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1、電器基礎(chǔ),一、電壓,電場力把單位正電荷從電場中a點移動到b點所做的功稱為a、b兩點的電壓，用Uab表示。,一、電壓,電壓的單位稱為伏特，簡稱伏，用符號V表示。,我們規(guī)定：電場力把1C電量的正電荷從a點移到b點，如果所做的功為1J，那么a、b兩點間的電壓就是1V。,電壓常用的單位還有kV、mV、V，其換算關(guān)系是：,電壓,當閥門關(guān)閉的時候， 容器B中的水位要比容器A中的水位高。兩個容器之間的水位差h產(chǎn)生一定的能量。,當閥門打開時，兩個容器中的水位持平，這時候不再有能量產(chǎn)生,壓力不同產(chǎn)生能量,同樣的道理，在電路方面， 要想使電路中有電流通過， 必須要保證用電器兩端有電位差。,電壓符號: U 單位：

2、伏特 單位表示： V,電阻的定義和單位,定義：導線兩端的電壓及通過此導線之電流的比值，稱為電阻。,電阻(R)=,電阻的意義,電子受電壓的驅(qū)使而移動，移動過程中和金屬原子碰撞遭受的阻力即為電阻。,電阻的水流模擬,水流較大的原因 :, 內(nèi)壁比較光滑、平直 長度較短 橫截面積較大,同樣的，水流較小的原因:, 內(nèi)壁粗糙、彎曲 長度較長 橫截面積較小,影響電阻的因素,影響電阻的因素有:, 材料 長度 橫截面積,電阻是材料本身的特性，材料確定后，在電路中不會隨電流、電壓的變化而變化,影響電阻大小之因素,：電阻系數(shù)，與材料有關(guān)；l：長度；A：截面積。 材料種類：良好的導體，如金，銀，銅等金屬，具有較低的電阻

3、。 導線的截面積大小：在固定電壓下，導線的截面積越大（即導線越粗），電子越容易通過導線，產(chǎn)生的電流越大，則導線的電阻越小。,電阻定律：,影響電阻大小之因素,導線長短：在固定電壓下，導線越長，電子與導線中原子碰撞的機會也會增加，電子越不容易通過導線，產(chǎn)生的電流越小，則導線的電阻越大。 溫度：溫度愈高，電阻愈大。,答：自然界中銀的產(chǎn)量較少，而且價格昂貴，因此選擇產(chǎn)量多且便宜的銅。,幾種物質(zhì)的電阻（截面積1mm2，長度1m）,想一想,問：常用銅為導線材料，為何不使用電阻 較小的銀做為導線的材料？,電阻,在電路上將通過電路阻力的大小稱為電阻。 聯(lián)入電路有三種不同的情況：,電阻符號： R 單位： 歐姆

4、單位表示： W,電流的形成,電荷的定向運動稱為電流。,電流,以水流為例：電流相當于流經(jīng)水管的流量,電流,在電路上,將單位時間內(nèi)流過電路的電子數(shù)量稱為電流,電流符號： I 單位： 安培 單位表示： A,電流的方向,1.規(guī)定以正電荷移動的方向為電流的方向。,電流的大小,1.通常規(guī)定用單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電量來表示電流的大小，以字母I表示。,我們規(guī)定：電量的單位是C，時間的單位是s，那么電流的單位是A。,電流常用的單位還有kA、mA、A，其換算關(guān)系是：,電流的大小,2.凡大小和方向都不隨時間變化的電流，稱為穩(wěn)恒電流，簡稱直流（DC）。,電流的大小,3.凡大小和方向都隨時間變化的電流，稱為交變電

5、流，簡稱交流（AC）。,0,電流密度,電流密度就是當電流在導體的橫截面上均勻分布時，該電流與導體橫截面積的比值，以字母J表示。,電流密度的單位是安培/平方毫米（A/mm2）。,各物理量間的關(guān)系,歐姆定律:,歐姆定律,科學家 歐姆（Ohm,1787-1854）發(fā)現(xiàn)， 當金屬導體溫度一定時， 導體的兩端的電壓（V）與通過的電流（I） 成 正比 的關(guān)系。 此電壓與電流的比值即為金屬線的電阻。,電阻 R (歐姆),電壓V (伏特),電流 I (安培),電壓與電流的關(guān)系,金屬導體的電流 I 和電壓 V 的關(guān)系圖為一直線。,電流 I (安培),電壓 V (伏特),I 與 V 成正比,電流、電壓和電阻三者的

6、關(guān)系,I,V,電阻 一定,R 一定時，V 和 I 成正比。,電流、電壓和電阻三者的關(guān)系,I 一定時，V 和 R 成正比。,V,R,I 一定,V一定時，I 和 R 成反比,I,R,V一定,電流、電壓和電阻三者的關(guān)系,串聯(lián)電路,電壓,U = U1 + U2 + U3,電流,I = I1 = I2 = I3,電阻,R = R1 + R2 + R3,電路特點:,串聯(lián)電路,(a) 各電阻順序連接，流過同一電流,(b) 總電壓等于各串聯(lián)電阻的電壓之和,串聯(lián)分壓,結(jié)論,UAM =,串聯(lián)分壓,練習,U = 12 V R1 = 2 W R2 = 4 W R=? I = ? U1 = ? U2 =?,并聯(lián)電路,電

7、壓,U = U1 = U2 = U3,電流,I = I1 + I2 + I3,電阻,1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3,并聯(lián)電路,電路特點:,(a) 各電阻兩端分別接在一起，兩端為同一電壓,(b) 總電流等于流過各并聯(lián)電阻的電流之和,并聯(lián)電路,練習,U = 12v R1 = 10 W R2 = 15 W R=? I = ? I1 = ? I2 =?,混聯(lián)電路,混聯(lián)電路,要求：弄清楚串、并聯(lián)的概念。,計算舉例：,電阻的串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合的聯(lián)接方式叫電阻的串并聯(lián)（或混聯(lián)）。,= 4(2+36) = 2 ,萬用表：,萬用表的使用,電壓的測量,電壓表并聯(lián)在電路中,測量電壓時必須把電流表并聯(lián)

8、在電路中，同時要選擇好電壓表的量程（測量范圍），使其大于實際電壓的數(shù)值 測量直流電壓時,還必須使電壓表的正負極和被測電壓一致,電壓的測量,電阻的測量,歐姆表聯(lián)接在用電器的兩極 電路必須是開路 不能將歐姆表接入發(fā)電機兩極.,利用歐姆表可以測量以下幾種電阻： 電阻的測量 (R = 確定的值) 直流電的測量 (R = 0W) 絕緣測量 (R =無窮大),電阻的測量,利用伏特計及安培計可測量電阻,改變電池數(shù)， 測量電流變化,表示金屬導線之 電壓和電流成正比,I(A),V(V),想一想 ? ?,V = V R ， I = I A + I V 故測得電阻略小。,待測量的電器是低電阻 這樣接法好嗎？,想一想

9、 ? ?,測量的電器是高電阻 這樣接法好嗎？,V = VR + VA ，I = IA 故測得電阻略大。,電流的測量:,安培表必須串聯(lián)入電路,電流的大小,電流的測量,第2節(jié)電流,測量電流時必須把電流表串聯(lián)在電路中，同時要選擇好電流表的量程（測量范圍），使其大于實際電流的數(shù)值。 測量直流電流時,還必須使電流從表的正端流入，負端流出。,測量實例:,在車輛上，如何測量一跟導線的導通性和絕緣性？,物理量,測量表:,電路和電路的組成,電流所流經(jīng)的路徑稱為電路。,電路和電路的組成,電路通?？偸怯呻娫?、負載和中間環(huán)節(jié)（導線和開關(guān)）等基本部分組成。,將非電能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,將電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的裝置,用于傳

10、輸和分配電能,電路圖,用統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號畫出的電路模型圖稱為電路圖。,2.電路圖中常用的部分圖形符號如表1-1所示。,電路圖,電路的工作狀態(tài),（一）通路,通路就是電源與負載構(gòu)成的閉合回路，電路中有電流通過，電路正常工作。,電路的工作狀態(tài),（二）斷路,斷路就是電源與負載未接成閉合回路，電路中沒有電流通過。斷路又稱為開路。,電路的工作狀態(tài),（三）短路,短路就是電源未經(jīng)負載而直接由導線（導體）構(gòu)成通路，電路中電流比通路時大得多，可能燒壞電源和其他設(shè)備。,電磁理論,通電線圈產(chǎn)生磁場,磁場中運動的線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢； 或， 運動的磁場可以使其中的線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。 總之，切割磁力線可以產(chǎn)生感應(yīng)電動勢

11、。,繼電器,一般情況下，汽車上使用的操縱開關(guān)的觸點容量較小，不能直接控制工作電流較大的用電設(shè)備，常采用繼電器來控制它的接通與斷開。 用繼電器控制線路中的元件有以下幾項優(yōu)點： 當電線太長時（例如：帶有通過儀表板的控制器的線路）可以降低電壓降 降低電線的粗細程度，也可降低成本 自動起動某些線路（例如：補充照明大燈，冷卻系統(tǒng)的風扇電機等） 注意：電壓降取決于電線的電阻值（也就是電線的長度和截面寬度）以及通過線路的電流強度的大?。篣=RI,繼電器,繼電器,繼電器,線路圖,繼電器,當控制線路中沒有通電時，工作線路中第3和第5通道之間也沒有電流通過。但是在工作線路中的第3和第4通道之間有電流通過。,繼電器

12、,備注:繼電器線圈電阻在 50-100 歐姆,給繼電器的線圈通電（第1和第2通道之間），控制線路中有電流通過，這樣線圈周圍會產(chǎn)生磁場并將工作線路中的開關(guān)吸合。 工作線路中第3和第5通道之間有電流通過，并給用電器通電。 工作線路中第3和第4通道之間的電流斷開。,繼電器,類型 :,二極管,二極管的工作原理 晶體二極管為一個由p型半導體和n型半導體形成的p-n結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場。當不存在外加電壓時，由于p-n 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。 當外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起

13、了正向電流。 當外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進一步加強，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流I0。 當外加的反向電壓高到一定程度時，p-n結(jié)空間電荷層中的電場強度達到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程，產(chǎn)生大量電子空穴對，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。,二極管,二極管的類型 按照所用的半導體材料分： 鍺二極管（Ge管） 硅二極管 （Si管） 根據(jù)其不同用途可分為： 檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管 按照管芯結(jié)構(gòu)又可分為： 點接觸型二極管 面接觸型二極管 平面型二極管,二極管,(a) (b) (c) (d),二極管,點接觸型二極管是用

14、一根很細的金屬絲壓在光潔的半導體晶片表面，通以脈沖電流，使觸絲一端與晶片牢固地燒結(jié)在一起，形成一個“PN結(jié)”。由于是點接觸，只允許通過較小的電流（不超過幾十毫安），適用于高頻小電流電路，如收音機的檢波等。 面接觸型二極管的“PN結(jié)”面積較大，允許通過較大的電流（幾安到幾十安），主要用于把交流電變換成直流電的“整流”電路中 平面型二極管是一種特制的硅二極管，它不僅能通過較大的電流，而且性能穩(wěn)定可靠，多用于開關(guān)、脈沖及高頻電路中,二極管:,導通時二極管的正向壓降變化不大，硅管約為0.60.8V， 鍺管約為0.20.3V。溫度上升，死區(qū)電壓和正向壓降均相應(yīng)降低。 溫度容許限度（硅管為140左右，鍺管為90左右 ）,電器元件,穩(wěn)壓二極管,穩(wěn)壓二極管(又叫齊納二極管)它的電路符號是:,穩(wěn)壓二極管,穩(wěn)壓二極管的運用 浪涌保護電路 電視機里的過壓保護電路