模塊一 電路基本知識

1、知識點知識點1、電路的概念和基本組成、電路的概念和基本組成2、電路的工作狀態(tài)、電路的工作狀態(tài)3、電路中各基本物理量的概念、電路中各基本物理量的概念技能點技能點1、認識電路和電路中的元器件、認識電路和電路中的元器件2、分清電路的工作狀態(tài)、分清電路的工作狀態(tài)3、會測量電路中的基本物理量、會測量電路中的基本物理量一、電路一、電路1.電路及其組成電路及其組成電路：電流流通的路徑電路：電流流通的路徑電路的組成：電源、開關(guān)、負載和導(dǎo)線。電路的組成：電源、開關(guān)、負載和導(dǎo)線。電源電源負載負載開關(guān)開關(guān)導(dǎo)線導(dǎo)線電源的能量轉(zhuǎn)化電源的能量轉(zhuǎn)化各種形式的能轉(zhuǎn)化為電能各種形式的能轉(zhuǎn)化為電能提供電能提供電能電源及其能量轉(zhuǎn)化

2、電源及其能量轉(zhuǎn)化各種用電器各種用電器用電器的能量轉(zhuǎn)化用電器的能量轉(zhuǎn)化電能轉(zhuǎn)化為各種形式的能電能轉(zhuǎn)化為各種形式的能消耗電能消耗電能2.電路圖電路圖 用電氣符號描述電路連接情況的圖，用電氣符號描述電路連接情況的圖，稱電路原理圖，簡稱稱電路原理圖，簡稱電路圖電路圖。電路圖電路圖實物圖實物圖常用電氣圖形符號常用電氣圖形符號3.方框圖方框圖 用功能塊表明電路中各部分之間關(guān)用功能塊表明電路中各部分之間關(guān)系的圖，稱為方框圖系的圖，稱為方框圖 方框圖方框圖4.電路的功能電路的功能 一是進行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配一是進行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配 二是二是 發(fā) 電 機升壓變壓器降壓變壓器用電設(shè)備輸電線電能的傳輸示意

3、圖電能的傳輸示意圖放大器1放大器2放大器3話筒擴音機電路示意圖擴音機電路示意圖二、電路的基本物理量二、電路的基本物理量引言：引言： 電路中由電源產(chǎn)生電能，電能的多少用電動電路中由電源產(chǎn)生電能，電能的多少用電動勢、電壓和電位來衡量。而電流又將電能傳遞給勢、電壓和電位來衡量。而電流又將電能傳遞給負載，電流流過負載時因受到阻礙而損耗電能，負載，電流流過負載時因受到阻礙而損耗電能，這個阻礙作用就是負載的電阻。這個阻礙作用就是負載的電阻。1、電流、電流類比類比 電流？電流？ 水流？水流？ 車流？車流？水流：水的流動水流：水的流動車流：車的流動車流：車的流動電流：電流：聯(lián)想聯(lián)想（1）電流的形成電流的形成

4、電荷的定向移動形成電荷的定向移動形成電流電流，移動的電荷又，移動的電荷又稱稱載流子載流子。金屬導(dǎo)體。金屬導(dǎo)體電子；導(dǎo)電液電子；導(dǎo)電液/氣氣體體正負離子正負離子（2）電流的方向）電流的方向 習(xí)慣上規(guī)定習(xí)慣上規(guī)定正電荷正電荷移動的方向為電流的方移動的方向為電流的方向，因此電流的方向?qū)嶋H上與電子移動的向，因此電流的方向?qū)嶋H上與電子移動的方向方向相反相反。（3）產(chǎn)生持續(xù)電流的條件：產(chǎn)生持續(xù)電流的條件：電源、電路閉合。電源、電路閉合。 動畫動畫 在分析和計算較為復(fù)雜的直流電路時，在分析和計算較為復(fù)雜的直流電路時，經(jīng)常會遇到某一電流的實際方向難以確定經(jīng)常會遇到某一電流的實際方向難以確定的問題，這時可先任意

5、假定電流的的問題，這時可先任意假定電流的參考方參考方向向，然后根據(jù)電流的參考方向列方程求解。，然后根據(jù)電流的參考方向列方程求解。 如果計算結(jié)果如果計算結(jié)果I 0，表明電流的實，表明電流的實際方向與參考方向相同；際方向與參考方向相同； 如果計算結(jié)果如果計算結(jié)果I 0，電壓實際方向與參考方向相同，電壓實際方向與參考方向相同 圖圖b中，中，U=-2VR2R3R1R2R3，并聯(lián)后的，并聯(lián)后的等效電阻為等效電阻為R R。想一想：。想一想：R1,R2,R3,RR1,R2,R3,R四個值哪個最大？四個值哪個最大？哪個最?。績蓚€電阻哪個最?。績蓚€電阻R1=10,R2=100kR1=10,R2=100k，若將，

6、若將R1R1和和R2R2并聯(lián)，在計算其等效電阻并聯(lián)，在計算其等效電阻時，可將哪個電阻忽略不計？時，可將哪個電阻忽略不計？例例3 3 已知下圖所示兩個電阻的并聯(lián)電路中，已知下圖所示兩個電阻的并聯(lián)電路中，U U=24V=24V，R R1 1=12=12,R2=6,求等效電阻求等效電阻R總總、總電流、總電流I總總和各電阻和各電阻上的電流上的電流。U U總總I I總總I I1 1I I2 2U U1 1U U2 2R R1 1R R2 212 6412 6246424462126 241212121121RR R =R+RU IAR U =U =U = VR I =IAR I =I -I =A 總總總

7、總總總總總解： 等效電阻 總電流 =各電阻上電壓 各電阻上電流例例4 4 有一表頭如下圖所示，滿刻度電流有一表頭如下圖所示，滿刻度電流I Is s=50A=50A，內(nèi)阻內(nèi)阻r rs s=3k=3k，若改裝成量程為，若改裝成量程為550AA的電流表，應(yīng)的電流表，應(yīng)并聯(lián)多大的電阻？并聯(lián)多大的電阻？A AI II Is sI IR RI IPAPAR R-636550-5050050 103 100.150.15300500 10Rsss ssR I =I-I =A U =I r=V U R=I 解：并聯(lián)電阻上分得的電流為電阻兩端電壓為表頭兩端電壓并聯(lián)電阻為3、電阻并聯(lián)電路的應(yīng)用、電阻并聯(lián)電路的應(yīng)用

8、（1 1）凡是額定工作電壓相同的負載都可采用凡是額定工作電壓相同的負載都可采用并聯(lián)的工作方式并聯(lián)的工作方式。這樣每個負載都是一個可獨。這樣每個負載都是一個可獨立控制的回路，任一負載的正常啟動或關(guān)斷都立控制的回路，任一負載的正常啟動或關(guān)斷都不影響其他負載的使用。不影響其他負載的使用。 （2 2）獲得較小阻值的電阻。）獲得較小阻值的電阻。 （3 3）擴大電流表的量程。）擴大電流表的量程。小結(jié)小結(jié)一、電阻串聯(lián)電路一、電阻串聯(lián)電路1、電阻串聯(lián)的概念、電阻串聯(lián)的概念2、電阻串聯(lián)電路的特點、電阻串聯(lián)電路的特點3、電阻串聯(lián)電路的應(yīng)用、電阻串聯(lián)電路的應(yīng)用二、電阻并聯(lián)電路二、電阻并聯(lián)電路1、電阻并聯(lián)的概念、電阻

9、并聯(lián)的概念2、電阻并聯(lián)電路的特點、電阻并聯(lián)電路的特點3、電阻并聯(lián)電路的應(yīng)用、電阻并聯(lián)電路的應(yīng)用練習(xí)練習(xí)習(xí)題冊習(xí)題冊 課題三課題三課題三課題三 電阻的連接電阻的連接三、電阻混聯(lián)電路三、電阻混聯(lián)電路 1、概念：在電阻的連接中，既有串聯(lián)又有、概念：在電阻的連接中，既有串聯(lián)又有并聯(lián)的接法稱為電阻的混聯(lián)。如下圖所示并聯(lián)的接法稱為電阻的混聯(lián)。如下圖所示 對于電阻混聯(lián)電路的計算，只需根據(jù)電對于電阻混聯(lián)電路的計算，只需根據(jù)電阻串、并聯(lián)的規(guī)律逐步求解即可，但對于某阻串、并聯(lián)的規(guī)律逐步求解即可，但對于某些較為復(fù)雜的電阻混聯(lián)電路，比較有效的方些較為復(fù)雜的電阻混聯(lián)電路，比較有效的方法就是畫出等效電路圖，然后計算其等效

10、電法就是畫出等效電路圖，然后計算其等效電阻。阻。 三、電阻混聯(lián)電路三、電阻混聯(lián)電路2 2、求解混聯(lián)電路等效電阻的方法、求解混聯(lián)電路等效電阻的方法畫等效電路圖畫等效電路圖 步驟：步驟： （1 1）在原電路中，給每個連接點標注一個字母）在原電路中，給每個連接點標注一個字母（同一導(dǎo)線相連的各連接點只能用同一字母同一導(dǎo)線相連的各連接點只能用同一字母） （2 2）按順序?qū)⒏髯帜秆厮椒较蚺帕校┌错樞驅(qū)⒏髯帜秆厮椒较蚺帕?（3 3）待求端字母置于始終兩端）待求端字母置于始終兩端 （4 4）將各電阻依次填入相應(yīng)的字母之間）將各電阻依次填入相應(yīng)的字母之間 例題例題 圖中圖中R R1 1 = = R R2 2

11、 = = R R3 3 = 2 = 2，R R4 4 = = R R5 5 = 4= 4，試求，試求A A、B B間的等效電阻間的等效電阻R RABAB。（1） 按要求在原電路中標出字母按要求在原電路中標出字母C，如下左圖所示。，如下左圖所示。（2） 將將A、B、C各點沿水平方向排列，并將各點沿水平方向排列，并將R1-R5依依次填入相應(yīng)的字母之間。次填入相應(yīng)的字母之間。R1與與R2串聯(lián)在串聯(lián)在A、C間，間，R3在在B、C之間，之間，R4在在A、B之間，之間，R5在在A、C之間，即可之間，即可畫出等效電路圖，如上右圖所示。畫出等效電路圖，如上右圖所示。（3） 由等效電路可求出由等效電路可求出AB

12、間的等效電阻，間的等效電阻，即：即：12121251251251253125312534AB125342244 42442244 4244RRRRRRRRRRRRRRRR 除上述方法外，其他的方法還有利用電除上述方法外，其他的方法還有利用電流的流向及電流的分、合，畫出等效電路圖流的流向及電流的分、合，畫出等效電路圖方法；利用電路中各等電位點分析電路，畫方法；利用電路中各等電位點分析電路，畫出等效電路等。出等效電路等。 無論哪一種方法，都是將不易看清串、無論哪一種方法，都是將不易看清串、并聯(lián)關(guān)系的電路，等效為可直接看出串、并并聯(lián)關(guān)系的電路，等效為可直接看出串、并聯(lián)關(guān)系的電路，然后求出其等效電阻。

13、聯(lián)關(guān)系的電路，然后求出其等效電阻。練習(xí)：練習(xí)：P P2020 6 6直流電橋平衡條件直流電橋平衡條件電橋是測量技術(shù)中常用的一種電路形式。這里只電橋是測量技術(shù)中常用的一種電路形式。這里只介紹直流電橋。介紹直流電橋。圖中的四個電阻圖中的四個電阻都稱為都稱為橋臂橋臂，Rx是待是待測電阻。測電阻。B、D間接入間接入檢流計檢流計G。調(diào)整調(diào)整R1、R2、R三個已知電阻，直至檢流計讀三個已知電阻，直至檢流計讀數(shù)為零，這時稱為數(shù)為零，這時稱為電橋平衡電橋平衡。電橋平衡時電橋平衡時B、D兩兩點電位相等，即點電位相等，即 UAB = UAD UBC = UDC 因此因此 R1I1 = RxI2 R2I1 = RI

14、2 可得可得 R1R = R2Rx 電橋的電橋的平衡條件平衡條件是：電橋?qū)Ρ垭娮璧某朔e相等。是：電橋?qū)Ρ垭娮璧某朔e相等。利用直流電橋平衡條件可求出待測電阻利用直流電橋平衡條件可求出待測電阻Rx的值。的值。 為了測量簡便，為了測量簡便，R1與與R2之比常采用十進制之比常采用十進制倍率，倍率，R則用多位十進制電阻箱使測量結(jié)果可則用多位十進制電阻箱使測量結(jié)果可以有多位有效數(shù)字，并且選用精度較高的標以有多位有效數(shù)字，并且選用精度較高的標準電阻，所以測得的結(jié)果比較準確。準電阻，所以測得的結(jié)果比較準確。小結(jié)小結(jié)1、電阻混聯(lián)的概念、電阻混聯(lián)的概念2、求解電阻混聯(lián)電路等效電阻的方法、求解電阻混聯(lián)電路等效電阻的

15、方法3、直流電橋電路的平衡條件、直流電橋電路的平衡條件課題四課題四 電功和電功率電功和電功率學(xué)習(xí)目標學(xué)習(xí)目標1 1、理解電功和電功率的概念、理解電功和電功率的概念2 2、掌握電功和電功率的分析和計算、掌握電功和電功率的分析和計算 電電 功功 電 功電能轉(zhuǎn)化為機械能電能轉(zhuǎn)化為機械能電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能或光能電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能或光能 大量事例說明電流通過各種用電器能夠把電能轉(zhuǎn)化為了大量事例說明電流通過各種用電器能夠把電能轉(zhuǎn)化為了其其它它形式的能；形式的能； 而而電能電能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為其它形式的能其它形式的能的過程實際上就是的過程實際上就是電流做功的過程。我們把電流所做的功叫做電流做功的過程。我們把電流所做的功

16、叫做電功電功。 那電流做的電功有多少嗎？那電流做的電功有多少嗎？一、電功一、電功 電流所做的功，簡稱電流所做的功，簡稱電功電功（即（即電能電能），），用字母用字母W表示。表示。 電流在電流在一段電路上所作的功等于這段電一段電路上所作的功等于這段電路兩端的電壓路兩端的電壓U、電路中的電流、電路中的電流I和通電時間和通電時間t三者的乘積，即三者的乘積，即：W = UIt 式中式中W、U、I、t的的單位分別用單位分別用J、V、A、s。 你知道電能的另一個單位嗎？是實際生活中經(jīng)你知道電能的另一個單位嗎？是實際生活中經(jīng)常會提到的哦？常會提到的哦？ 電能的另一個常用單位是電能的另一個常用單位是千瓦時千瓦時

17、（kWh）,即通常所說的即通常所說的1度電度電，它和焦耳的換算關(guān)系為，它和焦耳的換算關(guān)系為 1 kWh = 3.6106 J 想一想：想一想：對于電阻負載，你能寫出電功的對于電阻負載，你能寫出電功的其它計算公式嗎？其它計算公式嗎？22 U=IRU W=I Rt=tR根據(jù)，可得二、電功率二、電功率 電流在單位時間內(nèi)所作的功稱為電流在單位時間內(nèi)所作的功稱為電功率電功率，用字，用字母母P表示，單位為表示，單位為W。 對于純電阻電路，上式還可以寫為對于純電阻電路，上式還可以寫為UItWpRUPRIP22或I I一定，一定，P P與與R R成正比成正比U U一定，一定，P P與與R R成反比成反比R R

18、一定，一定，P P與與I I2 2、U U2 2成正比成正比 根據(jù)全電路歐姆定律，在一個含電源的閉合電根據(jù)全電路歐姆定律，在一個含電源的閉合電路中，電源電動勢等于外電路電壓降與內(nèi)電路電壓路中，電源電動勢等于外電路電壓降與內(nèi)電路電壓降之和，即降之和，即 22 E=U +U E=IR+Ir IE=I R+I r P=P+P 外內(nèi)電源負載內(nèi)阻或由上式可得即上式表明，在一個閉合電路中，電源電動勢發(fā)出的功率，等于負載電阻消耗的功率和電源內(nèi)阻消耗的功率之和。這就是電路中的功率平衡。例例 一個一個100的電阻流過的電阻流過50mA的電流時，求電阻上的電流時，求電阻上的電壓降和電阻消耗的功率，當電流通過時間為

19、的電壓降和電阻消耗的功率，當電流通過時間為1min時，電阻消耗的電能為多少？時，電阻消耗的電能為多少？10.05 1005(2)5 0.050.25(3)0.25 6015 U=IR=V P=UI=W W=Pt=J解：（）由歐姆定律得電壓降 消耗的功率 消耗的電能三、負載的額定值三、負載的額定值 電氣設(shè)備安全工作時所允許的最大電流、最電氣設(shè)備安全工作時所允許的最大電流、最大電壓和最大功率分別稱為它們的大電壓和最大功率分別稱為它們的額定電流額定電流、額額定電壓定電壓和和額定功率額定功率。 電氣設(shè)備在額定功率下的工作狀態(tài)稱為電氣設(shè)備在額定功率下的工作狀態(tài)稱為額定額定工作狀態(tài)工作狀態(tài)，也稱，也稱滿載

20、滿載； 低于額定功率的工作狀態(tài)稱為低于額定功率的工作狀態(tài)稱為輕載輕載； 高于額定功率的工作狀態(tài)稱為高于額定功率的工作狀態(tài)稱為過載過載或或超載超載。 由于過載很容易燒壞用電器，所以一般不允由于過載很容易燒壞用電器，所以一般不允許出現(xiàn)過載。許出現(xiàn)過載。例例 額定值為額定值為100/1W的電阻，兩端允許加的的電阻，兩端允許加的最大直流電壓為多少？允許通過的直流電流又最大直流電壓為多少？允許通過的直流電流又是多少？是多少？1001010.1102U P=RU= PRVP I=AU解：根據(jù)可得電阻兩端允許加的最大支流電壓為 電阻允許流過的最大直流電流為 四、負載獲最大功率的條件四、負載獲最大功率的條件因為因為 P P電源電源=P=P內(nèi)阻內(nèi)阻+P+P負載負載所以所以 P P內(nèi)阻內(nèi)阻增大時，增大時，P P負載負載就減小就減小那么，怎樣才能讓負載獲得最大功率呢？那么，怎樣才能讓負載獲得最大功率呢？222()222222222 EE R P=I R=RR+rRrE RE R =R +2Rr+rR -2Rr+r +4RrE R =R-r +4Rr負載的功率為：（）（） 由上式可知，當由上式可知，當R=rR=r時，分母最小，負載功率時，分母最小，負載功率P P才能得到最大值，最大值為才能得到最大值，最大值為22442E REE P=4RrrR 即 負