《電路的基本知識》PPT課件.ppt

1、,電工電子技術(shù)基礎(chǔ),歡迎學(xué)習(xí),電工電子技術(shù)基礎(chǔ)是根據(jù)目前職業(yè)教育理論知識、以“必需、夠用”為度，加強基本技能訓(xùn)練的教學(xué)思想，采用理論和實踐相結(jié)合的教學(xué)方式，系統(tǒng)介紹電工、電子技術(shù)方面的基本知識和基本技能。全書共10章，主要內(nèi)容包括：電路的基本知識、直流電路的分析與計算、磁場與電磁感應(yīng)、電容器、單相交流電路、三相交流電路、常見半導(dǎo)體器件、放大電路、直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字電路等。本書可作為中等職業(yè)學(xué)校、技工學(xué)校、技師學(xué)院和職業(yè)院校電工電子課程的教材，也可供相關(guān)從業(yè)人員參考使用。,前 言,下面提出具體的要求： 1、課堂要求 不缺課、不遲到、不早退、不講話、不溜號、不睡覺。, 認(rèn)真聽課，積極思考，主動學(xué)習(xí)

2、，要有意識地鍛煉自己分析問題和解決問題的能力 加強習(xí)題訓(xùn)練，獨立認(rèn)真完成作業(yè)，要養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)； 善于總結(jié)，勤于思考，及時答疑。,本課程的學(xué)習(xí)要求,2、作業(yè)本要求 每次課后留23道題，每周第一次課上課前交作業(yè)。 每人準(zhǔn)備兩個作業(yè)本，輪換使用。封面上寫清班級、學(xué)號、姓名。 3、對作業(yè)的要求： 字跡工整，容易辯認(rèn)； 步聚清楚、完整。 先抄題、畫圖，再解題。 畫圖時一定要用尺畫，畫上的符號、標(biāo)記要完整、清晰。 可以互相探討并參考有關(guān)資料，但不允許抄作業(yè)； 對于不符合要求的作業(yè)，將給予警告！或不批改！嚴(yán)重者將在作業(yè)上注明“重做！”字樣，并且，此次作業(yè)為無效，視為一次作業(yè)未交。,1.

3、1 電路的概念,1.2 電路中的主要物理量,1.3 電阻,1.4 歐姆定律,1.5 電功與電功率,1.6 技能訓(xùn)練: 驗證歐姆定律的接線及測量（包括萬用表的原理、使用和電流、電壓、電阻等基本物理量的測量方法）,學(xué)習(xí)內(nèi)容,第1章 電路的基本知識,1、了解電路的組成，理解并熟悉 電路中基本物理量的概念和內(nèi)涵 2、掌握電阻定律、歐姆定律和內(nèi)涵 3、掌握電功和功率的概念及計算 4、了解電流熱效應(yīng)的應(yīng)用和可能造 成的危害， 5、掌握焦耳定律的內(nèi)涵及熱量計算,第1章 電路的基本知識,學(xué)習(xí)目標(biāo),1.1.1 電路和電路的組成,1.1 電路的概念,1.1.2 電路圖,隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電工技術(shù)已廣泛用于生

4、產(chǎn)、生活的各個方面。盡管目前使用的電氣設(shè)備種類繁多，但基本上都是由各式各樣的基本電路組成的，因此，掌握電路的基本知識十分重要。,各種電氣設(shè)備、電子儀器要工作和運行、都得依靠各種不同的電路來實現(xiàn)，而了解電路的組成是分析和設(shè)計電路的基礎(chǔ)。,1.1.1 電路和電路的組成,電流流經(jīng)的路徑稱為電路。它是由各種電氣設(shè)備和元器件按照一定的連接方式構(gòu)成的電流通路。電路一般由電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)（導(dǎo)線和開關(guān)）等基本部分組成。這三部分也稱為組成電路的“三要素”。,手電筒實體電路,電路模型,電路的組成-實例分析,如,手電筒電路,電源,開關(guān),負(fù)載,手電筒電路由電池、燈泡、開關(guān)和導(dǎo)線等組成一個 閉合的電流的通路。電流通

5、過燈泡后發(fā)光，它將電 能轉(zhuǎn)換成為光能和熱能。,電源,負(fù) 載,中間環(huán)節(jié),+,-,圖1.1 手電筒實物及電路,電路的組成-手電筒實物及電路,電源-是將其他形式的能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。它的作用是將機械能、化學(xué)能、光能、水能等其他形式的能轉(zhuǎn)換為電能。,如：,發(fā)電機、干電池、蓄電池、太陽能電池、信號發(fā)生器等。,1）電源, 電路的存在十分普遍，實際電路的種類很多，就其功能大致可分為強電電路（供電電路）和弱電電路（信號電路）。,電源實物圖,電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。實物如下圖,2）負(fù)載,負(fù)載-是將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量的裝置。它的作用是將電能轉(zhuǎn)換成光能、熱能、機械能等其他形式能量。,如:,電動機、

6、燈泡、電爐等。, 在電子電路中，按電流和電壓的種類可分為直流電路和交流電路。,負(fù)載實物圖,負(fù)載-它把電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量的裝置。也稱用電設(shè)備或用電器，是應(yīng)用電能的裝置。實物如下圖所示：,3）中間環(huán)節(jié)（導(dǎo)線和開關(guān)）,中間環(huán)節(jié)（導(dǎo)線和開關(guān))-導(dǎo)線是用來連接電源和負(fù)載的元件，開關(guān)是控制電路接通和斷開的裝置。中間環(huán)節(jié)在電路中起著傳遞、控制和分配電能的作用。,如:,導(dǎo)線、開關(guān)、熔斷器、測量儀表等。, 按供電的相數(shù)來分可分為單相電路和三相電路。,常見導(dǎo)線實物圖,控制和保護裝置,為了使電路安全可靠地工作，電路通常還裝有開關(guān)、熔斷器等器件，對電路起控制和保護作用。, 知識擴展 ,熔斷器，俗稱保險絲，是低壓供

7、配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中最常用的安全保護電器，主要用于短路保護，有時也可用于過載保護。,供電電路可以實現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。,電力系統(tǒng)中：,電子技術(shù)中：,信號電路可以實現(xiàn)電信號的傳遞、存儲和處理。, 電路的作用就是實現(xiàn)電能的傳輸、轉(zhuǎn)換和分配，信號的傳輸和處理。,供電電路的輸送知識,供電電路的作用：1）對電能進行傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。,信號電路的傳送知識,信號電路的作用：2）對信號進行傳遞、存儲和處理。,1.1.2 電路圖, 用國家統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號畫成的電路模型圖稱為電路圖。,如右圖所示,手電筒實體電路,電路模型,（1）電路模型 是由理想元器件和理想導(dǎo)線的符號構(gòu)成的電路圖。以后書本上所繪的電路圖都

8、是由理想元件構(gòu)成的電路模型。,（3）電路圖繪制的特點,（2）理想元器件 在實體電路中使用的元器件較為復(fù)雜，為便于對電路進行分析和研究，為了繪圖方便和標(biāo)準(zhǔn)化，國家規(guī)定了各種電氣元器件的圖形符號，稱為理想元器件。,電路圖并不反映電路的幾何尺寸和設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)，也不反映設(shè)備和元件的真實位置，不要求按比較繪制。它只反映電路中電氣方面相互聯(lián)系的實際情況，便于對電路進行分析和計算。,表1.1 部 分 電 工 圖 形 符 號 （摘自GB/T47282000）,在今后學(xué)習(xí)中，我們在課堂上所分析和計算的都是指電路模型，簡稱電路。在電路圖中，各種電路元件用規(guī)定的圖形符號表示。 如常用的手電筒，其電路模型如下圖所示

9、，電路中燈泡用電阻元件表示，其參數(shù)為電阻R，電池是電源元件，其電動勢可用E，電池與燈泡的連接還有導(dǎo)線和開關(guān)，其電阻微小忽略不計，認(rèn)為是一個無電阻的理想導(dǎo)體。,4）電路圖的繪制,如右圖所示,用規(guī)定的圖形符號表示電路連接情況的圖稱為電路圖。,【實訓(xùn)練習(xí)】繪制電路圖,想一想,檢驗學(xué)習(xí)結(jié)果,電路由哪幾部分組成？試述電路的功能？,繪制電路圖時常采用哪幾種符號？它們代表什么含義？,何謂電路模型？,學(xué)好本課程，應(yīng)注意抓好四個主要環(huán)節(jié)：提前預(yù)習(xí)、 認(rèn)真聽課、及時復(fù)習(xí)、獨立作業(yè)。還要處理好三個基本 關(guān)系：聽課與筆記、作業(yè)與復(fù)習(xí)、自學(xué)與互學(xué)。,第1.1小節(jié)學(xué)習(xí)結(jié)束。 Goodbye!,1.2 電路中的主要物理量,

10、1.2.1 電流,1.2.2 電壓和電位,1.2.3 電動勢,引子：水在水管中沿著一定方向流動，水管中就有了水流。電荷在電路中沿一定方向移動，電路中就有了電流。本節(jié)主要學(xué)習(xí)電流、電壓、電位、電動勢等幾個電路中常用物理量。,1.2.1 電流 （I-代表符號）,1）電流的定義,電荷的定向移動形成電流。因此，要形成電流必須要有可自由移動的電荷。金屬導(dǎo)體中帶負(fù)電的電子，電解液中的正、負(fù)離子就是自由移動的電荷。,電流的方向：人們習(xí)慣上把正電荷定向移動的方向規(guī)定為電流的方向。,在金屬導(dǎo)體中，電流的方向與自由電子實際定向移動的方向相反。,在金屬導(dǎo)體中，電流的方向與自由電子實際定向移動的方向相反。,如右圖所示

11、,2）導(dǎo)體中電流的方向,電流實際方向,3）電流的大小,電流有大小之分，電流的大小取決于單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量。若在時間t內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的電量為Q，則電流的大小為 ：,表達(dá)公式右圖所示,式中： I-代表電流。單位為安（A） Q-代表電荷量。單位為庫侖（C） t-代表時間。單位為秒（S）,4）電流的單位：,在國際單位制中，電流的單位是安培【A】，簡稱安。實際應(yīng)用單位有千安【kA】 ，較小的單位還有毫安【mA】和微安【A】。,千安(kA)、安培(A) 、毫安(mA)、微安(A) 它們之間的換算關(guān)系是： 1kA=1000A 1A=1000 mA 1mA= 1000A,備注： 1A（安培）

12、=1C(庫侖)/s(秒),想一想！320uA的電流相當(dāng)于多少mA ?,在進行電路分析計算時，電流的實際方向有時難以確定，為此，可以預(yù)先假定一個電流方向稱為電流參考方向（也稱正方向），并在電路中用箭頭標(biāo)出。當(dāng)電流的實際方向與參考方向一致時，則電流為正值，即“+”號；反之，電流為負(fù)值，即“”號。因此，只有在參考方向選定之后，電路值才有正負(fù)之分。,5）電流的參考方向,電流流經(jīng)電阻的方向,直流 ：凡大小和方向都不隨時間變化的電流稱 為直流電流，用“I”表示。,6）電流的種類,電子電路按電流與電壓的種類可分為直流電和交流電兩種,交流：凡大小和方向都隨時間變化的電流稱為 交流電流，用“i”表示。,交流電在

13、工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中應(yīng)用極為廣泛，如電網(wǎng)供給的照明用電、動力設(shè)備用電等都是交流電。,【例1.1】已知流經(jīng)某導(dǎo)體橫截面的電流為1.5A，問在多少時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量為60C？,7）電流、電量、時間的計算實例,若一根導(dǎo)線截面上每秒恒定通過的電荷量為2C，那么通過導(dǎo)線的電流為多大？若2s內(nèi)通過的電荷量為2C，導(dǎo)線的電流又為多少？,想一想,1.2.2 電壓和電位,1. 電壓（ U-為代表符號） 電壓是衡量電場力做功大小的物理量，用字母U表示。單位為伏特（V），簡稱伏。如圖所示，在電路中，電場力把單位正電荷從a點移到b點所做的功Wab，定義為a、b兩點間的電壓Uab 。,單位正 電荷a點,單位正

14、電荷b點,參 考 點,電壓與電位,電壓就是衡量電場力做功能力大小的物理量。,1.2.2 電壓,在電路中，電流之所以能夠持續(xù)的產(chǎn)生，是因為有相當(dāng)于水泵一樣功能的干電池存在，電池具有持續(xù)產(chǎn)生電壓的能力。電壓在電路中的作用相當(dāng)于水壓的作用，所以能保證電流的持續(xù)流通，不斷地為負(fù)載提供能量，使電路正常工作。電壓是一個既有大小又有方向的量，通常用正負(fù)極性表示電壓的方向，電壓的大小一般用 U 表示。,2）電壓的定義公式,表達(dá)公式右圖所示,式中： Wab -是電場力將正電荷從a點移到b點所做的功，單位是焦耳（J）。 Q-為被移動的正電荷量，單位是庫侖（C）。 Uab -為a、b兩點間的電壓，記為Uab。單位是

15、伏特（V），簡稱伏。,電壓Uab就是電場力把單位正電荷Q從a點移到b點所做的功Wab,3）電壓的單位換算,電壓的國際單位制是伏特V，常用的單位還有千伏【KV】毫伏mV和微伏【 V 】。等，換算關(guān)系為：,1KV=1000V 1V=1000mV 1mV=1000uV,即：1 kV=103V=106mV=109V,想一想 練一練！ 0.56V的電壓相當(dāng)于多少mV?,在分析與計算電路時，按照所選定的參考方向電壓為正值（U0），表明電壓的實際方向與參考方向一致，電壓為正值，即“+”號；電壓為負(fù)值（U0），表明電壓的實際方向與參考方向相反，電流為負(fù)值，即“”號。,電壓同電流一樣，也先要任意選定其參考方向，

16、電壓的參考方向可用箭頭在圖上表示，由起點指向終點；也可用雙下標(biāo)表示，前一個下標(biāo)代表起點，后一個下標(biāo)代表終點，如圖（a)；電壓的方向還可以在起點標(biāo)正號（+）、終點標(biāo)負(fù)號（-）表示，如圖（b）。,3）電壓的參考方向,如果在電路中選定一個參考點，則電路中某一點與參考點之間的電壓即為該點的電位。單位：伏特（V）。,4）電位的定義,如右圖所示： 若取O點為參考點，則,計算電位時，必須先任意選定電路中的某一點作為參考點，并規(guī)定該點的電位為零（參考點就是零電位點）。,參 考 點,如上圖所示，由于Uao=Uab+Ubo，若取O點為參點， 則 Va=Uab+Vb 故 Uab=Va-Vb,5）電壓與電位的關(guān)系,如

17、右圖所示,結(jié)論：電路中任意兩點間的電位之差就等于這兩點之間的電壓，故電壓又稱電位差。,參 考 點,通常選大地作為零電位參考點，在電子儀器和設(shè)備中又常把金屬外殼或電路的公共接點定為零電位點。 零電位的符號有兩種：“ ”表示接大地，“ ”表示接機殼或公共點。,直流情況下,6） 高中物理課中電壓的定義,高中物理課對電壓的定義是：電場力把單位正電荷從電場中的一點移到另一點所做的功。其表達(dá)式為：,注意：變量用小寫字母表示，恒量用大寫字母表示。,電工技術(shù)基礎(chǔ)問題分析中，通常規(guī)定電壓的參考正方向由高電位指向低電位，因此電壓又稱作電壓降。,從工程應(yīng)用的角度來講，電路中電壓是產(chǎn)生電流的根本原因。數(shù)值上，電壓等于

18、電路中兩點電位的差值。即：,圖1.8 測量電壓的儀表,參考書： 電位的概念,電位實際上就是電路中某點到參考點的電壓，電壓常用雙下標(biāo)，而電位則用單下標(biāo)，電位的單位也是伏特V。,電位具有相對性，規(guī)定參考點的電位為零電位。因此，相對于參考點較高的電位呈正電位，較參考點低的電位呈負(fù)電位。,【案例1.2】電位、電壓的測定 本案例通過電位值、電壓值的測定，驗證電位的相對性和電壓的絕對性。 【操作步驟】 （1）在實驗線路板上按照下圖連線好電路。,【實訓(xùn)】電位、電壓的測定（1）,電路如右圖所示,實訓(xùn)注意事項,1在啟動實驗電源之前，應(yīng)使直流穩(wěn)壓的輸出端旋紐置于零位，實驗時再緩緩地增、減輸出。 2使用各儀表測量直

19、流量時要正確選擇表筆的極性，同時讀數(shù)要正確。讀指針表讀數(shù)時，應(yīng)正視表面，同時認(rèn)清所選測量檔的標(biāo)度尺；記錄時要標(biāo)出正、負(fù)號。 3穩(wěn)壓源輸出端（即兩個電極）不允許短路。 4不能用萬用表的電流檔和電阻檔測量電壓值，不能帶電測電阻。 5改接線時，要斷開穩(wěn)壓電源，以避免帶電操作。,（2）檢查電路連接無誤后，接通電源（通電前將穩(wěn)壓電源調(diào)至9V）。,【實訓(xùn)】電位、電壓的測定（2）,（3）用數(shù)字萬用表進行測量電位值值（量程調(diào)至10V的直流電壓擋）。 以d點為參考點，分別測量a、b、c、d、g、h各點電位值及電壓值Uhb、Uba、Ubc、Ucd、Uda、Uhg，將測量數(shù)據(jù)記入表1-2。 以a點參考點，重復(fù)步驟。

20、,表1.2 測量數(shù)據(jù)記錄,結(jié)論： （1）電位具有 ，它的大小與參考點的選擇 。 （2）電壓具有 ，它的大小與參考點的選擇 。,【實訓(xùn)】數(shù)據(jù)記錄（4）,注意： 測量電位時，若用指針萬用表測量，則用萬用表的黑表筆接參考點，紅表筆接被測點。當(dāng)指針萬用表的表針正向偏轉(zhuǎn)，則表示電位值為正；若表針反向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)調(diào)換表筆，然后讀出數(shù)值，此時電位值為負(fù)值。 測量電壓時，應(yīng)將萬用表的紅、黑表筆并接在被測電路的兩點上，表針正向偏轉(zhuǎn)，則電壓值為正值；若發(fā)現(xiàn)表針反向偏轉(zhuǎn)時，應(yīng)調(diào)換表筆，此時的電壓值為負(fù)值。,【實訓(xùn)】注意事項（3）,【綜合練習(xí)案例】,在下圖中，已知Uco=3V，Ucd=2V。試分別以d點和o點為參考點，求

21、各點的電位及d、o兩點間的電壓Udo。,想一想 練一練！,解：（1）以D點為參考點，即,因為,所以,又因為,所以,（2）以O(shè)點為參考點，即,因為,所以,因為,所以,【綜合案例解答】,特別提示： 電位參考點的選擇是任意的，參考點不同，電路中的同一點的電位也會隨之改變。,檢驗學(xué)習(xí)結(jié)果,什么是電流？形成電流的條件？金屬導(dǎo)體和電解液中分別有什么是可自由移動的電荷？,求下圖電路中開關(guān)S閉合和斷開時B點的電位。,試述電壓和電位的異同，若電路中兩點電位都很高，則這兩點間電壓是否也很高？,1.2.3 電動勢（E-代表符號）,在下圖中，為使水在C管中持續(xù)不斷地流動，必須用水泵把B槽中的水不斷地泵入A槽中，以維持

22、兩槽間的固定水位差，也就是要保證水管C兩端有固定的水壓。電源與水泵的作用相似，在電源內(nèi)部，電源把正電荷由電源的負(fù)極搬到正極在電路中持續(xù)不斷地流動。電源是利用非電場力把正電荷由電源的負(fù)極搬到電源的正極。,為了衡量電源內(nèi)部非電場力做功的能力，引入電動勢的概念：在電源內(nèi)部，電源力將單位正電荷從電源負(fù)極b移動到正極a所做的功稱為電源的電動勢。用字母E表示，單位為伏特（V）。,電動勢的方向規(guī)定為電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極。對于一個電源來說，在外部不接負(fù)載時，電源兩端電壓的大小等于電源電動勢的大小，但方向相反。,1）電動勢的定義,表達(dá)公式右圖所示, 電動勢定義的理解 ,表述電源都有一定的轉(zhuǎn)換電能的本領(lǐng)； 電源

23、兩端的電位差 電動勢只存在于電源內(nèi)部，其實際方向與電壓的實際方向相反。,想一想！,第1.2小節(jié)學(xué)習(xí)結(jié)束。 Goodbye!,1.3 電阻,1.3.1 導(dǎo)體的電阻,1.3.2 電阻定律,1.3.3 電阻器的主要指標(biāo)和標(biāo)志方法,引子：常用的導(dǎo)線通常是用銅或鋁制作的，特別重要的電氣設(shè)備的導(dǎo)線還要用價格昂貴的銀來制作，鐵又多又便宜，為什么不用鐵來做導(dǎo)線呢？這與它們的導(dǎo)電性有關(guān)!,1.3.1 導(dǎo)體的電阻（R-代表符號）,當(dāng)電流通過導(dǎo)體時，導(dǎo)體中的自由電子在移動的過程中不斷地與導(dǎo)體中的原子發(fā)生相互碰撞，這種碰撞對電子的運動起阻礙作用。導(dǎo)體對電流的阻礙作用稱為導(dǎo)體的電阻。,1) 導(dǎo)體的電阻,電阻產(chǎn)品實物圖,

24、電阻元件圖符號,線性電阻元件伏安特性, 電阻器簡稱為電阻；常見的電阻有金屬膜電阻、碳膜電阻、水泥電阻、玻璃電阻、保險電阻、繞線電阻等。白熾燈、電爐和電烙鐵等也可以看作是電阻。電阻消耗的電能一般是以熱能形式釋放，所以，電阻或?qū)Ь€通過電流時會發(fā)熱。,在一定的溫度下，各種電阻器的阻值一般為常數(shù)，與所加電壓和通過的電流無關(guān)，這時，稱為線性電阻。線性電阻的阻值只與導(dǎo)體材料和幾何尺寸有關(guān)。隨著電壓或電流的變化而電阻值不同的稱為非線性電阻。,1) 電阻的分類和電阻的性能,（1）熱敏電阻。 （2）光敏電阻。 （3）壓敏電阻。 （4）濕敏電阻。,常見的敏感電阻器如下,2）電阻的單位,電阻的單位是：歐姆（）、 常

25、用單位還有：千歐（k）、兆歐(M),它們的換算關(guān)系是： 1K=1000, 1 M=1000k 即：1M=103k=106,1.3.2 電阻定律,實驗表明：導(dǎo)體的電阻不僅與導(dǎo)體自身的材料有關(guān)，而且與導(dǎo)體的長度成正比，與導(dǎo)體的橫截面積成反比，這個結(jié)論稱為電阻定律。,式中 導(dǎo)體的電阻率，單位為歐米（m）,它是反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量。,表達(dá)公式右圖所示,電阻率是反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量， 越大，導(dǎo)體的導(dǎo)電性越差。不同材料的導(dǎo)體其電阻率也不同。在金屬導(dǎo)體中，銀的電阻率最小，導(dǎo)電性能最好，但價格昂貴，銅和鋁的電阻率也較小，作為導(dǎo)電材料，銅用得較多。,表1.3 幾種常見材料在20時的電阻率,1）常

26、見材料的電阻率,【例1.2】 試計算長度為100m，橫截面積為2.5mm2的鋁導(dǎo)線在20時的電阻值是多少？ 解：由表1.3可以查出鋁的電阻率為：,2）電阻率計算實例,1.3.3 電阻器的主要指標(biāo)和標(biāo)志方法,1）電阻器的主要指標(biāo) 1、標(biāo)稱阻值-為了便于生產(chǎn)，同時考慮到能夠滿足實際使用的需要，國家規(guī)定了一系列數(shù)電阻值作為產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，稱為電阻器的標(biāo)稱阻值。電阻器的標(biāo)稱阻值應(yīng)為表中所列數(shù)千值的10n倍，n為正整數(shù)、負(fù)整數(shù)或零。,2、允許偏差-電阻器的標(biāo)稱阻值與實際阻值不完全相符，存在著誤差（偏差）。當(dāng)R為實際阻值、RH為標(biāo)稱阻值時，允許偏差的表達(dá)式為：（R-RH）/RH。允許偏差表示電阻器阻值的準(zhǔn)確程

27、度，常用百分?jǐn)?shù)%表示。,3、標(biāo)稱功率-也稱為額定功率，是指在一定的條件下，電阻器長期連續(xù)工作所允許消耗的最大功率。,普通電阻器的標(biāo)稱阻值系列,電阻器的標(biāo)稱值應(yīng)符合表中所列數(shù)值乘以10n倍，其中n為正整數(shù)、負(fù)整數(shù)或零。,(1)電阻器的性能指標(biāo)主要是指電阻的標(biāo)稱阻值、允 許偏差、額定功率、最高工作電壓、穩(wěn)定性、溫度特性等 參數(shù)，其中主要指標(biāo)是標(biāo)稱阻值、允許偏差和標(biāo)稱功率。,2) 電阻器的標(biāo)志方法,直標(biāo)法是將額定功率、標(biāo)稱阻值、允許偏差等電阻器的性能指標(biāo)用數(shù)字和文字符號直接標(biāo)在電阻器的表面上。,色標(biāo)法是用顏色表示元件的各種參數(shù)并直接標(biāo)注在產(chǎn)品上的一種標(biāo)志方法。采用色環(huán)標(biāo)注的電阻器，顏色醒目，標(biāo)志清晰

28、，不易褪色，從各方向都能看清阻值和偏差，有利于電氣設(shè)備裝配、調(diào)試和檢修。,(2)電阻的標(biāo)志方法如下：,1）直標(biāo)法示圖,直標(biāo)法用阿拉伯?dāng)?shù)字、符號在電阻體表面直接標(biāo)注阻值和允許偏差的方法。適合于體積較大的電阻標(biāo)注。,直標(biāo)法識讀示例,其中，用阿拉伯?dāng)?shù)字和文字符號來標(biāo)稱電阻器主要參數(shù)的方法。適合于體積稍大（或較大）的電阻標(biāo)注。,文字和數(shù)字符號標(biāo)注示例,3）色標(biāo)法,色標(biāo)法用不同顏色的色環(huán)在電阻器表面標(biāo)出標(biāo)稱阻值和允許偏差的方法。,四環(huán)色標(biāo)法,五環(huán)色標(biāo)法,四環(huán)色標(biāo)法,五環(huán)色標(biāo)法,表1.5 電阻值的色標(biāo)符號,3）電阻器色標(biāo)法含義,電阻器的色環(huán)標(biāo)志法,四色環(huán)標(biāo)注法,五色環(huán)標(biāo)注法,識別電阻器的色標(biāo): 小功率的電

29、阻器多數(shù)情況下用色環(huán)表示。特別0.5W2W 以下的碳膜電阻器和金屬膜電阻器較為普遍采用色標(biāo)法標(biāo)注 電阻器大小及精度等。 色環(huán)標(biāo)注電阻器的色環(huán)可分為三環(huán)、四環(huán)、五環(huán)3種。 具體含義如表1.5所示：要認(rèn)真背熟各種顏色所代表 不同的數(shù)值。如：紅色代表“2”，黃色代表“4”等。,識別首位色環(huán): 準(zhǔn)確識別首位色環(huán)，對準(zhǔn)確讀出電阻器的標(biāo)稱值非常 重要。因為電路中的電阻器可能會隨意放置，并不一定首 位色標(biāo)在左邊，如果首位錯定為另一端，則數(shù)據(jù)必定全錯。,下面介紹幾點識別首位色環(huán)的方法： 1）在一般電阻器的色環(huán)中，金色環(huán)、銀色環(huán)一般表示電阻的精度，如果在色環(huán)中有金或銀色環(huán)，則通常此色環(huán)為末位色環(huán)。 2）最靠近引

30、線端的色環(huán)是首位色標(biāo)，依此可定出其右邊的第二、第三、第四和五位色環(huán)。 3）當(dāng)色環(huán)中與最后一環(huán)的顏色相同時，則可通過色環(huán)之間的距離來判斷，即第一環(huán)與第二環(huán)之間的距離比最后一環(huán)與前一環(huán)的距離小。 4）如果色環(huán)中沒有金或銀色環(huán)，并且無法準(zhǔn)確判斷哪個色環(huán)最靠近引線端，可以先用萬用表測量一下，然后根據(jù)所測阻值，來確定“乘數(shù)位”色環(huán)的顏色，繼而判斷出首位色環(huán)的顏色。,例1：阻值為26000、允許偏差5%的電阻器，表示方法如下圖（a）所示。,例2：阻值為17.4、允許偏差為1%的電阻器，表示方法如上圖（b）所示。,4）電阻器的色標(biāo)方法：實例,例3：根據(jù)規(guī)定表1.5中電阻的阻值為黃 紫 紅 金，試求色環(huán)電阻的

31、阻值為多少 ？,第1.3小節(jié)學(xué)習(xí)結(jié)束。 Goodbye!,1.4 歐姆定律,1.4.1 部分電路歐姆定律 1.4.2 全電路歐姆定律 1.4.3 電源的外特性,1.4.1 部分電路歐姆定律,1）中學(xué)基礎(chǔ)知識： 只含有負(fù)載而不包含電源的一段電路稱為部分電路。,2）通過實驗得知：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，這個規(guī)律稱為部分電路歐姆定律。,表達(dá)公式右圖所示,【例1.3】當(dāng)一個白熾燈接上4.5V電壓時，其燈絲的工作電阻值為1.5。試問此時流經(jīng)燈泡的電流是多少？,3）部分電路歐姆定律計算實例,【例1.4】當(dāng)一個電爐接上220V電壓時，電爐的工作電阻值為1k。試問此時流經(jīng)電爐

32、的電流是多少？,想一想 練一練！,220A對嗎？,1.4.2 全電路歐姆定律,1）全電路是指含有電源的閉合電路。,電源中電動勢,電源中內(nèi)阻,簡單的全電路右圖所示,外電路電阻,圖中的點畫線框內(nèi)代表一個實際的電源，電源的內(nèi)部一般都是有電阻的，這個電阻稱為電源的內(nèi)電阻，用字母r表示。,圖1-14全電路歐姆定律電路圖,2）電源內(nèi)電阻的繪制圖,實際上電源的內(nèi)部一般都是有電阻，這個電阻稱為電源的內(nèi)電阻，簡稱電源內(nèi)阻，用字母r表示。 為了看起來方便，通常，在電路圖上把r單獨畫出。事際上，電源內(nèi)電阻是在電源內(nèi)部，與電動勢是分不開的，因此，在繪制電路圖時，可以不單獨畫出來，只要在電源符號的旁邊注明內(nèi)電阻的數(shù)值就

33、行了。,3）全電路歐姆定律的表述過程,前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過，當(dāng)開關(guān)S斷開時，電源的端電壓在數(shù)值上等于電源的電動勢（方向是相反的）。當(dāng)開關(guān)S閉合時，我們用電壓表測量電源的端電壓，發(fā)現(xiàn)所測數(shù)值比開路（斷開）電壓小，或者說，閉合電路中電源的端電壓小于電源的電動勢。這是為什么呢？這是因為電流流過電源內(nèi)部時，在內(nèi)電阻上產(chǎn)生了電壓降Ur，而Ur=Ir?？梢婋娐烽]合時，電源端電壓U應(yīng)該等于電源電動勢E減去內(nèi)壓降Ur，即：U=E-Ur=E-Ir=IR。 故：E=IR+Ir=I(R+r)，即:I=E/R+r,全電路歐姆定律-電路過程分析,電源中電動勢,開關(guān)S斷開,全電路歐姆電路所示圖,電源端電壓,圖1-14全電路

34、歐姆定律電路圖,1、 如1-14圖所示，前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過，當(dāng)開關(guān)S斷開時，電源的端電壓在數(shù)值上等于電源的電動勢（方向是相反的）。,全電路歐姆定律-電路過程分析,電源中電動勢,開關(guān)S斷開,全電路歐姆電路所示圖,電源端電壓,圖1-14全電路歐姆定律電路圖,2、 如1-14圖所示，當(dāng)開關(guān)S閉合時，我們用電壓表測量電源的端電壓，發(fā)現(xiàn)所測數(shù)值比開路（斷開）電壓小，或者說，在閉合電路中，電源的端電壓小于電源的電動勢。,全電路歐姆定律-電路過程分析,圖1-14全電路歐姆定律電路圖,3、這是因為電流流過電源內(nèi)部時，在內(nèi)電阻上產(chǎn)生了電壓降Ur，而Ur=Ir（由部分電路歐姆定律變化）?？梢婋娐烽]合時，電源端電壓

35、U應(yīng)該等于電源電動勢E減去內(nèi)壓降Ur， 即：U=E-Ur=E-Ir=IR。 故：E=IR+Ir=I(R+r)， 即: I=E/R+r,在一個閉合電路中，電流與電源的電動勢成正比，與電路中內(nèi)電阻和外電阻之和成反比，這個規(guī)律稱為全電路歐姆定律。,4 ）全電路歐姆定律的定義,式中： I-電流，單位是安培（A） r-電源內(nèi)阻，單位是歐姆（） E-電源電動勢，單位是伏特（V） R-外電阻，單位是歐姆（）,經(jīng)變化后：E=U+Ir U=E-Ir,全電路歐姆定律表達(dá)分析：,全電路歐姆定律內(nèi)容是：閉合電路中的電流與電動勢成正比，與電路的總電阻（內(nèi)電路電阻與外電路電阻之和）成反比，用公式表示為,端電壓U隨外電路電

36、阻R變化的規(guī)律：,【例1.4】有一電源電動勢E=3V，內(nèi)阻r=0.4，外接負(fù)載電阻R=9.6，試求電源端電壓和內(nèi)壓降。,解：由全電路歐姆定律, 得,故電源端電壓,內(nèi)壓降,1）全電路歐姆定律應(yīng)實例,【例1.5】已知電池的開路電壓UK=1.5V，接上9的負(fù)載電阻時，其端電壓為U=1.35V,試求電池的內(nèi)電阻r。,2）全電路歐姆定律應(yīng)實例,1.4.3 電源的外特性,1. 電源的外特性 當(dāng)電源電動勢E和內(nèi)電阻r（簡稱內(nèi)阻r）一定時，電源端電壓U隨負(fù)載電流I變化而變化。我們把電源端電壓隨負(fù)載電流變化的關(guān)系特性稱為電源的外特性。其關(guān)系特性曲線稱為電源的外特性曲線。,圖1-16電源的外特性電路圖,圖1-15

37、電源的外特性曲線圖,圖1-16電源的外特性電路圖,圖1-15電源的外特性曲線圖,電源端電壓U應(yīng)該等于電源電動勢E減去內(nèi)壓降Ur， 即：U=E-Ir,基礎(chǔ)知識：由全電路歐姆定律得知：電源端電壓U與負(fù)載電源I的關(guān)系為： U=E-Ir,2）電路的工作狀態(tài),（1）通路，也稱工作狀態(tài)或帶負(fù)載狀態(tài)或閉路狀態(tài)。如(1)圖所示，電路中開關(guān)閉合，電源與負(fù)載連成閉合回路，電路中有電流流過。,（1）通路,IE(R+r),（2）開路,（2）開路，圖中開關(guān)S斷開，電源與負(fù)載沒有連成閉合回路，如(2)圖所示，電路中沒有電流流過。通路和開路屬于正常狀態(tài)。, U=E ,備注：任何一個電源都含有電動勢和內(nèi)阻，實際電壓源的模型由

38、理想電壓源E串聯(lián)一個內(nèi)電阻r組成。,2）電路的工作狀態(tài),（3）短路,（3）短路，即電路中的電源或電路的某部分被導(dǎo)電體短接。如圖（3）所示，電源被短路時，電源中的電流很大，而負(fù)載中卻沒有電流通過，這樣會燒壞電源或引發(fā)事故，這種現(xiàn)象在電路中是不允出現(xiàn)的。 電路中部分電路短路時，被短路的部分電路中沒有電流通過，電路的總電流增大，從而使部分元器件損壞！, U=0 ,IE / r,(2)開路,(3)短路,電源短路是嚴(yán)重的故障狀態(tài)，必須避免發(fā)生。但有時在調(diào)試和維修電氣設(shè)備的過程中，有意將電路中某一部分短路，這是為了讓與調(diào)試過程無關(guān)的部分暫不通電流，或是為了便于發(fā)現(xiàn)故障而采用的一種特殊方法，這種方法也只有在

39、確保電路安全的情況下才能采用。,電流 I=0 電源端電壓 ：U=E,電流,電源端電壓 U=0,(1) 通路,2）電路的三種狀態(tài)下電流、電壓和電動勢 之間的關(guān)系,【綜合案例】,在下圖所示電路中，設(shè)電阻R1 = 14，R2 = 9。當(dāng)開關(guān)S接到位置1時，由電流表測得I1 = 0.2A；接到位置2時，測得I2 = 0.3A。試求電源電動勢E和內(nèi)電阻r。,圖1-17綜合案例電路圖,解：根據(jù)全電路歐姆定律，可列出聯(lián)立方程：,消去E，解得,把r=1代入E = I1R1 + I1r，可得E = 3 V,【綜合案例】解答,第1.4小節(jié)學(xué)習(xí)結(jié)束。 Goodbye!,1.5 電功與電功率,1.5.1 電功,1.5

40、.2 電功率,1.5.3 焦耳定律,1.5.4 負(fù)載的額定值,1.5.1 電功（W-代表符號）,1）電流所做的功稱為電功。 如果a、b兩點間的電壓為U，則電場力將電量為Q的正電荷從a點移到b所做的功W：,而,故,式中： W-電功，單位是焦耳（J） U-導(dǎo)體兩端的電壓，單位是伏特（V） I-通過導(dǎo)體的電流，單位是安培（A） t-通電時間，單位是秒鐘（S）,2） 電功的單位及千瓦時的概念,因此：電功是單位就有： 焦耳（J）、 千瓦時（kWh） （度）,1kWh=3.6106J, 在實際應(yīng)用中，電功還有一個常用單位是千瓦時（kWh）俗稱“度”，其與焦耳的換算是：,3） 純電阻電路中的電功,因為：,因

41、此：,純電阻電路的功率,電源兩端的電壓,日常生產(chǎn)和生活中，電能（或電功）也常用“度”作為量綱：1度=1KWh=1KVAh, 電功（或電能）,電流作功所消耗電能的多少可以用電功來量度。 電功：,式中單位：U【V】；I【A】；t【s】時，電功W為焦耳【J】,1度電的概念,1000W的電爐加熱1小時；,100W的電燈照明10小時；,40W的電燈照明25小時。,1.5.2 電功率（P-代表符號）,1）電功率-單位時間內(nèi)電流所做的功稱為電功率。,它們的換算關(guān)系為：1kW = 1000W 1W=1000mW,單位是：瓦特,單位是：瓦特,單位是：秒,電功率的單位是瓦特（W）、 常用單位還有：千瓦（kW）,2） 純電阻電路中的電功率,因為：,因此：,解： (1) 由部分電路歐姆定律得電阻上的電壓降： U=IR=0.05100=5V (2) 電阻消耗的功率：P=UI=50.05=0.25W（瓦特） (3) 電阻消耗的電能： W=Pt=0.2560=15J（焦耳）,【例1.6】一個100的電阻流過50mA的電流時，求電阻上的電壓降和電阻消耗的功率，當(dāng)通電時間為1min時，電阻消耗的電能為多少？,電功率計算實例,【例】兩只100W燈泡使用6小時，一個800W電熨斗使用2小時，一個1200W電暖氣使用4小時，它們總