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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(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)所做的功稱為a、b兩點(diǎn)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(diǎn)移到b點(diǎn)，如果所做的功為1J，那么a、b兩點(diǎn)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(dāng)閥門關(guān)閉的時(shí)候， 容器B中的水位要比容器A中的水位高。兩個(gè)容器之間的水位差h產(chǎn)生一定的能量。,當(dāng)閥門打開時(shí)，兩個(gè)容器中的水位持平，這時(shí)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(dǎo)線兩端的電壓及通過此導(dǎo)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(dòng)，移動(dòng)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(dǎo)體，如金，銀，銅等金屬，具有較低的電阻

3、。 導(dǎo)線的截面積大?。涸诠潭妷合?，導(dǎo)線的截面積越大（即導(dǎo)線越粗），電子越容易通過導(dǎo)線，產(chǎn)生的電流越大，則導(dǎo)線的電阻越小。,電阻定律：,影響電阻大小之因素,導(dǎo)線長短：在固定電壓下，導(dǎo)線越長，電子與導(dǎo)線中原子碰撞的機(jī)會也會增加，電子越不容易通過導(dǎo)線，產(chǎn)生的電流越小，則導(dǎo)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(jià)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(dǎo)線材料，為何不使用電阻 較小的銀做為導(dǎo)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(yùn)動(dòng)稱為電流。,電流,以水流為例：電流相當(dāng)于流經(jīng)水管的流量,電流,在電路上,將單位時(shí)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(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颉?電流的大小,1.通常規(guī)定用單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)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(shí)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(shí)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(shí)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(dāng)電流在導(dǎo)體的橫截面上均勻分布時(shí)，該電流與導(dǎo)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(xué)家 歐姆（Ohm,1787-1854）發(fā)現(xiàn)， 當(dāng)金屬導(dǎo)體溫度一定時(shí)， 導(dǎo)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(dǎo)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(shí)，V 和 I 成正比。,電流、電壓和電阻三者的關(guān)系,I 一定時(shí)，V 和 R 成正比。,V,R,I 一定,V一定時(shí)，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(diǎn):,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(xí),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(diǎn):,(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(xí),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(jì)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(shí)必須把電流表并聯(lián)

8、在電路中，同時(shí)要選擇好電壓表的量程（測量范圍），使其大于實(shí)際電壓的數(shù)值 測量直流電壓時(shí),還必須使電壓表的正負(fù)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(jī)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(jì)及安培計(jì)可測量電阻,改變電池?cái)?shù)， 測量電流變化,表示金屬導(dǎo)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(shí)必須把電流表串聯(lián)在電路中，同時(shí)要選擇好電流表的量程（測量范圍），使其大于實(shí)際電流的數(shù)值。 測量直流電流時(shí),還必須使電流從表的正端流入，負(fù)端流出。,測量實(shí)例:,在車輛上，如何測量一跟導(dǎo)線的導(dǎo)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(fù)載和中間環(huán)節(jié)（導(dǎo)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(fù)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(fù)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(fù)載而直接由導(dǎo)線（導(dǎo)體）構(gòu)成通路，電路中電流比通路時(shí)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(yùn)動(dòng)的線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢； 或， 運(yùn)動(dòng)的磁場可以使其中的線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。 總之，切割磁力線可以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢

11、。,繼電器,一般情況下，汽車上使用的操縱開關(guān)的觸點(diǎn)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(xiàng)優(yōu)點(diǎn)： 當(dāng)電線太長時(shí)（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(xì)程度，也可降低成本 自動(dòng)起動(dòng)某些線路（例如：補(bǔ)充照明大燈，冷卻系統(tǒng)的風(fēng)扇電機(jī)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(qiáng)度的大小：U=RI,繼電器,繼電器,繼電器,線路圖,繼電器,當(dāng)控制線路中沒有通電時(shí)，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(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)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(dāng)不存在外加電壓時(shí)，由于p-n 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)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(dāng)外界有正向電壓偏置時(shí)，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起

13、了正向電流。 當(dāng)外界有反向電壓偏置時(shí)，外界電場和自建電場進(jìn)一步加強(qiáng)，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(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí)，p-n結(jié)空間電荷層中的電場強(qiáng)度達(dá)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(dǎo)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(diǎn)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(diǎn)接觸型二極管是用

14、一根很細(xì)的金屬絲壓在光潔的半導(dǎo)體晶片表面，通以脈沖電流，使觸絲一端與晶片牢固地?zé)Y(jié)在一起，形成一個(gè)“PN結(jié)”。由于是點(diǎn)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(jī)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(dǎo)通時(shí)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(yùn)用 浪涌保護(hù)電路 電視機(jī)里的過壓保護(hù)電路