電工技術基礎與技能

《電工技術基礎與技能》教案電氣教研組董升華莊浪縣職教中心2014 年2月9日星期日第一節(jié) 電路一、電路的組成1．電路：由電源、用電器、導線和開關等組成的閉合回路。2．電路的組成：電源、用電器、導線、開關（畫圖講解）。電源：把其他形式的能轉化為電能的裝置。如：干電池、蓄電池等。用電器：把電能轉變成其他形式能量的裝置，常稱為電源負載。如電燈等。導線：連接電源與用電器的金屬線。作用：把電源產(chǎn)生的電能輸送到用電器。開關：起到把用電器與電源接通或斷開的作用。二、電路的狀態(tài)（畫圖說明）1．通路（閉路）：電路各部分連接成閉合回路，有電流通過。2．開路（斷路）：電路斷開，電路中無電流通過。3．短路（捷路）：電源兩端的導線直接相連。短路時電流很大，會損壞電源和導線，應盡量避免。三、電路圖1．電路圖：用規(guī)定的圖形符號表示電路連接情況的圖。2．幾種常用的標準圖形符號。第二節(jié) 電流一、電流的形成1．電流：電荷的定向移動形成電流。（提問）2．在導體中形成電流的條件要有自由電荷。必須使導體兩端保持一定的電壓（電位差）。二、電流1．電流的大小等于通過導體橫截面的電荷量與通過這些電荷量所用時間的比值。I=qt3 62．單位：1A1C/s；1mA10A；1A10A3．電流的方向?qū)嶋H方向—規(guī)定：正電荷定向移動的方向為電流的方向。提問：金屬導體、電解液中的電流方向如何參考方向：任意假定。4．直流電：電流方向和強弱都不隨時間而改變的電流。（畫圖說明）第三節(jié) 電阻一、電阻1．導體對電流所呈現(xiàn)出的阻礙作用。不僅金屬導體有電阻，其他物體也有電阻。2．導體電阻是由它本身的物理條件決定的。例：金屬導體，它的電阻由它的長短、粗細、材料的性質(zhì)和溫度決定。3．電阻定律：在保持溫度不變的條件下，導體的電阻跟導體的長度成正比，跟導體的橫截面積成反比，并與導體的材料性質(zhì)有關。RlS式中：－導體的電阻率。它與導體的幾何形狀無關，而與導體材料的性質(zhì)和導體所處的條件有關（如溫度）。2單位：R－歐姆（Ω）；l－米（m）；S－平方米（m）；－歐米（m）。4．(1) 閱讀P6表1-1，得出結論。結論：電阻率的大小反映材料導電性能的好壞，電阻率愈大，導電性能愈差。導體：＜10-6m絕緣體：＞107m半導體：10-6m＜＜107m舉例說明不同導電性能的物質(zhì)用途不同。二、電阻與溫度的關系1．溫度對導體電阻的影響：溫度升高，自由電子移動受到的阻礙增加；溫度升高，使物質(zhì)中帶電質(zhì)點數(shù)目增多，更易導電。隨著溫度的升高，導體的電阻是增大還是減小，看哪一種因素的作用占主要地位。2．一般金屬導體，溫度升高，其電阻增大。少數(shù)合金電阻，幾乎不受溫度影響，用于制造標準電阻器。超導現(xiàn)象：在極低溫（接近于熱力學零度）狀態(tài)下，有些金屬（一些合金和金屬的化合物）電阻突然變?yōu)榱悖@種現(xiàn)象叫超導現(xiàn)象。3．電阻的溫度系數(shù)：溫度每升高 1οC時，電阻所變動的數(shù)值與原來電阻值的比。若溫度為t1時，導體電阻為R1，溫度為t2時，導體電阻為R2，則R2R1R1(t2t1)即R2R1[1(t2t1)]例1：一漆包線（銅線）繞成的線圈，15οC時阻值為20，問30οC時此線圈的阻值R為多少例2：習題（《電工基礎》第2版周紹敏主編）計算題(3)。第四節(jié) 歐姆定律一、歐姆定律1．內(nèi)容：導體中的電流與它兩端的電壓成正比，與它的電阻成反比。UR2．單位：U－伏特（V）；I－安培（A）；R－歐姆（）。注：R、U、I須屬于同一段電路；雖RU，但絕不能認為R是由U、I決定的；R適用條件：適用于金屬或電解液。例3：給一導體通電，當電壓為20V時，電流為A，問電壓為30V時，電流為多大電流增至A時，導體兩端的電壓多大當電壓減為零時，導體的電阻多大二、伏安特性曲線1．定義：以電壓為橫坐標，電流為縱坐標，可畫出電阻的U－I關系曲線，叫電阻元件的伏安特性曲線。2．線性電阻：電阻元件的伏安特性曲線是直線。KI；RU 1U RK3．非線性電阻：若電阻元件的伏安特性曲線不是直線，例：二極管。課前復習電阻定律和部分電路歐姆定律。第五節(jié)電能和電功率一、電能1．設導體兩端電壓為 U，通過導體橫截面的電量為 q，電場力所做的功為：WqU而qIt ，所以WUIt單位：W－焦耳（J）；U－伏特（V）；I－安培（A）；t－秒（s）。61度1kWh10J2．電場力所做的功即電路所消耗的電能 WUIt。3．電流做功的過程實際上是電能轉化為其他形式的能的過程。二、電功率1．在一段時間內(nèi)，電路產(chǎn)生或消耗的電能與時間的比值。PWt或PUI單位：P－瓦特（W）。2．額定功率、額定電壓：用電器上標明的電功率和電壓，叫用電器的額定功率和額定電壓。若給用電器加上額定電壓，它的功率就是額定功率，此時用電器正常工作。若加在它上面的電壓改變，則它的實際功率也改變。例1：有一220V60W的白熾燈接在220V的供電線路上，它消耗的功率為多大若加在它兩端的電壓為110V，它消耗的功率為多少（不考慮溫度對電阻的影響）例2：P8例題。三、焦耳定律1．電流的熱效應2．焦耳定律：電流通過導體產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方、導體的電阻和通電時間成正比。QI2Rt3．單位：Q－焦耳（J）；I－安培（A）；R－歐姆 （）；t－秒（s）第二章 簡單直流電路第一節(jié)閉合電路的歐姆定律一、電動勢1．電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。用符號 E表示。2．單位：伏特（V）注意點：電動勢由電源本身決定，與外電路無關。(2）電動勢的規(guī)定方向：自負極通過電源內(nèi)部到正極的方向。二、閉合電路的歐姆定律1．復習部分電路的歐姆定律UR2．閉合電路歐姆定律的推導(1)電路(2)推導設t時間內(nèi)有電荷量q通過閉合電路的橫截面。電源內(nèi)部，非靜電力把q從負極移到正極所做的功WEqEIt，電流通過R和R0時電能轉化為熱能22QIRtIRt0因為WQ所以EItI22RtRtI0EIRIR0或IERR0(3）閉合電路歐姆定律閉合電路內(nèi)的電流，與電源電動勢成正比，與整個電路的電阻成反比。其中，外電路上的電壓降（端電壓）UIREIR0內(nèi)電路上的電壓降UIR0電動勢等于內(nèi)、外電路壓降之和EIRIR0UU例1：如上圖，若電動勢E24V，內(nèi)阻R04，負載電阻R20，試求：（1）電路中的電流；（2）電源的端電壓；（3）負載上的電壓降；（4）電源內(nèi)阻上的電壓降。例2：電源電動勢為V，內(nèi)電阻為，外電路電阻為，求電路中的電流和端電壓。例3：電動勢為V的電源，與8的電阻接成閉合電路，電源兩極間的電壓為V，求電源的內(nèi)電阻。三、端電壓1．電動勢與外電路電阻的變化無關，但電源端電壓隨負載變化，隨著外電阻的增加端電壓增加，隨著外電阻的減少端電壓減小。E證明：IR0當R增加時，（RR0）增加，電流I減小，UEIR0增加；同理可證，當R減小時，U也減小。2．兩種特例：（1）當外電路斷開時，R趨向于無窮大。I0UEIR0E即UE應用：可用電壓表粗略地測定電源的電動勢（2）當外電路短路時，R趨近于零，IE趨向于無窮大，U趨近于零。短RR0路時電流很大，會燒壞電源，引起火災，決不允許將導線或電流表直接接到電源上，防止短路。應用：測量電動勢和電源內(nèi)阻。例4：例1（《電工基礎》第 2版周紹敏主編）。例5：有一簡單閉合電路，當外電阻加倍時，通過的電流減為原來的2/3，求內(nèi)阻與外阻的比值。四、電源向負載輸出的功率1．P電源IE；P負載IU；P內(nèi)阻I2R0；UER0同乘以I，得UIIEI2R0IEIUI2R0P電源P負載P內(nèi)阻在何時電源的輸出功率最大設負載為純電阻當 RR0時，E2Pmax4R0這時稱負載與電源匹配。2．電源輸出功率 P與負載電阻R的變化關系曲線3．注意：當RRO時，電源輸出功率最大，但此時電源的效率僅為 50%。課前復習：1．閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達式。2．端電壓隨外電阻的變化規(guī)律。3．電源輸出最大功率的條件。第二節(jié) 電池組一個電池所能提供的電壓不會超過它的電動勢，輸出的電流有一個最大限度，超出這個極限，電源就要損壞。對于要求較高電壓或較大電流的場合，就要用到多個電池的串聯(lián)和并聯(lián)及混聯(lián)。一、電池的串聯(lián)1．當負載需要較高電壓時，可使用串聯(lián)電池組供電。設串聯(lián)電池組n個電動勢為E，內(nèi)阻為R0的電池組成，則：E串nEr串nR02．特點：電動勢等于單個電池電動勢之和。內(nèi)阻等于單個電池內(nèi)電阻之和。3．注：用電器的額定電流必須小于單個電池允許通過的最大電流。二、電池的并聯(lián)1．當負載需要較大電流時，可使用并聯(lián)電池組供電。設并聯(lián)電池組n個電動勢為E，內(nèi)阻為R0的電池組成，則E并E；R0并R0n2．特點：電動勢等于單個電池的電動勢。內(nèi)阻等于單個電池內(nèi)阻的1。n3．注：用電器的額定電壓必須低于單個電池的電動勢。三、電池的混聯(lián)1．當單個電池的電動勢和允許通過的最大電流都小于用電器額定電壓和額定電流時，可采用混聯(lián)電池組供電。例1：有3個電池串聯(lián)，若每個電池的電動勢EV，內(nèi)阻R0，求串聯(lián)電池組的電動勢和內(nèi)阻。例2：有5個相同的電池，每個電池的EV，R0，將它們串聯(lián)后,外接電阻為，求電路的電流及每個電池兩端的電壓。課前復習1．串、并聯(lián)電池組的電動勢和內(nèi)電阻的計算。2．串、并聯(lián)電池組的應用場合。第三節(jié)電阻的串聯(lián)一、定義1）電阻的串聯(lián)——把兩個或兩個以上的電阻依次連接起來，使電流只有一條通路。2）特點①電路中電流處處相等。②電路總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和。二、重要性質(zhì)1．總電阻UIR；U1IR1；U2IR2；；UnIRnUU1U2U3UnIRIR1IR2IR3+RnRR1R2R3++Rn結論：串聯(lián)電路的總電阻等于各個電阻之和。2．電壓分配U1；IU2；IU3；；IUnR1R2R3RnU1U2U3UnIR1R2R3Rn結論：串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓與它的阻值成正比。若兩個電阻串聯(lián)，則U1IR1；U2IR2；I UR1R2R1R2UU1U；U2R1R2R1R23．功率分配PIUI2RP1=I2R1；P2I2R2；P3I2R3；；PnI2RnP1 P2 P3 PnR1R2 R3 Rn結論：串聯(lián)電路中各電阻消耗的功率與它的阻值成正比。例1：有４個電阻串聯(lián)，其中R120，R215，R310，R410，接在110V的電壓上。求（1）電路的總電阻及電流；（2）R1電阻上的電壓。例2：例1（《電工基礎》第2版周紹敏主編）。例3：R1、R2為兩個串聯(lián)電阻，已知 R14R2，若R1上消耗的功率為消耗的功率。

1W，求R2上三、電壓1）常用的電壓表是用微安表或毫安表改裝成的。2）毫安表或微安表的重要參數(shù)：Ig——滿偏電流Rg表頭內(nèi)阻UIR，則毫安表（3）電流越大，毫安表或微安表指針的偏角就越大。由于或微安表兩端的電壓越大，指針偏角也越大。4）如果在刻度盤上直接標出電壓值，就可用來測電壓，但這時能測的電壓值很小。為了能測較大的電壓，可串聯(lián)一電阻，分擔部分電壓，就完成了電壓表的改裝。5）測量時要與被測電路并聯(lián)。（6）關鍵：會計算串聯(lián)的電阻R的大小。設電流表的滿偏電流為Ig，內(nèi)阻為Rg，要改裝成量程為U的電壓表，求串入的RRURUIgRgIgIg例4：例2（《電工基礎》第 2版周紹敏主編）。課前復習：1．串聯(lián)電路中電流、電壓的基本特點。2．串聯(lián)電路的總電阻、電流分配和功率分配。3．串聯(lián)電阻的分壓作用。第四節(jié)電阻的并聯(lián)一、定義1．電阻的并聯(lián)：把若干個電阻一端連在一起，另一端連接在一起。2．特點：①電路中各支路兩端的電壓相等；②電路中總電流等于各支路的電流之和。二、重要性質(zhì)1．總電阻設電壓為

U，根據(jù)歐姆定律，則I

=

U

；I

1

U

；I2

U

；；I

n

UR

R1

R2

Rn因為II1I2I3In所以1 1 1 1 1RR1R2R3Rn結論：并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各個電阻的倒數(shù)之和。2．電流分配UI1R1；UI2R2；UI3R3；；UInRnI1R1I2R2I3R3IRnU結論：并聯(lián)電路中通過各個電阻的電流與它的阻值成反比。R2I；I2R1I當只有兩只電阻并聯(lián)時I1R1R2R1R23．功率分配2PKUIKURKP1R1P2R2P3R3PnRn結論：并聯(lián)電路中各個電阻消耗的功率與它的阻值成反比。例1：R124，R2=8，U12V，求總電阻及各電阻上的電流。例2：5個25的電阻并聯(lián)，總電阻為多少例3：兩只電阻并聯(lián)，其中R為100，通過R的電流I1為0.4A，通過整11個并聯(lián)電路的電流I為1A，求R2和通過R2的電流I2。例4：在240V的線路上并接15、30、40電熱器各一個，求（1）各電熱器上的電流；（2）總電流及總電阻；（3）總功率及各電熱器消耗的電功率。例5：例1（《電工基礎》第2版周紹敏主編）。三、電流表利用并聯(lián)電路的分流原理，在微安表或毫安表上并聯(lián)一分流電阻，按比例分流一部分電流，則可以利用微安表和毫安表測量大的電流（擴大量程）。URIgRgRIIg其中：IIR為電流表的滿偏電流；R為電流表內(nèi)阻；I為電流表的量程；R為分gg流電阻。例5：P26例2。課前復習：電阻串、并聯(lián)的基本特點和重要性質(zhì)。第五節(jié)電阻的混聯(lián)一、混聯(lián)既有電阻的串聯(lián)又有電阻的并聯(lián)，叫電阻的混聯(lián)。二、混聯(lián)的計算步驟1．把電路進行等效變換；2．先計算各電阻串聯(lián)和并聯(lián)的等效電阻值，再計算電路的總的等效電阻；3．由電路的總的等效電阻值和電路的端電壓計算電路的總電流；4．利用電阻串聯(lián)的分壓和電阻并聯(lián)的分流關系，計算各部分電壓及電流。三、進行電路等效變換的兩種方法方法一：利用電流的流向及電流的分合，畫出等效電路圖。例1：已知：R1R28，R3R46，R5R64，R7R824，R916，U224V，求：通過R9的電流和R9兩端的電壓。例2：例2。（《電工基礎》第2版周紹敏主編）第六節(jié)萬用表的基本原理一、表頭簡述表頭原理。表頭的參數(shù)：Ig——滿偏電流；Rg——表頭內(nèi)阻。二、直流電壓的測量1．IURgRI正比于U－可以用來測量電壓。2．分壓電阻的計算當UUL(UL為電壓表的量程)則IIgUlUlIgRgIgRRgRIg3．多量程的電壓表例：例題。（《電工基礎》第 2版周紹敏主編）三、交流電壓的測量1．補充：二極管的單向?qū)щ娦酝〝鄺l件（二極管圖）2．工作原理四、直流電流的測量1．利用并聯(lián)分流原理IgRIRgR2．工作原理五、電阻的測量1．A－滿偏電流為 Ig、內(nèi)阻為Rg的電流表；R－調(diào)零電阻2．調(diào)零紅、黑表筆短接，調(diào) R，使Ig

ERg R R0則指針滿偏，紅、黑筆間電阻為 0。3．測量接入電阻Rx，I ERg Rx R R0隨Rx變化，I也變化，每個 Rx對應一個I。4．注意（1）刻度不均勻；（2）測量隨電池內(nèi)阻 r的變化有影響，不精確。六、使用萬用表的注意事項1．了解性能及各符號字母的含義，會讀數(shù)，了解各部件作用及用法。2．觀察表頭指針是否處于零位。3．測量前選擇正確的位置：量程選擇：應使表頭指針偏倒?jié)M刻度三分之二左右。無法估算測量值時可從最大量程當逐漸減少到合適量程。4．讀數(shù)1）對有弧形反射鏡的表盤，應使像、物重合。（2）估讀一位小數(shù)。（3）了解每一刻度的值。5．被測位正、負要分清。6．測電流要串聯(lián)。7．測電壓時要并聯(lián)在被測電路兩端。8．測電阻時不可帶電測量。9．測量過程中不允許撥動轉換開關選擇量程。10．使用結束后，要置于最高交流電壓擋或 off 擋。課前復習：使用萬用表進行測量時要注意的問題。第七節(jié)電阻的測量一、伏安法1．利用UIR（歐姆定律）來測量電阻2．步驟：（1）用電壓表測出電阻兩端的電壓。（2）用電流表測出通過電阻的電流。（3）用RU公式計算電阻值。I3．方法有兩種電流表內(nèi)接法II電流表外接法（1）電流表外接法R測R實適用條件：待測電阻值比電壓表內(nèi)阻小得多（ RRv）。（2）電流表內(nèi)接法R測R實適用條件：待測電阻阻值比電流表內(nèi)阻大得多（ RRa）。二、惠斯通電橋1．原理1）P32圖2-26R1、R2、R3、R4是電橋的4個臂，其中R4為待測電阻，其余3個為可調(diào)已知電阻，G是靈敏電流計，比較B、D兩點的電位。（2）調(diào)節(jié)已知電阻的阻值，使 Ig0I1I2；I3I4當R1和R3上電壓降相等，R2和R4上的電壓降也相等，既I1R1I3R3，I2R2I4R4時，兩式相除，得R1R3R2R4RR2R34R12．測量結果的準確程度由下面的因素決定：（1）已知電阻的準確程度。（2）電流計的靈敏度。3．學校常用的滑線式電橋計算方式Rxl2Rl1課前復習1．伏安法測量電阻的原理。2．伏安法測量電阻產(chǎn)生誤差的原因。3．電橋平衡的條件。第八節(jié)電路中各點電位的計算一、電位的概念1．零電位點計算電位的起點。習慣上規(guī)定大地的電位為零或電路中的某一公共點為零電位。2．電位電路中任一點與零電位點之間的電壓就是該點的電位。二、電位的計算方法1．確定零電位點。2．標出電路中的電流方向，確定電路中各元件兩端電壓的正、負極。3．從待求點通過一定的路徑繞到零電位點，則該點的電位等于此路徑上全部電壓降的代數(shù)和。如果在繞行過程中從元件的正極到負極，此電壓便為正的，反之，從元件的負極到正極，此電壓則為負。三、舉例例1：如圖，求VA、VB、VC、VD、UAB、UBC、UDC例2：已知：E145V，E212V，內(nèi)阻忽略，R15，R24，R32，求：B、C、D三點的電位。結論：1）電位與所選擇的繞行路徑無關。2）選取不同的零電位點，各電位將發(fā)生變化，但電路中任意兩點間的電壓將保持不變。第三章 復雜直流電路第一節(jié)基爾霍夫定律一、基本概念1．復雜電路。2．支路：由一個或幾個元件首尾相接構成的無分支電路。節(jié)點：三條或三條以上的支路匯聚的點?；芈罚弘娐分腥我婚]合路徑。網(wǎng)孔：沒有支路的回路稱為網(wǎng)孔。3．舉例說明上述概念。4．提問：圖 3-1中有幾個節(jié)點、幾條支路、幾條回路、幾個網(wǎng)孔5．舉例二、基爾霍夫電流定律1．形式一：電路中任意一個節(jié)點上，流入節(jié)點的電流之和等于流出節(jié)點的電流之和。I入I出形式二：在任一電路的任一節(jié)點上，電流的代數(shù)和永遠等于零。I0規(guī)定：若流入節(jié)點的電流為正，則流出節(jié)點的電流為負。2．推廣：應用于任意假定的封閉面。流入封閉面的電流之和等于流出封閉面的電流之和。例：本節(jié)例題三、基爾霍夫電壓定律1．內(nèi)容：從一點出發(fā)繞回路一周回到該點時，各端電壓的代數(shù)和等于零。U02．注意點：（1）在繞行過程中從元器件的正極到負極，電壓取正，反之為負。（2）繞行方向可選擇，但已經(jīng)選定后不能中途改變。課前復習1．電路的節(jié)點、支路、回路、網(wǎng)孔的概念。2．基爾霍夫電流定律、電壓定律的內(nèi)容和表達式。第二節(jié)基爾霍夫定律的應用一、支路電流法1．以支路電流為未知量，應用基爾霍夫兩定律列出聯(lián)立方程，求出各支路電流的方法。2．對于n條支路，m個節(jié)點的電路，應用支路電流法解題的步驟：（1）選定各支路電流為未知量，并標出各電流的參考方向，并標出各電阻上的正、負。（2）按基爾霍夫電流定律，列出（ m1）個獨立的節(jié)點電流方程式。（3）指定回路的繞行方向，按基爾霍夫電壓定律，列出n(m1)個回路電壓方程。（4）代入已知數(shù)，解聯(lián)立方程式，求各支路的電流。（5）確定各支路電流的實際方向。3．舉例例1：本節(jié)例題例2：如圖，已知E1E217V，R11，R25，R32，用支路電流法求各支路的電流。課前復習習題（《電工基礎》第 2版周紹敏主編）4．計算題（3），用支路電流法求各支路的電流。第三節(jié)疊加定理一、疊加原理1．運用疊加定理可以將一個復雜的電路分為幾個比較簡單的電路，然后對這些比較簡單的電路進行分析計算，再把結果合成，就可以求出原有電路中的電壓、電流，避免了對聯(lián)立方程的求解。2．內(nèi)容：在線性電路中，任何一個支路中的電流（或電壓）等于各電源單獨作用時，在此支路中產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和。3．步驟：（1）分別作出由一個電源單獨作用的分圖，其余電源只保留其內(nèi)阻。（對恒壓源，該處用短路替代，對恒流源，該處用開路替代）。（2）按電阻串、并聯(lián)的計算方法，分別計算出分圖中每一支路電流（或電壓）的大小和方向。3）求出各電動勢在各個支路中產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和，這些電流（或電壓）就是各電源共同作用時，在各支路中產(chǎn)生的電流（或電壓）。4．注意點：（1）在求和時要注意各個電流（或電壓）的正、負。（2）疊加定理只能用來求電路中的電流或電壓，而不能用來計算功率。二、舉例例1：本節(jié)例題課前復習疊加定理的內(nèi)容。第四節(jié)戴維寧定理當有一個復雜電路，并不需要把所有支路電流都求出來，只要求出某一支路的電流，在這種情況下，用前面的方法來計算就很復雜，應用戴維寧定理求解就較方便。一、二端網(wǎng)絡1．網(wǎng)絡：電路也稱為電網(wǎng)絡或網(wǎng)絡。2．二端網(wǎng)絡：任何具有兩個引出端與外電路相連的電路。3．輸入電阻：由若干個電阻組成的無源二端網(wǎng)絡，可以等效成的電阻。4．開路電壓：有源二端網(wǎng)絡兩端點之間開路時的電壓。二、戴維寧定理1．內(nèi)容：對外電路來說，一個含源二端線性網(wǎng)絡可以用一個電源來代替。該電源的電動勢E0等于二端網(wǎng)絡的開路電壓，其內(nèi)阻R0等于含源二端網(wǎng)絡內(nèi)所有電動勢為零，僅保留其內(nèi)阻時，網(wǎng)絡兩端的等效電阻（輸入電阻）。2．步驟：（1）把電路分為待求支路和含源二端網(wǎng)絡兩部分。（2）把待求支路移開，求出含源二端網(wǎng)絡的開路電壓Uab。Rab。（3）將網(wǎng)絡內(nèi)各電源除去，僅保留電源內(nèi)阻，求出網(wǎng)絡二端的等效電阻（4）畫出含源二端網(wǎng)絡的等效電路，并接上代求支路電流。3．注意：代替含源二端網(wǎng)絡的電源極性應與開路電壓Uab的極性一致。三、舉例例1：例1例2：例2課前復習戴維寧定理的內(nèi)容。第五節(jié)兩種電源模型的等效變換一、電壓源1．電壓源：為電路提供一定電壓的電源。2．恒壓源：電源內(nèi)阻為零，電源提供恒定不變的電壓。3．恒壓源的特點（1）它的電壓恒定不變。（2）通過它的電流可以是任意的，且決定于與它連接的外電路負載的大小。4．符號二、電流源1．電流源：為電路提供一定電流的電源。2．恒流源：電源內(nèi)阻為無窮大，電源將提供恒定不變的電流。3．恒流源的特點（1）它提供的電流恒定不變，不隨外電路而改變。（2）電源端電壓是任意的，且決定于外電路。4．符號三、電壓源與電流源的等效變換1．電壓源理想電壓源串聯(lián)內(nèi)阻 R0電流源理想電流源并聯(lián)內(nèi)阻 R02．電壓源UUSIR0IUS UR0電流源II

USRS對外等效US UI USR0 RS所以ISUSUS，R0RSR0 RS3．結論（1）一個電壓源與電阻的串聯(lián)組合，可用一個電流源與電阻的并聯(lián)組合來等效代替。條件：ISUSR0，RSR0，如下圖（2）一個電流源與電阻的并聯(lián)組合，可用一個電壓源與電阻的串聯(lián)組合來等效代替。條件：USISRS，R0RS如下圖。四、舉例例1：例1例2：例2注意：（1）IS與US的方向一致。（2）等效變換對外電路等效，對電源內(nèi)部不等效。（3）恒壓源和恒流源之間不能等效。五、電源等效變換及化簡原則1．注意點（3）2．兩個并聯(lián)的電壓源不能直接合并成一個電壓源，但兩個并聯(lián)的電流源可以直接合并成一個電流源。3．兩個串聯(lián)的電流源不能直接合并成一個電流源，但兩個串聯(lián)的電壓源可以直接合并成一個電壓源。4．與恒壓源并聯(lián)的電流源或電阻均可去除；與恒流源串聯(lián)的電壓源或電阻均可去除。例4：將下圖中的含源二端網(wǎng)絡等效變換為一個電壓源。例5：用電壓源與電流源等效變換的方法計算 1電阻上的電流?？偨Y復習第一章1．了解電路的組成及各部分原理2．電流（1）定義（2）產(chǎn)生條件（3）方向（4）電流的大小3．電阻（1）電阻是表示導體對電流的阻礙作用的物理量（2）電阻大小的決定因素（3）電阻與溫度的關系4．歐姆定律（1）部分電路歐姆定律（2）閉合電路歐姆定律5．電路中能量轉換（1）電流通過用電器時①轉換電能的計算 WUIt②電功率的計算 PUI③焦耳定律（電流熱效應的規(guī)律）2 2④電熱：QIRt；熱功率：PIR2PEI ER R0①分配給內(nèi)電路的功率②分配給外電路的功率第二章1．電池阻的串、并聯(lián)2．電阻的串、并聯(lián)規(guī)律總結3．電阻的混聯(lián)4．萬用表的基本原理5．電阻的測量（1）伏安法：電流表外接；電流表內(nèi)接（2）惠斯通電橋6．電位的計算方法1）標出電流方向確定元件電壓正、負極性（2）確定零電位點（3）從待求點通過一定路徑繞到零電位點，該點電位等于此路徑上全部電壓的代數(shù)和。第三章1．復雜電路、支路、節(jié)點、回路、網(wǎng)孔的概念2．基爾霍夫定律的內(nèi)容、表達式、注意事項、應用3．復雜電路的求解方法（1）支路電流法：①內(nèi)容 ②解題步驟 ③注意點 ④應用（2）疊加定理①內(nèi)容 ②解題步驟 ③注意點 ④應用（3）戴維寧定理①內(nèi)容 ②解題步驟 ③注意點 ④應用（4）電壓源與電流源的等效變換①電壓源、電流源的概念；②恒壓源、恒流源的概念；③電壓源與電流源的等效互換變換的條件；④注意點 ⑤應用第四章 電容課前復習1．電壓源、電流源的概念。2．電壓源和電流源等效變換的條件。第一節(jié) 電容器和電容一、電容器1．電容器—— 任何兩個彼此絕緣而又互相靠近的導體都可以組成電容器。2．當電容器與直流電源接通時，電源兩極的電荷就會在電場力的作用下，向電容器的極板上移動，使與電源正極相接的極板上帶正電荷，與電源負極的極板上帶負電荷，從而在電容器兩極板間建立起電壓。3．充電——使電容器帶電的過程叫充電。4．放電—— 使電容器失去電荷的過程叫放電。二、電容1．電容器兩極帶的電荷越多，產(chǎn)生的電壓也越高，且對于一定 的電容器，極板上帶電量與極板間電壓的比值是常數(shù)，這一比值為電容器的電容量。2．C=q，式中：UC——電容量 q——電荷量 U——兩極板間的電壓3．單位：1F=106μF=1012pF三、平行板電容器的電容1．平行板電容器的電容與介電常數(shù)成正比，與正對面積成正比，與極板的距離成反比。2．CεS，式中：dε－介電常數(shù)法拉/米（Fm）2S－正對的面積平方米（ m）d－兩極板間的距離米（ m）電介質(zhì)的介電常數(shù)ε由介質(zhì)的性質(zhì)決定的。真空介電常數(shù)ε 0=1012Fm相對介電常數(shù)εr02例1：平行板電容器的極板面積為 100cm，兩板間的介質(zhì)為空氣，兩極板間的距離為5mm，現(xiàn)將電壓為 120V的直流電源接在電容器的兩端。求（1）該平行板電容器的電容及所帶的電荷量。（2）若將電容器的兩極板浸入相對介電常數(shù)為的油中，此時電容又是多大課前復習P65習題4.問答與計算題（3）第二節(jié)電容器的連接一、電容器的串聯(lián)1．電容器的串聯(lián)：把幾只電容器的極板首尾相接，連成一個無分支電路的連接方式。如圖2．串聯(lián)的性質(zhì)（1）q1=q2=q3=q（2）U=U1+U2+U31 1 1 1（3） = + +設各電容為C1、C2、C3的電容器上的電壓為 U1、U2、U3U1=q；U2=q；U3=qC1 C2 C3UU1U2U3q(1 1 1)C1C2C31 1 1 1CC1C2C3結論：串聯(lián)電容的總電容的倒數(shù)等于各電容的電容倒數(shù)之和。3．串聯(lián)的作用：增大耐壓，但電容減小。例1：P58例2二、電容器的并聯(lián)1．電容器的并聯(lián)：把幾只電容器的正極連在一起，負極也連在一起，這就是電容器的并聯(lián)。如圖所示。2．性質(zhì)（1）qq1q2q3（2）U=U1=U2=U3（3）CC1C2C3設每只電容器的電壓都是 U，電容為C1、C2、C3，所帶電量為 q1、q2、q3，q1C1Uq2C2Uq(C1C2C3)U結論：并聯(lián)電容器的總電容等于各電容器的電容之和。例3：有兩只電容器，電容分別為 10μF和20μF。它們的額定工作電壓為25V和15V，并聯(lián)后，接在 10V電源上。求：（1）q1、q2及C； （2）最大允許的工作電壓。課前復習1．串聯(lián)電容器的總電容、并聯(lián)電容器的總電容的計算公式。2．何種情況下需要把電容器串聯(lián)起來何種情況下需要把電容器并聯(lián)起來3．P64習題 1．是非題（3）～（8）。 2 ．選擇題（4）～（7）。第三節(jié) 電容器的充電和放電一、電容器的充電開關S合向1，電容器充電。1．現(xiàn)象：（1）白熾燈開始較亮，逐步變暗。（2）○A1的讀數(shù)由大變小。（3）○V的讀數(shù)變大。（4）最后○A1指向0，○V的大小等于 E。2．解釋：電源正極向極板供給正電荷，負極向極板供給負電荷。電荷在電路中形成定向移動，產(chǎn)生電流，兩極板間有電壓。剛合上時，電源與電容器之間存在較大的電壓，使大量電荷從電源移向電容器極板，產(chǎn)生較大電流，隨著電荷的增加，電壓減小，電流減小。當電容器兩端電壓等于電源電壓時，電荷停止定向移動，電流為0，燈不亮。二、電容器的放電S合向2，電容放電。1．現(xiàn)象：（1）開始燈較亮，逐漸變暗，直至熄滅。（2）○A2開始較大，逐漸變小，電流方向與剛才充電方向相反，直至指示為 0。（3）開始○V指示為E，逐漸下降，直至為 0。2．解釋：放電過程中，由于電容器兩極板間的電壓使回路中有電流產(chǎn)生。開始這個電壓較大，因此電流較大，隨著電容極板上的正、負電荷的中和，極板間的電壓逐漸減小，電流也減小，最后放電結束，極板間不存在電壓，電流為零。3．結論：當電容器極板上所儲存的電荷發(fā)生變化時，電路中就有電流流過；若電容器極板上所儲存的電荷量恒定不變時，則電路中就沒有電流流過。電路中的電流為qCuCtt三、電容器的質(zhì)量判別1．用R100或R1k擋。2．將萬用表分別與電容器兩端接觸，指針發(fā)生偏轉并回到接近起始的地方，說明電容器的質(zhì)量很好。3．若指針偏轉后回不到起始位置的地方，而停在標度盤的某處說明電容器的漏電很大，這時指針所指出的電阻數(shù)值即表示該電容器的漏電阻值。4．若指針偏轉到零位置之后不再回去，則說明電容器內(nèi)部已經(jīng)短路；如果指針根本不偏轉，則說明電容器內(nèi)部可能斷路，或電容量很小。第四節(jié) 電容器中的電場能量1．充電時，q↑→Uc↑電壓與電荷量成正比： qCu2．電源輸入電荷量為 q時所做的總功，也就是存儲于電容器中的總能量。Wc1qUC1CU22 2式中：C——電容器的電容單位： F（法拉）UC——電容器兩端的電壓單位： V（伏特）Q——電容器所帶的電荷量單位： C（庫侖）W——電容器儲存的電場能量 單位：J（焦耳）3．結論：電容器中存儲的電場能量與電容器的電容成正比，與電容器兩極板之間的電壓平方成正比。4．電容器是一種儲能元件，當電容器兩端電壓增加時，電容器便從電源吸收能量儲存在它兩極板的電場中，當電容器兩端電壓降低時，它便把儲存的電場能量釋放出來。電容器本身只與電源進行能量交換，不消耗能量。第五章 磁場和磁路第一節(jié)電流的磁效應一、磁場磁極間相互作用的磁力是通過磁場傳遞的。磁極在它周圍的空間產(chǎn)生磁場，磁場對處在它里面的磁極有磁場力的作用。二、磁場的方向和磁感線1．磁場的方向：在磁場中任一點，小磁針靜止， N極所指的方向為該點的磁場方向。2．磁感線：在磁場中畫出一些曲線，在曲線上每一點的切線方向都與該點的磁場方向相同。三、電流的磁場1．直線電流的磁場電流的方向與它的磁感線方向之間的關系用安培定則判定。例：2．環(huán)形電流的磁場電流方向與磁感線方向之間的關系，用安培定則判定。例：3．通電螺線管的磁場電流方向與磁感線方向之間的關系用安培定則判定。第二節(jié)磁場的主要物理量一、磁感應強度 B1．它是表示磁場強弱的物理量BF（條件：導線垂直于磁場方向）Il可用高斯計測量，用磁感線的疏密可形象表示磁感應強度的大小。2．單位：F——N（牛頓），I——A（安培），L——m（米），B——T（特斯拉）3．B是矢量，方向：該點的磁場方向。4．勻強磁場：在磁場的某一區(qū)域，若磁感應強度的大小和方向都相同，這個區(qū)域叫勻強磁場。二、磁通Φ1．ΦBS（條件：①BS；②勻強磁場）2．單位：韋伯（Wb）3．B= ；B可看作單位面積的磁通，叫磁通密度。S三、磁導率μ1．表示媒介質(zhì)導磁性能的物理量。真空中磁導率： μ0410-7Hm。相對磁導率：r02．μr＜1反磁性物質(zhì)；μr＞1順磁性物質(zhì)；μr1鐵磁性物質(zhì)。前面兩種為非鐵磁性物質(zhì) μr1，鐵磁性物質(zhì)μ不是常數(shù)。四、磁場強度 H1．表示磁場的性質(zhì)，與磁場內(nèi)介質(zhì)無關。2．HB或BμHμ0μrH3．（1）磁場強度是矢量，方向和磁感應強度的方向一致。（2）單位：安米（Am）課前復習1．磁場中某一點的磁場方向的規(guī)定。2．安培定則的內(nèi)容。3．磁感應強度的定義式、磁感應強度方向的規(guī)定。4．磁通、磁導率、相對磁導率的概念。5．磁場強度的定義式，磁場強度方向的規(guī)定。第三節(jié) 磁場對通電導線的作用力一、磁場對通電導線的作用力1．力的大?。?）當電流方向與磁場方向垂直時F=BIl（適用于：一小段通電導線；勻強磁場）（2）若電流方向與磁場方向平行，則 F=0。（3）若電流方向與磁場方向間有一夾角 ，則B1Bcos ；B2BsinFB2IlBIl sin討論：π，F(xiàn)BIl 最大；=0，F(xiàn)0最小。2單位：F－牛頓（N）；l－米（m）；B－特斯拉（T）。2．力的方向——用左手定則判定例1：一根通電直導線放在磁場中，圖中已分別表明電流，磁感應強度和磁場對電流的作用力這三個物理量中兩個量的方向，試標出第三個物理量的方向。例2：一勻強磁場BT；L20cm；30；I10A，求：直導線所受磁場力的大小和方向。二、電流表的工作原理（磁電式）（膠片）1．勻強磁場對通電線圈的作用力2．磁場使線圈偏轉的力矩 M1K1I；彈簧產(chǎn)生的力矩 M2K2，兩力矩平衡（M1M2）時，線圈就停在某一偏轉角上，指針指到刻度盤的某一刻度，刻度是均勻的。3．優(yōu)點：刻度均勻，準確度高，靈敏度高。缺點：價格貴，對過載很敏感。課前復習1．磁場力大小的公式、磁場力方向的規(guī)定。2．習題（《電工基礎》第 2版周紹敏主編）1．是非題（5）、（6）。2．選擇題（6）、（7）。3．填充題（7）、（8）。第五節(jié)鐵磁性物質(zhì)的磁化一、鐵磁性物質(zhì)的磁化1．磁化：本來不具磁性的物質(zhì)，由于受磁場的作用而具有了磁性的現(xiàn)象。非鐵磁性物質(zhì)是不能被磁化的。2．磁化內(nèi)因：在外磁場的作用下，磁疇（磁性小區(qū)域）沿磁場方向作取向排列，形成附加磁場，從而使磁場顯著增強。去掉外磁場后，有些鐵磁性物質(zhì)中磁疇的一部分或大部分仍保持取向一致，對外仍顯磁性，這就成了永久磁鐵。3．應用：用于電子和電氣設備中。二、磁化曲線1．磁化曲線（B－H曲線）：鐵磁性物質(zhì)的 B隨H而變化的曲線。=μH即μBH2．測試原理圖 a3．磁化曲線圖 bO－1段：起始磁化段。 B增加得較慢（由于磁疇慣性）。1－2段：直線段。B隨H增加很快（由于磁疇在外磁場的作用下大部分趨向 H的方向）。2－3段：B增加變慢（由于隨著 H的增加只有少數(shù)磁疇繼續(xù)轉向）。3以后：飽和段，B基本不隨H變化（已幾乎沒有磁疇可轉向了，為飽和磁感應強度）。4．說明：（1）對于變壓器和電機，通常工作于 2－3段。2）每一種材料B的飽和值一定，不同鐵磁性物質(zhì)，B的飽和值不同。3）B愈大導磁性能愈好。三、磁滯回線1．曲線2．剩磁：當 H減至零時，B值不等于零，而是保留一定的值，稱為剩磁。用Br表示。矯頑磁力：為克服剩磁所加的磁場強度。用 Hc表示。3．磁滯現(xiàn)象：B的變化總是落后于 H的變化。磁滯回線：abcdefa為一封閉對稱于原點的閉合曲線，稱為磁滯回線4．（1）基本磁化曲線：連接各條對稱的磁滯回線的頂點，得到的一條曲線叫基本磁化曲線。（2）磁滯損耗：反復交變磁化過程中有能量損耗，稱為磁滯損耗。（3）剩磁和矯頑力愈大的鐵磁性物質(zhì)，磁滯損耗就愈大。課前復習1．什么叫鐵磁性物質(zhì)的磁化它能夠被磁化的原因。2．鐵磁性物質(zhì)的磁化曲線和磁滯回線的概念。第五節(jié)磁路的基本概念一、磁路1．磁路：磁通經(jīng)過的閉合路徑。2．說明主、漏磁通。3．磁路：無分支和有分支。無分支 有分支二、磁路的歐姆定律1．通電線圈產(chǎn)生磁場，磁通隨線圈匝數(shù)和所通過的電流的增大而增加。把通過線圈的電流和線圈匝數(shù)的乘積稱為磁動勢。EmN單位：安培（A）2．磁阻：磁通通過磁路時所受到的阻礙作用。RmlS2式中：l－磁路長度（m）；S－磁路橫截面積（m）；μ－磁導率（H／m）；Rm－磁阻（1／H）。3．磁路的歐姆定律（1）內(nèi)容：通過磁路的磁通與磁動勢成正比，與磁阻成反比。（2）EmRm（3）磁路與電路對應的物理量及其關系式。電路磁路電流I磁通電阻RlS磁通Rm＝lS電阻率磁導率電動勢E磁動勢m＝INE電路歐姆定律IER磁路歐姆定律=EmRm練習：1．在磁場中，各點的磁場強度的大小不僅與電流的大小和導體的形狀有關，而且與媒介質(zhì)的性質(zhì)有關。（ ）2．磁路的歐姆定律是指：磁感應強度與磁動勢成正比，與磁阻成反比。（ ）第六章 電磁感應課前復習1．電流產(chǎn)生的磁場。 2 ．右手螺旋定則的內(nèi)容。第一節(jié)電磁感應現(xiàn)象1．演示（1）讓導體AB在磁場中向前或向后運動?，F(xiàn)象：電流表指針發(fā)生偏轉，說明電路中有了電流。（2）導體AB靜止或做上、下運動?，F(xiàn)象：電流表指針不發(fā)生偏轉，說明電路中無電流。結論Ｉ：1．閉合電路中的一部分導體做切割磁感線運動時，電路中就有電流產(chǎn)生。2．演示（1）把磁鐵插入線圈或從線圈中抽出?，F(xiàn)象：電流表指針發(fā)生偏轉。（2）磁鐵插入線圈后靜止不動，或磁鐵和線圈以同一速度運動。現(xiàn)象：電流表指針不偏轉，說明閉合電路中沒有電流。結論II：只要閉合電路的一部分導體切割磁感線，電路中就有電流產(chǎn)生。3．演示如圖 6-3（1）打開開關、合上開關或改變 A中的電流?，F(xiàn)象：與B相連的電流表指針偏轉，說明 B中有電流。結論III ：在導體和磁場不發(fā)生相對運動時，只要穿過閉合電路的磁通發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生。分析結論I、II、III 得總結論：①產(chǎn)生感應電流的條件：只要穿過閉合電路的磁通發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生。②電磁感應現(xiàn)象：利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應現(xiàn)象。產(chǎn)生的電流叫感應電流。討論：1．如圖所示，在通電直導線旁有一矩形線圈，下述情況下，線圈中有無感應電流為什么（1）線圈以直導線為軸旋轉。（2）線圈向右遠離直導線而去。第二節(jié)感應電流的方向判斷感應電流方向的方法：1）右手定則2）楞次定律一、右手定則1．內(nèi)容：伸開右手，使大拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在一個平面內(nèi)，讓磁感線垂直進入手心，大拇指指向?qū)w運動方向，這時四指所指的方向為感應電流的方向。二、楞次定律1．（1）演示：2）分析：能量守恒定律，磁力阻礙磁鐵運動，外力克服磁力的阻礙做了功，其它形式的能轉化為感應電流的電能。3）演示2．楞次定律：感應電流的方向，總是要使感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁通的變化。3．判定感應電流方向的步驟：1）明確原來磁場的方向及穿過閉合電路的磁通是增加還是減少。（2）根據(jù)楞次定律確定感應電流的磁場方向。（3）利用安培定則確定感應電流方向。例1：如圖用右手定則、楞次定律判定 AB中感應電流的的方向。課前復習1．電磁感應現(xiàn)象、感應電流的概念。2．右手定則的內(nèi)容。3．習題3．填充題（1）。第三節(jié) 電磁感應定律一、感應電動勢1．感應電動勢：在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應電動勢。2．方向：和感應電流方向相同，用右手定則或楞次定律來判斷。3．不管外電路是否閉合，只要穿過電路的磁通發(fā)生變化，電路中就有感應電動勢。產(chǎn)生感應電動勢的那段導體相當于電源。二、切割磁感線時的感應電動勢1．感應電動勢的大小（1）若導線運動方向與導線本身垂直，與磁感線方向也垂直，則EBLv（2）若導線運動方向與導線本身垂直，與磁感線方向成角，則E=BLvsin2．推導過程（1）設：ab長為l，以速度v沿垂直磁感線方向勻速向右運動， ts內(nèi)移動距離aa'FBIl ；FoutF外力反抗磁場力做的功W1=Foutlaa'Flaa=BIlvt感應電流做的功：W2EIt因為W1=W2BIlvtEIt所以EBlvE（R是閉合電路電阻）R（2）若導線運動方向與導線本身垂直，與磁感線方向成角， v分解為 v1、v2，v1不切割磁感線，不產(chǎn)生感應電動勢，只有 v2產(chǎn)生感應電動勢所以E=Blv2=Blv sin3．單位：B—特斯拉（T）；E—伏特（V）； l—米（m）； v—米/秒（m／s）。例1：P87例1三、電磁感應定律EBlv sin單位時間內(nèi)穿過線圈回路的磁通的改變量，若用 ΦΦ2Φ1表示導線在 tt2t1時間內(nèi)磁通的改變量，則E= ——單位時間內(nèi)導線回路里磁通的改變量t1．法拉第電磁感應定律：線圈中感應電動勢的大小與穿過線圈的磁通變化率成正比。Et若線圈有N匝，則ENt t（NN2N121= ）（ 稱為磁鏈）例2：P88例23．（a）EN 中的E是時間 t內(nèi)感應電動勢的平均值。t（b）在應用EBlvsin時，若v為一段時間內(nèi)的平均速度，則 E為這段時間內(nèi)感應電動勢的平均值；若 v為某一時刻的瞬時速度，則 E就為那個時刻感應電動勢的瞬時值。課前復習1．感應電動勢的概念。2．法拉第電磁感應定律的內(nèi)容。3．導線切割磁感線運動時感應電動勢的計算公式。4．習題2．選擇題（4）。第四節(jié)自感現(xiàn)象一、自感現(xiàn)象1．（1）如圖調(diào)節(jié) R使HL1、HL2亮度相同，再調(diào)節(jié)R1使兩白熾燈正常發(fā)光，然后斷開 S再接通電路。2）現(xiàn)象：HL2正常發(fā)光，HL1逐漸亮起來。3）分析現(xiàn)象。2．（1）如圖接通電路，燈 HL正常發(fā)光，再斷開電 路 。（2）現(xiàn)象：斷電的一瞬間，白熾燈突然發(fā)出很強 的亮光，然后才熄滅。（3）分析現(xiàn)象。3．結論：當線圈中的電流發(fā)生變化時，線圈本身就產(chǎn)生感應電動勢，這個電動勢總是阻礙線圈中原來電流的變化。自感現(xiàn)象：由于線圈本身的電流發(fā)生而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。簡稱自感。自感電動勢：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應電動勢。二、自感系數(shù)1．自感磁通 L：當電流通過回路時，在回路內(nèi)產(chǎn)生的磁通叫自感磁通。2．自感磁鏈：LNL3．自感系數(shù)（電感）： L= LI表示各線圈產(chǎn)生自感磁鏈的能力，表示一個線圈通過單位電流所產(chǎn)生的磁鏈。4．單位：亨利（H）、毫亨（mH）、微亨（H）1H103mH106H三、線圈電感的計算1．BμHμIN，BSINS，由NLIl l得2L NSl2．（1）L由線圈本身的特性決定，與線圈的尺寸、匝數(shù)和媒質(zhì)的磁導率有關，而與線圈中的電流無關。2）上式除適用于環(huán)形螺旋線圈外，對近似環(huán)形的線圈，且在鐵心沒飽和的條件下，也可用上式近似計算。3）鐵磁材料磁導率μ不是一個常數(shù)，鐵心越接近飽和，這現(xiàn)象越顯著。所以具有鐵心的線圈，其電感不是一個定值，這種電感叫非線性電感。四、自感電動勢1．EL ；LLIt所以E l1 l2 LI2 LI1LLt t t自感電動勢大小與線圈中電流的變化率成正比。2．EL方向：用楞次定律判斷。五、自感現(xiàn)象的應用1．熒光燈主要組成：燈管、鎮(zhèn)流器、啟輝器。2．啟輝器結構：充有氖氣的小玻璃泡、靜觸片、 U形觸片、稀薄的汞蒸氣。3．熒光燈的工作原理。4．鎮(zhèn)流器的作用：（1）熒光燈開始點燃時產(chǎn)生瞬時高壓。（2）熒光燈正常發(fā)光時，與燈管串聯(lián)起降壓限流的作用。5．危害。六、磁場能量1．磁場能量和電場能量相同的特點：（1）磁場能量和電場能量在電路中的轉化都是可逆的。線圈也是儲能元件。（2）它的計算公式和電場能量計算式相似。WL1LI22反映儲存磁場能量的能力。課前復習1．自感現(xiàn)象、自感系數(shù)的概念及自感系數(shù)、自感電動勢計算公式。2．習題 1．是非題（4）~（6）；2．選擇題（5）、（6）；3．填充題（2）、3）第五節(jié)互感現(xiàn)象一、互感現(xiàn)象線圈L中有電流i1時：L1中有21）。線圈 L中的電流i1變化時：

11、11

（11

=

N111

=

L1

I1），L2中有

21、21（21=

N211變化，自感電動勢EL1=11t也變化，互感電動勢EM2=21t同理，當線圈2中電流i2變化時，線圈L中也產(chǎn)生互感電動勢EM1=12t互感現(xiàn)象：當一個線圈中電流發(fā)生變化時，在另一個線圈中將要產(chǎn)生感生電動勢，這種現(xiàn)象叫互感現(xiàn)象。產(chǎn)生的感應電動勢叫互感電動勢。二、互感系數(shù)（也稱互感量，簡稱互感） M1．M=21=12單位：亨利（H）i1i22．說明：1）M只與兩個回路的結構、相互位置及媒質(zhì)磁導率有關，與回路中的電流無關。只有當媒介質(zhì)為鐵磁性材料時，M才與電流有關。3．M與L的關系設K1、K2為各線圈產(chǎn)生的互感磁通與自感磁通的比值K=21=21N1111N211K2=1222

= Mi1N1 = MN1L1i1N2 L1N2MN2L2N1K1與K2的幾何平均值稱為線圈的交鏈系數(shù)或耦合系數(shù)，用 K表示。=K1K2=M，因0≤K1≤1，0≤K2≤1L1L2所以0K1K0表示線圈之間不存在互感； K1表示兩線圈全耦合，無漏磁。所以 MKL1L2M決定于K、L1、L2）三、互感電動勢1．i1變化產(chǎn)生EM2E21Mi1M2tt同理i2變化產(chǎn)生EM1EM1Mi2t其大小等于互感系數(shù)和另一線圈中電流變化率的乘積；其方向用楞次定律判斷。課前復習1．互感現(xiàn)象和互感系數(shù)的概念。2．互感系數(shù)和它們的自感系數(shù)的關系。3．互感電動勢的大小和方向。第六節(jié)互感線圈的同名端和串聯(lián)一、互感線圈的同名端1．同名端：把在同一變化磁通作用下，感應電動勢極性相同的端點叫同名端。感應電動勢極性相反的端點叫異名端。用符號“”表示同名端。例：2．同名端的確定（1）已知線圈繞法時，可用楞次定律直接判定（如上例）。（2）不知線圈繞法時，可用實驗方法來確定。如下圖。開關閉合，i1增大，圖中電源上“ +”下“”，如 A表正偏，表明（3）端與（1）端為同名端，A表反偏，表明（4）端與（3）端為同名端。二、互感線圈的串聯(lián)1．順串（1）（2）推導E=EL1+EM1+EL2+EM2=L1i+L2i+2iittti=（L1+L2+2M）=L順 it所以L順=L1+L2+2M2．反串（1）（2）推導E=EL1EM1+EL2EM2=L1i+L2i2Mittt=（L1+L22M）iti=L反t所以L反=L1+L22M3．M=L順 L反4課前復習1．互感線圈同名端的概念。2．習題1．是否題（8）～（10）；2．選擇題（7）、（9）、（10）；3．填充題（6）。第七節(jié)渦流和磁屏蔽一、渦流1．鐵心中由于電磁感應原理產(chǎn)生的渦電流稱為渦流。2．渦流的有害之處：因整塊金屬電阻很小，所以渦流很大，使鐵心發(fā)熱，溫度升高，使材料絕緣性能下降，甚至破壞絕緣造成事故。3．渦流損失：鐵心發(fā)熱，使一部分電能轉換成熱能白白浪費，這種電能損失叫渦流損失。4．減小渦流的措施：鐵心用涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓制成。5．渦流的利用：用于有色金屬、特種合金的冶煉。二、磁屏蔽1．磁屏蔽：為了避免互感現(xiàn)象，防止出現(xiàn)干擾和自激，須將有些儀器屏蔽起來，使其免受外界磁場的影響，這種措施叫磁屏蔽。2．屏蔽措施：（1）用軟磁材料做成屏蔽罩。2）對高頻變化的磁場，用銅或鋁等導電性能良好的金屬制成屏蔽罩。3）裝配器件時，相鄰線圈互相垂直放置。第七章 初始正弦交流電課前復習1．電流產(chǎn)生磁場。2．磁場對電流的作用力。3．電磁感應現(xiàn)象 EBlvsin第一節(jié)交流電的產(chǎn)生一、交流電的產(chǎn)生演示：由圖引出交流電的概念。1．交流電：強度和方向都隨時間作周期性變化的電流叫交流電。2．交流電的變化規(guī)律中性面：跟磁力線垂直的平面叫中性面。（1）線圈平面跟中性面重合的時刻開始計時①某一瞬間整個線圈中的感應電動勢：e2Blv sinωt或者eEmsinωtEm2Blv式中：e電動勢的瞬時值Em電動勢的最大值由上式知在勻強磁場中勻速轉動的線圈里產(chǎn)生的感應電動勢是按正弦規(guī)律變化的。②當線圈平面轉到與磁感線平行的位置時，由于ωt2，sinωt1，所以此時的感應電動勢最大e2Blv；當線圈平面轉到與磁感線垂直時，此時感應電動勢最小，e0。③若線圈和電阻組成閉合電路，則電路中就有感應電流。eR

EmR

sinωtImsinωt式中：R——整個閉合電路的電阻Im——電流的最大值——電流強度的瞬時值電壓的瞬時值uIR'ImR'sinωtUmsinωt式中：R'——某段導線的電阻Um——電壓的最大值由上可知：感應電動勢、感應電流、外電路中一段導線上的電壓都按正弦規(guī)律變化。（2）線圈平面跟中性面有一夾角時開始計時eEmsin(ωt)iImsin(ωt)uUmsin(ωt)正弦交流電：按正弦規(guī)律變化的交流電。二、交流電的波形圖1．講解如圖2．用描點法畫出 IImsinωt和uUmsin（ωt）的圖形，其中 =π。6課前復習1．交流電是按什么規(guī)律變化的2．寫出交流電流、電壓和電動勢的解析式。第二節(jié) 表征交流電的物理量一、表征交流電變化快慢的物理量——周期、頻率、角頻率1．周期：交流電完成一次周期性變化所需的時間。用T表示，單位：s。2．頻率：交流電在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。用f表示，單位：Hz。3．周期與頻率的關系：T1f4．角頻率：交流電每秒鐘所變化的角度:ω2π2fT二、最大值和有效值1．最大值：交流電在一個周期內(nèi)所能達到的最大數(shù)值。用Im、m、m表示。UE2．有效值：讓交流電和直流電通過同樣阻值的電阻，若它們在同一時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫這一交流電的有效值。3．正弦交流電有效值和最大值之間的關系EEm Em（適用與正弦交流電）2UUmUm2IImIm2用E、U、I分別表示交流電的電動勢、電壓、電流的有效值。各種使用交流電的電氣設備上所標的額定電壓、額定電流的數(shù)值及一般交流電流表、交流電壓表測量的數(shù)值，都是有效值。以后提到交流電的數(shù)值，凡沒特別說明的都是指有效值。三、相位和相位差1．相位：ωt 叫交流電的相位。2．初相位t0時的相位，叫初相位。相位可用來比較交流電的變化步調(diào)。3．相位差：兩個交流電的相位差。用 表示。(ωt 01)ωt 02) 01 02（頻率相同）1）0稱它們?yōu)橥?）稱它們?yōu)榉聪?）e1比e2超前四、正弦交流電的三要素有效值（或最大值）、頻率（或周期或角頻率）、初相是表征正弦交流電的三個重要物理量。知道了這三個量，就可以寫出交流電瞬時值的表達式，從而知道正弦交流電的變化規(guī)律，故把它們稱為正弦交流電的三要素。例1：已知I10A，f50Hz，3，寫出交流電流的瞬時值。課前復習1．什么是正弦交流電的三要素2．已知U=220V，f=Hz，0=90，試寫出該交流電壓的解析式。第三節(jié)交流電的表示法一、解析式表示法eEmsin（ωte0）IIsin（ωti0）muUmsin（ωtu0）上述三式為交流電的解析式。從上式知：已知交流電的有效值（或最大值）、頻率（或周期、角頻率）和初相，就可寫出它的解析式，從而也可算出交流電任何瞬時的瞬時值。例1：某正弦交流電的最大值Im5A，頻率f50Hz，初相90o，寫出它的解析式，并求t0時的瞬時值。二、波形圖表示法1．點描法2．波形圖平移法00圖像左移，00波形圖右移，結合P109圖7－8講解。有時為了比較幾個正弦量的相位關系，也可把它們的曲線畫在同一坐標系內(nèi)。例2：已知電壓為220V，f50Hz，90o，畫出它的波形圖。例3：已知u100sin(100t90o)V，求：（1）三要素；（2）畫出它的波形圖。三、相量圖表示法正弦交流電可用旋轉矢量來表示：1．以eEmsin( ωt0)為例，加以分析。在平面直角坐標系中，從原點作一矢量Em，使其長度等于正弦交流電動勢的最大值 Em，矢量與橫軸 ox的夾角等于正弦交流電動勢的初相角 0，矢量以角速度 ω逆時針方向旋轉下去，即可得 e的波形圖。2．相量：表示正弦交流電的矢量。用大寫字母上加“”符號表示。3．相量圖：同頻率的幾個正弦量的相量，可畫在同一圖上，這樣的圖叫相量圖。例4：畫出三個同頻率的正弦量的相量圖。e60sin（ωt60o）Vi5sin（ωt30o）Au30sin（ωt30o）V4．有效值相量：相量圖中每一個相量的長度等于有效值，這種相量叫有效值相量。例5：作熒光燈電路端電壓u與i的相量圖，設i2sinωtAu2202sin（ωt53o）V第八章 正弦交流電路第一節(jié)純電阻電路一、電路1．純電阻電路：交流電路中若只有電阻，這種電路叫純電阻電路。2．電阻元件對交流電的阻礙作用，單位二、電流與電壓間的關系1．大小關系設在純電阻電路中，加在電阻R上的交流電壓uUmsint,則通過電阻R的電流的瞬時值為：i=u=UmsintImsintRRImUmRI=ImUm=U22RRIU：純電阻電路中歐姆定律的表達式，式中：U、I為交流電路中電壓、電R流的有效值。2．相位關系（1）在純電阻電路中，電壓、電流同相。（2）表示：解析式、相量圖和波形圖。例：在純電阻電路中，電阻為44，交流電壓u311sin(314t30)V，求通過電阻的電流多大寫出電流的解析式。練習：已知交流電壓 u=2202sin(314t45)V，它的有效是 , 頻率是 ，初相是 。若電路接上一電阻負載 R220,電路上電流的有效值是 ，電流的解析式是 。課前復習電阻元件上電流、電壓之間的關系1．大小關系 2 ．相位關系第二節(jié)純電感電路一、電路二、電感對交流電的阻礙作用1．演示電感在交、直流電路中的作用2．分析與結論電感線圈對直流電和交流電的阻礙作用是不同的。對于直流電起阻礙作用的只是線圈電阻，對交流電，除線圈電阻外，電感也起阻礙作用。（1）電感對交流電有阻礙作用的原因。（2）感抗：電感對交流電的阻礙作用。用 XL表示，單位：。（3）感抗與ω、L有關。①L越大，XL就越大，f越大，XL就越大。XL與L、f有關的原因。③XLL2fL單位：XL―歐姆（）；f－赫茲（Hz）；L－亨利（H）。（4）電感線圈在電路中的作用：通直流、阻交流，通低頻、阻高頻。（5）應用：低頻扼流圈：用于“通直流、阻交流”的電感線圈叫低頻扼流圈。高頻扼流圈：用于“通低頻、阻高頻”的電感線圈叫高頻扼流圈。三、電流與電壓之間的關系1．大小關系I=UIm=Um(iu)XLXLXL2．相位關系：（1）電流落后電壓π。2（2）表示：解析式、相量圖和波形圖。練習：已知交流電壓 u2202sin(314 t +45)V，它的有效值是 ，頻率是 ，初相是 。若電路接上一純電感負載 XL=220，則電路上電流的有效值是 ，電流的解析式 。課前復習電感元件上電流、電壓之間的關系1．大小關系 2 ．相位關系第二節(jié)純電容電路一、電路二、電容對交流電的阻礙作用1．演示：電容在交、直流電路中的作用結論：直流電不能通過電容器，交流電能“通過”電容器。原因：當電源電壓增高時，電源給電容器充電，當電源電壓降低時，電容器放電，充放電交替進行。2．分析和結論（1）電容對交流電的阻礙作用叫容抗。用XC表示。（2）XC與ω、C有關XC=1=1C2πfC（3）分析：為什么會產(chǎn)生X，為什么X1，X1CCCC（4）電容器在電路中的作用：通交流、隔直流；通高頻、阻低頻。（5）應用隔直電容：使交流成分通過，而阻礙直流成分通過，做這種用途的電容器叫隔直電容。高頻旁路電容：高頻成分通過電容器，而使低頻成分輸入到下一級，做這種用途的電容器叫高頻旁路電容。三、電流與電壓的關系1．大小關系I

UIm=Um(iu)XCXCXC2．相位關系（1）電流超前電壓

π2（2）表示：解析式、波形圖、相量圖。練習：已知交流電壓 u=2202sin(314t45)V，它的有效值是 ，頻率是 ，初相是 。若電路接上一純電容負載 XC=220，則電路上電流的有效值是 ，電流的解析 。課前復習填表電阻元件 電感元件 電容元件對交流電的阻礙作用電壓、電流的大小關系電壓、電流的相位關系相量圖（以電流為參考相量）第四節(jié)電阻、電感、電容的串聯(lián)電路一、RLC串聯(lián)電路由電阻、電感、和電容相串聯(lián)所組成的電路叫 RLC串聯(lián)電路。1．電路設在上述電路中通過的正弦交流電流為IImsinωt則：R=sinωtmuL=ImXLsin(ωt+π)=ImωLsin(ωt+π)22uC=ImXCsin(ωtπ)Im1sin(ωt-π)u2C2=u+u+uABRLC2．相量圖（以電流為參考相量）3．端電壓與電流的關系（1）大小關系①電壓三角形：電路的端電壓與各分電壓構成一直角三角形，叫電壓三角形。（圖（1））②RLC串聯(lián)電路中歐姆定律的表達式： IU∣Z∣RZ(XLXC)2∣Z∣——阻抗單位：歐姆()22UC)2UUR(UL③電抗：感抗與容抗之差叫電抗。用X表示XXLXC單位：歐姆（）④阻抗三角形 （圖（2））阻抗角：∣Z∣與R兩邊的夾角 =arctan XLXC=arctanXR R圖（2）（2）相位關系①當XLXC時，端電壓超前電流角，電路呈電感性，稱為電感性電路。iarctan(ULUCUR0②當XL<XC時，端電壓滯后電流角，電路呈電容性，稱為電容性電路。I=arctan(ULUC)UR0③當XLXC時，端電壓與電流同相，電路呈電阻性，電路的這種狀態(tài)叫串聯(lián)諧振。= u i=arctan( ULUC)UR0例1：P121例１二、RLC串聯(lián)電路的二個特例1．當XC0時，電路為 R－L串聯(lián)電路U=或

UR2UL2=2L2=∣∣IRXIZ2UL2Z例2：P122例22．當XL0時，電路為 RC串聯(lián)電路UUR2UC2=IR22XC或

=I∣Z∣IU∣Z∣=R2 XC2Z練習：1．填表RL串聯(lián)串聯(lián)RLC串聯(lián)L<L=L>CCCXXXXXX端電壓表達式阻抗表達式端電壓與電流大小關系端電壓與電流相位關系相量圖（以電流為參考相量）2．介紹公式的記憶方法（ 記憶法：電壓三角形和阻抗三角形）。課前復習1．在RLC串聯(lián)電路中，歐姆定律的表達式。2．電路端電壓與各元件兩端的電壓的關系。3．電路總阻抗與電阻、感抗、容抗的關系。4．電路端電壓和電流的相位關系。第五節(jié)串連諧振電路一、諧振的定義和條件1．定義：在RLC串聯(lián)電路中，當電路端電壓和電流同相時，電路呈電阻性，電路的這種狀態(tài)叫串聯(lián)諧振。2．串聯(lián)諧振的條件I =U∣Z∣= R2 (XL XC)2Z串聯(lián)諧振的條件：XLXCω0L10Cω01f01LC2πLC3．電路實現(xiàn)諧振的方法（1）電源頻率一定，可調(diào)節(jié) L或C的大小來實現(xiàn)諧振。（2）當電路參數(shù) L、C一定時，可改變電源頻率。二、串聯(lián)諧振的特點：1．阻抗最小，且為純電阻∣ Z0∣R。2．電路中電流最大 ,并與電源電壓同相 I0= U =UZ0 R3．電感和電容兩端的電壓相等，且相位相反，其大小為總電壓的Q倍（電壓諧振）。ULI0XL=UXL=0LU=QURUCI0XCUXCQURURI0RURUR其中：Q=

ULUCQU0L=1R0CRQ——串聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)。（1）減小電阻，則電路消耗的能量就小，電路品質(zhì)因數(shù)高。（2）增大線圈的電感量L，線圈儲存的能量就多，在損耗一定時，同樣說明電路品質(zhì)好。4．諧振時,電能僅供給電路中電阻消耗,電源與電路間不發(fā)生能量轉換，而電感與電容間進行著磁場能和電場能的轉換。三、串聯(lián)諧振的應用1．收音機中的調(diào)諧接收回路。2．調(diào)諧方法：改變 C或L的值。四、諧振電路的選擇性1．選擇性：選擇性即電路選擇信號的能力，也即電路的選頻本領。2．影響電路選擇性的因素：（1）討論方法諧振曲線：以

作諧振曲線→結論f（或ω）作為自變量，把回路電流

i

作為它的函數(shù)，繪成的函數(shù)曲線。（2）結論：Q值越大，諧振曲線越陡，電路的選擇性越好。（3）提出問題：電路的 Q值是不是越高越好呢3．品質(zhì)因數(shù)和通頻帶的關系：從分析諧振曲線得出結論：（1）諧振電路的通頻帶：當回路外加電壓的幅值不變時，回路中產(chǎn)生的電流不小于諧振值的倍的一段頻率范圍，簡稱帶寬，用f表示。f=ff1；ff0Q（2）Q值越高，電路的選擇性越好，但電路傳送信號的頻帶越窄（即通頻帶 f越窄），因此 Q值過大容易造成信號失真。所以 Q和 f是辨證的統(tǒng)一，在實際應用中可根據(jù)具體情況，兩者有所側重，例如普及型收音機和收錄機就各有側重。課前復習1．RLC串聯(lián)電路的相量圖。2．RLC串聯(lián)電路中，端電壓和電流之間的關系。第六節(jié)電阻、電感、電容的并聯(lián)電路一、RLC并聯(lián)電路：由電阻、電感和電容并聯(lián)組成的電路1．電路設在AB兩端加正弦交流電壓uUsinωt，則各支路上的電流分別為：miR=IRmsinωtIURRiLICmsin(ωtπ)IL=UCCmsin(2XLωtπ)C=UiII2XC2．相量圖以電壓為參考相量（1）XLXC （2）XLXC （3）XLXC3．總電流和電壓之間的關系從分析相量圖得出結論（1）總電流和電壓的大小關系①電流三角形：電路中總電流與各支路電流構成一個直角三角形，叫電流三角形。I=IR2IC)2(IL②歐姆定律表達式I（2）相位間的關系

U；|Z|1→導納三角形Z1)2(11)2(RXLXC①當XLXC時，總電流超前端電壓角，電路呈電容性。②當XLXC時，總電流滯后端電壓角，電路呈電感性。③當XLXC時，則ILIC，端電壓與總電流同相，電路呈電阻性，電路的這種狀態(tài)叫并聯(lián)諧振。其中：總電流與端電壓的相位差為：=iu=arctanILIC=arctanU/XLU/XCIRU/R=arctanBLBC0G感納BL=1；容納BC=1；電導G1，單位：西門子（S）。XLXCR例：P129[例題]兩種方法解題，比較其優(yōu)劣。四、RLC并聯(lián)電路的二個特例1．當XC→∞則IC=0，此電路為 RL并聯(lián)電路（1）相量圖：以電壓為參考相量（2）總電流與電壓的大小關系I=IR2IL2→電流三角形I=U|Z|=1→導納三角形Z(1)2(1)2RXL（3）總電流與電壓的相位關系電壓超前總電流角，電路呈電