電工基礎(chǔ)第一章---直流電路課件

1、中等職業(yè)技術(shù)教育教材 電工基礎(chǔ)第一節(jié) 電路的概念電工基礎(chǔ)第一章 直流電路1第二節(jié) 歐姆定律 第三節(jié) 直流電路的分析計算23 第一節(jié) 電路的概念一、 電路的組成 最簡單的電路，是由電源、負載、導(dǎo)線、開關(guān)等元器件組成的。 一、 電路的組成1.電源 電源是提供電能的設(shè)備。電源的功能是把非電能轉(zhuǎn)變成電能。電源分為直流和交流兩大類。 直流電源的大小和方向不隨時間變化，是恒定不變的。交流電源的大小和方向隨時間變化而變化。 直流電壓波形 交流電壓波形一、 電路的組成 2.負載 在電路中使用電能的各種設(shè)備統(tǒng)稱為負載。負載的功能是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问侥堋?3.導(dǎo)線 連接導(dǎo)線用來把電源、負載和其他輔助設(shè)備連接成一

2、個閉合回路，起著傳輸電能的作用。 4.開關(guān) 開關(guān)用來接通和斷開電路，起到使負載工作和停止的作用。 二、電路圖 用導(dǎo)線將電源、開關(guān)（電鍵）、用電器、電流表、電壓表等連接起來組成電路，再按照統(tǒng)一的符號將它們表示出來，這樣繪制出的就叫做電路圖。部分電工圖形符號二、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。簡單的電路圖三、 電路的三種狀態(tài) 電路的工作狀態(tài)有三種：通路、斷路、短路。 1.通路：通路是指在電路中，處處連通的電路。通路構(gòu)成電流的流通，電路形成閉合的回路。電路通路狀態(tài) 三、 電路的三種狀態(tài) 2. 斷路 斷路，也叫開路。因為電路中某一處因中斷，沒有導(dǎo)體連接，電流無法通過，導(dǎo)致電路中

3、電流消失稱為斷路狀態(tài)。電路斷路狀態(tài) 三、 電路的三種狀態(tài) 3.短路 電源未經(jīng)過任何負載而直接由導(dǎo)線接通成閉合回路，如圖 a、b兩點直接連在一起，這種狀態(tài)稱為短路狀態(tài)。應(yīng)避免電路發(fā)生短路狀態(tài)。 電路短路狀態(tài) 第二節(jié) 歐姆定律一、電路的基本參數(shù) 1.電流 電荷的定向運動稱為電流。在金屬導(dǎo)體中，電流是電子在外電場作用下有規(guī)則地運動形成的，習慣上總是把正電荷運動的方向，作為電流的方向。為了分析和計算電路的需要，引入了電流參考方向的概念，參考方向又叫假定正方向，簡稱正方向。當實際的電流方向與假定的正方向相同時，電流是正值；當實際的電流方向與假定正方向相反時，電流就是負值。 a)金屬中的電流 b)電解液中

4、的電流電流的形成一、電路的基本參數(shù)電流的大小稱為電流強度（簡稱電流，符號為I），是指單位時間內(nèi)通過導(dǎo)線某一截面的電荷量。電流強度的單位是安培，用A 表示。電荷量用符號Q 表示；電荷量單位是庫侖，用C 表示。時間t的單位為秒，用s 表示。直流電流是穩(wěn)定的，電流強度公式為： 瞬間的電流強度公式為： 2.電流密度 電路密度就是電流在導(dǎo)體橫截面上均勻分布時，該電流與導(dǎo)體橫截面的比值。一般用J 表示。其單位：安培每平方毫米，記作 。 公式： 3.電位與電壓 電位又稱電勢，是指單位電荷在靜電場中的某一點所具有的電勢能。 點的電位表示為 。它的大小取決于電路參考點的選取，其數(shù)值只具有相對的意義。通常，以大地

5、為參考點，在電子設(shè)備中一般以金屬底板、機殼等公共點作為參考點。參考點的電位規(guī)定為零。低于參考點為負電位，高于參考點為正電位。 電壓是指電路中兩點之間的電位差(簡稱為電壓)，即 、 兩點的電壓 ，是絕對值。電路中參考點發(fā)生變化，電位值會變化，但電壓值不變。其大小等于單位正電荷因受電場力作用從點移動到點所作的功，電壓的方向規(guī)定為從高電位指向低電位。 一、電路的基本參數(shù)一、電路的基本參數(shù) 4.電動勢 電源把正電荷從負極經(jīng)電源內(nèi)部移動到正極的能力用電動勢表示，符號為“ ”，單位為“ ”。電動勢的方向規(guī)定為在電源內(nèi)部由負極指向正極，數(shù)值上為其未接入電路時兩極間的電壓。如圖所示。電動勢只存在于電源內(nèi)部，一

6、般有一定的內(nèi)阻，內(nèi)阻也會消耗一定的電壓降，剩余的電能 提供給負載使用，稱為端電壓，用“ ”表示。 電路通路情況下，端電壓在數(shù)值上低于電動勢；當電路開路時，端電壓等于電動勢。 電動勢 一、電路的基本參數(shù) 5.電功與電功率 電流在一段時間內(nèi)通過某一電路，電場力所做的功，稱為電功。計算公式： 上式中： 表示電功，單位是焦耳 。 在實際工作中，電功的常用單位為千瓦小時： ，也叫度。1度電就等于功率為1千瓦的電器工作1小時所消耗的電能。 6.電阻與電導(dǎo) 電阻是表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小的參數(shù)。導(dǎo)體的電阻越大，表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大。導(dǎo)體的電阻通常用字母 “R”表示，電阻的單位是歐姆，簡稱歐，符號

7、是“ ”。實驗證明：導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的長度成正比，跟導(dǎo)體的橫截面積成反比，并和導(dǎo)體的材料性質(zhì)有關(guān) 。 電導(dǎo)是指導(dǎo)體的導(dǎo)電能力，對于某一種導(dǎo)體允許電流通過它的容易性的量度。其是電阻的倒數(shù)，用符號 “ ”表示。 二、部分電路歐姆定律 在圖中，當在電阻兩端加上電壓時，電阻中就有電流通過。實驗證明：流過電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比，與電阻成反比。稱為部分電路歐姆定律。 部分電路歐姆定律 部分歐姆定律的內(nèi)容用公式表示 : 三、 全電路歐姆定律 1.全電路：全電路是指含有電源的閉合回路 。電源一般都是有電阻值的，我們稱為內(nèi)電阻，用 表示。其與電源是一個整體，為了分析方便，我們把它單獨畫了出來。當開關(guān)

8、閉合后， 兩端產(chǎn)生電壓 ；同時，在 兩端也產(chǎn)生電壓 ，即 。 從電路分析可知，電阻 的電壓即端電壓 應(yīng)該等于電源減去自己產(chǎn)生的內(nèi)壓降 ， 即 。 由此可知：在一個閉合回路中，電路的電流I 與電源E 成正比，與電路的外電 阻和內(nèi)電阻之和成反比，這就是全電路歐姆定律。用公式表示：全電路歐姆定律 第三節(jié) 直流電路的分析計算一、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路 1. 電阻的串聯(lián) 電阻的串聯(lián)是指將電路中的電阻逐個順次首尾相連接排列，使電流全部通過每一部件、電流不分流的電路連接方式。串聯(lián)電路 等效電路 電阻的串聯(lián)一、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路 2. 串聯(lián)電路的特點 （1）串聯(lián)電路電流處處相等： （2）串聯(lián)電路總

9、電壓等于各處電壓之和： （3）串聯(lián)電阻的等效電阻等于各電阻之和： （4）串聯(lián)電路總功率等于各功率之和： （5）串聯(lián)電路中，除電流處處相等以外，其余各物理量之間均成正比。 （6） 開關(guān)在任何位置控制整個電路的通斷。只要有某一處斷開，整個電路就成為斷路。 一、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路 3. 電阻的并聯(lián) 把電路中的電阻并列地接到電路中的兩點間，（即每個電阻的一端連成一點，另一端連成一點接在電路的兩點間）,電路中的電流分為幾個分支，分別流經(jīng)幾個元件的連接方式叫并聯(lián)。 并聯(lián)電路 等效電路 電阻的并聯(lián)一、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路 4. 并聯(lián)電路的特點 （1）并聯(lián)電路各元件具有相同的電壓： （2）并聯(lián)電

10、路總電流等于各電阻電流之和： （3）并聯(lián)電路的等效電阻倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和： （4）并聯(lián)電路中，各支路分配的電流與支路的電阻值成反比。一、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路 5.電阻的混聯(lián) 電路中電阻既有串聯(lián)又有并聯(lián)的連接方式稱為混聯(lián)。電阻的混聯(lián) 分析復(fù)雜的混聯(lián)電路比較好的方法就是把混聯(lián)電路圖整理為串、并聯(lián)連接方式清晰的等效電路圖，再計算其等效電阻。畫等效電路圖的方法：在原電路圖中，為每一連接點標注一個字母（同一導(dǎo)線連接的各點只能用一個字母），按順序各字母沿水平方向排列，待求端的字母放在左、右端（始終兩端），將各電阻依次填入相應(yīng)的字母之間。 二、電路中電位的計算1.電位的計算 電位計算的基本步驟為： （1）選定零電位 零電位也是參考點，可以任意指定，但以計算方便為原則。 （2）選擇路徑 要計算某點的電位，需要選擇這點到零電位的路徑。該點的電位就是此路徑上全部電壓和電動勢的代數(shù)和。路徑可以任意選擇，每一條路徑所求出的同一點電位是一樣的。選擇路徑的原則也要從計算方便簡單出發(fā)。 （3）分析電路 電阻上的電壓