电工电子技术与技能课件

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手电筒的结构与电路图3,1.1,电路,观察图,1.1,可以得到以下结论,电流所流过的路径称为电路。,它是为了某种需要由电工设备或元件按一定方式组合起来的,。,电路的基本组成包括：电源、负载、导线及开关。,电源：将非电能形态的能量转换成电能的供电设备。如发电机、电池等。,负载：将电能转换成非电能形态能量的用电设备。如电动机、照明灯等。,连接导线：传递信号、传输电能。,实际应用中，电路还必须有一些辅助设备，如控制电路通、断的开关及保障安全用电的熔断器等。,4,1.1 电路观察图1.1可以得到以下结论电流所流过的路径称为,1.1,电路,电路图中几种常见器件的图形符号及文字符号,5,1.1 电路电路图中几种常见器件的图形符号及文字符号5,1.2,电路的常用基本物理量,1.2.1,电流,电流的定义：,电路中带电粒子有规则地定向移动形成电流。,电解液中的正、负离子,(,正、负电荷,),带电粒子,金属导体中的自由电子,(,负电荷,),规定正电荷移动的方向为电流的实际方向。,6,1.2 电路的常用基本物理量1.2.1电流电流的定义：电解液,1.2,电路的常用基本物理量,1.2.1,电流,电流的实际方向有时难以确定，为此可以预先假定一个电流方向，称为参考方向，在电路中用箭头标出。求解电路时应根据假定的电流参考方向进行。如果,电流值为正，表示电流的实际方向与参考方向一致；如果电流值为负，表示实际方向与参考方向相反，,如图,1.2,所示。,电路图中标注的电流方向通常都是参考方向，参考方向可以任意规定。,图,1.2,电流的方向,7,1.2 电路的常用基本物理量1.2.1电流电流的实际方向有时,1.2,电路的常用基本物理量,1.2.1,电流,电流,既是一种物理现象，又是一种表示带电粒子定向运动,强弱,的物理量。,电流的大小等于通过导体横截面积的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值。,电流的单位是,安,(,A,),；毫安,(,mA,),、微安,(,A,),1 A = 10,3,mA = 10,6,A,8,1.2 电路的常用基本物理量1.2.1电流电流既是一种物理现,1.2,电路的常用基本物理量,1.2.1,电流,电流对负载的作用和效应如表,1.2,所示,9,1.2 电路的常用基本物理量1.2.1电流电流对负载的作用和,1.2,电路的常用基本物理量,1.2.2,电位与电压,1.,电位,空间中的每一点都有一定的高度，电路中的每一点都有一定的电位。,电位的表示方法：用字母,V,表示，不同点的电位用字母,V,加下标表示，如,V,A,。,计算电位时应指定一个参考点，规定参考点的电位为,0,，原则上零电位点是可以任意指定的。,在实际应用中，对于强电的电路，以大地为参考点，用符号,表示；在弱点中以装置的外壳或底板为参考点，用符号,表示。,10,1.2 电路的常用基本物理量1.2.2电位与电压1.电位空间,1.2,电路的常用基本物理量,1.2.2,电位与电压,2.,电压,电压的定义：电路中,A,、,B,两点之间的电位差称为电压。,电压的方向：规定由高电位点（标“”）指向低电位点（标“”）。,电压（电位）的单位：国际单位制为伏特（用,V,表示），常用的还有毫伏（,mV,）、微伏（,V,）。,图,1.3,电压及电动势的方向,11,1.2 电路的常用基本物理量1.2.2电位与电压2.电压电压,1.2,电路的常用基本物理量,例,1.1,如图,1.4,所示，求分别以,C,点和,A,点为参考点时，,A,、,B,、,C,三点的电位以及,U,AB,。,结论：参考点选择不同，电位也不同，但两点之间的电压不变，即电位与参考点有关，而电压与参考点无关。,图,1.4,例,1.1,附图,12,1.2 电路的常用基本物理量例1.1 如图1.4所示，求分别,1.2,电路的常用基本物理量,1.2.3,电动势,电动势的定义：,在电源内部，,非静电力,将,正电荷,从电源,负极,移到,正极,所做的功,W,与其电量,Q,之比称为,电动势,，用,E,表示，即,E,的单位是伏,(,V,),W,的单位是焦,(,J,),Q,的单位是库,(,C,),电动势的方向：,规定从,电源负极,指向,电源正极,即非静电力移动正电荷方向，如图,1.5,所示。,图,1.5,带电源的电路示意图,13,1.2 电路的常用基本物理量1.2.3电动势电动势的定义：在,1.2,电路的常用基本物理量,1.2.4,电能,电场力做的功就是电路所消耗的电能。,W,=,QU,=,UIt,电能的单位：焦耳，用,J,表示；实际应用中也用千瓦时,(kW,h,）（俗称度）表示。,1,kW,h,表示功率为,1 kW,的用电器工作,1,h,所消耗的电能。,14,1.2 电路的常用基本物理量1.2.4电能电场力做的功就是电,1.2,电路的常用基本物理量,1.2.4,电能,电能的测量,图,1.6,所示为家用电能表的表盘，,它是记录用电设备消耗电能的仪表。,图,1.6,家用电能表及接线,15,1.2 电路的常用基本物理量1.2.4电能电能的测量图1.6,1.2,电路的常用基本物理量,1.2.5,电功率,用电设备,单位时间消耗的电能,叫做,电功率,，用字母,P,表示，即,电功率的单位：瓦,(W),或千瓦,(kW),16,1.2 电路的常用基本物理量1.2.5电功率用电设备单位时间,1.2,电路的常用基本物理量,1.2.5,电功率,17,1.2 电路的常用基本物理量1.2.5电功率17,1.3,电阻元件与欧姆定律,1.3.1,电阻,导体对电流阻碍作用的大小用电阻表示。,在温度不变的条件下，电阻,R,与导体的长度,l,成正比，与导体的横截面积,A,成反比，即,为比例系数，称为电阻率，单位是,欧,米（,m,）,电阻率,与导体的材料和温度有关。导体的电阻率, 10,7,m,，半导体的电阻率在,10,6,m,和,10,7,m,之间。,18,1.3 电阻元件与欧姆定律1.3.1电阻导体对电流阻碍作用的,1.3,电阻元件与欧姆定律,1.3.1,电阻,19,1.3 电阻元件与欧姆定律1.3.1电阻19,1.3,电阻元件与欧姆定律,1.3.1,电阻,20,1.3 电阻元件与欧姆定律1.3.1电阻20,1.3,电阻元件与欧姆定律,1.3.2,常用电阻元件,图,1.7,常见电阻元件的外形,21,1.3 电阻元件与欧姆定律1.3.2常用电阻元件图1.7,1.3,电阻元件与欧姆定律,1.3.2,常用电阻元件,22,1.3 电阻元件与欧姆定律1.3.2常用电阻元件22,1.3,电阻元件与欧姆定律,1.3.2,常用电阻元件,图,1.8,色环标记表示电阻参数,23,1.3 电阻元件与欧姆定律1.3.2常用电阻元件图1.8,1.3,电阻元件与欧姆定律,1.3.3,欧姆定律,1.,欧姆定律：由实验可知，电阻元件中的电流与电阻两端的电压成正比，与其电阻值成反比。,24,1.3 电阻元件与欧姆定律1.3.3欧姆定律1. 欧姆定律：,1.3,电阻元件与欧姆定律,1.3.3,欧姆定律,2.,电阻元件的电流、电压关系,图,1.9,电阻的电流、电压关系特性,25,1.3 电阻元件与欧姆定律1.3.3欧姆定律2. 电阻元件的,1.3,电阻元件与欧姆定律,1.3.4,线性电阻和非线性电阻,如果电阻是固定值，遵循欧姆定律，这样的电阻称为线性电阻，它是一个表示该段电路特性而与电压和电流无关的常数，否则就是非线性电阻。,图,1.10,线性电阻和非线性电阻的电流、电压特性,26,1.3 电阻元件与欧姆定律1.3.4线性电阻和非线性电阻如果,1.3,电阻元件与欧姆定律,1.3.4,线性电阻和非线性电阻,热敏电阻和压敏电阻是非线性电阻,图,1.11,热敏电阻,27,1.3 电阻元件与欧姆定律1.3.4线性电阻和非线性电阻热敏,1.3,电阻元件与欧姆定律,1.3.4,线性电阻和非线性电阻,热敏电阻有,负温度系数,电阻,(,NTC,),和,正温度系数电阻,(,PTC,),温度,电阻值,NTC,PTC,NTC,电阻在一定的温度范围内具有大的负温度系数，其电阻值具有随温度升高而急剧下降的特性。,PTC,电阻在一定的温度范围内具有大的正温度系数，其电阻值具有随温度升高而急剧增大的特性。,28,1.3 电阻元件与欧姆定律1.3.4线性电阻和非线性电阻热敏,1.3,电阻元件与欧姆定律,1.3.4,线性电阻和非线性电阻,压敏电阻的阻值随电压的增大而急剧减小。,压敏电阻在低压时具有较大的电阻。当电压较大时，电流则增大许多倍，即电阻变小。压敏电阻可用于过压保护，将它并联在被保护元件两端，当出现过电压时，其电阻急剧减小，将电流风流，起到保护并联在一起的元件的目的。,图,1.12,压敏电阻,29,1.3 电阻元件与欧姆定律1.3.4线性电阻和非线性电阻压敏,温故知新,1.,欧姆定律内容是什么？,2.,欧姆定律的数学公式,3.,欧姆定律公式中各物理量的单位,4.,欧姆定律的两个变形公式,导体中的电流与导体的两端电压成正比,与导体的电阻成反比。,30,温故知新1.欧姆定律内容是什么？2.欧姆定律的数学公式3.欧,串联电路图,连接要点,：,在串联电路中，电流从电源的,正极,出发，依次经过开关、灯泡，最后接到电源的,负极,.,实物图：,电路图：,学习探究,31,31,串联电路图 连接要点：在串联电路中，电流从电源的正极出发,电阻依次首尾相接，没有分支的连接方式，称作,串联,。,R,1,R,2,R,3,R,3,R,1,R,2,学习探究,1,、串联电路,32,32,电阻依次首尾相接，没有分支的连接方式，称作串联。R1R2R3,思考实验现象（,1,）,观察,1,：,当合上开关，两个灯泡有什么变化？,学习探究,1,、串联电路,33,33,思考实验现象（1）观察1：学习探究1、串联电路3333,实验（,1,）结果,两灯泡都,亮,学习探究,1,、串联电路,34,实验（1）结果两灯泡都亮学习探究1、串联电路34,思考实验现象（,2,）,观察,2,：,当调换开关,S,的位置时，,两个灯泡有什么变化？,学习探究,1,、串联电路,35,思考实验现象（2）观察2：当调换开关 S 的位置时，两个灯,观察实验现象（,2,）,调换开,关位置,后，两,灯都,亮,学习探究,1,、串联电路,36,观察实验现象（2）亮学习探究1、串联电路36,串联电路的特点,1,）,电流,只有,一条路径，,通过一个元件的电流同时也通,过另一个。,2,）,电路中,只需要,一个开,关，且开关的位置对电路没有,影响。,思考,学习探究,1,、串联电路,37,串联电路的特点 1） 电流只有一条路,1.4,电阻的连接,1.4.1,电阻的串联,串联电路的规律,图,1.14,电阻的串联,38,1.4 电阻的连接1.4.1电阻的串联串联电路的规律图1.1,实际应用,有一个电铃，它的电阻是10欧，正常工作电压是6伏。现在把它接到电压是9伏的电源上，应该怎么做？,串联一个,5,欧的电阻,39,实际应用有一个电铃，它的电阻是10欧，正常工作电压是6伏。现,40,40,练一练,下图所示的电路中，若流过电路的总电流,3,个电阻值分别为 。,试求：（,1,）串联后的等效电阻；（,2,）每个电阻两端的电压及电路的总电压。,41,练一练下图所示的电路中，若流过电路的总电流,像这样把元件并列地连接起来的电路，,称,并联电路,。,S,S1,S2,L1,L2,把两只灯泡,并列地,接在电路中，并各自安装一个开关。,并联电路的定义,实验演示,：,学习探究,2,、并联电路,42,像这样把元件并列地连接起来的电路，称并联电路。SS1S2,1.4,电阻的连接,1.4.2,电阻的并联,并联电路的规律,图,1.16,电阻的并联,43,1.4 电阻的连接1.4.2电阻的并联并联电路的规律图1.1,1.4,电阻的连接,1.4.2,电阻的并联,44,1.4 电阻的连接1.4.2电阻的并联44,1.4,电阻的连接,1.4.2,电阻的并联,45,1.4 电阻的连接1.4.2电阻的并联45,电路,电路图,连接特点,电流路径,开关的作用,用电器工作情况,串联,首尾,依次,相连,只有一,条通路,控制,所有,电器,互相影响,并联,首首相连,尾尾相连,若干条通路,干路开关控制所有用电器，支路开关只控制它所在支路用电器,互不影响,串、并联电路总结,L,1,L,2,S,L,1,L,2,S,46,电路电路图连接特点电流路径开关的作用用电器工作情况串联首尾只,下列电路图中两灯属于串联的正确电路是,( ),D,A,B,C,C,47,下列电路图中两灯属于串联的正确电路是( )DA,1.4,电阻的连接,1.4.3,电阻的混联,串联和并联同时存在的电路称为混联电路,48,1.4 电阻的连接1.4.3电阻的混联串联和并联同时存在的电,1.4,电阻的连接,49,1.4 电阻的连接49,1.5,基尔霍夫定律,1.5.1,基尔霍夫第一定律,电流定律（,KCL,）,支路：一段不分叉的电路。,节点：三条或三条以上支路的连接点。,KCL,定律的内容：对于电路中的任意节点上，任一瞬时，电路在该节点处电流的代数和为零，即,例,列出图,1.21,中所示电路中节点,A,的基尔霍夫第一定律表达式。,解,对于节点,A,上的电流，假设流入节点电流为正，流出节点电流为负，那么，根据公式,(,1.18,),可得,或,KCL,定律的另一种描述：流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。,50,1.5 基尔霍夫定律1.5.1基尔霍夫第一定律电流定律（,1.5,基尔霍夫定律,1.5.2,基尔霍夫第二定律,电压定律（,KVL,）,回路：在电路中由支路组成的任一闭合路径。,KVL,定律的内容：任一瞬时沿回路绕行一周，各段电路（或各元件）电压的代数和等于零。,注意事项：使用时应先选定回路的绕行方向，可以是顺时针，也可以是逆时针若电压的参考方向与回路的绕行方向一致，则该项电压取正，反之取负。,如图,1.21,所示，回路,的,KVL,方程,51,1.5 基尔霍夫定律1.5.2基尔霍夫第二定律电压定律（,Thank You!,52,Thank You!52,