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,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章 电路基础知识,1-1 电流和电压,1-2 电阻,1-3 欧姆定律,1-4 电功和电功率,第一章 电路基础知识1-1 电流和电压,1,1-1 电流和电压,1-1 电流和电压,2,一、电路,1.电路及其组成,电路：电流流通的路径,电路的组成：电源、开关、负载和导线。,一、电路1.电路及其组成,3,2.电路图,用电气符号描述电路连接情况的图，,称电路原理图，简称,电路图,。,实际电路,电路图,2.电路图实际电路电路图,4,3.电路的功能,进行能量的转换、传输和分配,实现信息的传递和处理,电能的传输示意图,扩音机电路示意图,3.电路的功能电能的传输示意图 扩音机电路示意图,5,二、电流,1,电流的形成,电荷的定向移动形成,电流,，移动的电荷又称,载流子,。,2电流的方向,习惯上规定,正电荷,移动的方向为电流的方向，因此电流的方向实际上与电子移动的方向,相反,。,动画,二、电流1电流的形成动画,6,在分析和计算较为复杂的直流电路时，经常会遇到某一电流的实际方向难以确定的问题，这时可先任意假定电流的,参考方向,，然后根据电流的参考方向列方程求解。,如果计算结果,I,0，表明电流的实际方向与参考方向相同；,如果计算结果,I,0，表明电流的实际方向与参考方向相反。,在分析和计算较为复杂的直流电路时，经常会遇到某一,7,3电流的大小,在单位时间内，通过导体横截面的电荷量越多，就表示流过该导体的电流越强。若在,t,时间内通过导体横截面的电荷量是,Q,，,则电流,I,可用下式表示：,式中，,I,、,Q,、,t,的单位分别为A、C、s。,3电流的大小,8,4电流的测量,（1）对交、直流电流应分别使用交流电流表和直流电流表测量。,（2）电流表必串接到被测量的电路中。,（3）直流电流表表壳接线柱上标明的“+”、“”记号，应和电路的极性相一致，不能接错，否则指针要反转，既影响正常测量，也容易损坏电流表。,动画,视频：万用表直流电流档的使用,4电流的测量动画视频：万用表直流电流档的使用,9,（4）要合理选择电流表的量程。,每个电流表都有一定的测量范围，称为电流表的,量程,。,一般被测电流的数值在电流表量程的一半以上，读数较为准确。因此在测量之前应先估计被测电流大小，以便选择适当量程的电流表。,若无法估计，可先用电流表的最大量程挡测量，当指针偏转不到1/3刻度时，再改用较小挡去测量，直到测得正确数值为止。,（4）要合理选择电流表的量程。,10,三、电压、电位和电动势,1,电压,电场力将单位正电荷从a点移到b点所做的功，称为a、b两点间的,电压,，用,U,ab,表示。电压单位的名称是伏特，简称伏，用V表示。,2,电位,电路中某一点与参考点之间的电压即为该点的,电位,。,动画,三、电压、电位和电动势1电压动画,11,电路中,任意两点之间的电位差就等于这两点之间的电压，即,U,ab,=,U,a,U,b,，故电压又称,电位差,。,电路中某点的电位与参考点的选择有关，但两点间的电位差与参考点的选择无关,。,注意,电路中任意两点之间的电位差就等于这两点之间的电压，即U,12,3电动势,电源将正电荷从电源负极经电源内部移到正极,的能力用,电动势,表示，电动势的符号为E，单位为V。,电动势的方向规定为在电源内部,由负极指向正极,。,对于一个电源来说，既有电动势，又有端电压。电动势只存在于电源内部；而端电压则是电源加在外电两端的电压，其方向由正极指向负极。,3电动势,13,4.电压的测量,（1）对交、直流电压应分别采用交流电压表和直流电压表测量。,（2）电压表必须并联在被测电路的两端。,（3）直流电压表表壳接线柱上标明的“+”“”记号，应和被测两点 的电位相一致，即“+”端接高电位，“”端接低电位，不能接错，否则指针要反转，并会损坏电压表。,动画,视频：万用表电压档的使用,4.电压的测量动画视频：万用表电压档的使用,14,（4）合理选择电压表的量程，其方法和电流表相同。,（4）合理选择电压表的量程，其方法和电流表相,15,1-2 电阻,1-2 电阻,16,一、电阻与电阻率,导体的电阻是导体本身的一种性质。它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积，可按下式计算：,式中,称为材料的,电阻率,，电阻率的大小反映了物体的导电能力。,电阻率小、容易导电的物体称为,导体,，电阻率大，不容易导电的物体称为,绝缘体,，导电能力介于导体和绝缘体之间的物体称为,半导体,。,一、电阻与电阻率 导体的电阻是导体本身的一种性,17,二、电阻与温度的关系,各种材料的电阻率都随温度而变化。,利用某些材料对温度的敏感特性，可以制成,热敏电阻,。,电阻值随温度升高而减小的热敏电阻称为负温度系数的热敏电阻；,电阻值随温度升高而增大的热敏电阻称为正温度系数的热敏电阻。,二、电阻与温度的关系 各种材料的电阻率都随温度而变化。,18,三、用万用表测量电阻,测量时注意以下几点：,1.准备测量电路中的电阻时应先切断电源，切不可带电测量。,2.首先估计被测电阻的大小，选择适当的倍率挡，然后调零，即将两支表笔相触，旋动调零电位器，使指针指在零位。,3.测量时双手不可碰到电阻引脚及表笔金属部分，以免接入人体电阻，引起测量误差。,4测量电路中某一电阻时，应将电阻的一端断开。,视频：万用表电阻档的使用,三、用万用表测量电阻 测量时注意以下几点：视频：万用表电,19,1-3 欧姆定律,1-3 欧姆定律,20,一、部分电路欧姆定律,只含有负载而不包含电源的一段电路称为,部分电路,。,一、部分电路欧姆定律 只含有负载而不包含电源的一段电路称,21,内容：,导体中的电流，与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。,公式：,当电压与电流的参考方向关联时，,当电压与电流的参考方向非关联时，,内容：,22,如果以电压为横坐标，电流为纵坐标，可画出电阻,的,U/I,关系曲线，即,伏安特性曲线,。,电阻元件的伏安特性曲线是直线时，称为,线性电阻,，其电阻值可认为是不变的常数。,如果不是直线，则称为,非线性电阻,。,如果以电压为横坐标，电流为纵坐标，可画出电阻的U/I,23,二、全电路欧姆定律,全电路,是含有电源的闭合电路。电源内部的电路称为,内电路,。电源内部的电阻称为,内电阻,，,简称内阻。电源外部的电路称,外电路,，外电路中的电阻称为,外电阻,。,二、全电路欧姆定律全电路是含有电源的闭合电路。电源内,24,内容：,闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与电路的总电阻（内电路电阻与外电路电阻之和）成反比。,公式：,内容：,25,全电路欧姆定律又可表述为：,电源电动势等于,U,外,和,U,内,之和。,全电路欧姆定律又可表述为：,26,三、电源的外特性,电源,端电压,U,与电源电动势,E,的关系为：,U=EIr,可见，当电源电动势,E,和内阻,r,一定时，电源端电压,U,将随负载电 流I的变化,而变化。,三、电源的外特性 电源端电压U与电源电动,27,电源端电压随负载电流变化的关系特性称为,电源的外特性,，其关系特性曲线称为电源的,外特性曲线,。,电源端电压随负载电流变化的关系特性称为电源的外特性，,28,电路的三种不同状态,1.,通路,开关SA接到位置“3”时，电路处于通路状态。电路中电流为,端电压与输出电流的关系为,U,外,=E,U,内,=,E,Ir,电路的三种不同状态1.通路,29,2.,开路,（断路）,开关SA接到位置“2”时，电路处于开路状态。,即：电源的开路电压等于电源电动势。,2.开路（断路）即：电源的开路电压等于电源电动势。,30,3.,短路,开关SA接到位置“1”时，相当于电源两极被导线直接相连。,电路中短路电流为,由于电源内阻一般都很小，所以短路电流极大。,此时电源对外输出电压,3.短路,31,1-4 电功和电功率,1-4 电功和电功率,32,一、电功,电流所做的功，简称,电功,（,即电能），用字母,W,表示。,电流在,一段电路上所作的功等于这段电路两端的电压,U,、电路中的电流,I,和通电时间,t,三者的乘积，即,：,W=UIt,式中,W、U、I、t,的,单位分别用,J、V、A、s。,一、电功 电流所做的功，简称电功（即电能），用字母W,33,电能的另一个常用单位是,千瓦时,（kWh）,即通常所说的,1度电,，它和焦耳的换算关系为,1 kWh=3.610,6,J,电能的另一个常用单位是千瓦时（kWh）,即通常所说,34,二、电功率,电流在单位时间内所作的功称为,电功率,，用字母,P,表示，单位为W。,对于纯电阻电路，上式还可以写为,二、电功率电流在单位时间内所作的功称为电功率，用字母P表示,35,三、电流的热效应,电流通过导体时使导体发热的现象叫,电流的热效应,。,电流与它流过导体时所产生的热量之间的关系可用下式表示：,Q=I,2,Rt,Q,的单位是J，这种热也称,焦耳热,。,。,三、电流的热效应电流通过导体时使导体发热的现象叫电流的热,36,四、负载的额定值,电气设备安全工作时所允许的最大电流、最大电压和最大功率分别称为它们的,额定电流,、,额定电压,和,额定功率,。,电气设备在额定功率下的工作状态称为,额定工作状态,，也称,满载,；,低于额定功率的工作状态称为,轻载,；,高于额定功率的工作状态称为,过载,或,超载,。,由于过载很容易烧坏用电器，所以一般不允许出现过载。,四、负载的额定值 电气设备安全工作时所允许的最大电流、,37,
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