第一章 電路基礎(chǔ)

第一章電路基礎(chǔ)第二節(jié)歐姆定律第三節(jié)簡單直流電路計算第四節(jié)基爾霍夫定律第五節(jié)常用電工材料第一節(jié)電路及其基本物理量本章小結(jié)第一節(jié)電路及其基本物理量一、電路

二、電路的基本物理量一、電路

（一）電路的組成電路的基本組成包括以下四個部分：（1）電源(供能元件)：把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。如：干電池、蓄電池等。第一節(jié)電路及其基本物理量（2）負載：把電能轉(zhuǎn)變成其他形式能量的裝置，常稱用電器，如電燈等。（3）導(dǎo)線：連接電器、接通電路、傳輸能量。

（4）控制電路和保護裝置：對電路進行控制和保護。第一節(jié)電路及其基本物理量（二）電路的狀態(tài)

1．通路（閉路）：電路各部分聯(lián)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(dǎo)線直接相連。短路時電流很大，會損壞電源和導(dǎo)線，應(yīng)盡量避免。（三）電路模型

1．電路圖：用規(guī)定的圖形符號表示電路連接情況的圖。

2．電路模型：用理想化元器件模型構(gòu)成的電路。

3．作用：便于分析計算。第一節(jié)電路及其基本物理量

1．電流的形成：帶電粒子的定向移動。

2．電流的方向：參考方向、計算方向。

3．電流的分類：交流、直流。

（一）電流

4．電流的大小:第一節(jié)電路及其基本物理量二、電路的基本物理量

5．電流的單位：1A＝

1C/S；1mA=10-3A；1

Ａ=10-6A例1-1有一根導(dǎo)線，每小時通過其橫截面的電量為1

800

C，試求通過該導(dǎo)體的電流。解：第一節(jié)電路及其基本物理量（二）電壓

1．電路中維持電流的條件：帶電粒子、電路、電壓。

2．電壓的形成

3．電壓的大小第一節(jié)電路及其基本物理量

克服不同極性電荷之間的引力將其分開；

克服同極性電荷之間的斥力將其集聚

。第一節(jié)電路及其基本物理量（三）電位

1．電位的形成：與電壓相同。

2．電位：電場力將電荷從某點移送到零電位點所做的功與電量之比

3．零電位點：地線、參考點。

4．第一節(jié)電路及其基本物理量（四）電阻與電阻定律

1．導(dǎo)體對電流所呈現(xiàn)出的阻礙作用。

2．單位：歐姆

3．電阻定律：在保持溫度不變的條件下，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的長度成正比，跟導(dǎo)體的橫截面積成反比，并與導(dǎo)體的材料性質(zhì)有關(guān)。

4．電阻率：電阻率的大小反映材料導(dǎo)電性能的好壞，電阻率愈大，導(dǎo)電性能愈差。（五）電動勢

1．電源內(nèi)部非靜電力克服電荷引力所做功的本領(lǐng)。

WS

——電源力所做的功，單位為焦[耳]（J）；

E

——電動勢，單位為伏[特]（V）。

3．方向：電源內(nèi)部從負極指向正極，電位升的方向。2．第一節(jié)電路及其基本物理量（六）電能與電功率

1．電能

（2）電流做功的過程實際上是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程。

2．電功率（1）電場力所做的功即電路所消耗的電能W=UIt（1）在1s內(nèi)，電流所做的功

（2）電能：電流通過用電設(shè)備所做的功P=Wt第一節(jié)電路及其基本物理量例1-2?有一燈泡接在220V的供電線路上，流過燈泡的電流為0.455A，它消耗的功率為多大？P=UI=220

0.455W=100W解：第一節(jié)電路及其基本物理量第二節(jié)

歐姆定律一、部分電路歐姆定律二、全電路歐姆定律一、部分電路歐姆定律第二節(jié)

歐姆定律

1．條件：不含電源的部分電路。

2．內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流與它兩端的電壓成正比，與它的電阻成反比。

3．電功和電功率例1-3

已知一白熾燈的燈絲電阻為1

210

，若將它接于220

V電路中，求流過燈絲的電流及該燈的功率。解：第二節(jié)

歐姆定律

1．條件：由電源和負載組成的閉合電路。

2．內(nèi)容：電流與電源電動勢成正比，與電路的總電阻成反比。

3．兩種極端情況第二節(jié)

歐姆定律二、全電路歐姆定律

（1）開路

（2）短路例1-4

在如圖所示閉合電路中，已知電源電動勢E=12V，內(nèi)阻R0=1.5

，外阻

R=4.5

，試求：電路中的電流和電源端電壓。解：第二節(jié)

歐姆定律第三節(jié)簡單直流電路的計算一、電阻串聯(lián)電路二、電阻并聯(lián)電路三、電阻混聯(lián)電路一、電阻串聯(lián)電路

（一）串聯(lián)電路的特點

（1）電路總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和

（2）總電阻

（3）電壓分配第三節(jié)

簡單直流電路的計算（二）串聯(lián)電路的應(yīng)用

1．獲得大阻值電阻：總電阻。

2．限流：總電流。

3．分壓：電壓分配。

4．?dāng)U大電壓表的量程：分壓。第三節(jié)

簡單直流電路的計算例1-5

有一只電流表，滿刻度電流

Ig=100A，表頭線圈電阻Rg=1k

，若將它改裝成10V的電壓表，應(yīng)串聯(lián)多大的電阻？解：表頭流過最大電流時，表頭兩端的電壓串聯(lián)電阻需分壓Ug=Rg

Ig=1k

100A=0.1VU

-

Ug

(10

0.1)V

9.9V串聯(lián)阻值第三節(jié)

簡單直流電路的計算（一）并聯(lián)電路的特點

（1）電路中總電流等于各支路的電流之和

（2）總電阻與支路電阻的關(guān)系

（3）電流分配第三節(jié)

簡單直流電路的計算二、電阻并聯(lián)電路（二）并聯(lián)電路的應(yīng)用

（1）獲得小阻值電阻：總電阻。

（2）增大電路電流和功率：串并結(jié)合。

（3）分流：電流分配。

（4）擴大電流表的量程。第三節(jié)

簡單直流電路的計算例1-6

如圖所示，最大量程為100

A的表頭，線圈內(nèi)阻Rg=1

k

，若將它改裝成2.5A的電流表，應(yīng)并聯(lián)多大的電阻？解：第三節(jié)

簡單直流電路的計算1．化簡電路

方法：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；

第一步：R1、R2

并聯(lián)（a）

（b），得R12,第三節(jié)

簡單直流電路的計算三、電阻混聯(lián)電路、

第二步：R12、R3

串聯(lián)（b）

（c）,得R123

第三步：R123、R4

并聯(lián)（c）

（d），得R1234

2．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。

3．利用電阻串聯(lián)的分壓和電阻并聯(lián)的分流關(guān)系，計算各部分電壓及電流。第三節(jié)

簡單直流電路的計算例1-7

已知a、b兩點間的電壓Uab=20V，R1=4

；R2=R3=R4=8

，求電路的等效電阻、總電流及R1兩端的電壓。解：1．化簡電路第三節(jié)

簡單直流電路的計算第三節(jié)

簡單直流電路的計算2．總電流第三節(jié)

簡單直流電路的計算第四節(jié)基爾霍夫定律一、基爾霍夫第一定律三、基爾霍夫定律的應(yīng)用——支路電流法二、基爾霍夫第二定律

1．支路：由一個或幾個元件首尾相接構(gòu)成的無分支電路。

2．節(jié)點：三條或三條以上的支路匯聚的點。如右圖中的a點。

3．回路：電路中任一閉合路徑。第四節(jié)

基爾霍夫定律一、基爾霍夫第一定律（一）概念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。

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。

2．推廣：應(yīng)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。如對圖中三極管，封閉面A可視為節(jié)點則有第四節(jié)

基爾霍夫定律（二）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。

或在任一閉合回路中，各段電阻上電壓降的代數(shù)和等于電動勢的代數(shù)和。

2．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。第四節(jié)

基爾霍夫定律二、基爾霍夫第二定律

3．舉例說明：第四節(jié)

基爾霍夫定律例1-8下圖所示電路中，各電阻上的電流、電壓參考方向已經(jīng)標(biāo)明，規(guī)定電源上電壓降的方向由正極到負極，試按基爾霍夫第二定律列出回路方程。解：設(shè)回路繞行方向為abcda（即順時針方向），則有第四節(jié)

基爾霍夫定律

1．以支路電流為未知量，應(yīng)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b條支路，n個節(jié)點的電路，應(yīng)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(biāo)出各電流的參考方向，并標(biāo)出各電阻上的正負。

（2）按基爾霍夫第一定律，列出（n

1）個獨立的節(jié)點電流方程式。（3）指定回路的繞行方向，按基爾霍夫定律，列出b

(n1)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。第四節(jié)

基爾霍夫定律三、基爾霍夫定律的應(yīng)用——支路電流法例1-9

已知E3=E1=17V，R1=1

；R2=5

，R3=2

，求支路的電流I1、I2、I3。解：（1）先假定各支路電流的參考方向和回路繞行方向如圖。（2）電路中的節(jié)點為b、e，節(jié)點數(shù)為2，只能列1個節(jié)點電流方程。第四節(jié)

基爾霍夫定律

（3）支路數(shù)b=3，則列2個回路電壓方程。b

(n

1)=3

(2

1)=2由abefa回路，得第四節(jié)

基爾霍夫定律由bcdeb回路，得（4）代入已知數(shù)據(jù)，求解方程組第四節(jié)

基爾霍夫定律解出最后答案，得第五節(jié)常用電工材料一、常用導(dǎo)電材料二、絕緣材料三、磁性材料常用電工材料包括：導(dǎo)電材料、絕緣材料、磁性材料。

（一）電線電纜

（1）電線電纜：主要用于交、直流動力線路。

（2）電磁線：主要用于電機或儀表內(nèi)線圈。

（3）通信電纜：光纖電纜，用于通信。

（二）常用電熱材料

（1）電熱材料。

（2）電熱元件。第五節(jié)

常用電工材料一、常用導(dǎo)電材料

1．定義：電阻率大于10107m的材料。

2．用途：

電氣

隔離

機械

支撐、固定、滅弧、散熱。

3．分類：絕緣漆和絕緣膠類、塑料制品、電瓷制品、橡膠制品、層壓制品、絕緣油。

結(jié)構(gòu)

防潮、防霉、防蟲、防輻射、耐化學(xué)腐蝕第五節(jié)

常用電工材料二、絕緣材料1．硅鋼片（一）軟磁性材料鐵材料中加入少量硅制成，電力、電子工業(yè)的主要磁性材料。2．導(dǎo)磁合金

（1）鐵鎳合金