電工電子技術(shù)與技能 程周

電工電子技術(shù)與技能程周第1頁/共53頁1直流電路1.1電路1.2電路的常用基本物理量1.3電阻元件與歐姆定律1.4電阻的連接123451.5基爾霍夫定律203:55第2頁/共53頁1.1電路觀察與思考圖1.1手電筒的結(jié)構(gòu)與電路圖303:55第3頁/共53頁1.1電路觀察圖1.1可以得到以下結(jié)論電流所流過的路徑稱為電路。它是為了某種需要由電工設(shè)備或元件按一定方式組合起來的。電路的基本組成包括：電源、負(fù)載、導(dǎo)線及開關(guān)。電源：將非電能形態(tài)的能量轉(zhuǎn)換成電能的供電設(shè)備。如發(fā)電機(jī)、電池等。負(fù)載：將電能轉(zhuǎn)換成非電能形態(tài)能量的用電設(shè)備。如電動機(jī)、照明燈等。連接導(dǎo)線：傳遞信號、傳輸電能。實(shí)際應(yīng)用中，電路還必須有一些輔助設(shè)備，如控制電路通、斷的開關(guān)及保障安全用電的熔斷器等。403:55第4頁/共53頁1.1電路電路圖中幾種常見器件的圖形符號及文字符號503:55第5頁/共53頁1.2電路的常用基本物理量1.2.1電流電流的定義：電路中帶電粒子有規(guī)則地定向移動形成電流。電解液中的正、負(fù)離子(正、負(fù)電荷)帶電粒子金屬導(dǎo)體中的自由電子(負(fù)電荷){規(guī)定正電荷移動的方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。603:55第6頁/共53頁1.2電路的常用基本物理量1.2.1電流電流的實(shí)際方向有時難以確定，為此可以預(yù)先假定一個電流方向，稱為參考方向，在電路中用箭頭標(biāo)出。求解電路時應(yīng)根據(jù)假定的電流參考方向進(jìn)行。如果電流值為正，表示電流的實(shí)際方向與參考方向一致；如果電流值為負(fù)，表示實(shí)際方向與參考方向相反，如圖1.2所示。

電路圖中標(biāo)注的電流方向通常都是參考方向，參考方向可以任意規(guī)定。圖1.2電流的方向703:55第7頁/共53頁1.2電路的常用基本物理量1.2.1電流電流既是一種物理現(xiàn)象，又是一種表示帶電粒子定向運(yùn)動強(qiáng)弱的物理量。電流的大小等于通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量與通過這些電荷量所用時間的比值。電流的單位是安(A)；毫安(mA)、微安(A)1A=103mA=106

A803:55第8頁/共53頁1.2電路的常用基本物理量1.2.1電流電流對負(fù)載的作用和效應(yīng)如表1.2所示903:55第9頁/共53頁1.2電路的常用基本物理量1.2.2電位與電壓1.電位空間中的每一點(diǎn)都有一定的高度，電路中的每一點(diǎn)都有一定的電位。電位的表示方法：用字母V表示，不同點(diǎn)的電位用字母V加下標(biāo)表示，如VA。計(jì)算電位時應(yīng)指定一個參考點(diǎn)，規(guī)定參考點(diǎn)的電位為0，原則上零電位點(diǎn)是可以任意指定的。在實(shí)際應(yīng)用中，對于強(qiáng)電的電路，以大地為參考點(diǎn)，用符號表示；在弱點(diǎn)中以裝置的外殼或底板為參考點(diǎn)，用符號表示。1003:55第10頁/共53頁1.2電路的常用基本物理量1.2.2電位與電壓2.電壓電壓的定義：電路中A、B兩點(diǎn)之間的電位差稱為電壓。電壓的方向：規(guī)定由高電位點(diǎn)（標(biāo)“＋”）指向低電位點(diǎn)（標(biāo)“－”）。電壓（電位）的單位：國際單位制為伏特（用V表示），常用的還有毫伏（mV）、微伏（μV）。圖1.3電壓及電動勢的方向1103:55第11頁/共53頁1.2電路的常用基本物理量例1.1如圖1.4所示，求分別以C點(diǎn)和A點(diǎn)為參考點(diǎn)時，A、B、C三點(diǎn)的電位以及UAB。結(jié)論：參考點(diǎn)選擇不同，電位也不同，但兩點(diǎn)之間的電壓不變，即電位與參考點(diǎn)有關(guān)，而電壓與參考點(diǎn)無關(guān)。圖1.4例1.1附圖1203:55第12頁/共53頁1.2電路的常用基本物理量1.2.3電動勢電動勢的定義：在電源內(nèi)部，非靜電力將正電荷從電源負(fù)極移到正極所做的功W與其電量Q之比稱為電動勢，用E

表示，即E的單位是伏(V)W的單位是焦(J)

Q的單位是庫(C)電動勢的方向：規(guī)定從電源負(fù)極指向電源正極即非靜電力移動正電荷方向，如圖1.5所示。圖1.5帶電源的電路示意圖1303:55第13頁/共53頁1.2電路的常用基本物理量1.2.4電能電場力做的功就是電路所消耗的電能。W=QU=UIt電能的單位：焦耳，用J表示；實(shí)際應(yīng)用中也用千瓦時(kWh）（俗稱度）表示。1kWh表示功率為1kW的用電器工作1h所消耗的電能。1403:55第14頁/共53頁1.2電路的常用基本物理量1.2.4電能電能的測量圖1.6所示為家用電能表的表盤，它是記錄用電設(shè)備消耗電能的儀表。圖1.6家用電能表及接線1503:55第15頁/共53頁1.2電路的常用基本物理量1.2.5電功率用電設(shè)備單位時間消耗的電能叫做電功率，用字母P

表示，即電功率的單位：瓦(W)或千瓦(kW)1603:55第16頁/共53頁1.2電路的常用基本物理量1.2.5電功率1703:55第17頁/共53頁1.3電阻元件與歐姆定律1.3.1電阻導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小用電阻表示。在溫度不變的條件下，電阻R與導(dǎo)體的長度l成正比，與導(dǎo)體的橫截面積A成反比，即ρ為比例系數(shù)，稱為電阻率，單位是歐·米（·m）電阻率ρ與導(dǎo)體的材料和溫度有關(guān)。導(dǎo)體的電阻率<10－6

·m，絕緣體的電阻率>107

·m，半導(dǎo)體的電阻率在10－6

·m和107

·m之間。1803:55第18頁/共53頁1.3電阻元件與歐姆定律1.3.1電阻1903:55第19頁/共53頁1.3電阻元件與歐姆定律1.3.1電阻2003:55第20頁/共53頁1.3電阻元件與歐姆定律1.3.2常用電阻元件圖1.7常見電阻元件的外形2103:55第21頁/共53頁1.3電阻元件與歐姆定律1.3.2常用電阻元件2203:55第22頁/共53頁1.3電阻元件與歐姆定律1.3.2常用電阻元件圖1.8色環(huán)標(biāo)記表示電阻參數(shù)2303:55第23頁/共53頁1.3電阻元件與歐姆定律1.3.3歐姆定律1.歐姆定律：由實(shí)驗(yàn)可知，電阻元件中的電流與電阻兩端的電壓成正比，與其電阻值成反比。2403:55第24頁/共53頁1.3電阻元件與歐姆定律1.3.3歐姆定律2.電阻元件的電流、電壓關(guān)系圖1.9電阻的電流、電壓關(guān)系特性2503:55第25頁/共53頁1.3電阻元件與歐姆定律1.3.4線性電阻和非線性電阻如果電阻是固定值，遵循歐姆定律，這樣的電阻稱為線性電阻，它是一個表示該段電路特性而與電壓和電流無關(guān)的常數(shù)，否則就是非線性電阻。圖1.10線性電阻和非線性電阻的電流、電壓特性2603:55第26頁/共53頁1.3電阻元件與歐姆定律1.3.4線性電阻和非線性電阻熱敏電阻和壓敏電阻是非線性電阻圖1.11熱敏電阻2703:55第27頁/共53頁1.3電阻元件與歐姆定律1.3.4線性電阻和非線性電阻熱敏電阻有負(fù)溫度系數(shù)電阻(NTC)和正溫度系數(shù)電阻(PTC)溫度電阻值

NTCPTCNTC電阻在一定的溫度范圍內(nèi)具有大的負(fù)溫度系數(shù)，其電阻值具有隨溫度升高而急劇下降的特性。PTC電阻在一定的溫度范圍內(nèi)具有大的正溫度系數(shù)，其電阻值具有隨溫度升高而急劇增大的特性。2803:55第28頁/共53頁1.3電阻元件與歐姆定律1.3.4線性電阻和非線性電阻壓敏電阻的阻值隨電壓的增大而急劇減小。壓敏電阻在低壓時具有較大的電阻。當(dāng)電壓較大時，電流則增大許多倍，即電阻變小。壓敏電阻可用于過壓保護(hù)，將它并聯(lián)在被保護(hù)元件兩端，當(dāng)出現(xiàn)過電壓時，其電阻急劇減小，將電流風(fēng)流，起到保護(hù)并聯(lián)在一起的元件的目的。圖1.12壓敏電阻2903:55第29頁/共53頁溫故知新1.歐姆定律內(nèi)容是什么？2.歐姆定律的數(shù)學(xué)公式3.歐姆定律公式中各物理量的單位4.歐姆定律的兩個變形公式導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的兩端電壓成正比,與導(dǎo)體的電阻成反比。3003:55第30頁/共53頁串聯(lián)電路圖

連接要點(diǎn)：在串聯(lián)電路中，電流從電源的正極出發(fā)，依次經(jīng)過開關(guān)、燈泡，最后接到電源的負(fù)極.

實(shí)物圖：電路圖：學(xué)習(xí)探究313103:55第31頁/共53頁電阻依次首尾相接，沒有分支的連接方式，稱作串聯(lián)。R1R2R3R3R1R2學(xué)習(xí)探究1、串聯(lián)電路323203:55第32頁/共53頁思考實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（1）觀察1：當(dāng)合上開關(guān)，兩個燈泡有什么變化？學(xué)習(xí)探究1、串聯(lián)電路333303:55第33頁/共53頁實(shí)驗(yàn)（1）結(jié)果兩燈泡都亮學(xué)習(xí)探究1、串聯(lián)電路3403:55第34頁/共53頁思考實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（2）觀察2：當(dāng)調(diào)換開關(guān)S

的位置時，兩個燈泡有什么變化？學(xué)習(xí)探究1、串聯(lián)電路3503:55第35頁/共53頁觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（2）調(diào)換開關(guān)位置后，兩燈都亮學(xué)習(xí)探究1、串聯(lián)電路3603:55第36頁/共53頁串聯(lián)電路的特點(diǎn)

1）電流只有一條路徑，通過一個元件的電流同時也通過另一個。

2）電路中只需要一個開關(guān)，且開關(guān)的位置對電路沒有影響。[思考]學(xué)習(xí)探究1、串聯(lián)電路3703:55第37頁/共53頁1.4電阻的連接1.4.1電阻的串聯(lián)串聯(lián)電路的規(guī)律圖1.14電阻的串聯(lián)3803:55第38頁/共53頁實(shí)際應(yīng)用有一個電鈴，它的電阻是10歐，正常工作電壓是6伏?，F(xiàn)在把它接到電壓是9伏的電源上，應(yīng)該怎么做？串聯(lián)一個5歐的電阻3903:55第39頁/共53頁4003:55第40頁/共53頁練一練下圖所示的電路中，若流過電路的總電流,3個電阻值分別為。試求：（1）串聯(lián)后的等效電阻；（2）每個電阻兩端的電壓及電路的總電壓。4103:55第41頁/共53頁像這樣把元件并列地連接起來的電路，——稱并聯(lián)電路。SS1S2L1L2把兩只燈泡并列地接在電路中，并各自安裝一個開關(guān)。并聯(lián)電路的定義實(shí)驗(yàn)演示：學(xué)習(xí)探究2、并聯(lián)電路4203:55第42頁/共53頁1.4電阻的連接1.4.2電阻的并聯(lián)并聯(lián)電路的規(guī)律圖1.16電阻的并聯(lián)4303:55第43頁/共53頁1.4電阻的連接1.4.2電阻的并聯(lián)4403:55第44頁/共53頁1.4電阻的連接1.4.2電阻的并聯(lián)4503:55第45頁/共53頁電路電路圖連接特點(diǎn)電流路徑開關(guān)的作用用電器工作情況串聯(lián)首尾依次相連只有一條通路控制所有電器互相影響并聯(lián)首首相連尾尾相連若干條通路干路開關(guān)控制所有用電器，支路開關(guān)只控制它所在支路用電器互不影響串、并聯(lián)電路總結(jié)L1L2SL1L2S4603:55第46頁/共53頁下列電路圖中兩燈屬于串聯(lián)的正確電路是()DABCC4703:55第47頁/共53頁1.4電阻的連接1.4.3電阻的混聯(lián)串聯(lián)和并聯(lián)同時存在的電路稱為混聯(lián)電路4803:55第48頁/共53頁1.