《電工技術基礎與技能》課件 模塊二 任務二 基本物理量的測量

電工技術基礎與技能任務二基本物理量的測量任務二基本物理量的測量【知識目標】★理解電流、電位、電壓、電動勢、電功率及電能等基本物理量；★能區(qū)分各物理量間的關系?！灸芰δ繕恕俊锬苡弥绷麟娏鞅砗碗妷罕韺﹄娏?、電壓進行相關的測量；★學會運用基本物理量解決現(xiàn)實生活中的相關問題?！舅刭|(zhì)目標】★培養(yǎng)一絲不茍的敬業(yè)精神；★養(yǎng)成勤奮、節(jié)儉、務實、守紀的職業(yè)素養(yǎng)；★樹立安全第一職業(yè)意識；★具備一定分析問題、解決問題的能力。一、學習目標１.獲取必要的信息，更深入地理解基本物理量。２.運用儀器儀表對基本物理量進行測量。３.正確進行常用儀表的讀數(shù)。４.小組討論，完成引導問題。５.和老師溝通，解決存在的問題。６.記錄工作過程，填寫相關任務。７.撰寫匯報材料。８.進行小組匯報演示。二、工作任務任務二基本物理量的測量請同學們在３分鐘內(nèi)按7S現(xiàn)場管理的要求對自己的學習區(qū)域進行自檢，不合格項進行整改。在表中做好相應的記錄。三、實施過程任務二基本物理量的測量做一做１.將量程為0.5A和1.5A的電流表串聯(lián)進圖2-2-1所示電路。２.閉合開關，觀察電流表的偏轉(zhuǎn)情況，確定該量程是否合適，若不合適則立即更換。３.測出電路中的電流，并將結果填入表2-2-2。三、實施過程任務二基本物理量的測量電路分析中主要涉及的物理量包括電流、電壓、電功率等，本任務學習過程中要學會分析和計算電路中的基本物理量。(一)電流電荷的定向移動形成電流。表示電流強弱的物理量稱為電流強度，簡稱電流，通常用符號“Ｉ”表示，規(guī)定其方向為正電荷運動的方向。電流的大小為在單位時間內(nèi)通過某一導體橫截面的電荷量。即式中，Ｑ———在時間ｔ內(nèi)通過導體橫截面的電荷量，庫侖(Ｃ)；

ｔ

———電路中通過電荷量Ｑ所用的時間，秒(ｓ)；

Ｉ———電路中的電流，安培(Ａ)。知識鏈接任務二基本物理量的測量1A的含義:在1s的時間內(nèi)通過導體橫向截面的電荷量是1C，則電流就是1A。常用的電流單位還有千安(kA)、毫安(mA)、微安(μＡ)、其換算關系為1kA＝1000Ａ1Ａ＝1000ｍA

１mA＝1000μＡ知識鏈接任務二基本物理量的測量

(二)電位和電壓電路中每一點都應有一定的電位，就如同空間的每一點都應有高度一樣。講高度先要確定一個起點，即零點。計算電位也同樣如此，首先應確定零電位點，所以某點的電位就是該點到零電位點的電壓。電位用符號“Ｖ”表示，如ａ點的電位為Ｖａ，電位的單位為伏特，符號“Ｖ”。

參考電位(零電位)點可以根據(jù)電位分析的需要任意選定，在實際應用中，一般選大地或接地點作為參考點。而電壓是產(chǎn)生電流的必要條件，兩點間的電壓就是電路中兩點間的電位差，有時也稱為電壓降，用符號“Ｕ”表示，電壓的單位為伏特，符號“Ｖ”。即式中，Ｕab———ａ、ｂ兩點間的電壓；Ｖａ———ａ點的電位；

Ｖｂ———ｂ點的電位。知識鏈接任務二基本物理量的測量電壓的實際方向規(guī)定為由高電位點指向低電位點，即電壓降的方向。與電流一樣，為方便電路分析，需選定一個電壓的參考方向。設定參考方向后，若計算所得電壓為正值(Ｕ>０)，則實際方向與電壓的參考方向一致；若電壓為負值(Ｕ<０)，則電壓的實際方向與電壓的參考方向相反。電壓參考方向可用箭頭來表示；或用極性符號來表示，“＋”表示高電位，“-”表示低電位；也可用雙下標表示，Ｕab表示“ａ”為高電位，“ｂ”為低電位。由此可見，電位與電壓既有聯(lián)又有區(qū)別:電位是相對的，根據(jù)參考點選擇的不同而不同；電壓是絕對的，其大小與參考點的選擇無關。知識鏈接任務二基本物理量的測量１.關聯(lián)參考方向和非關聯(lián)參考方向一段電路或一個元件上的電壓參考方向和電流參考方向可以分別獨立地任意指定。當電流、電壓的參考方向選得一致時，稱之為關聯(lián)參考方向，反之稱為非關聯(lián)參考方向。一般來說，對負載采用關聯(lián)參考方向，對電源采用非關聯(lián)參考方向。

知識鏈接任務二基本物理量的測量２.認識直流電流表直流電流表是測量直流電流的儀表，它有安培表、毫安表和微安表之分。電流表的內(nèi)阻一般很小，通?？梢院雎圆挥?。電流表在使用時要注意以下幾點:１)電流表應串聯(lián)于被測電路的低電位一側，即靠近電源負極的一側。２)電流表的量限應大于被測量，測量時應盡量使電流表指針指示在滿刻度的1/3~2/3。３)測電流應從“＋”端鈕流入電流表，由“－”端鈕流出。４)要檢查電表的指針是否指零。若不指零，則用螺釘旋具調(diào)節(jié)調(diào)零機構，使之指零。５)指針穩(wěn)定后再讀數(shù)，且盡量使視線與刻度盤垂直。如果刻度盤有反光鏡，則應使指針和它在鏡中的影像重合，以減小讀數(shù)誤差。知識鏈接任務二基本物理量的測量３.認識直流電壓表直流電壓表是用來測量直流電壓的，如圖2-2-9所示。電壓表的內(nèi)阻一般很大，接入電路后電壓表中所通過的電流很小，通?？梢院雎圆挥?。電壓表在使用中要注意以下幾點:１)電壓表應并聯(lián)于被測電路中，測量時應先接低電位一端，后接高電位一端。２)電表的量限應大于被測量，測量時應盡量使電表指針指示在滿刻度的1/3~2/3。若某次測量時電表的指針偏轉(zhuǎn)的角度很小，則說明量限過大，應選用小一點的量限；反之若電表的指針偏轉(zhuǎn)超過了最大刻度，則說明量限過小，應選用大一點的量限。

知識鏈接任務二基本物理量的測量３)被測電流應從“＋”端鈕流入電壓表，由“－”端鈕流出。例如:要測量AB兩點間的電壓，即測量ＵAB則應將電壓表的“＋”接線端與Ａ相接，“－”端或“?”端與Ｂ相接，若電壓表正向偏轉(zhuǎn)，則說明Ａ點電位高于Ｂ點的電位，ＵAB為正，電表的示數(shù)即為其值。若電壓表反偏，則說明Ａ點電位低于Ｂ點電位，ＵAB為負，此時應更換電表的極性重新測量，電表的示數(shù)僅為ＵAB的大小，記錄時應在其值前加上負號。電位的測量亦是如此。若某點對零電位點的電壓為正，則該點的電位就為正值；反之，若某點相對于零電位點的電位為負，則該點的電位即為負值。

４)使用前要檢查電表的指針是否指零，若不指零，則用螺釘旋具調(diào)節(jié)調(diào)零機構，使之指零。５)待電表指針穩(wěn)定后再讀數(shù)，且盡量使視線與刻度盤垂直。如果刻度盤有反光鏡，則應使指針和它在鏡中的影像重合，以減小讀數(shù)誤差。

知識鏈接任務二基本物理量的測量

(三)電動勢為了維持水的循環(huán)，需要水泵將低處的水抽到高處，因為有了水泵，噴泉中才有源源不斷的水流。在電路中，正電荷是從高電位流向低電位的，因此要維持電路中的電流，就必須也有這樣一個“水泵”———電源。電源能把正電荷從低電位移至高電位，電源的內(nèi)部存在非電場力。非電場力把單位正電荷從電源內(nèi)部由低電位端移到高電位端所作的功，稱為電動勢，用字母“Ｅ”表示。其單位與電壓相同，用伏特(Ｖ)表示。電動勢Ｅ等于非靜電力運送電荷所做的功Ｗ與所運送的電荷量ｑ的比值，即式中，Ｗ、ｑ的單位分別是焦耳(Ｊ)、庫侖(Ｃ)。

電動勢是衡量電源做功大小的物理量，存在于電源的內(nèi)部，電動勢的正方向規(guī)定為在電源內(nèi)部自低電位端指向高電位端，也就是電位升高的方向。知識鏈接任務二基本物理量的測量

(四)電能和電功率１.電能電流流過負載時，負載將電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能。電流做功的過程實際上就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程。例如:電流通過電爐時，將電能轉(zhuǎn)化為熱能；電流通過電動機時，將電能轉(zhuǎn)機械能等。

那么，電能就是電流通過用電設備時所做的功，用符號“Ｗ”表示。在直流電路中，電流、電壓均為恒值，在ｔ時間內(nèi)電路消耗的電能為式中，Ｗ———用電設備所做的功，焦耳(Ｊ)；

Ｕ———用電設備兩端的電壓，伏特(Ｖ)；

Ｉ———通過用電設備的電流，安培(Ａ)；

ｔ———通電時間，秒(ｓ)。

知識鏈接任務二基本物理量的測量在日常生活中常用“度”來衡量使用電能的多少，功率為１kW的設備用電１h所消耗的電能為１度，即１度＝１kW×１ｈ＝3.6×10６焦耳電能表則是常用的電能計量儀表。２.電功率電功率簡稱功率，指的是單位時間內(nèi)電場力做的功，用符號“Ｐ”表示。式中P、U、I的單位應分別為瓦特(Ｗ)、伏特(Ｖ)、安倍(Ａ)。由此可見，電路中的電功率，跟這段電路兩端的電壓和通過電路的電流成正比。

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(五)最大功率的獲取請同學們按圖2-2-12連接電路，要求:Ｅ為兩節(jié),1.5Ｖ的干電池，ＲＰ為100Ω的可調(diào)電阻，電壓表和電流表根據(jù)實驗情況，選擇合適的量程。1.記錄數(shù)據(jù)使用間接測量法測試電源的輸出功率———利用Ｐ＝ＵＩ計算。需要多次改變外電阻ＲＰ，可以用ＲＰ＝Ｕ/Ｉ來確定外電阻。

連接好電路圖，改變外電阻ＲＰ，在表中記錄好測量數(shù)據(jù)。

知識鏈接任務二基本物理量的測量根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖2-2-13中作出Ｐ－Ｒ線。２.數(shù)據(jù)處理根據(jù)圖2-2-13所作Ｐ－Ｒ曲線，可以看出:當外電阻增大時，電源輸出功先

(增大或減小)后

(增大或減小)。為什么會有這樣的變化?３.結果分析實驗證明:在電源電動勢Ｅ及其