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

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

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)，此時雖然線路的電壓很高，但由于線路之間不構成電流的通路，故對人身還是安全的。它的優(yōu)點是能夠完成許多細致、復雜的檢修工作，取得理想的工作效果和效率；缺點是人體必須占據帶電設備固有凈空，應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：（1）電位是某點對參考點的電壓，電位差是某兩點間的電壓。因此，電位相同的各點間的電位差為零，電流也為零。（2）兩者單位相同，都是伏特（V）。（3）電位是相對量，隨參考點的改變而改變；而電位差的絕對值不隨參考點的改變而改變，所以電壓是絕對量。電路中的基本物理量2020/12/1921

實際中當電路的元件數目較多時，把所有兩點間的電壓都表示出來是很煩瑣的，如果采用電位表示就會變得簡單而清晰。電壓表示法和電位表示法要表示所有兩點間的電壓，采用電壓表示法需要6個電壓量，采用電位表示法需要3個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量電路中各點的電位來計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e點為參考點，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、電動勢電動勢的定義是：在電源內部，外力將單位正電荷Q從電源的負極移到電源正極所作的功W，用字母E表示，即電動勢是衡量電源將非電能轉換成電能的本領的物理量。電路中的基本物理量2020/12/1925電動勢的作用是把正電荷從低電位搬到高電位。在實際電路中，它主要起提供電能的作用。電動勢的單位和電壓一樣，也是伏特。電動勢的方向規(guī)定為：在電源內部，由負極指向正極，即由低電位指向高電位。要測量電源電動勢的大小，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電動勢與電壓的方向不同。電動勢的方向是在電源內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。電動勢和電壓的區(qū)別：電動勢僅存在于電源內部，而電壓不僅存在于電源外部，也存在于電源內部。電動勢和電壓的物理意義不同。電動勢用來衡量電源力做功本領的大小，電壓用來衡量電場力做功本領的大小。電路中的基本物理量

現(xiàn)在你能說出行程開關上面標注的“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）即導體對電流的阻礙作用，用字母R或r表示。1.電阻電路中的基本物理量2020/12/1929l——導體長度，m；

S——導體橫截面積，m2；ρ——導體的電阻率，與導體材料有關的物理量。

2.電阻定律

在溫度一定時，導體的電阻與導體長度成正比，與導體橫截面積成反比，還與導體的材料有關，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。

電阻率小的材料導電能力強，電阻率大的材料導電能力弱。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

導體10－8～10－6Ω·m導電性能絕緣體106～1016Ω·m

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

3.電阻與溫度的關系電路中的基本物理量2020/12/1934變壓器的超溫報警通過預埋在變壓器低壓繞組中的熱敏測溫電阻采集繞組或鐵心溫度信號。當變壓器繞組溫度因過載或短路等原因繼續(xù)上升，達到155℃時，即發(fā)出繞組超溫報警信號；若溫度繼續(xù)上升達到170℃，變壓器就會自動跳閘，起到自動保護作用?！局R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——電阻值是一個常數，不隨外加電壓變化而改變。常見的電阻大多數都是線性電阻。非線性電阻——電阻值不是一個常數，隨外加電壓變化而改變。電子技術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個電阻的伏安特性曲線，試分析哪一個電阻的阻值最大？并找出比較電阻大小的規(guī)律?！揪氁痪殹?/p>

要測量電阻的大小，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微調電阻是一種調節(jié)阻值范圍很小的可變電阻。微調電阻可變電阻是一種常見的可調電子元件，常用于需要調節(jié)電阻大小的場合，通過調節(jié)電阻的大小達到調節(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，一定會產生一個電壓降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）直標法

【例】在6.8Ω的電阻上標有“6.8”或“6R8”，在6.8kΩ的電阻上標有“6.8k”或“6k8”的字樣。（3）電阻器常用標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個色環(huán)表示其阻值和允許偏差。第一、第二環(huán)表示有效數字，第三環(huán)表示倍率（乘數），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個色環(huán)。第一、二、三環(huán)表示有效數字，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2020/12/1945一只標有棕、黑、