《電工電子技術(shù)》課件 項(xiàng)目一 電路與元件的認(rèn)識

電路與元件的認(rèn)識目一項(xiàng)初識電路認(rèn)識電路的基本物理量任務(wù)1任務(wù)2目錄CONTENTS認(rèn)識電路基本元件任務(wù)3安全用電任務(wù)4任務(wù)1初識電路一、電路的組成電流通過的路徑稱為電路。電路一般由電源、負(fù)載、中間環(huán)節(jié)和低壓電器四部分組成。如圖所示。（1）電源：是提供電能的設(shè)備，他可以把非電能形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，例如發(fā)電機(jī)、電池等。（2）負(fù)載：是將電能轉(zhuǎn)換成非電能形式能量的用電設(shè)備，例如，電動機(jī)、照明燈、電爐等。（3）中間環(huán)節(jié)：傳送信號、傳輸電能。（4）低壓電器：接通或斷開電路或保護(hù)電路，如刀開關(guān)、熔斷器、漏電保護(hù)器等。用規(guī)定的圖形符號表示電路連接情況的圖稱為電路圖。電路圖不考慮電氣元件的實(shí)際安裝位置和實(shí)際連線情況，只是把各元件按順序用符號畫在平面上，用直線將各元件連接起來，如圖所示。幾種常見的圖形符號如圖所示工程應(yīng)用中的實(shí)際電路，按照功能的不同可概括為兩大類。1.實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換

2.實(shí)現(xiàn)信號的傳輸、處理和儲存二、電路的作用三、電路的狀態(tài)電路的狀態(tài)一般有三種：通路、開路和短路。1.通路

電路中各元件連接成通路，電路中有電流通過。2.開路

電路斷開，電路中沒有電流通過，也稱為斷路。3.短路

電源兩端用導(dǎo)線直接相連時候，電路中的電流不經(jīng)過負(fù)載，而是直接回到電源。短路時候電流很大，會燒壞電源和負(fù)載，所以不能短路。任務(wù)2認(rèn)識電路的基本物理量一、電流

電荷的定向移動形成電流，通常把單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量定義為電流，用符號I或i表示。

電流主要分為兩種：

一類是大小和方向均不隨時間變化的電流，稱為恒定電流，簡稱為直流，簡寫為DC或dc，其電流強(qiáng)度的大小用符號I表示。

一類是大小和方向均隨時間變化的電流，稱為變動電流，其強(qiáng)度大小用符號i表示。其中，一個周期內(nèi)電流的平均值為零的變動電流稱為交流，用AC或ac表示。1.電流的大小和方向圖中給出了幾種常見的電流，其中圖（a）為直流，圖（b）為正弦交流電流，圖（c）為鋸齒交流電流。電流的單位是安培，符號是A。常用的還有千安（kA）、毫安（mA）或微安（μA）。它們之間的換算關(guān)系為電流有大小有方向，通常把正電荷的運(yùn)動方向定義為電流的實(shí)際方向。但是在電路較復(fù)雜時，很難直接確定電流的實(shí)際方向。為了分析電路方便，在一段電路中，事先任意假定一個電流方向作為電流的參考方向。電流的參考方向可以任意假設(shè)，但電流的實(shí)際方向客觀存在，因此，假設(shè)的電流參考方向并不一定是電流的實(shí)際方向。在對電路中的電流設(shè)定了參考方向后，若經(jīng)計(jì)算得出電流為正值，說明所設(shè)參考方向與實(shí)際方向一致，若經(jīng)計(jì)算得到電流為負(fù)值，說明所設(shè)參考方向與實(shí)際方向相反。2.電流的測量

電流的測量是電工測量中最基本的測量。本書介紹采用數(shù)字萬用表測量電流的方法。數(shù)字萬用表是電力電子等部門不可缺少的測量儀表，如圖所示。LCD顯示屏三極管測量四腳插孔聲光報警指示燈功能量程選擇開關(guān)其余測量輸入端10A電流輸入端COM輸入端功能按鍵表筆（1）直流電流的測量（2）交流電流的測量二、電壓與電動勢1.電壓的大小和方向a、b兩點(diǎn)間的電壓定義為電場力把單位正電荷由a點(diǎn)移動到b點(diǎn)所做的功。電壓的實(shí)際方向就是正電荷在電場力中受電場力作用移動的方向。在直流電路中，電壓為一恒定值，用U表示，即在交流電路中，電壓為一變值，用u表示，即

電壓的單位是伏特，簡稱伏，符號為V。常用的還有千伏（kV、毫伏（mV)和微伏（μV）。與電流相同，電壓也有大小和方向。規(guī)定電位真正降低的方向?yàn)殡妷旱膶?shí)際方向。在分析電路時，也需要事先選擇電壓的參考方向，電壓的參考方向也是任意選擇的，在電路中通常用“+”“-”極性表示，如圖a所示。電壓的參考方向還可以用雙下標(biāo)uab（電壓參考方向由a點(diǎn)指向b點(diǎn)）表示，如圖b所示，也可以用實(shí)線箭頭表示，如圖c所示。在設(shè)定的參考方向下進(jìn)行計(jì)算，若計(jì)算后得到的電壓值為正，則說明電壓的參考方向與實(shí)際方向一致，若為負(fù)，則參考方向與實(shí)際方向相反，如圖所示。在電路分析中，電流和電壓的參考方向可以任意單獨(dú)假設(shè)，但是為了分析電路方便，通常將一段電路或一個元件的電壓和電流設(shè)成關(guān)聯(lián)參考方向，即電流從電壓的“+”極流向“-”極，如圖所示。2.電動勢的大小和方向?yàn)榱耸闺娐分杏谐掷m(xù)不斷的電流，在電源內(nèi)部存在一種力，把正電荷從電源的負(fù)極移到正極，這種克服電場力把單位正電荷由電源負(fù)極移到正極所做的功稱為電動勢。電動勢用來表示電源把其它形式的能轉(zhuǎn)換為電能的本領(lǐng)，用

表示。電動勢的單位也是伏特（V），其只存在于電源內(nèi)，實(shí)際方向與電壓方向相反，即由電源的負(fù)極指向正極，如圖所示。3.電壓的測量（1）直流電壓的測量（2）交流電壓的測量三、電位

在進(jìn)行電路研究時，常常要測量或分析電路中各點(diǎn)與某個固定點(diǎn)之間電壓的情況，把該固定點(diǎn)稱為參考點(diǎn)，把電路中各點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓稱為各點(diǎn)的電位。電位通常用字母V表示。

電位與電壓的單位相同，都是伏特（V）。參考點(diǎn)的電位規(guī)定為零，在電路圖中常用符號“⊥”表示。當(dāng)參考點(diǎn)選定后，電路中各點(diǎn)的電位便有了固定的數(shù)值。電路中其他各點(diǎn)相對于參考點(diǎn)的電壓即各點(diǎn)的電位，因此，任意兩點(diǎn)間的電壓等于這兩點(diǎn)的電位之差。四、電功率電功率定義為單位時間內(nèi)電路吸收或消耗的能量，即在直流電路中，上式可寫成采用上兩式計(jì)算功率時，電壓和電流選擇為關(guān)聯(lián)參考方向。若電壓與電流選擇為非關(guān)聯(lián)參考方向，則功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號為W。五、電能電路在一段時間內(nèi)消耗或提供的能量稱為電能。電路元件在t0到t時間內(nèi)消耗或提供的能量為直流時為

在國際單位制中，電能的單位是焦耳（J）。1J等于功率為1W的用電設(shè)備正常工作時在1s內(nèi)消耗的電能。通常電業(yè)部門用“度”作為單位測量用戶消耗的電能，“度”是千瓦時（kW·h）的簡稱。1度（或1千瓦·時）電等于功率為1千瓦的元件正常工作時在1小時內(nèi)消耗的電能。即任務(wù)3認(rèn)識電路基本元件一、電阻元件1.電阻定義

電路中自由電子的移動不是暢通無阻的，電源、負(fù)載和導(dǎo)線都具有不同程度上阻礙電流流動的性質(zhì)，這種固有性質(zhì)稱為電阻，即物體阻止電流通過的本領(lǐng)稱為電阻。

在電路圖中，常用理想電阻元件來表示電阻對電流的這種阻礙作用，用字母R表示。在國際單位制中，電阻的單位是歐姆（Ω），此外還有千歐（kΩ）、兆歐（MΩ）。2.歐姆定律流過導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比。”這就是歐姆定律。用公式表示為3.常用電阻（器）常用的電阻的標(biāo)注方法主要有直標(biāo)法和色標(biāo)法。直標(biāo)法是將電阻的主要參數(shù)直接標(biāo)注在電阻表面上，色標(biāo)法是將電阻的主要參數(shù)用顏色（色環(huán)）標(biāo)注在電阻的表面上。4.電阻的測量5.電阻的連接（1）電阻的串聯(lián)電阻串聯(lián)電路的主要特點(diǎn)如下：（1）電路中電流處處相等，即（2）串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各個電阻兩端的電壓之和，即（3）串聯(lián)電路的等效電阻（即總電阻）等于各串聯(lián)電阻之和，即（4）串聯(lián)電路具有分壓作用，電壓分配與電阻成正比，即

（2）電阻的并聯(lián)電阻并聯(lián)電路的主要特點(diǎn)如下：（1）并聯(lián)電阻兩端電壓相等，即（2）并聯(lián)電路總電流等于各個電阻上的電流之和，即（3）并聯(lián)電路等效電阻（即總電阻）的倒數(shù)等于各個電阻倒數(shù)之和，即（4）并聯(lián)電路具有分流作用，電流分配與電阻成反比，即

（3）電阻的混聯(lián)二、電感元件1.電感定義凡是能夠產(chǎn)生自感作用的元件稱為電感元件。L為電感，是表示自感應(yīng)特性的一個物理量。電感的單位為亨利（H），常用單位還有毫亨（mH）和微亨（μH）2.電感的連接（1）電感的串聯(lián)（2）電感的并聯(lián)三、電容元件1.電容定義任何兩個彼此靠近而且又相互絕緣的導(dǎo)體都可以構(gòu)成電容器。C稱為電容元件的電容，它是用來衡量電容元件容納電荷本領(lǐng)的一個物理量電容的單位為法拉（F），常用單位還有微法（μF）和皮法（pF）2.電容的連接（1）電容的串聯(lián)（2）電容的并聯(lián)任務(wù)4安全用電

一、觸電的種類和形式觸電是指人體接觸到帶電體，電流流過人的身體對人造成的傷害，可分為電擊和電傷兩類。電擊是指電流通過人體內(nèi)部器官，破壞人體內(nèi)部組織，影響呼吸系統(tǒng)、心臟及神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能，使其受到傷害，甚至危及生命。電傷是指電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)對人體外部器官造成的局部傷害，包括電弧引起的灼傷、燒傷。電傷會在人體皮膚表面留下明顯的傷痕，常見的有灼傷、電烙傷和皮膚金屬化等現(xiàn)象。2.觸電的形式觸電的形式有三種：單相觸電、兩相觸電和跨步電壓觸電。（1）單相觸電：人體觸及一根帶電導(dǎo)體或接觸到漏電的電氣設(shè)備外殼，而又同時和大地接觸，如圖（a）所示。（2）兩相觸電：人體同時觸及兩相帶電體，如圖（b）所示。（3）跨步電壓觸電：電流流入電網(wǎng)接地點(diǎn)或防雷接地點(diǎn)時，電流在接地點(diǎn)周圍地面中產(chǎn)生電壓，當(dāng)人體走進(jìn)接地點(diǎn)時，人體在兩腳之間的電壓稱為跨步電壓。由此引起的觸電稱為跨步電壓觸電。離接地點(diǎn)越近步距越大，跨步電壓越大。一般10米以外就沒有危險。如圖（c）所示。二