教學(xué)課件：《電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能》1

1、第一章 認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)室與安全用電認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)室1安全用電 2任務(wù)一 二極管的特性、結(jié)構(gòu)與分類活動(dòng)一 實(shí)訓(xùn)室活動(dòng)二 電源配置活動(dòng)三 基本電工儀器儀表活動(dòng)四 常用電工工具活動(dòng)一 實(shí)訓(xùn)室 實(shí)訓(xùn)室守則如下： (1)注意用電安全，不得隨意觸摸室內(nèi)的電氣設(shè)備，不經(jīng)指導(dǎo)教師同意不得擅自通電；實(shí)訓(xùn)中，不得用手碰觸裸露的帶電部分，改接和拆除電路前應(yīng)先切斷電源。若電路出現(xiàn)故障，應(yīng)馬上切斷電源并報(bào)告指導(dǎo)教師。活動(dòng)一 實(shí)訓(xùn)室 (2)注意防火安全，不得隨意動(dòng)用各類防火設(shè)備。嚴(yán)禁吸煙及引燃火種；不得帶易燃易爆物品進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室；要嚴(yán)格按安全操作規(guī)程使用電熱器具；線路安裝要嚴(yán)防發(fā)生短路故障。 (3)要遵守紀(jì)律，實(shí)訓(xùn)中要聽從指導(dǎo)教師的指

2、導(dǎo)，要按指導(dǎo)教師安排的工位進(jìn)行實(shí)訓(xùn)；實(shí)訓(xùn)時(shí)不得喧嘩、打鬧；不得隨意走動(dòng)和換位。活動(dòng)一 實(shí)訓(xùn)室 (4)實(shí)訓(xùn)中要愛護(hù)實(shí)訓(xùn)設(shè)備、工具與器材，不得私自拆卸實(shí)訓(xùn)使用的元件、器件；若實(shí)訓(xùn)設(shè)備和器材損壞，應(yīng)立刻報(bào)告指導(dǎo)教師；注意節(jié)約實(shí)訓(xùn)材料。實(shí)訓(xùn)后應(yīng)將實(shí)訓(xùn)設(shè)備、工具與器材按指定位置放好。 (5)要保持室內(nèi)的清潔衛(wèi)生，不得在工位上亂涂亂畫，不得亂丟廢紙、線頭等；要注意保持工位的整潔。實(shí)訓(xùn)操作規(guī)程如下： (1)實(shí)訓(xùn)前應(yīng)進(jìn)行預(yù)習(xí)，明確實(shí)訓(xùn)目的、要求與實(shí)訓(xùn)步驟，熟悉實(shí)訓(xùn)器材，了解儀表的使用方法。 (2)實(shí)訓(xùn)時(shí)要做到： 檢查實(shí)訓(xùn)器材、工具與儀表的數(shù)量與質(zhì)量是否符合實(shí)訓(xùn)要求。 確認(rèn)實(shí)訓(xùn)對(duì)電源的要求和實(shí)訓(xùn)室所提供的電源相

3、符。 連接電路或改接電路之前，應(yīng)斷開電源；電路中有電容器時(shí)，應(yīng)將電容器放電后才能連接電路嚴(yán)格按照實(shí)訓(xùn)步驟進(jìn)行操作，通電要經(jīng)指導(dǎo)教師同意。要確保安全操作第一，線路連接無誤，線頭壓接牢固，儀表使用正確，現(xiàn)象觀察清楚，數(shù)據(jù)讀取準(zhǔn)確。 (3)實(shí)訓(xùn)測(cè)量完畢，應(yīng)立刻切斷電源，將各儀表、儀器的旋鈕置于安全位置。實(shí)訓(xùn)全部完成后，應(yīng)將實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)交指導(dǎo)教師認(rèn)可后再拆電路。 (4)離開實(shí)訓(xùn)室前應(yīng)將實(shí)訓(xùn)室打掃干凈，關(guān)燈、關(guān)窗，并將儀器、工具、設(shè)備按指定位置放好，向?qū)嵱?xùn)員辦好交接手續(xù)。 (5)實(shí)訓(xùn)后要認(rèn)真填寫實(shí)訓(xùn)報(bào)告?；顒?dòng)二 電源配置 一、交流單相220V電源1.交流220V單相插座（見圖1-1）使用說明：(1)接地線插

4、頭(插孔)用做接地或接零保護(hù)。 (2)接地線外的兩個(gè)插孔(插頭)為相線與零線。按安全規(guī)程規(guī)定：插座的左插孔為零線，右插孔為相線，這是在實(shí)驗(yàn)中需要注意的。(3)插頭插入插座時(shí)，要將插頭金屬片對(duì)準(zhǔn)插座插孔，稍用力將插頭插入到與插座貼緊為止。(4)使用插頭時(shí)，不要拉扯插頭的電線，以免造成斷線或短路故障。2.由單相閘刀開關(guān)（見圖1-2）控制的交流220 V單相接線端子 使用說明： 閘刀開關(guān)的合閘或拉閘操作，一定要手持閘刀絕緣把手，在接通或斷開電源瞬間動(dòng)作要迅速。不需要通電時(shí)，一定要置閘刀在斷開狀態(tài)。接線端子為插入式，線頭接入時(shí)應(yīng)用小螺絲刀旋動(dòng)壓接螺釘，壓緊插入線頭的力度要適當(dāng)，以免將直徑較小的線頭壓斷

5、。二、交流三相380 V電源1.交流三相380 V電源（見圖1-3）使用說明： (1)三相插座只用做三相對(duì)稱交流負(fù)載的電源。 (2)有接地標(biāo)志或尺寸稍大的插孔(插頭)為接地線插孔(插頭)，用做接地或接零保護(hù)。另外的三個(gè)插孔(插頭)為380 V電源的三條相線的插孔(插頭)。 (3)插入時(shí)應(yīng)使插頭對(duì)準(zhǔn)插孔稍用力插入，直至插頭與插座貼緊為止。(4)使用時(shí)不要拉扯插頭的電線，以免造成斷線或短路事故。2.由三相閘刀開關(guān)（見圖1-4）控制的交流380 V三相電源使用說明： (1)三相閘刀開關(guān)控制電源的三條相線。若需要使用零線，須再從電源的零線端子引接零線。(2)實(shí)驗(yàn)電路接好并檢查正確無誤后，才能合閘送電。

6、(3)拉、合閘時(shí)應(yīng)手持開關(guān)的絕緣把手，刀閘接觸時(shí)動(dòng)作要迅速。要注意防止電弧傷人。 (4)接線端子與導(dǎo)線的連接要求與單相閘開關(guān)相同。三、直流穩(wěn)壓電源 實(shí)驗(yàn)用直流穩(wěn)壓電源是一種把220 V交流電壓降低，再經(jīng)過整流、濾波和穩(wěn)壓，從而輸出穩(wěn)定直流電壓的低壓直流電源設(shè)備。在電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，仍能保持輸出電壓的穩(wěn)定，從而可以替代蓄電池和干電池使用。一、電流表和電壓表電流表用于測(cè)量電路中的電流，其基本單位為安培（A），故又俗稱安培表。電壓表用于測(cè)量電路兩端電壓，基本單位為伏特（V），故也俗稱伏特表。常用電流表和電壓表按工作原理的不同分為磁電式、電磁式和電動(dòng)式三類?；顒?dòng)三 基本電工儀器儀表 二、萬

7、用表1.萬用表的分類萬用表（又稱多用表）是能測(cè)量多種電氣參數(shù)、有多種量程的可攜帶式電工儀表。它是電工維修中最基本、最常用的檢測(cè)儀表。萬用表按其結(jié)構(gòu)分成模擬式（指針式）和數(shù)字式兩大類。2.萬用表的用途萬用表在電工維修中主要用于檢測(cè)電阻、交流電壓、直流電壓與電流。有的還能測(cè)量交流電流、音頻電平、三極管正向壓降、三極管靜態(tài)放大因數(shù)以及電容、電感等參數(shù)。一、螺絲刀螺絲刀又稱螺釘旋具、起子和改錐，由手柄和金屬桿組成，主要作用是緊固、拆卸螺釘。螺絲刀式樣和規(guī)格種類繁多，除了單一功能的外，還有一種組合式多用途的。根據(jù)金屬桿頂端的形狀，可以分為平口螺絲刀和梅花螺絲刀，又分別稱為一字螺絲刀和十字螺絲刀，如圖1-

8、5所示，手柄根據(jù)常用材料可以分為木質(zhì)手柄和塑料手柄、橡膠手柄等?；顒?dòng)四 常用電工工具 二、電工刀電工刀是電工常用的一種切削工具。普通的電工刀由刀片、刀刃、刀把、刀掛等構(gòu)成，如圖1-6所示。三、常用電工刀圖1-7所示為4種常用電工刀。另外，還有一些多功能電工刀，除了刀片外還有鋸片、尺子和擴(kuò)孔錐，甚至還有剪子和開啤酒瓶蓋的開瓶扳手等。四、鋼絲鉗鋼絲鉗是在電工操作中使用最多的一種電工鉗，如圖1-8所示，它的主要用途就是夾持元件、剪切金屬線、彎折金屬線或金屬片、開剝絕緣導(dǎo)線的絕緣層等。它的各部分名稱如圖1-9所示。鉗口可以彎折金屬導(dǎo)線，齒口可以擰螺釘，刀口可以剪導(dǎo)線或者拉剝導(dǎo)線絕緣層，鍘口可以切鋼線。

9、五、常見扳手扳手是用于螺紋連接的工具，種類繁多，常見的有活絡(luò)扳手、固定扳手、套筒扳手等，圖1-10所示為生產(chǎn)、生活中常用的幾種扳手。六、試電筆試電筆，又稱為低壓驗(yàn)電器，是專門用來檢查低壓設(shè)備或低壓線路是否有電，以及區(qū)別火線（相線）與零線（中性線）的一種工具。 任務(wù)二 安全用電活動(dòng)一 安全電流與安全電壓活動(dòng)二 觸電及防護(hù)活動(dòng)三 電氣火災(zāi)的防范與補(bǔ)救活動(dòng)一 安全電流與安全電壓 一、安全電流 電流通過人體時(shí)，對(duì)人體機(jī)能組織不造成傷害的電流值，即為安全電流。 觸電的傷害程度與通過人體電流的大小、流過的途徑、持續(xù)的時(shí)間、電流的種類、交流電的頻率及人體的健康狀況等因素有關(guān)，其中通過人體電流的大小對(duì)觸電者的

10、傷害程度起決定性作用。 一般來說，通過人體的電流越大、時(shí)間越長(zhǎng)，危險(xiǎn)就越大；觸電時(shí)間超過人的心臟搏動(dòng)周期(約為750ms)，或者觸電正好開始于搏動(dòng)周期的易損傷期時(shí)，危險(xiǎn)最大；電流通過人體腦部和心臟時(shí)最為危險(xiǎn)；4060Hz的交流電對(duì)人體的危害最大，直流電流與較高頻率電流的危險(xiǎn)性則小些；男性、成年人、身體健康者受電流傷害的程度相對(duì)要輕一些。 二、安全電壓 電流通過人體時(shí)，人體承受的電壓越低，觸電傷害越輕。當(dāng)電壓低于某一定值后，就不會(huì)造成觸電了。這種不帶任何防護(hù)設(shè)備，對(duì)人體各部分組織均不造成傷害的電壓值，稱為安全電壓。 通過人體電流的大小與觸電電壓和人體電阻有關(guān)。通常人體電阻可按1 0002 000

11、考慮，人體電阻越大，受電流傷害越輕。細(xì)嫩潮濕的皮膚，電阻可降至800以下。 世界各國對(duì)于安全電壓的規(guī)定不盡相同。有50V，40V，36V，25V，24V等，其中以50V，25V居多。國際電工委員會(huì)(IEC)規(guī)定安全電壓限定值為50V，25V以下電壓可不考慮防止電擊的安全措施。 我國規(guī)定12V，24V，36V三個(gè)電壓等級(jí)為安全電壓級(jí)別，不同場(chǎng)所選用安全電壓等級(jí)不同。 在濕度大、狹窄、行動(dòng)不便、周圍有大面積接地導(dǎo)體的場(chǎng)所(如金屬容器內(nèi)、礦井內(nèi)、隧道內(nèi)等)使用的手提照明，應(yīng)采用12V安全電壓。 凡手提照明器具，在危險(xiǎn)環(huán)境、特別危險(xiǎn)環(huán)境下使用的局部照明燈，環(huán)境高度不足25m時(shí)使用的一般照明燈，攜帶式電

12、動(dòng)工具等，若無特殊的安全防護(hù)裝置或安全措施，均應(yīng)采用24V或36V安全電壓。一、觸電類型活動(dòng)二 觸電及防護(hù) 二、觸電防護(hù)(1)使用絕緣材料保護(hù)。(2)使用安全電壓保護(hù)。(3)帶電體應(yīng)置于人體不能觸及的高處或加以屏蔽保護(hù)。三、觸電現(xiàn)場(chǎng)的處理 人體觸電急救的原則包括迅速使觸電者脫離電源，就地對(duì)觸電者進(jìn)行診斷，使用正確姿勢(shì)對(duì)癥急救，搶救要及時(shí)、堅(jiān)持、不中斷。一、電氣火災(zāi)的防范電氣火災(zāi)的特點(diǎn)： 一是著火后的電氣設(shè)備可能仍然帶電，撲救時(shí)若安全措施不得當(dāng)，救火人員在滅火時(shí)易發(fā)生觸電事故； 二是變壓器、互感器、電容器和斷路器等充油電氣設(shè)備充有大量的絕緣油，一旦起火燃燒，很有可能發(fā)生噴油，甚至爆炸，造成火勢(shì)蔓

13、延并危及救火人員的安全。活動(dòng)三 電氣火災(zāi)的防范及補(bǔ)救 為了防止電氣火災(zāi)的發(fā)生，首先應(yīng)按場(chǎng)所的危險(xiǎn)等級(jí)正確地選擇、安裝、使用和維護(hù)電氣設(shè)備及電氣線路，按規(guī)定正確采用各種保護(hù)措施。在線路設(shè)計(jì)上，應(yīng)充分考慮負(fù)載容量及合理的過載能力。在用電上，應(yīng)禁止過度超載及亂接亂搭電源線。用電設(shè)備有故障應(yīng)停用并及時(shí)檢修。對(duì)于須在監(jiān)護(hù)下使用的電氣設(shè)備，應(yīng)“人去停用”。對(duì)于易引發(fā)火災(zāi)的場(chǎng)所，應(yīng)注意加強(qiáng)防火，配置防火器材。為了防止電氣引爆的發(fā)生，在有易燃、易爆氣體，粉塵的場(chǎng)所，應(yīng)合理選用防爆電氣設(shè)備，正確敷設(shè)電氣線路，保持場(chǎng)所良好通風(fēng)；應(yīng)保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，防止短路、過載；應(yīng)安裝自動(dòng)斷電保護(hù)裝置，對(duì)危險(xiǎn)性大的設(shè)備應(yīng)安

14、裝在危險(xiǎn)區(qū)域外；防爆場(chǎng)所一定要選用防爆電機(jī)等防爆設(shè)備，使用便攜式電氣設(shè)備應(yīng)特別注意安全；電源應(yīng)采用三相五線制與單相三線制，線路接頭采用熔焊或釬焊等。二、電氣火災(zāi)的撲救1.滅火方法要正確滅火方法之一隔離法：隔離法是使燃燒物和未燃燒物隔離，從而限制火災(zāi)范圍。(1)拆除毗鄰燃燒處的建筑、設(shè)備等。(2)斷絕燃燒氣體、液體的來源。(3)搬走未燃燒物。(4)堵截流散的燃燒液體等。 滅火方法之二窒息法：窒息法是減少（稀釋）燃燒區(qū)的氧量，隔絕新鮮空氣進(jìn)入燃燒區(qū)，從而使燃燒熄滅。(1)往燃燒物上噴射氮?dú)?、二氧化碳、四氯化碳?2)往著火的空間注入惰性氣體、水蒸氣，噴灑霧狀水、泡沫。(3)用石棉被、濕麻袋、濕棉被

15、等捂蓋燃燒物。(4)封閉已著火的建筑物和設(shè)備孔洞。(5)用砂土埋沒燃燒物等。滅火方法之三冷卻法：冷卻法是降低燃燒物的溫度于燃點(diǎn)之下，從而使其停止燃燒。(1)用水直接噴射燃燒物。(2)往火源附近的未燃燒物上淋水。(3)往燃燒物上噴射二氧化碳泡沫等。滅火方法之四抑制法：抑制法是中斷燃燒的連鎖反應(yīng)。常用的抑制法是往燃燒物上噴射1211、干粉滅火劑覆蓋火焰，從而中斷燃燒。2.滅火過程中要保護(hù)好自己和他人 生命無價(jià)?；馂?zāi)發(fā)生后，許多復(fù)雜情況都可能相伴而生。在滅火過程中滅火者如果不善于自我保護(hù)并保護(hù)他人，就難免會(huì)出現(xiàn)燒、摔、砸、炸、窒息、中毒、觸電、高溫輻射等情況，不僅影響救火速度，還會(huì)造成更大的災(zāi)難性損

16、失。因此，滅火者在滅火過程中必須做好人身保護(hù)工作。3.滅火措施當(dāng)首選斷電滅火 當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生火災(zāi)或引燃附近可燃物時(shí)，首先要采取先切斷電源，然后再實(shí)施滅火這一措施。室外或街道的供電線路起火時(shí)要及時(shí)同供電部門聯(lián)系，切斷電源；室內(nèi)的電氣裝置發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)盡快拉下總開關(guān)，切斷電源。 4.不得已時(shí)才能采取帶電滅火 電氣設(shè)備發(fā)生火災(zāi)時(shí)，有時(shí)在特殊的危急情況下，若等待切斷電源后再進(jìn)行撲救，就會(huì)失去戰(zhàn)機(jī)，使火勢(shì)蔓延，燃燒面積增大，危險(xiǎn)性擴(kuò)大；或者斷電后嚴(yán)重影響生產(chǎn)。這時(shí)為了獲取滅火戰(zhàn)斗的主動(dòng)權(quán)，爭(zhēng)取時(shí)間，迅速有效地控制火勢(shì)、撲滅火災(zāi)，就必須在保證滅火人員的生命安全情況下進(jìn)行帶電滅火。第二章 直流電路電路的組成

17、與電路模型1電路的基本物理量及其測(cè)量 2電阻 3歐姆定律4基爾霍夫定律的應(yīng)用5電源的模型 6戴維寧定理 7疊加原理8任務(wù)一 電路的組成與電路模型活動(dòng)一 電路的組成活動(dòng)二 電路模型活動(dòng)三 電路狀態(tài)活動(dòng)一 電路的組成 概括地說，電路是由各種元器件按一定方式連接起來組成的總體。如手電筒電路可以簡(jiǎn)單地用圖2-1表示。 (1)電源。它的作用是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，如圖2-1中所示的干電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。(2)負(fù)載。負(fù)載又稱為用電器，即將電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的裝置，確切地說，就是消耗電能的裝置，如圖2-1中所示的燈泡。(3)控制和保護(hù)裝置。它的作用是接通或斷開電路，使電路或保護(hù)電路不被損壞等，如

18、圖2-1中所示的開關(guān)。(4)連接導(dǎo)線。即連接電源、負(fù)載及保護(hù)控制裝置，它的作用主要是形成傳輸電能的通道。通常所說的電路，是指電流通過的路徑，它有兩個(gè)作用：一是傳輸和轉(zhuǎn)換電能，例如照明電路、電動(dòng)機(jī)電路和電力傳輸系統(tǒng)等；二是傳遞和處理信號(hào)，例如電視機(jī)電路、計(jì)算機(jī)電路以及各種自動(dòng)控制電路等。活動(dòng)二 電路模型 考慮到實(shí)際元器件多種電磁特性在強(qiáng)弱程度上的不同，可以將組成電路的實(shí)際元器件加以近似化、理想化，保留它的一個(gè)主要性質(zhì)，忽略其次要性質(zhì)，并用一個(gè)足以反映其主要性質(zhì)的模型來表示，人們習(xí)慣上稱這個(gè)模型為理想元件。如果用理想電路元件表示和代替實(shí)際電路元件，按照實(shí)際電路的邏輯規(guī)律連接，就形成了一種由理想元件

19、構(gòu)成的電路，稱之為電路模型。今后書中分析的都是電路模型，并且用圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示，稱為電路圖，簡(jiǎn)稱電路。這樣，圖2-1所示的電路就可以用圖2-2來表示了。 活動(dòng)三 電路狀態(tài) 1.通路(負(fù)載工作狀態(tài)) 通路就是電源與負(fù)載接成閉合回路，如圖2-4所示電路中開關(guān)S合上時(shí)的工作狀態(tài)。 2.斷路(開路狀態(tài)) 斷路就是電源與負(fù)載沒有接成閉合回路，如圖2-5所示電路中的開關(guān)S斷開時(shí)的狀態(tài)。 3.短路(故障狀態(tài)) 短路就是電源未經(jīng)負(fù)載而直接由導(dǎo)線接通成閉合回路，如圖2-6所示。任務(wù)二 電路的基本物理量及其測(cè)量活動(dòng)一 電流活動(dòng)二 電壓活動(dòng)三 電位活動(dòng)四 電動(dòng)勢(shì)活動(dòng)五 電功率活動(dòng)一 電流 通常用單位時(shí)間內(nèi)通過

20、導(dǎo)體橫截面的電荷量的多少來表示電流的強(qiáng)弱，即電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱電流。若用q表示在t時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量，則電流的大小可以表示為 如果電流的大小和方向都不隨時(shí)間變化，則稱之為恒定電流。這時(shí)電流的大小可表示為 在國際單位制中，時(shí)間的單位是s（秒），電量的單位是C（庫侖），電流的單位是A（安培）。 此外，電流常用的單位還有kA（千安）、mA（毫安）和A（微安），它們之間的關(guān)系為 電流不僅有大小，而且還有方向。在電工學(xué)中，一般規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?。在金屬?dǎo)體中，由于移動(dòng)的是自由電子，因而其運(yùn)動(dòng)方向與電流的方向相反，如圖2-8所示。 設(shè)流過導(dǎo)體的電流是0.5A，在圖2-9（a）中，參考方向

21、與實(shí)際方向相同，Iab=0.5A；在圖2-9（b）中，參考方向與實(shí)際方向相反, Iab=-0.5A。這說明同一個(gè)電流，選擇的參考方向不同，則有可能是正值，也可能是負(fù)值。 活動(dòng)二 電壓 電壓又稱為電位差，是衡量電場(chǎng)力做功能力強(qiáng)弱的一個(gè)物理量。如圖2-10所示，若電場(chǎng)力把正電荷q從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，所做的功為WAB，則功與電荷q的比值就稱做AB兩點(diǎn)間的電壓： 在國際單位制中，功的單位是J（焦耳），電量的單位是C（庫侖），電壓的單位是V（伏特）。若電場(chǎng)力將1C的電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)所做的功是1J，則AB兩點(diǎn)間的電壓就是1V。 電壓常用的單位還有kV（千伏）、mV（毫伏）等，它們之間的關(guān)系為 電壓的方向在

22、電路中有兩種表示方法，一是用“+” 、“-”號(hào)表示，如圖2-11(a)所示；另一種是用箭頭表示，如圖2-11(b)所示?！纠?-1】如圖2-13所示，若U1=5V,U2=-5V,試說明電流I的正負(fù)。解：在圖（a）中，U1=5V，是正值，說明參考方向同實(shí)際方向相同，電流的實(shí)際方向是從右端流向左端，與參考方向相同，故而I取正值。在圖（b）中，U2=-5V，是負(fù)值，說明電壓的參考方向與實(shí)際方向相反，電壓的實(shí)際方向應(yīng)是由右指向左，電流的實(shí)際方向也應(yīng)由右指向左，與參考方向相反，故而I取負(fù)值。 如圖2-10所示，若以B為參考點(diǎn)，電場(chǎng)力將正電荷q從任意點(diǎn)A移到參考點(diǎn)B所做的功WA跟電荷量q的比值，稱做A點(diǎn)對(duì)

23、參考點(diǎn)B的電位，記作 電位的單位也是V（伏特）。 電路中任意兩點(diǎn)的電位差就是這兩點(diǎn)間的電壓，即 活動(dòng)三 電位 電位是表示電路中某一點(diǎn)電勢(shì)高低的物理量，而且是相對(duì)于參考點(diǎn)來說的，通常規(guī)定參考點(diǎn)的電位為零電位。參考點(diǎn)的選擇，原則上是任意的，但在實(shí)際研究問題時(shí)，一般選擇無窮遠(yuǎn)處或大地為零電位參考點(diǎn)。 需要注意的是，在同一個(gè)電路中，當(dāng)選定不同的參考點(diǎn)時(shí)，同一點(diǎn)的電位是不同的。但是參考點(diǎn)一經(jīng)確定，各點(diǎn)的電位也就是確定的。當(dāng)電位為正值時(shí)，說明其電位高于參考點(diǎn)電位；當(dāng)電位為負(fù)值時(shí)，說明其電位低于參考點(diǎn)的電位。 【例2-2】如圖2-14所示，試分析分別以A，B，C這3個(gè)點(diǎn)為參考點(diǎn)時(shí)的VA，VB和VC以及UAB

24、，UBC 和UAC。解：以A為參考點(diǎn)時(shí)，則同理，當(dāng)以B為參考點(diǎn)時(shí)，則當(dāng)以C為參考點(diǎn)時(shí)，則 在電源內(nèi)，非電場(chǎng)力將單位正電荷從電源的負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到電源的正極所做的功，稱為電動(dòng)勢(shì)。對(duì)直流電動(dòng)勢(shì)，表示為 電動(dòng)勢(shì)的單位也是V。 電動(dòng)勢(shì)也是有方向的，一般規(guī)定為電動(dòng)勢(shì)在電源內(nèi)部由電源負(fù)極指向正極。 活動(dòng)四 電動(dòng)勢(shì) 對(duì)于一個(gè)電源來說，既存在電動(dòng)勢(shì)，又存在端電壓。電動(dòng)勢(shì)只存在于電源內(nèi)部，端電壓存在于電源加在外電路的兩端，由電源正極指向負(fù)極。當(dāng)外電路開路時(shí)，端電壓在數(shù)值上與電動(dòng)勢(shì)相等。 電動(dòng)勢(shì)與電壓是兩個(gè)不同的概念，但是都可以用來表示電源正負(fù)極之間的電位差。在圖2-15所示的電路中，E和UAB的參考方向剛好相

25、反， 圖2-16所示為電動(dòng)勢(shì)常用的兩種表示方法。 在分析和計(jì)算時(shí)，對(duì)電動(dòng)勢(shì)也常選取參考方向。當(dāng)電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)方向和參考方向相同時(shí)，電動(dòng)勢(shì)為正值；當(dāng)電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)方向和參考方向相反時(shí)，電動(dòng)勢(shì)為負(fù)值。如圖2-17所示?！纠?-3】如圖2-18所示，已知電動(dòng)勢(shì)E3V，試寫出電壓U的數(shù)值。解：圖2-18（a）中，電壓與電動(dòng)勢(shì)規(guī)定正方向相反時(shí)，U=E3V；圖2-18（b）中，電壓與電動(dòng)勢(shì)規(guī)定正方向相同時(shí)，U=-E=-3V。圖2-19點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)電路的功能之一就是傳輸電能，分析電路時(shí)經(jīng)常用到有關(guān)電功率的計(jì)算。 活動(dòng)五 電功率 在國際單位制中，電壓的單位是V；電流的單位是A；電功率的單位是W（瓦特，簡(jiǎn)稱瓦

26、）。常用的單位還有kW（千瓦）、mW（毫瓦），它們之間的關(guān)系為 為了方便判別，引入關(guān)聯(lián)和非關(guān)聯(lián)參考方向。如圖2-20（a）所示，選擇元件兩端電壓U與流過元件電流I的參考方向一致，稱為關(guān)聯(lián)參考方向。如圖2-20（b）所示，選擇元件兩端電壓U與流過元件電流I的參考方向相反，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。 【例2-4】在圖2-21所示的簡(jiǎn)單電路中，已知：（1）U=5V,I=-3A；（2）U=5V,I=3A。試說明兩種情況下，電路是產(chǎn)生電能還是消耗電能？解：（1）P=UI=5(-3)=-15W0，為電源，產(chǎn)生電能。（2）P=UI=53=15W0，為負(fù)載，消耗電能。任務(wù)三 電阻活動(dòng)一 電阻和電阻定律活動(dòng)二 線性電

27、阻和非線性電阻活動(dòng)三 電阻器的識(shí)別與測(cè)試活動(dòng)一 電阻和電阻定律 導(dǎo)體對(duì)電流有或大或小的阻礙作用，人們稱之為電阻，用符號(hào)R表示。電阻單位是歐姆，用符號(hào)表示，除歐姆外，常用的單位還有k（千歐）、M（兆歐）,它們之間的關(guān)系為 如圖2-25(a)所示是幾種常見的電阻實(shí)物，圖2-25（b）所示是圖形符號(hào)。 電阻定律：導(dǎo)體的電阻在材料確定的情況下，與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比，與導(dǎo)體的橫截面積成反比，可表示為式中，為導(dǎo)體的電阻率，單位為m；L為導(dǎo)體的長(zhǎng)度，單位為m;S為導(dǎo)體的橫截面積，單位為m2。 金屬導(dǎo)體的電阻還隨溫度的變化而變化，一般金屬導(dǎo)體隨溫度升高，電阻增加。也有少數(shù)合金的電阻幾乎不受溫度影響，還有一些金屬

28、在溫度接近絕對(duì)零度時(shí)會(huì)出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象，電阻突然變?yōu)?。 電工學(xué)上用溫度系數(shù)表示這種現(xiàn)象，即溫度每升高1時(shí)，電阻所變動(dòng)的數(shù)值與原來電阻值的比值，用字母表示，單位為1/?；顒?dòng)二 線性電阻和非線性電阻 加在電阻兩端的電壓和電流之間的關(guān)系，稱為電阻的伏安特性。在UI直角坐標(biāo)系中表示這一關(guān)系的曲線稱為伏安特性曲線。 根據(jù)電阻元件性質(zhì)的不同，可分為線性電阻和非線性電阻。線性電阻元件的伏安特性曲線是通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線。伏安特性曲線不是直線或者是直線但不過原點(diǎn)的稱為非線性電阻。 如圖2-26所示為線性電阻的伏安特性曲線。 通常所說的電阻都是指線性電阻?；顒?dòng)三 電阻器的識(shí)別與測(cè)試 一、電阻器的三種標(biāo)稱方法1. 直

29、標(biāo)法如圖2-27所示，電阻值用數(shù)字與文字直接標(biāo)出。2.文字符號(hào)法 用文字、數(shù)字和數(shù)字符號(hào)有規(guī)律地組合在一起標(biāo)識(shí)在產(chǎn)品表面，表示電阻值。阻值標(biāo)志單位符號(hào)有：（歐姆）、k（千歐）、M（兆歐）、G（吉?dú)W）、T（太歐）。 3.色標(biāo)法 用電阻上不同顏色環(huán)來表示不同標(biāo)稱阻值和允許偏差，如圖2-29所示。4.如何選用電阻器和電位器 (1) 按用途選用合適的型號(hào)。對(duì)于一般用途，可選擇通用型電阻器。對(duì)于特殊用途，應(yīng)選用專用型電阻器。例如，對(duì)精密的電子設(shè)備，應(yīng)選用誤差小、精度高的碳膜電阻、金屬膜電阻和線繞電阻。對(duì)用于濕度高的地方，應(yīng)選用防潮被釉線繞電阻。 (2) 正確選取阻值及精度。應(yīng)按照電路的要求選取合適阻值及

30、誤差，在精度要求高的場(chǎng)合，應(yīng)選用精密電阻器。 (3) 額定功率的選擇，應(yīng)選得比計(jì)算消耗的實(shí)際功率大，對(duì)于電位器要注意它的阻值調(diào)到最小時(shí)，其電流最大，應(yīng)滿足它所承受的功率不能超過額定功率。 (4) 注意最高工作電壓。每個(gè)電阻器都有一定的耐壓能力，超過最高電壓，電阻器就會(huì)損壞。在高壓場(chǎng)合下使用時(shí)，高阻值電阻器的使用電壓值更應(yīng)小于最高工作電壓。二、用萬用表測(cè)電阻1.用指針式萬用表測(cè)電阻2.用數(shù)字式萬用表測(cè)電阻數(shù)字式萬用表測(cè)量外熱式電烙鐵的電阻時(shí)，將黑表筆插入“COM”插孔，紅表筆插入“V”插孔。把量程開關(guān)置于“”范圍內(nèi)2k擋位。按下數(shù)字萬用表的電源開關(guān)進(jìn)行測(cè)量。在液晶顯示器窗口直接讀出數(shù)值。若顯示屏

31、左端出現(xiàn)“1”，表示測(cè)量結(jié)果已超出該擋最大值，應(yīng)轉(zhuǎn)換一個(gè)更大量程擋測(cè)量，如圖2-33所示。三、用兆歐級(jí)電阻表和直流單臂電橋測(cè)電阻1.用兆歐級(jí)電阻表測(cè)電阻(1)兆歐級(jí)電阻表的結(jié)構(gòu)和工作原理。 圖2-35所示是兆歐級(jí)電阻表的結(jié)構(gòu)示意圖。兆歐級(jí)電阻表主要由兩只繞向相反的轉(zhuǎn)動(dòng)線圈、指針、轉(zhuǎn)軸及手搖直流發(fā)電機(jī)等組成。 由圖2-36可以看出，手柄靜止時(shí)，通過線圈的電流I1，I2為零，其電磁轉(zhuǎn)矩M1，M2為零，指針隨機(jī)停在任意位置上。（2）實(shí)驗(yàn)步驟。按照?qǐng)D2-37所示連接好電路，圖(a)用于測(cè)兩導(dǎo)線或三相異步電動(dòng)機(jī)兩繞組間的絕緣電阻，圖(b)用于測(cè)某一相導(dǎo)線或繞組對(duì)地的絕緣電阻。2.直流電橋測(cè)電阻 步驟如下

32、： 按R0=80 及120 分兩次完成下列操作過程。(1)根據(jù)圖2-38連接好測(cè)量電路，其中RX100 ，第一次測(cè)量時(shí)在電阻箱上取R0=120 ，第二次測(cè)量時(shí)取R0=80 。RP為0150 的可變電阻，r為015 的可調(diào)電阻。(2)調(diào)變阻器RP的阻值在較大的位置，r的阻值在較小的位置，滑動(dòng)觸頭在AC的中值附近。(3)閉合S1，S2，調(diào)電橋平衡(檢流計(jì)G的讀數(shù)為零)。 (4)逐步減小變阻器RP的值，增大AC段的電壓，AC段的電壓不宜過小，否則會(huì)增加測(cè)量誤差。同時(shí)AC段的電壓不能過高，以防電流過大，損壞電橋。 (5)逐步增大變阻器r的阻值，移動(dòng)觸頭D使電橋處于平衡，直至S2斷開。 (6)斷開S1，

33、讀取l1，l2的長(zhǎng)度。 (7)將測(cè)量數(shù)據(jù)填在表中。 (8)測(cè)量電阻也可選用專用儀器：QJ23型直流單臂電橋。 任務(wù)四 歐姆定律活動(dòng)一 部分電路歐姆定律活動(dòng)二 全電路歐姆定律活動(dòng)三 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)及混聯(lián)活動(dòng)一 部分電路歐姆定律 在一段電阻電路中，電路中的電流強(qiáng)度I跟加在這段電路兩端的電壓U成正比，跟這段電路的電阻R成反比，人們稱之為歐姆定律，因?yàn)檫@個(gè)規(guī)律是對(duì)部分電路來講的，因此叫做部分電路的歐姆定律，可表示為 活動(dòng)二 全電路歐姆定律 實(shí)際應(yīng)用中遇到的多是包含電源在內(nèi)的閉合電路，如圖2-39所示。該閉合回路可以看做是由兩部分組成，即外電路和內(nèi)電路。其中電阻R構(gòu)成外電路，電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r構(gòu)成內(nèi)電路

34、。 根據(jù)能量守恒定律，電動(dòng)勢(shì)提供的功率等于內(nèi)、外電阻消耗的功率之和。 考慮到UrIr, U=IR ，故而E=Ir+IR ，整理后為即閉合電路中的電流強(qiáng)度跟電源電動(dòng)勢(shì)成正比，跟電路的總電阻（外電阻R和內(nèi)電阻r之和）成反比。這一規(guī)律稱為全電路歐姆定律。 上式表示了電源的端電壓U隨負(fù)載電流I變化的關(guān)系，稱為電源的外特性。在UI坐標(biāo)系中用曲線描述出這種特性，稱為電源的外特性曲線，如圖2-40所示?；顒?dòng)三 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)及混聯(lián) 一、電阻串聯(lián)電路如圖2-41所示，將兩個(gè)或兩個(gè)以上電阻依次連接起來，中間無分支的連接方式叫做串聯(lián)。電阻串聯(lián)電路具有以下特點(diǎn)：（1）流過每個(gè)電阻的電流都相等，即電流強(qiáng)度處處相等。

35、（2）電路兩端的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和。（3） 串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻的代數(shù)和，（4）電阻串聯(lián)電路的電壓分配與阻值成正比。（5）串聯(lián)電路中各個(gè)電阻消耗的功率跟它的阻值成正比【例2-6】?jī)蓚€(gè)電阻的串聯(lián)電路，R1=10，R2=20。已知電路中的電流為3A，求：(1)串聯(lián)電路的總電阻；(2)各個(gè)電阻上的電壓和總電壓；(3)各個(gè)電阻上的功率和總功率?！纠?-7】某指示燈的額定電壓為6V，正常工作時(shí)，額定電流為0.5A，應(yīng)怎樣把它連入12V的電路中，采取什么措施它才能正常工作？。二、電阻并聯(lián)電路圖2-45所示的兩個(gè)或兩個(gè)以上電阻，接在電路中相同的兩點(diǎn)之間，使每一電阻兩端電壓相同的連接方式

36、，叫做電阻的并聯(lián)。（1）電阻兩端的電壓都相等。（2）電路中的總電流等于各電阻中的電流之和。（3）并聯(lián)電路的總電阻(等效電阻)的倒數(shù)，等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。（4）電路的電流分配與阻值成反比。（5）電阻并聯(lián)電路的功率分配與阻值成反比?！纠?-9】有兩個(gè)電阻的并聯(lián)電路，其中R1=100，流過R1的電流I1=0.2A，通過整個(gè)并聯(lián)電路的電流為0.6A。求R2和流過R2的電流I2，并求出兩個(gè)電阻的功率分別是多少？?！纠?-10】如圖2-46所示，已知某微安級(jí)電流表的內(nèi)阻rg=1 000 ，允許流過的最大電流Ig=100A =0.000 1A?，F(xiàn)要用此微安級(jí)電流表制作一個(gè)量程為2A的電流表，問需并聯(lián)多

37、大的分流電阻R0？ 。三、電阻混聯(lián)電路既有電阻的串聯(lián)，又有電阻的并聯(lián)的電路，稱為電阻的混聯(lián)電路。畫等效電路圖的一般步驟如下：（1）按電路結(jié)構(gòu)，在電路的各連接點(diǎn)上標(biāo)注字母。（2）忽略導(dǎo)線電阻，若兩連接點(diǎn)間無電阻，則兩點(diǎn)是等電位點(diǎn)，可認(rèn)為是同一點(diǎn)，標(biāo)注相同字母。（3）從一待求端出發(fā)，按電路結(jié)構(gòu)或電流分合依次畫出方向和結(jié)構(gòu)清晰的電路圖。【例2-11】如圖2-47(a)所示電路，已知E=3V（內(nèi)阻忽略不計(jì)），R1=6，R2=R4=2，R3=R5=4，試求流過R1的電流。任務(wù)五 基爾霍夫定律的應(yīng)用活動(dòng)一 支路、節(jié)點(diǎn)、回路和網(wǎng)孔活動(dòng)二 基爾霍夫定律活動(dòng)一 支路、節(jié)點(diǎn)、回路和網(wǎng)孔（1）支路。電路中的每一分支

38、叫做支路。支路是由一個(gè)或幾個(gè)串聯(lián)的電路元件構(gòu)成的，是構(gòu)成復(fù)雜電路的基本單元。如圖2-60所示，有3條支路。（2）節(jié)點(diǎn)。3條或3條以上支路的匯交點(diǎn)。如圖2-60所示電路中A，B兩點(diǎn)。（3）回路。電路中任意一個(gè)閉合的路徑叫做回路。在每次所選用的回路中，至少包含一個(gè)沒有選用過的新支路時(shí)，這些回路叫做獨(dú)立回路。如圖2-60所示，有3個(gè)回路，即ACDBA回路、AEFBA回路和AEFBDCA回路。但獨(dú)立回路只能選其中的任意兩個(gè)。（4）網(wǎng)孔。不可再分的回路叫做網(wǎng)孔。如圖2-60所示， ACDBA回路和AEFBA回路是網(wǎng)孔，AEFBDCA回路不是網(wǎng)孔。電路中的網(wǎng)孔數(shù)等于獨(dú)立回路數(shù)。一、基爾霍夫第一定律 基爾霍

39、夫第一定律也叫做節(jié)點(diǎn)電流定律，可簡(jiǎn)寫為KCL，其內(nèi)容是：對(duì)電路中的任一節(jié)點(diǎn)，流進(jìn)節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出節(jié)點(diǎn)的電流之和。 基爾霍夫第一定律也可表述為：在任一瞬間通過任一節(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和等于零。其一般形式為活動(dòng)二 基爾霍夫定律 基爾霍夫第一定律還可推廣應(yīng)用于任意假定的閉合曲面（廣義節(jié)點(diǎn)）。如圖2-62所示，電路中的某一部分被閉合曲面S包圍起來，則流入此閉合曲面S的電流必等于流出閉合曲面S的電流，所以IA+IB=IC。 【例2-13】如圖2-63所示電橋電路中，已知I1=20mA，I3=10mA，I4=5mA，方向如圖中所示，試求其余支路電流。二、基爾霍夫第二定律基爾霍夫第二定律也叫做回路電壓定律

40、，可簡(jiǎn)寫為KVL，其內(nèi)容為：在電路的任何閉合回路中，各段電壓降的代數(shù)和等于零。 如圖2-64所示電路中，回路ABCDA是復(fù)雜電路中的一個(gè)回路，各支路電流已知。 三、應(yīng)用支路電流法分析問題支路電流法是以支路電流為求解對(duì)象，應(yīng)用基爾霍夫定律列出所需方程組，而后解出支路電流。其求解步驟如下：（1）設(shè)定各支路的電流方向和回路方向。（2）應(yīng)用基爾霍夫第一定律列出節(jié)點(diǎn)電流方程。（3）應(yīng)用基爾霍夫第二定律列出回路電壓方程。（4）代入已知數(shù)據(jù)，解聯(lián)立方程組，求出各支路電流?！纠?-14】如圖2-66所示電路，已知E1=10V，E2=5V，R1=R2=1，R3=7。求各支路電流。解：（1）設(shè)各支路電流分別為I1

41、，I2 和I3，電流參考方向和回路繞行方向如圖2-66所示。（2）電路中有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，只能列一個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程。對(duì)節(jié)點(diǎn)B由KCL可得（3）由KVL，列出兩個(gè)網(wǎng)孔的回路電壓方程。對(duì)回路： 對(duì)回路：（4）代入已知數(shù)據(jù)，得到聯(lián)立方程組為任務(wù)六 電源的模型活動(dòng)一 認(rèn)識(shí)電壓源模型活動(dòng)二 電流源模型活動(dòng)一 認(rèn)識(shí)電壓源模型電源兩端保持固定電壓值的電源就稱為理想電壓源，如圖2-69所示為兩種理想電壓源。理想電壓源有兩個(gè)基本性質(zhì)：它的端電壓或電動(dòng)勢(shì)是一定值，與流過的電流無關(guān)；流過電壓源的電流由外電路確定。圖2-70所示為理想電壓源的伏安特性曲線。在實(shí)際應(yīng)用中，人們常把實(shí)際電壓源等效成一個(gè)理想電壓源E（或US）

42、和一個(gè)內(nèi)阻r串聯(lián)的形式，稱這種電路模型為電壓源模型，如圖2-71所示。 能夠?qū)ν怆娐诽峁┮欢娏鞯难b置，就可以稱它為電流源。理想電流源的表示方法如圖2-72（a）所示，圖2-72（b）所示為其伏安特性曲線，從圖中可以看出，它的伏安特性曲線也是一條平行于橫軸的直線?；顒?dòng)二 電流源模型 通常把實(shí)際的電流源看做是一個(gè)理想電流源IS和內(nèi)電阻r并聯(lián)的模型，稱之為電流源模型。如圖2-73所示。實(shí)際電流源的伏安特性曲線如圖2-74所示。【例2-15】圖2-75所示為一閉合電路，試分析電阻兩端的電壓及電流源兩端的電壓。 任務(wù)七 戴維寧定理任何網(wǎng)絡(luò)，不管其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單還是復(fù)雜，只要有兩個(gè)引出端與外電路相連，就叫

43、做二端網(wǎng)絡(luò)。二端網(wǎng)絡(luò)根據(jù)其內(nèi)部是否含有電源，可分為有源二端網(wǎng)絡(luò)和無源二端網(wǎng)絡(luò)。任一個(gè)無源二端網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)等效電阻來代替，這個(gè)電阻叫做該二端網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻，即從兩個(gè)端點(diǎn)看進(jìn)去的總電阻，如圖2-79所示。 任何線性有源二端網(wǎng)絡(luò)都可以根據(jù)戴維寧定理化簡(jiǎn)為一個(gè)電壓源，如圖2-80所示。戴維寧定理的內(nèi)容：一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)可以用一個(gè)等效電源來代替。 應(yīng)用戴維寧定理簡(jiǎn)化復(fù)雜電路，求解某一支路電流的一般步驟如下：（1）將電路分為有源二端網(wǎng)絡(luò)和待求支路。（2）移開待求支路，求出有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓U0，則等效電源的電動(dòng)勢(shì)E0=U0，等效電源的極性應(yīng)與開路電壓保持一致。（3）將有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電動(dòng)勢(shì)短接，

44、變?yōu)闊o源二端網(wǎng)絡(luò)，求出電阻r0，即為等效電源的內(nèi)阻。（4）畫出有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電路，并接上待求支路，求出電流?！纠?-16】如圖2-81（a）所示電路，已知E1=45V，E2=20V，R1=10，R2=15，R3=64，試用戴維寧定理求解流過R3的電流。解：（1）將電路分為有源二端網(wǎng)絡(luò)和待求支路，如圖2-81(a)所示。（2）移開待求支路，開路電壓U0即等效電源的電動(dòng)勢(shì)E0，如圖2-81(b)所示。（3）將有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電動(dòng)勢(shì)短接，變?yōu)闊o源二端網(wǎng)絡(luò)，求出輸入電阻r0，即為等效電源的內(nèi)阻，如圖2-81(c)所示。（4）畫出有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電路，并接上待求支路R3，如圖2-81(d)所示。

45、 任務(wù)八 疊加原理疊加原理是線性電路的一種重要分析方法。線性電路是指電壓和電流成正比的電路。它的內(nèi)容是：在含有多個(gè)電動(dòng)勢(shì)的線性電路中，任一支路的電流（或電壓）都是電路中各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)在該電路中產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和。應(yīng)用疊加原理分析復(fù)雜電路的一般步驟如下：（1）設(shè)定各待求支路的電流方向。（2）分別作出每個(gè)電源單獨(dú)作用的分圖，將其余的電源電動(dòng)勢(shì)短接，只保留內(nèi)阻。（3）按簡(jiǎn)單直流電路的分析方法，計(jì)算出每一分圖中各支路電流的大小和方向。（4）求出各電動(dòng)勢(shì)在各個(gè)支路中產(chǎn)生的電流的代數(shù)和，凡與原電路中假定的電流（或電壓）方向相同的取正，反之取負(fù)?！纠?-17】如圖2-83(a)所示電路中，已知

46、E1=18V，E2=12V，R1=R2=R3=4，試用疊加原理求解各支路電流。解：（1）設(shè)各支路電流方向如圖2-83(a)所示。（2）作出每個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)的分圖，如圖2-83(b)和圖2-83(c)所示。（3）求出各分圖中單一電動(dòng)勢(shì)作用時(shí)的各支路電流。圖2-83(b)中，E1單獨(dú)作用時(shí)，則圖2-83(c)中，E2單獨(dú)作用時(shí)，則（4）求出各電動(dòng)勢(shì)在各個(gè)支路中產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。第三章 電容和電感電容1電磁感應(yīng) 2電感 3任務(wù)一 電容活動(dòng)一 電容器的描述活動(dòng)二 電容器的識(shí)別與挑選活動(dòng)三 電容器的連接方式活動(dòng)四 電容器的充、放電現(xiàn)象活動(dòng)一 電容器的描述一、電容器的結(jié)構(gòu)兩個(gè)彼此絕緣的導(dǎo)體構(gòu)成的器件稱

47、為電容器，如圖3-1所示。 二、電容器在電路中的作用將電容器的兩個(gè)電極與電源連接并合上開關(guān)，在電源的作用下，電荷作定向運(yùn)動(dòng)，形成電流I，如圖3-3（a）所示。 使電容器的極板帶電的過程稱做充電。電容器在充電過程中使兩極板帶電，便在兩極板之間的電介質(zhì)內(nèi)形成電場(chǎng)，兩電極之間便有了電壓。如圖3-3（c）所示。 使電容器的極板所帶的電量減少并消失的過程稱做放電。電容器在放電過程中，隨著極板所帶電量的減少，兩電極之間的電壓降低。如圖3-3（f）所示。三、電容器儲(chǔ)存電場(chǎng)能的能力 電容器充電時(shí)，兩極板上聚集電荷而帶電，使兩電極之間有一定的電壓，這種作用叫做儲(chǔ)存電荷。兩極板上聚集的電荷在兩極板之間形成電場(chǎng)，電

48、場(chǎng)具有能量，這種作用叫做儲(chǔ)存電場(chǎng)能。 電容器一個(gè)極板上所帶電量Q與兩電極之間電壓U的比值，稱做電容器的電容，用符號(hào)C表示為 實(shí)際使用的電容器的電容都很小，常用F(微法)和pF(皮法)做單位。其換算關(guān)系為 【例3-1】電容器的帶電量Q=410-3C，電壓U=200V，求電容器的電容；當(dāng)該電容器的電壓U=300V時(shí)，求該電容器的帶電量。四、影響電容器電容的因素1.平板電容器的電容 當(dāng)電容器為平板電容器時(shí)，電容為 式中，S為兩極板正對(duì)的面積，單位為m2； d為兩極板之間的距離，單位為m； 為絕緣材料的介電常數(shù)，單位為F/m； 電容C的單位為F（法拉）。2.圓柱電容器的電容 兩個(gè)金屬圓筒之間填充絕緣材

49、料,在金屬圓筒上引出電極，這樣的電容器為圓柱電容器，如圖3-4所示。圓柱電容器的電容為五、計(jì)算電容器中的電場(chǎng)能 電容器中電場(chǎng)的電場(chǎng)能與電壓有關(guān)。當(dāng)一個(gè)電容器的電容為C、兩電極之間的電壓為U時(shí)，電容器中電場(chǎng)能WC的大小為 電容器在充電過程中，兩電極之間的電壓由U1上升到U2時(shí)，電容器從電路吸收的電能或由電能轉(zhuǎn)換為電場(chǎng)能的能量為 電容器在放電過程中，兩電極之間的電壓由U1下降到U2時(shí)，電容器釋放的電場(chǎng)能或由電場(chǎng)能轉(zhuǎn)換為其他形式能的能量為【例3-2】 C=20F的電容器兩電極之間的電壓U=100V，電容器中儲(chǔ)存的電場(chǎng)能為多少？將該電容器接入200V的電路繼續(xù)充電，到充電結(jié)束時(shí)，電容器從電路吸收了多少

50、電能？解：當(dāng)電容器兩電極之間的電壓為100V時(shí)，電容器儲(chǔ)存的電場(chǎng)能為活動(dòng)二 電容器的識(shí)別與挑選 一、電容器的命名方法 電容器在電路中起隔斷直流、通過交流、耦合信號(hào)等作用，其電路符號(hào)用“C”表示，電容的命名方法如圖3-5所示， （1）CCW1型圓片形微調(diào)瓷介電容器，如圖3-6所示。（2）CI21型管形玻璃釉電容器，如圖3-7所示。二、電容器的標(biāo)稱方法1.直標(biāo)法 將電容器容量偏差值直接標(biāo)在電容體上，如圖3-8所示。2.文字符號(hào)法與電阻類似，以下舉例說明文字符號(hào)法。0.33pF寫成p336 800pF寫成6n82.2pF標(biāo)為2p24 700F標(biāo)為4m71 000pF標(biāo)為1n0.01F標(biāo)為10n0.2

51、2F標(biāo)為220n0.1F標(biāo)為100n對(duì)于容量為10pF以下的電容允許偏差，用B標(biāo)志，表示其允許偏差為0.1%；用C標(biāo)志，表示允許偏差是0.2%；用D標(biāo)志，表示允許偏差是0.5%。3.色標(biāo)法電容器色環(huán)表示法有立式色環(huán)、臥式色環(huán)。臥式色環(huán)用色點(diǎn)表示。色環(huán)及色點(diǎn)的讀數(shù)基本單位為pF。電容器耐壓值也由色環(huán)表示。色環(huán)所表示的電容耐壓值如表3-2所示。三、電容器的極性和質(zhì)量判別1.容量固定電容器漏電的判別 用萬用表歐姆擋R10k量程，將表筆與電容兩極并接，如圖3-9所示。 電容器漏電電阻數(shù)據(jù)的讀取，如圖3-10所示。此值越大越好，越大說明電容器絕緣性越好，一般應(yīng)為幾百到幾千兆歐。 2.電容量的初步估判(1

52、) 用表筆接觸電容器兩端時(shí)，表針應(yīng)先是一跳，然后逐漸復(fù)原。(2) 調(diào)換表筆再測(cè)，表針又一跳，但應(yīng)跳得更遠(yuǎn)，然后再逐漸復(fù)原。(3) 上面（1）（2）步是電容器充電和放電時(shí)的情形。電容器容量越大，表頭跳動(dòng)也越大，指針復(fù)原的速度也就越慢，說明電容器充、放電時(shí)間越長(zhǎng)。由此初判電容器容量相對(duì)大小。3.電解電容器極性的判別根據(jù)電解電容器正向接入時(shí)，漏電電流小反接時(shí)漏電電流大的現(xiàn)象可判別電解電容器的極性，如圖3-11所示?；顒?dòng)三 電容器的連接方式 一、電容器的并聯(lián) 將兩個(gè)或多個(gè)電容器同極性的電極連接在一起，接入電路的連接方式為電容器的并聯(lián)，兩個(gè)電容器的并聯(lián)如圖3-12（a）所示。設(shè)兩個(gè)電容器的電容分別為C1

53、，C2，并聯(lián)后接在電壓為U的電路中，則兩個(gè)電容器所帶的電量Q1和Q2分別為則電路中的總電量Q為 如果是n個(gè)電容器并聯(lián)，則等效電容為C=C1+C2+Cn 電容器并聯(lián)時(shí)的等效電容為各電容器電容之和。 電容器并聯(lián)，相當(dāng)于增大電容器極板的正對(duì)面積，所以等效電容總是大于其中任何一個(gè)電容器的電容?！纠?-3】標(biāo)有“10F，500V”和“50F，200V”的電容器并聯(lián)，等效電容是多少？并聯(lián)后的電路電壓最高是多少？當(dāng)電路的電壓為所能加的最高電壓時(shí)，每個(gè)電容器所帶的電量各是多少？二、電容器的串聯(lián) 將下一個(gè)電容器的正極性端與上一個(gè)電容器的負(fù)極性端連接，以第一個(gè)電容器的正極性端和最后一個(gè)電容器的負(fù)極性端與電路連接，

54、這樣的連接方式稱做串聯(lián)。兩個(gè)電容器串聯(lián)如圖3-13（a）所示。當(dāng)n個(gè)電容器串聯(lián)時(shí)，等效電容為電容器串聯(lián)時(shí)，等效電容的倒數(shù)為各電容的倒數(shù)之和。電容器串聯(lián)后，相當(dāng)于增大電容器極板之間的距離，等效電容比任何一個(gè)電容器的電容都小。電容器串聯(lián)，可以分擔(dān)電路的電壓。 【例3-4】 C1=20F，C2=30F，求兩個(gè)電容器串聯(lián)的等效電容?；顒?dòng)四 電容器的充、放電現(xiàn)象 在圖3-14所示的電路中，US為恒壓源，C為電容量很大的電容器，S是單刀雙擲開關(guān)，H是燈泡。先把開關(guān)S與接點(diǎn)1閉合，電源對(duì)電容器充電。 在充電過程中并沒有電荷直接通過電容器內(nèi)部的電介質(zhì)，而是電子由電容器的正極板燈泡電流表電源正極電源負(fù)極電容器負(fù)

55、極板作定向移動(dòng)，形成電流的，如圖3-15所示。 由圖3-16可知，電容器在放電過程中，也沒有電荷通過電容器內(nèi)部電介質(zhì)。 任務(wù)二 電磁感應(yīng)活動(dòng)一 通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向活動(dòng)二 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的作用力活動(dòng)三 描述磁場(chǎng)的物理量活動(dòng)四 電磁感應(yīng)定律活動(dòng)一 通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向一、磁場(chǎng)和磁力線 通電導(dǎo)線能夠吸引小磁針偏轉(zhuǎn)，說明運(yùn)動(dòng)電荷周圍存在一種特殊物質(zhì)，稱之為磁場(chǎng)。磁場(chǎng)有兩個(gè)特征：對(duì)磁鐵、運(yùn)動(dòng)電荷和通電導(dǎo)體有作用力；具有能量，能對(duì)移動(dòng)的通電導(dǎo)體做功。 將小磁針在空間各點(diǎn)N極所指的方向用平滑的曲線連接起來，可以得到一系列曲線，這些曲線稱做磁感應(yīng)線或磁感線。二、磁場(chǎng)方向的判斷1.通電直導(dǎo)線周圍的磁

56、場(chǎng)方向 通電直導(dǎo)線周圍的磁感線是以導(dǎo)線為圓心的一系列同心圓，越靠近導(dǎo)線，磁場(chǎng)越強(qiáng)，磁感線越密。磁場(chǎng)方向用右手定則判斷，如圖3-17所示2.通電線框框內(nèi)的磁場(chǎng)方向 通電單匝線框在框內(nèi)和框外都存在磁場(chǎng)，框內(nèi)的磁場(chǎng)方向與框外的磁場(chǎng)方向相反。判斷框內(nèi)的磁場(chǎng)方向時(shí)用右手，如圖3-18所示。3.通電螺線管的磁場(chǎng)方向 判斷螺線管的N極用右手，如圖3-19所示，四指彎曲的方向?yàn)槁菥€管導(dǎo)線的電流方向，拇指所指的一端為螺線管的N極。 【例3-6】判斷圖3-20所示的各圖中通電元件的磁場(chǎng)方向。解：用右手判斷各圖的磁場(chǎng)方向，如圖3-20所示?；顒?dòng)二 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的作用力 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到作用力的方向可用左

57、手定則判斷；伸開左手，使拇指與其余四指垂直，并且拇指和四指在同一平面內(nèi)。讓磁感線垂直從手心穿過，四指所指的方向?yàn)閷?dǎo)線中的電流方向，拇指所指的方向?yàn)橥妼?dǎo)線受到磁場(chǎng)作用力的方向，如圖3-21所示。 如圖3-22所示，當(dāng)導(dǎo)線中的電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，導(dǎo)線受到的作用力的大小為 當(dāng)通電導(dǎo)線中的電流方向與磁感線的夾角為時(shí)，導(dǎo)線受到作用力的大小為【例3-7】導(dǎo)線中的電流方向如圖3-23所示，兩條導(dǎo)線是相互吸引還是相互排斥？ 解：導(dǎo)線中電流I1在導(dǎo)線位置處的磁場(chǎng)B，方向用右手定則判斷，垂直紙面向里；再用左手定則判斷，導(dǎo)線受到磁場(chǎng)作用力F，的方向向上。導(dǎo)線中電流I1在導(dǎo)線位置處的磁場(chǎng)B，方向用右手定則判斷

58、，垂直紙面向外；再用左手則判斷，導(dǎo)線受到磁場(chǎng)作用力F，的方向向下。兩條導(dǎo)線所受磁場(chǎng)作用力使導(dǎo)線彼此靠近，所以兩條導(dǎo)線相互吸引?；顒?dòng)三 描述磁場(chǎng)的物理量一、磁感應(yīng)強(qiáng)度 在磁場(chǎng)中的某一點(diǎn)，垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線所受到的作用力F與通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度L和電流I乘積的比值，稱做這一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 磁感應(yīng)強(qiáng)度用符號(hào)B表示，則二、磁通 把與平面垂直并離開平面的直線稱做該平面的法線，如圖3-25所示。 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向的平面的面積S與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的乘積，稱做穿過這個(gè)平面的磁通。磁通用符號(hào)表示，則 如果平面的法線與磁感線的夾角為時(shí)，穿過該平面的磁通為 【例3-9】?jī)纱艠O之間的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T

59、，線框abcd的面積S=0.2m2，位置如圖3-26所示。求：（1） 線框在圖示位置時(shí)，穿過線框abcd的磁通；（2） 當(dāng)線框從圖示位置開始順時(shí)針轉(zhuǎn)過60時(shí)，穿過線框abcd的磁通；（3） 當(dāng)線框從圖示位置開始順時(shí)針轉(zhuǎn)過90時(shí)，穿過線框abcd的磁通；（4） 當(dāng)線框從圖示位置開始順時(shí)針轉(zhuǎn)過270時(shí)，穿過線框abcd的磁通?；顒?dòng)四 電磁感應(yīng)定律一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象 如圖3-27所示，當(dāng)導(dǎo)線在磁場(chǎng)中切割磁感線或穿過線圈中的磁通發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電路連接而形成閉合回路時(shí)，電路中就有電流，這種現(xiàn)象稱做電磁感應(yīng)。由電磁感應(yīng)形成的電流稱做感應(yīng)電流。二、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與

60、線圈的匝數(shù)成正比，與穿過線圈磁通的變化率成正比，這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)用符號(hào)e表示，線圈的匝數(shù)用符號(hào)N表示，穿過線圈磁通的變化率用符號(hào)t表示，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為 通常約定以引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的磁通原的方向?yàn)閰⒖挤较?，感?yīng)電動(dòng)勢(shì)e的方向與原的方向遵循右手螺旋定則，如圖3-28所示。 用拇指所指的方向表示引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的磁通原的方向，四指彎曲的方向表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的參考方向，這就是右手螺旋定則。【例3-12】如圖3-30所示，一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以速度v作與磁場(chǎng)方向垂直的運(yùn)動(dòng)，求導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。 三、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向1.導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)