電工電子課件-一

1、1電工電子技術(shù)與技能（非電類少學(xué)時(shí)）電工電子技術(shù)與技能（非電類少學(xué)時(shí)）程周程周 主編主編中等職業(yè)教育課程改革國家規(guī)劃新教材配套多媒體資源21 直流電路1.1電電路路1.2電電路的常用基本物理量路的常用基本物理量1.3電電阻元件阻元件與歐與歐姆定律姆定律1.4電電阻的阻的連連接接123451.5基爾霍夫定律基爾霍夫定律31.1 電路u觀察與思考觀察與思考圖圖1.1 手電筒的結(jié)構(gòu)與電路圖手電筒的結(jié)構(gòu)與電路圖41.1 電路u觀察圖觀察圖1.1可以得到以下結(jié)論可以得到以下結(jié)論電流所流過的路徑稱為電路。電流所流過的路徑稱為電路。它是為了某種需要由電工設(shè)備或它是為了某種需要由電工設(shè)備或元件按一定方式組合起

2、來的元件按一定方式組合起來的。電路的基本組成包括：電源、負(fù)載、導(dǎo)線及開關(guān)。電路的基本組成包括：電源、負(fù)載、導(dǎo)線及開關(guān)。電源：將非電能形態(tài)的能量轉(zhuǎn)換成電能的供電設(shè)備。如發(fā)電機(jī)、電源：將非電能形態(tài)的能量轉(zhuǎn)換成電能的供電設(shè)備。如發(fā)電機(jī)、電池等。電池等。負(fù)載：將電能轉(zhuǎn)換成非電能形態(tài)能量的用電設(shè)備。如電動機(jī)、負(fù)載：將電能轉(zhuǎn)換成非電能形態(tài)能量的用電設(shè)備。如電動機(jī)、照明燈等。照明燈等。連接導(dǎo)線：傳遞信號、傳輸電能。連接導(dǎo)線：傳遞信號、傳輸電能。實(shí)際應(yīng)用中，電路還必須有一些輔助設(shè)備，如控制電路通、斷的實(shí)際應(yīng)用中，電路還必須有一些輔助設(shè)備，如控制電路通、斷的開關(guān)及保障安全用電的熔斷器等。開關(guān)及保障安全用電的熔斷

3、器等。51.1 電路u電路圖中幾種常見器件的圖形符號及文字符號電路圖中幾種常見器件的圖形符號及文字符號61.2 電路的常用基本物理量u1.2.1電流電流電流的定義：電流的定義：電路中帶電粒子有規(guī)則地定向移動形成電流。電路中帶電粒子有規(guī)則地定向移動形成電流。電解液中的正、負(fù)離子電解液中的正、負(fù)離子( (正、負(fù)電荷正、負(fù)電荷) )帶電粒子帶電粒子金屬導(dǎo)體中的自由電子金屬導(dǎo)體中的自由電子( (負(fù)電荷負(fù)電荷) )規(guī)定正電荷移動的方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。規(guī)定正電荷移動的方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。71.2 電路的常用基本物理量u1.2.1電流電流電流的實(shí)際方向有時(shí)難以確定，為此可以預(yù)先假定一個電流方向，電流的實(shí)

4、際方向有時(shí)難以確定，為此可以預(yù)先假定一個電流方向，稱為參考方向，在電路中用箭頭標(biāo)出。求解電路時(shí)應(yīng)根據(jù)假定的電稱為參考方向，在電路中用箭頭標(biāo)出。求解電路時(shí)應(yīng)根據(jù)假定的電流參考方向進(jìn)行。如果流參考方向進(jìn)行。如果電流值為正，表示電流的實(shí)際方向與參考方電流值為正，表示電流的實(shí)際方向與參考方向一致；如果電流值為負(fù)，表示實(shí)際方向與參考方向相反，向一致；如果電流值為負(fù)，表示實(shí)際方向與參考方向相反，如圖如圖1.2所示。所示。 電路圖中標(biāo)注的電流方向通常都是參考方向，參考方向可以任意規(guī)定。電路圖中標(biāo)注的電流方向通常都是參考方向，參考方向可以任意規(guī)定。圖圖1.2 電流的方向電流的方向81.2 電路的常用基本物理量

5、u1.2.1電流電流電流電流既是一種物理現(xiàn)象，又是一種表示帶電粒子定向運(yùn)既是一種物理現(xiàn)象，又是一種表示帶電粒子定向運(yùn)動動強(qiáng)弱強(qiáng)弱的物理量。的物理量。電流的大小等于通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量與通過這電流的大小等于通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量與通過這些電荷量所用時(shí)間的比值。些電荷量所用時(shí)間的比值。tQI 電流的單位是電流的單位是安安( (A) )；毫安；毫安( (mA) )、微安、微安( ( A) )1 A = 103 mA = 106 A91.2 電路的常用基本物理量u1.2.1電流電流電流對負(fù)載的作用和效應(yīng)如表電流對負(fù)載的作用和效應(yīng)如表1.2所示所示101.2 電路的常用基本物理量u1.2.2電位與

6、電壓電位與電壓1.電位電位空間中的每一點(diǎn)都有一定的高度，電路中的每一點(diǎn)都有一定的空間中的每一點(diǎn)都有一定的高度，電路中的每一點(diǎn)都有一定的電位。電位。電位的表示方法：用字母電位的表示方法：用字母V表示，不同點(diǎn)的電位用字母表示，不同點(diǎn)的電位用字母V加下加下標(biāo)表示，如標(biāo)表示，如VA。計(jì)算電位時(shí)應(yīng)指定一個參考點(diǎn)，規(guī)定參考點(diǎn)的電位為計(jì)算電位時(shí)應(yīng)指定一個參考點(diǎn)，規(guī)定參考點(diǎn)的電位為0，原則，原則上零電位點(diǎn)是可以任意指定的。上零電位點(diǎn)是可以任意指定的。在實(shí)際應(yīng)用中，對于強(qiáng)電的電路，以大地為參考點(diǎn)，用符號在實(shí)際應(yīng)用中，對于強(qiáng)電的電路，以大地為參考點(diǎn)，用符號表示；在弱點(diǎn)中以裝置的外殼或底板為參考點(diǎn)，用符號表示；在弱

7、點(diǎn)中以裝置的外殼或底板為參考點(diǎn)，用符號表示。表示。111.2 電路的常用基本物理量u1.2.2電位與電壓電位與電壓2.電壓電壓電壓的定義：電路中電壓的定義：電路中A、B兩點(diǎn)之間的電位差稱為電壓。兩點(diǎn)之間的電位差稱為電壓。電壓的方向：規(guī)定由高電位點(diǎn)（標(biāo)電壓的方向：規(guī)定由高電位點(diǎn)（標(biāo)“”）指向低電位點(diǎn)（標(biāo)）指向低電位點(diǎn)（標(biāo)“”）。）。電壓（電位）的單位：國際單位制為伏特（用電壓（電位）的單位：國際單位制為伏特（用V表示），常用的還有表示），常用的還有毫伏（毫伏（mV）、微伏（）、微伏（V）。）。圖圖1.3 電壓及電動勢的方向電壓及電動勢的方向121.2 電路的常用基本物理量例例1.1 如圖如圖1.

8、4所示，求分別以所示，求分別以C點(diǎn)和點(diǎn)和A點(diǎn)為參考點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)為參考點(diǎn)時(shí)，A、B、C三點(diǎn)的電位以及三點(diǎn)的電位以及UAB 。結(jié)論：參考點(diǎn)選擇不同，電位也不同，但兩點(diǎn)之間的電壓不變，即電結(jié)論：參考點(diǎn)選擇不同，電位也不同，但兩點(diǎn)之間的電壓不變，即電位與參考點(diǎn)有關(guān)，而電壓與參考點(diǎn)無關(guān)。位與參考點(diǎn)有關(guān)，而電壓與參考點(diǎn)無關(guān)。圖圖1.4 例例1.1附圖附圖131.2 電路的常用基本物理量u1.2.3電動勢電動勢電動勢的定義：電動勢的定義：在電源內(nèi)部，在電源內(nèi)部，非靜電力非靜電力將將正電荷正電荷從電源從電源負(fù)極負(fù)極移到移到正正極極所做的功所做的功 W與其電量與其電量 Q 之比稱為之比稱為電動勢電動勢，用，用 E

9、表示，即表示，即QWE E 的單位是伏的單位是伏( (V) )W的單位是焦的單位是焦( (J) ) Q 的單位是庫的單位是庫( (C) )電動勢的方向：電動勢的方向：規(guī)定從規(guī)定從電源負(fù)極電源負(fù)極指向指向電源正極電源正極即非靜電力移動正電即非靜電力移動正電荷方向，如圖荷方向，如圖1.5所示。所示。圖圖1.5 帶電源的電路示意圖帶電源的電路示意圖141.2 電路的常用基本物理量u1.2.4電能電能電場力做的功就是電路所消耗的電能。電場力做的功就是電路所消耗的電能。W = QU = UIt電能的單位：焦耳，用電能的單位：焦耳，用J表示；實(shí)際應(yīng)用中也用千瓦時(shí)表示；實(shí)際應(yīng)用中也用千瓦時(shí)(kW h）（俗）

10、（俗稱度）表示。稱度）表示。1 kW h表示功率為表示功率為1 kW 的用電器工作的用電器工作1 h所消耗的電能。所消耗的電能。151.2 電路的常用基本物理量u1.2.4電能電能電能的測量電能的測量圖圖1.6所示為家用電能表的表盤，所示為家用電能表的表盤，它是記錄用電設(shè)備消耗電能的儀表。它是記錄用電設(shè)備消耗電能的儀表。圖圖1.6 家用電能表及接線家用電能表及接線161.2 電路的常用基本物理量u1.2.5電功率電功率RURIUItWP22 用電設(shè)備用電設(shè)備單位時(shí)間消耗的電能單位時(shí)間消耗的電能叫做叫做電功率電功率，用字母，用字母 P 表示，即表示，即電功率的單位：瓦電功率的單位：瓦(W)或千瓦

11、或千瓦(kW)171.2 電路的常用基本物理量u1.2.5電功率電功率181.3 電阻元件與歐姆定律u1.3.1電阻電阻導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小用電阻表示。導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小用電阻表示。在溫度不變的條件下，電阻在溫度不變的條件下，電阻R與導(dǎo)體的長度與導(dǎo)體的長度l成正比，與導(dǎo)體的橫截成正比，與導(dǎo)體的橫截面積面積A成反比，即成反比，即為比例系數(shù)，稱為電阻率，單位是為比例系數(shù)，稱為電阻率，單位是歐歐米（米（ m）電阻率電阻率與導(dǎo)體的材料和溫度有關(guān)。導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的材料和溫度有關(guān)。導(dǎo)體的電阻率 107 m，半導(dǎo)體的電阻率在，半導(dǎo)體的電阻率在106 m和和107 m之間。之間。191.3 電阻

12、元件與歐姆定律u1.3.1電阻電阻201.3 電阻元件與歐姆定律u1.3.1電阻電阻211.3 電阻元件與歐姆定律u1.3.2常用電阻元件常用電阻元件圖圖1.7 常見電阻元件的外形常見電阻元件的外形221.3 電阻元件與歐姆定律u1.3.2常用電阻元件常用電阻元件231.3 電阻元件與歐姆定律u1.3.2常用電阻元件常用電阻元件圖圖1.8 色環(huán)標(biāo)記表示電阻參數(shù)色環(huán)標(biāo)記表示電阻參數(shù)241.3 電阻元件與歐姆定律u1.3.3歐姆定律歐姆定律1. 歐姆定律：由實(shí)驗(yàn)可知，電阻元件中的電流與電阻兩端的電壓成正比歐姆定律：由實(shí)驗(yàn)可知，電阻元件中的電流與電阻兩端的電壓成正比，與其電阻值成反比。，與其電阻值成

13、反比。251.3 電阻元件與歐姆定律u1.3.3歐姆定律歐姆定律2. 電阻元件的電流、電壓關(guān)系電阻元件的電流、電壓關(guān)系圖圖1.9 電阻的電流、電壓關(guān)系特性電阻的電流、電壓關(guān)系特性261.3 電阻元件與歐姆定律u1.3.4線性電阻和非線性電阻線性電阻和非線性電阻如果電阻是固定值，遵循歐姆定律，這樣的電阻稱為線性電阻，它是如果電阻是固定值，遵循歐姆定律，這樣的電阻稱為線性電阻，它是一個表示該段電路特性而與電壓和電流無關(guān)的常數(shù)，否則就是非線性電一個表示該段電路特性而與電壓和電流無關(guān)的常數(shù)，否則就是非線性電阻。阻。圖圖1.10 線性電阻和非線性電阻的電流、電壓特性線性電阻和非線性電阻的電流、電壓特性2

14、71.3 電阻元件與歐姆定律u1.3.4線性電阻和非線性電阻線性電阻和非線性電阻熱敏電阻和壓敏電阻是非線性電阻熱敏電阻和壓敏電阻是非線性電阻圖圖1.11 熱敏電阻熱敏電阻281.3 電阻元件與歐姆定律u1.3.4線性電阻和非線性電阻線性電阻和非線性電阻熱敏電阻有熱敏電阻有負(fù)溫度系數(shù)負(fù)溫度系數(shù)電阻電阻( (NTC) )和和正溫度系數(shù)電阻正溫度系數(shù)電阻( (PTC) )溫度溫度電阻值電阻值 NTCPTCNTC電阻在一定的溫度范圍內(nèi)具有大的負(fù)溫度系數(shù)，其電阻值具有電阻在一定的溫度范圍內(nèi)具有大的負(fù)溫度系數(shù)，其電阻值具有隨溫度升高而急劇下降的特性。隨溫度升高而急劇下降的特性。PTC電阻在一定的溫度范圍內(nèi)

15、具有大的正溫度系數(shù)，其電阻值具有隨電阻在一定的溫度范圍內(nèi)具有大的正溫度系數(shù)，其電阻值具有隨溫度升高而急劇增大的特性。溫度升高而急劇增大的特性。291.3 電阻元件與歐姆定律u1.3.4線性電阻和非線性電阻線性電阻和非線性電阻壓敏電阻的阻值隨電壓的增大而急劇減小。壓敏電阻的阻值隨電壓的增大而急劇減小。壓敏電阻在低壓時(shí)具有較大的電阻。當(dāng)電壓較大時(shí)，電流則增大許多壓敏電阻在低壓時(shí)具有較大的電阻。當(dāng)電壓較大時(shí)，電流則增大許多倍，即電阻變小。壓敏電阻可用于過壓保護(hù)，將它并聯(lián)在被保護(hù)元件兩倍，即電阻變小。壓敏電阻可用于過壓保護(hù)，將它并聯(lián)在被保護(hù)元件兩端，當(dāng)出現(xiàn)過電壓時(shí)，其電阻急劇減小，將電流風(fēng)流，起到保護(hù)

16、并聯(lián)在端，當(dāng)出現(xiàn)過電壓時(shí)，其電阻急劇減小，將電流風(fēng)流，起到保護(hù)并聯(lián)在一起的元件的目的。一起的元件的目的。圖圖1.12 壓敏電阻壓敏電阻301.4 電阻的連接u1.4.1電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)是指負(fù)載電阻沒有分支路地依次相連，使電流只有一條通電阻的串聯(lián)是指負(fù)載電阻沒有分支路地依次相連，使電流只有一條通路。路。串聯(lián)電路的規(guī)律串聯(lián)電路的規(guī)律圖圖1.14 電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)311.4 電阻的連接321.4 電阻的連接u1.4.2電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)并聯(lián)電路的規(guī)律并聯(lián)電路的規(guī)律圖圖1.16 電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)331.4 電阻的連接u1.4.2電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)341.4 電阻的連接u1.4

17、.2電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)351.4 電阻的連接u1.4.3電阻的混聯(lián)電阻的混聯(lián)串聯(lián)和并聯(lián)同時(shí)存在的電路稱為混聯(lián)電路。串聯(lián)和并聯(lián)同時(shí)存在的電路稱為混聯(lián)電路。361.4 電阻的連接AARUI2 . 0306371.5 基爾霍夫定律u1.5.1基爾霍夫第一定律基爾霍夫第一定律電流定律（電流定律（KCL）支路：一段不分叉的電路。支路：一段不分叉的電路。節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的連接點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的連接點(diǎn)。KCL定律的內(nèi)容：對于電路中的任意定律的內(nèi)容：對于電路中的任意節(jié)點(diǎn)上，任一瞬時(shí)，電路在該節(jié)點(diǎn)處電節(jié)點(diǎn)上，任一瞬時(shí)，電路在該節(jié)點(diǎn)處電流的代數(shù)和為零，即流的代數(shù)和為零，即例例列出圖列出圖1.21中所示電路中節(jié)點(diǎn)中所示電路中節(jié)點(diǎn) A 的基爾霍夫第一定律表達(dá)式。的基爾霍夫第一定律表達(dá)式。 解解 對于節(jié)點(diǎn)對于節(jié)點(diǎn) A 上的電流，假設(shè)流入節(jié)點(diǎn)電流為正，流出節(jié)點(diǎn)電上的電流，假設(shè)流入節(jié)點(diǎn)電流為正，流出節(jié)點(diǎn)電流為負(fù)，那么，根據(jù)公式流為負(fù)，那么，根據(jù)公式( (1.18) )可得可得0)(321 III或或321III KCL定律的另一種描述：流入節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出節(jié)點(diǎn)的電流之和。定律的另一種描述：流入節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出節(jié)點(diǎn)的電流之和。381.5 基爾霍夫定律u1.5.2基爾霍夫第二定律基爾霍夫第二定律電壓定律（電壓定律（KV