《電工電子技術與應用》主題2課題2 電阻元件與歐姆定律

電工電子技術與應用主題2課題2 電阻元件與歐姆定律 主題2直流電路本課件的文字及圖片版權均為南京鳳凰康軒所有全國中等職業(yè)技術學校機電類通用教材課題2電阻元件和歐姆定律了解電阻器和電位器的外形、結構及作用。 會計算導體的電阻與電阻率，了解電阻與溫度的關系和超導現(xiàn)象。 了解線性電阻和非線性電阻的區(qū)別。 理解歐姆定律的概念，能利用它對電路進行分析與計算。 目標1認識電阻器1.固定電阻固定電阻器在制造出廠后，其電阻值是無法再改變的。 依所用材料不同的分類具體描述見表2-3。 2.可變電阻器可變電阻器的電阻值可根據(jù)調整旋軸角度及滑動軸位置的改變而改變。 電位器是可變電阻器的一種，如圖2-10所示為常見的可變電阻器。 3.特殊電阻器 （1）光敏電阻器用硫化隔材料制成，如圖2-11所示。 其電阻的大小與光線強度成反比。 （2）熱敏電阻器用鈷、錳等金屬制成，如圖2-12所示。 其電阻的大小會隨溫度變化而改變。 電阻器的標注 （1）直標法用阿拉伯數(shù)字和單位符號在電阻器表面直接標出標稱阻值，圖2-13所示。 這種方法一般適用于體積大及功率大的電阻器。 （2）色標法如圖所示，色標法是指不同顏色表示元件不同參數(shù)的方法。 不同的顏色代表不同的電阻值，具體見表2-4。 根據(jù)色環(huán)的環(huán)數(shù)多少，又分為四色環(huán)表示法和五色環(huán)表示法。 目標2電阻器的參數(shù) 一、電阻與電阻率1.電阻電子在導體中移動時，因相互碰撞所產(chǎn)生的阻力被稱為電阻。 用字母R表示，單位是歐姆（?），大電阻用千歐（k?）或兆歐（M?）做單位。 它們的換算關系為導體的電阻與導體的長度成正比，與導體的截面積成反比，還與導體的材料有關。 導體電阻可以由下式計算2.電阻率電阻率的大小反映了物體的導電能力，電阻率越小導電性能越好。 在常溫下，不同的材料有不同的電阻率，部分材料的電阻率見表2-5。 電阻率小，容易導電的物體稱為導體；電阻率大不容易導電的物體稱為絕緣體；導電能力介于導體和絕緣體之間的物體稱為半導體。 二、電阻與溫度的關系電阻的大小取除決于導體的材料、長度和橫截面積三個因素外，溫度對導體的電阻大小也有一定影響。 例如，金屬的電阻隨溫度的升高電阻增大，碳和絕緣體的電阻隨溫度的升高阻值減小，有的合金如康銅和錳銅的電阻與溫度變化的關系不大。 電阻隨溫度變化的情況很有用處。 利用電阻與溫度變化的關系可制造電阻溫度計，例如，鉑電阻溫度計能測量到，的溫度，半導體鍺溫度計可測量很低的溫度。 康銅和錳銅可以制造成標準電阻。 三、超導現(xiàn)象當溫度降到某一溫度時，金屬的電阻變?yōu)榱愕默F(xiàn)象叫超導現(xiàn)象，能夠發(fā)生超導現(xiàn)象的物質，叫做超導體。 超導體由正常態(tài)轉變?yōu)槌瑢B(tài)的溫度稱為這種物質的轉變溫度(或臨界溫度)TC。 超導體的無電阻性在技術上有重大應用價值，例如可以實現(xiàn)超導輸電，制造出超導體電子計算機和超導磁懸浮列車（圖2-16）等。 目標3歐姆定律 一、部分電路歐姆定律部分電路歐姆定律的內容是電阻中的電流與電阻兩端電壓成正比，而與電阻的阻值成反比。 歐姆定律是確定電阻元件兩端電壓、電流和電阻三者之間的關系，是電路的重要定律。 其表達式為應用部分電路歐姆定律時若電壓與電流的參考方向相反，電流應取負號，如圖2-18所示。 二、全電路歐姆定律全電路歐姆定律的內容是在一段含有電源的閉合電路中，流過閉合電路的電流與電源的電動勢成正比，與電路的總電阻成反比。 如圖2-19所示為簡單的閉合電路，R為外電路電阻，r為電源內電阻則電源的電動勢和內電阻一般認為是不變的，所以改變外電路電阻就可以改變回路中的電流大小。 三、電源的外特性如圖2-20所示的電路中，當電路接通，滑動片向右移動時，外電阻R增大，電壓表的示數(shù)增大,電流表示數(shù)減小;當滑動片向左移動時，外電阻R減小,電壓表的讀數(shù)減小,電流表讀數(shù)增大。 由此可知，當外電阻增大時，電流I減小，電源兩端的電壓即端電壓U增大；當外電阻減小時，電流I增大，端電壓U減小。 綜上所述，在電源的電動勢和內電阻一定的條件下，通過改變外電阻可使端電壓U隨電流I變化而變化，這種變化關系的特性稱為電眼的外特性。 四、電阻的伏安特性曲線電阻元件兩端電壓U與通過該電阻元件的電流I之間的關系曲線稱為電阻元件的伏安特性曲線。 如果電阻的伏安關系曲線是一條通過原點的直線，則該電阻稱為線性電阻。 線性電阻伏安特性服從歐姆定律，即U/I為常數(shù)。 不但其阻值不隨電壓或電流變化而變化，而且與電壓或電流的方向無關。 因此，線性電阻的伏安特性是一條通過座標原點的直線，如圖2-22（a）所示。 如果電阻的伏安特性曲線不是一條直線，則該電阻稱為非線性電阻，非線性電阻的伏安特性不服從歐姆