模塊一-電路基本概念與定律的認(rèn)知-《電路基礎(chǔ)》課件

模塊一電路基本概念與定律的認(rèn)知模塊一電路基本概念與定律的認(rèn)知1理解并掌握電路基本元件的特性；掌握電位和電功率的計(jì)算方法；掌握基爾霍夫定律的定義和應(yīng)用；了解電路和電路模型的概念；

理解電流、電壓和電功率的概念；掌握電源等效變換方法。

知識(shí)目標(biāo)理解并掌握電路基本元件的特性；掌握電位和電功率的計(jì)算方法2會(huì)對(duì)電源進(jìn)行等效變換。

能利用萬(wàn)用表對(duì)電路的參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)；會(huì)應(yīng)用基爾霍夫定律分析電路；會(huì)計(jì)算電路的電位和電功率；

會(huì)識(shí)別電路基本元件；技能目標(biāo)會(huì)對(duì)電源進(jìn)行等效變換。能利用萬(wàn)用表對(duì)電路的參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)；3任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位一

電路的概念1.電路及其組成簡(jiǎn)單地講，電路是電流通過(guò)的路徑。實(shí)際電路通常由各種電路實(shí)體部件（如電源、電阻器、電感線圈、電容器、變壓器、儀表、二極管、三極管等）組成，每種電路實(shí)體部件都具有各自不同的電磁特性和功能，按照人們的需要，把相關(guān)電路實(shí)體部件按一定方式進(jìn)行組合，就構(gòu)成了電路。任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位一電路的概念1.電路及其組成4任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位Subtitletext1負(fù)載中間環(huán)節(jié)（導(dǎo)線、開關(guān)）Subtitle電源電路組成任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位Subtitletext1負(fù)載中5任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位手電筒照明電路任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位手電筒照明電路6任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位2.電路的種類及功能一是完成能量的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換的電路，這類電路的特點(diǎn)是大功率、大電流，如家中的照明電路，電能傳遞給燈泡，燈泡將電能轉(zhuǎn)化為光能和熱能；二是實(shí)現(xiàn)對(duì)電信號(hào)的傳遞、變換和儲(chǔ)存的電路，圖1-2所示為擴(kuò)音機(jī)電路。話筒將聲音的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)即相應(yīng)的電壓和電流，經(jīng)過(guò)放大處理后，通過(guò)電路傳遞給揚(yáng)聲器，再由揚(yáng)聲器還原為聲音。這類電路的特點(diǎn)是小功率、小電流。按照功能的不同可概括為兩大類：任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位2.電路的種類及功能一是完成能量7任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位圖1-2擴(kuò)音機(jī)電路任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位圖1-2擴(kuò)音機(jī)電路8任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位3.電路模型在電路理論中，為了方便實(shí)際電路的分析和計(jì)算，通常在工程實(shí)際允許的條件下對(duì)實(shí)際電路進(jìn)行模型化處理。我們將實(shí)際電路器件理想化而得到的只具有某種單一電磁性質(zhì)的元件稱為理想電路元件，簡(jiǎn)稱電路元件。每種電路元件體現(xiàn)某種基本現(xiàn)象，具有某種確定的電磁性質(zhì)和精確的數(shù)學(xué)定義。任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位3.電路模型在電路理論9任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位電壓源元件和電流源元件

表示磁場(chǎng)性質(zhì)的電感元件表示電場(chǎng)性質(zhì)的電容元件將電能轉(zhuǎn)換為熱能的電阻元件常用電路元件任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位電壓源元件和電流源元件表示磁場(chǎng)10任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位燈泡除了具有消耗電能的性質(zhì)（電阻性）外，通電時(shí)還會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，具有電感性；但電感微弱，可忽略不計(jì)，于是可認(rèn)為燈泡是一電阻元件，用R表示。圖1-3所示是圖1-1的電路模型。任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位燈泡除了具有消耗電能的性質(zhì)（電阻11任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位二

電位、電壓和電動(dòng)勢(shì)1.電位正電荷在電路中某點(diǎn)所具有的能量與電荷所帶電量的比值稱為該點(diǎn)的電位。由此可見(jiàn)，電場(chǎng)力對(duì)正電荷做功的方向就是電位降低的方向。因此，規(guī)定電壓的方向由高電位指向低電位，即電位降低的方向。電壓的方向可以用從高電位指向低電位的箭頭表示，也可以用高電位標(biāo)“+”、低電位標(biāo)“-”來(lái)表示。任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位二電位、電壓和電動(dòng)勢(shì)1.電位12任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位2.電壓兩點(diǎn)間的電壓即兩點(diǎn)間電位差。在電路中，a、b兩點(diǎn)間的電壓等于a、b兩點(diǎn)間的電位之差，即Uab=Va－Vb（1-1）Uab在數(shù)值上等于電場(chǎng)力把單位電荷由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)所做的功Wab與被移動(dòng)電荷電荷量q的比值，則電壓定義式為Uab=Wab/q（1-2）任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位2.電壓兩點(diǎn)間的電壓即兩點(diǎn)間電位13任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位如果電壓的大小及方向都不隨時(shí)間變化，則稱之為直流電壓（又稱穩(wěn)恒電壓或恒定電壓），用大寫字母U表示。在電路分析中更為重要的是變動(dòng)電壓，如正弦交流電壓（簡(jiǎn)稱交流電壓），其大小及方向均隨時(shí)間按正弦規(guī)律做周期性變化。交流電壓的瞬時(shí)值要用小寫字母u或u(t)來(lái)表示。在電路中，提供電壓的裝置是電源。任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位如果電壓的大小及方向都不隨時(shí)間變14任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位電壓在國(guó)際單位制中的主單位是伏特，簡(jiǎn)稱伏，用符號(hào)V表示。強(qiáng)電壓常用千伏（kV）為單位，弱電壓的單位可以用毫伏（mV）或微伏（μV）。它們之間的換算關(guān)系為1kV=103V=106mV=109μV在電路計(jì)算時(shí)，若事先無(wú)法確定電壓的真實(shí)方向，通常任意選定參考方向，用“+”“-”標(biāo)在電路圖中。如果電壓的計(jì)算結(jié)果為正值，那么電壓的實(shí)際方向與參考方向一致；如果電壓的計(jì)算結(jié)果為負(fù)值，那么電壓的實(shí)際方向與參考方向相反。任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位電壓在國(guó)際單位制中的主單位是伏特15任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位例1-1在電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)，某電荷電荷量q=5×10-2C，電荷由a移動(dòng)到b電場(chǎng)力做功2J，由b移動(dòng)到c電場(chǎng)力做功3J，以b為參考點(diǎn)，試求a點(diǎn)和c點(diǎn)電位。解以b點(diǎn)為參考點(diǎn)，則Vb=0V，根據(jù)式（1-2）有Uab=Wab/q=2/(5×10－2)=40V又因?yàn)閁ab=Va－Vb則Va=40V同理Ubc=Wbc/q=3/(5×10－2)=60VUbc=Vb－Vc，0－Vc=60，Vc=－60V任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位例1-1在電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)16任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位3.電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)是用來(lái)表征電源生產(chǎn)電能本領(lǐng)大小的物理量。在電源內(nèi)部，把正電荷從低電位點(diǎn)（負(fù)極板）移動(dòng)到高電位點(diǎn)（正極板）反抗電場(chǎng)力所做的功與被移動(dòng)電荷的電荷量之比，稱為電源的電動(dòng)勢(shì)。電源電動(dòng)勢(shì)定義式為E=W/q（1-3）式中，E為電源電動(dòng)勢(shì)，V；W為電源力移動(dòng)正電荷所做的功，J；q為電源力移動(dòng)的電荷量，C。任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位3.電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)是用來(lái)表征電源生17任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位電源電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為由電源的負(fù)極（低電位點(diǎn)）指向正極（高電位點(diǎn)）。在電源內(nèi)部電路中，電源力移動(dòng)正電荷形成電流，電流的方向是從負(fù)極指向正極；在電源外部電路中，電場(chǎng)力移動(dòng)正電荷形成電流，電流方向是從電源正極流向電源負(fù)極。任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位電源電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為由電源的負(fù)18實(shí)踐操作測(cè)量電路的電位、電壓1.實(shí)踐要求先按照?qǐng)D所示連接電路，再分別測(cè)試A、B、C各點(diǎn)的電位，以及相互間的電壓，并做好記錄。實(shí)踐操作測(cè)量電路的電位、電壓1.實(shí)踐要求先按照?qǐng)D所示連接19實(shí)踐操作測(cè)量電路的電位、電壓2.實(shí)踐器材電池1節(jié)，開關(guān)1個(gè)小燈泡2個(gè)導(dǎo)線若干，萬(wàn)用表1塊設(shè)備實(shí)踐操作測(cè)量電路的電位、電壓2.實(shí)踐器材電池1節(jié)，開關(guān)120實(shí)踐操作測(cè)量電路的電位、電壓3.實(shí)踐步驟1）選擇量程將紅、黑表筆插入對(duì)應(yīng)的插孔中，將選擇開關(guān)旋至直流電壓擋相應(yīng)的量程進(jìn)行測(cè)量，如圖所示。如果不知道被測(cè)電壓的大致數(shù)值，須將選擇開關(guān)旋至直流電壓擋最高量程上預(yù)測(cè)，然后再旋至直流電壓擋相應(yīng)的量程上進(jìn)行測(cè)量。實(shí)踐操作測(cè)量電路的電位、電壓3.實(shí)踐步驟1）選擇量程21實(shí)踐操作測(cè)量電路的電位、電壓2）測(cè)量電位電路中某點(diǎn)相對(duì)于參考點(diǎn)的電壓稱為該點(diǎn)的電位，此處選擇C點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，將指針式萬(wàn)用表與被測(cè)電路并聯(lián)，黑表筆接參考點(diǎn)，紅表筆接被測(cè)量點(diǎn)，如圖所示。實(shí)踐操作測(cè)量電路的電位、電壓2）測(cè)量電位22任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位3）讀數(shù)要根據(jù)所選擇的量程來(lái)選擇刻度讀數(shù)。4）擋位復(fù)位將選擇開關(guān)打在OFF位置或打在交流電壓1000V擋。5）電位測(cè)量將測(cè)量的A、B、C三點(diǎn)的電位值記入表1-1中。任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位3）讀數(shù)23任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位表1-1測(cè)量電位記錄表任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位表1-1測(cè)量電位記錄表24任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位6）電壓測(cè)量電壓測(cè)量時(shí)，紅表筆接高電位、黑表筆接低電位（不清楚電位高低的情況下，可以先接好其中任意一表筆，另一表筆輕輕碰一下測(cè)量點(diǎn)，看表筆的偏轉(zhuǎn)情況，如果反偏則表示接反）。將AB、BC、AC兩端電壓的測(cè)量結(jié)果記錄于表1-2中。表1-2測(cè)量電壓記錄表任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位6）電壓測(cè)量表1-2測(cè)量電壓記25任務(wù)二測(cè)量電路的電流一

電流1.電流的基本概念電路中電荷沿著導(dǎo)體的定向運(yùn)動(dòng)形成電流，其方向規(guī)定為正電荷流動(dòng)的方向(或負(fù)電荷流動(dòng)的反方向)，其大小等于在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量，稱為電流強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱電流)，用符號(hào)i或i(t)表示，討論一般電流時(shí)可用符號(hào)i。任務(wù)二測(cè)量電路的電流一電流1.電流的基本概念電26任務(wù)二測(cè)量電路的電流設(shè)在Δt=t2－t1時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量為Δq=q2－q1，則在Δt時(shí)間內(nèi)的電流可表示為i(t)=ΔqΔt(1-4)式中，i(t)的單位為A；Δt為很小的時(shí)間間隔，s；Δq的單位為C。常用的電流單位還有毫安（mA）、微安（μA）、千安（kA）等，它們之間的換算關(guān)系為1kA=103A=106mA=109μA任務(wù)二測(cè)量電路的電流設(shè)在Δt=t2－t1時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體27任務(wù)二測(cè)量電路的電流2.直流電流如果電流的大小及方向都不隨時(shí)間變化，即在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量相等，則稱該電流為穩(wěn)恒電流或恒定電流，簡(jiǎn)稱為直流（directcurrent），記為DC或dc。直流電流用大寫字母I表示。I=Δq/Δt=Q/t=常數(shù)直流電流I與時(shí)間t的關(guān)系在I-t坐標(biāo)系中為一條與時(shí)間軸平行的直線。任務(wù)二測(cè)量電路的電流2.直流電流如果電流的大小及方向都不隨28任務(wù)二測(cè)量電路的電流3.交流電流如果電流的大小及方向均隨時(shí)間變化，則稱之為變動(dòng)電流。對(duì)電路分析來(lái)說(shuō)，最為重要的一種變動(dòng)電流是正弦交流電流，其大小及方向均隨時(shí)間按正弦規(guī)律做周期性變化，將之簡(jiǎn)稱為交流(alternatingcurrent)，記為AC或ac。交流電流的瞬時(shí)值用小寫字母i或i(t)表示。任務(wù)二測(cè)量電路的電流3.交流電流如果電流的大小及方29任務(wù)二測(cè)量電路的電流二

參考方向1.電流的參考方向電流即帶電粒子有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)，規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。元件(導(dǎo)線)中電流流動(dòng)的實(shí)際方向只有兩種可能，如圖所示。任務(wù)二測(cè)量電路的電流二參考方向1.電流的參考方向電流即30任務(wù)二測(cè)量電路的電流復(fù)雜電路中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，電流的實(shí)際方向往往很難事先判斷，因而規(guī)定一個(gè)參考方向，即任意假定一個(gè)正電荷運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯膮⒖挤较?。電流的參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系如圖所示。任務(wù)二測(cè)量電路的電流復(fù)雜電路中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，電流的實(shí)31任務(wù)二測(cè)量電路的電流電流參考方向有兩種表示方法。（1）用箭頭表示。箭頭的指向?yàn)殡娏鞯膮⒖挤较?，如圖所示。（2）用雙下標(biāo)表示。如iAB，電流的參考方向由A指向B，如圖所示。任務(wù)二測(cè)量電路的電流電流參考方向有兩種表示方法。32任務(wù)二測(cè)量電路的電流2.電壓的參考方向電壓(降)的參考方向即假設(shè)的電位降低的方向，電壓實(shí)際方向與參考方向的關(guān)系如圖所示。任務(wù)二測(cè)量電路的電流2.電壓的參考方向電壓(降)的參考方向33任務(wù)二測(cè)量電路的電流電壓參考方向有三種表示方式，分別是用箭頭表示、用正負(fù)極性表示和用雙下標(biāo)表示，如圖1-16所示。任務(wù)二測(cè)量電路的電流電壓參考方向有三種表示方式，分別是用箭34任務(wù)二測(cè)量電路的電流

元件或支路的u、i采用相同的參考方向稱為關(guān)聯(lián)參考方向，反之則稱為非關(guān)聯(lián)參考方向，如圖所示。3.關(guān)聯(lián)與非關(guān)聯(lián)參考方向任務(wù)二測(cè)量電路的電流元件或支路的u、i采用相同的參考方35任務(wù)二測(cè)量電路的電流例1-2電壓電流參考方向如圖1-18所示，對(duì)A、B兩部分電路，電壓、電流參考方向是否關(guān)聯(lián)？解對(duì)A部分電路而言，電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)；對(duì)B部分電路而言，電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)。說(shuō)明：（1）分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。（2）參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注(包括方向和符號(hào)），在計(jì)算過(guò)程中不得任意改變。（3）參考方向不同時(shí)，其表達(dá)式相差一負(fù)號(hào)，但實(shí)際方向不變。任務(wù)二測(cè)量電路的電流例1-2電壓電流參考方向如圖1-18所36任務(wù)二測(cè)量電路的電流任務(wù)二測(cè)量電路的電流37任務(wù)二測(cè)量電路的電流三

電路的工作狀態(tài)一個(gè)電路正常工作時(shí)，需要將電源與負(fù)載連接起來(lái)。電源與負(fù)載連接時(shí)，根據(jù)所接負(fù)載的情況，電路有三種工作狀態(tài)：空載狀態(tài)、短路狀態(tài)和有載狀態(tài)。為了說(shuō)明這三種工作狀態(tài)，現(xiàn)以圖1-19所示簡(jiǎn)單直流電路為例來(lái)進(jìn)行分析。任務(wù)二測(cè)量電路的電流三電路的工作狀態(tài)一個(gè)電路正38任務(wù)二測(cè)量電路的電流1.空載狀態(tài)空載狀態(tài)又稱斷路或開路狀態(tài)，如圖1-19所示。當(dāng)開關(guān)S斷開或連接導(dǎo)線折斷時(shí)，電路就處于空載狀態(tài)，此時(shí)電源和負(fù)載未構(gòu)成通路，外電路所呈現(xiàn)的電阻可視為無(wú)窮大，電路具有下列特征。（1）電路中電流為零。（2）電源的端電壓等于電源電壓。此電壓稱為空載電壓或開路電壓，用UOC表示。因此，要想測(cè)量電源電壓，只要用電壓表測(cè)量電源的開路電壓即可。（3）電源的輸出功率和負(fù)載所吸收的功率均為零。任務(wù)二測(cè)量電路的電流1.空載狀態(tài)空載狀態(tài)又稱斷路或開路狀態(tài)39任務(wù)二測(cè)量電路的電流圖1-19任務(wù)二測(cè)量電路的電流圖1-1940任務(wù)二測(cè)量電路的電流2.短路狀態(tài)當(dāng)電源兩端的導(dǎo)線由于某種事故而直接相連時(shí)，電源輸出的電流不經(jīng)過(guò)負(fù)載，只經(jīng)連接導(dǎo)線直接流回電源，這種狀態(tài)稱為短路狀態(tài)，簡(jiǎn)稱短路，如圖所示。任務(wù)二測(cè)量電路的電流2.短路狀態(tài)當(dāng)電源兩端的導(dǎo)線由于某種事41任務(wù)二測(cè)量電路的電流短路時(shí)外電路所呈現(xiàn)的電阻可視為零，電路具有下列特征。U1=0，I=US/RS=IS在一般供電系統(tǒng)中，電源的內(nèi)電阻很小，故短路電流很大。電源所發(fā)出的功率全部消耗在內(nèi)電阻上，因而會(huì)使電源發(fā)熱以致?lián)p壞。所以在實(shí)際工作中，應(yīng)經(jīng)常檢查電氣設(shè)備和線路的絕緣情況，以防止電源被短路的事故發(fā)生。此外，通常還在電路中接入熔斷器等保護(hù)裝置，以便在發(fā)生短路時(shí)能迅速切斷電路，達(dá)到保護(hù)電源及電路器件的目的。任務(wù)二測(cè)量電路的電流短路時(shí)外電路所呈現(xiàn)的電阻可視為零，電路42任務(wù)二測(cè)量電路的電流3.有載狀態(tài)當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電路中有電流流過(guò)，電源輸出功率，負(fù)載吸收功率，這稱為電路的有載狀態(tài)。此時(shí)電路具有下列特征：電路中有電流流過(guò)負(fù)載，負(fù)載消耗能量，電源兩端的電壓大小是電路中其他元件兩端電壓之和。有些電氣設(shè)備應(yīng)盡量工作在額定狀態(tài)，這種狀態(tài)又稱為滿載狀態(tài)。電流和功率低于額定值的工作狀態(tài)稱為輕載；高于額定值的工作狀態(tài)稱為過(guò)載。在一般情況下，設(shè)備不應(yīng)過(guò)載運(yùn)行。在電路中常裝設(shè)自動(dòng)開關(guān)、熱繼電器等，用來(lái)在過(guò)載時(shí)自動(dòng)切斷電源，確保設(shè)備安全。任務(wù)二測(cè)量電路的電流3.有載狀態(tài)當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電路中有電流43任務(wù)二測(cè)量電路的電流四

電功和電功率1.電功電路中電場(chǎng)力對(duì)定向移動(dòng)的電荷所做的功，簡(jiǎn)稱電功，通常也說(shuō)成是電流的功。其實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律在電路中的體現(xiàn)，電能通過(guò)電流做功轉(zhuǎn)化為其他形式的能。電功的計(jì)算式為W=UIt（1-5）電流單位為安培（A），電壓?jiǎn)挝粸榉╒），時(shí)間單位為秒（s），則電功的單位為焦耳（J）。任務(wù)二測(cè)量電路的電流四電功和電功率1.電功電路中電場(chǎng)力44任務(wù)二測(cè)量電路的電流說(shuō)明：（1）表達(dá)式的物理意義：電流在一段電路上的功，與這段電路兩端電壓、電路中電流強(qiáng)度和通電時(shí)間成正比。（2）適用條件：I、U不隨時(shí)間t變化。說(shuō)明任務(wù)二測(cè)量電路的電流說(shuō)明：（1）表達(dá)式的物理意義：說(shuō)明45任務(wù)二測(cè)量電路的電流2.電功率電功率用來(lái)衡量電路做功的快慢，即單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功。一段電路上的功率，與這段電路兩端電壓和電路中的電流強(qiáng)度成正比，計(jì)算式為P=UI（1-6）功的單位為焦耳（J），時(shí)間單位為秒（s），功率單位為瓦特（W），則1W=1J/s。導(dǎo)體有電流流過(guò)時(shí)會(huì)發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這就是電流的熱效應(yīng)，描述它的定量規(guī)律是焦耳定律。任務(wù)二測(cè)量電路的電流2.電功率電功率用來(lái)衡量電路做功的快慢46任務(wù)二測(cè)量電路的電流一個(gè)電路最終的目的是電源將一定的電功率傳送給負(fù)載，負(fù)載將電能轉(zhuǎn)換成工作所需要的一定形式的能量,即電路中存在發(fā)出功率的器件（供能元件）和吸收功率的器件（耗能元件）。習(xí)慣上，通常把耗能元件吸收的功率寫成正數(shù)，把供能元件吸收的功率寫成負(fù)數(shù)，而儲(chǔ)能元件（如理想電容、電感元件）既不吸收功率也不發(fā)出功率，即其功率P=0。通常所說(shuō)的功率P又稱為有功功率或平均功率。任務(wù)二測(cè)量電路的電流一個(gè)電路最終的目的是電源將一定的電功率47任務(wù)二測(cè)量電路的電流3.額定功率和實(shí)際功率為了使用電器安全、正常地工作，用電器的工作電壓和功率都有規(guī)定數(shù)值。（1）額定功率。用電器正常工作時(shí)所需電壓為額定電壓，在這個(gè)電壓下消耗的功率稱為額定功率。一般來(lái)說(shuō)，用電器電壓不能超過(guò)額定電壓，當(dāng)電壓低于額定電壓時(shí)，用電器功率不是額定功率，而是實(shí)際功率。（2）實(shí)際功率。實(shí)際功率P=UI，U、I分別為用電器兩端實(shí)際電壓和通過(guò)用電器的實(shí)際電流。任務(wù)二測(cè)量電路的電流3.額定功率和實(shí)際功率為了使用電器安全48實(shí)踐操作測(cè)量電路中的電流1.實(shí)踐要求如圖1-21所示，將數(shù)字萬(wàn)用表串聯(lián)在被測(cè)回路中，測(cè)量某一條支路的電流，并做好記錄。圖1-21測(cè)試電路圖實(shí)踐操作測(cè)量電路中的電流1.實(shí)踐要求如圖1-21所示，將49實(shí)踐操作測(cè)量電路中的電流2.實(shí)踐器材電池1節(jié)，開關(guān)1個(gè)小燈泡2個(gè)導(dǎo)線若干，數(shù)字萬(wàn)用表1塊設(shè)備實(shí)踐操作測(cè)量電路中的電流2.實(shí)踐器材電池1節(jié)，開關(guān)1個(gè)小50實(shí)踐操作測(cè)量電路中的電流3.實(shí)踐步驟（1）按下數(shù)字萬(wàn)用表的電源開關(guān)，如圖1-22所示。圖1-22電源開啟示意圖實(shí)踐操作測(cè)量電路中的電流3.實(shí)踐步驟（1）按下數(shù)字萬(wàn)用表51實(shí)踐操作測(cè)量電路中的電流（2）將量程開關(guān)撥到“DCA”或“Am”范圍內(nèi)的合適量程位置，如圖1-23所示。圖1-23量程開關(guān)選擇示意圖實(shí)踐操作測(cè)量電路中的電流（2）將量程開關(guān)撥到“DCA”或52實(shí)踐操作測(cè)量電路中的電流（3）紅表筆插入“mA”插孔，黑表筆插入“COM”插孔，如圖1-24所示。測(cè)試時(shí)注意，若被測(cè)電流超過(guò)“mA-COM”輸入端口的測(cè)量范圍，則應(yīng)撥至“20mA/10A”擋，并將紅表筆插入“10A”插孔。圖1-24表筆插入示意圖實(shí)踐操作測(cè)量電路中的電流（3）紅表筆插入“mA”插孔，黑53實(shí)踐操作測(cè)量電路中的電流（4）將圖1-21所示電路中的開關(guān)閉合，將萬(wàn)用表串聯(lián)接入開關(guān)兩端，并將測(cè)量結(jié)果記入表1-3中。表1-3測(cè)量電流記錄表實(shí)踐操作測(cè)量電路中的電流（4）將圖1-21所示電路中的開54任務(wù)三電路連接一

歐姆定律1.部分電路的歐姆定律歐姆定律的表述：通過(guò)導(dǎo)體的電流I與其兩端之間的電壓U成正比，其表達(dá)式為R=UI（1-7）其中，I、U、R三個(gè)量是屬于同一部分電路中同一時(shí)刻的電流、電壓和電阻。R的數(shù)值取決于導(dǎo)體的材料、形狀、長(zhǎng)度、粗細(xì)及溫度等，當(dāng)這些因素不變時(shí)，R為常數(shù)，在此條件下才可以說(shuō)I與U成正比。歐姆定律適用于金屬，也適用于導(dǎo)電的酸、堿、鹽水溶液。任務(wù)三電路連接一歐姆定律1.部分電路的歐姆定律歐姆定55任務(wù)三電路連接為了描述元件的電流與電壓的關(guān)系，可以分別以電壓、電流為橫、縱坐標(biāo)畫出函數(shù)曲線，稱為元器件的伏安特性曲線。滿足歐姆定律的元器件的伏安特性曲線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，如圖所示。任務(wù)三電路連接為了描述元件的電流與電壓的關(guān)系，可以分別以56任務(wù)三電路連接2.全電路歐姆定律全電路歐姆定律即閉合電路歐姆定律。電源的路端電壓是指電源加在外電路兩端的電壓，是靜電力把單位正電荷從正極經(jīng)外電路移到負(fù)極所做的功。電源的電動(dòng)勢(shì)對(duì)一個(gè)固定電源來(lái)說(shuō)是不變的，而電源的路端電壓卻是隨外電路的負(fù)載而變化的，如圖所示。任務(wù)三電路連接2.全電路歐姆定律全電路歐姆定律即閉合電路57任務(wù)三電路連接路端電壓的變化服從含源電路的歐姆定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為U＝E－Ir（1-8）式中，U為路端電壓；Ir為電源的內(nèi)電壓。對(duì)于確定的電源來(lái)說(shuō)，電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r都是一定的。從式（1-8）可以看出，路端電壓U與電路中的電流有關(guān)系。電流I增大時(shí)，內(nèi)電壓Ir增大，路端電壓U就減小；反之，電流I減小時(shí)，路端電壓U就增大。任務(wù)三電路連接路端電壓的變化服從含源電路的歐姆定律，其數(shù)58任務(wù)三電路連接二

串聯(lián)電路如圖所示，串聯(lián)是連接電路元件的基本方式之一，即將電路元件（如電阻、電容、電感等）逐個(gè)順次首尾相連接。串聯(lián)電路中通過(guò)各用電器的電流都相等。任務(wù)三電路連接二串聯(lián)電路如圖所示，串聯(lián)是連接電路元件59任務(wù)三電路連接串聯(lián)電路的特點(diǎn)如下。（1）串聯(lián)電路電流處處相等，即I總=I1=I2=I3=…=In（1-9）（2）串聯(lián)電路總電壓等于各處電壓之和，即U總=U1+U2+U3+…+Un（1-10）（3）串聯(lián)電路的等效電阻等于各電阻之和，即R總=R1+R2+R3+…+Rn（1-11）（4）串聯(lián)電路總功率等于各功率之和，即P總=P1+P2+P3+…+Pn（1-12）任務(wù)三電路連接串聯(lián)電路的特點(diǎn)如下。60任務(wù)三電路連接三

并聯(lián)電路并聯(lián)是指將2個(gè)及以上同類或不同類元件、器件等首首相接，同時(shí)尾尾亦相連的一種連接方式，通常用來(lái)指電路中電子元件的連接方式，即并聯(lián)電路，如圖所示。任務(wù)三電路連接三并聯(lián)電路并聯(lián)是指將2個(gè)及以上同類或不61任務(wù)三電路連接并聯(lián)電路的特點(diǎn)如下。（1）并聯(lián)電路中，干路電流等于各支路電流之和，即I=I1+I2+…+In（1-13）（2）并聯(lián)電路中，各并聯(lián)支路兩端的電壓相等，且等于并聯(lián)電路兩端的總電壓,即U=U1=U2=…=Un（1-14）（3）并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和,即1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn（1-15）任務(wù)三電路連接并聯(lián)電路的特點(diǎn)如下。62任務(wù)三電路連接四

混聯(lián)電路1.混聯(lián)電路歐姆定律既有串聯(lián)也有并聯(lián)的電路稱為混聯(lián)電路，如圖1-34所示。圖1-34混聯(lián)電路任務(wù)三電路連接四混聯(lián)電路1.混聯(lián)電路歐姆定律既有串63任務(wù)三電路連接混聯(lián)電路是由串聯(lián)電路和并聯(lián)電路組合在一起的特殊電路?；炻?lián)電路的優(yōu)點(diǎn)是可以單獨(dú)使某個(gè)用電器工作或不工作，缺點(diǎn)是如果干路上有一個(gè)用電器損壞或斷路會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電路無(wú)效。任務(wù)三電路連接混聯(lián)電路是由串聯(lián)電路和并聯(lián)電路組合64任務(wù)三電路連接2.電阻星形聯(lián)結(jié)與三角形聯(lián)結(jié)的等效變換電阻混聯(lián)中有兩種特殊的連接方式，即電阻星形（Y）聯(lián)結(jié)和三角形（△）聯(lián)結(jié)。所謂電阻的星形聯(lián)結(jié)就是將三個(gè)電阻的一端連在一起，另一端分別與外電路的三個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，如圖所示；所謂電阻的三角形聯(lián)結(jié)，就是將三個(gè)電阻首尾相連，形成一個(gè)三角形，三角形的三個(gè)頂點(diǎn)分別與外電路的三個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，如圖所示。圖1-35電阻的星形聯(lián)結(jié)與三角形聯(lián)結(jié)任務(wù)三電路連接2.電阻星形聯(lián)結(jié)與三角形聯(lián)結(jié)的等效變換電阻65任務(wù)三電路連接電阻的三角形聯(lián)結(jié)轉(zhuǎn)化為星形聯(lián)結(jié)時(shí)，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化關(guān)系的公式為任務(wù)三電路連接電阻的三角形聯(lián)結(jié)轉(zhuǎn)化為星形聯(lián)結(jié)時(shí)，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)66任務(wù)三電路連接電阻的三角形聯(lián)結(jié)等效變換為星形聯(lián)結(jié)的公式為

Ri=接于i兩端電阻之乘積/△形電阻之和（1-17）當(dāng)R12=R23=R31=R△時(shí)，有

R1=R2=R3=RY=(1/3)R△任務(wù)三電路連接電阻的三角形聯(lián)結(jié)等效變換為星形聯(lián)結(jié)的公式為67任務(wù)三電路連接由式（1-16）可解得任務(wù)三電路連接由式（1-16）可解得68任務(wù)三電路連接電阻的星形聯(lián)結(jié)等效變換為三角形聯(lián)結(jié)的公式為Rmn=Y形電阻兩兩乘積之和/不與mn端相連的電阻（1-19）當(dāng)R1=R2=R3=RY時(shí)，有R12=R23=R31=R△=3RY在復(fù)雜的電阻網(wǎng)絡(luò)中，利用電阻星形聯(lián)結(jié)與三角形聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)的等效變換，可以簡(jiǎn)化電路分析。任務(wù)三電路連接電阻的星形聯(lián)結(jié)等效變換為三角形聯(lián)結(jié)的公式為69任務(wù)三電路連接例1-3求圖1-36所示電路中的電流i。解將3Ω、5Ω和2Ω三個(gè)電阻構(gòu)成的三角形網(wǎng)絡(luò)等效變換為星形網(wǎng)絡(luò)，如圖1-37所示。其電阻值由式（1-16）求得。R1=(5×3)/(3+2+5)=1.5ΩR2=(3×2)/(3+2+5)=0.6ΩR3=(2×5)/(3+2+5)=1Ω再用電阻串聯(lián)和并聯(lián)公式，求出連接到電壓源兩端口的等效電阻，即R=1.5+[(0.6+1.4)×(1+1)]/[0.6+1.4+1+1]=2.5Ω最后求得i=10V/R=10/2.5=4A任務(wù)三電路連接例1-3求圖1-36所示電路中的電流i。70任務(wù)三電路連接圖1-36例1-3圖

任務(wù)三電路連接圖1-36例1-3圖71任務(wù)三電路連接圖1-37等效電路圖任務(wù)三電路連接圖1-37等效電路圖72實(shí)踐操作驗(yàn)證電路的電壓和電流關(guān)系1.實(shí)踐目的驗(yàn)證電路的歐姆定律；驗(yàn)證串聯(lián)電路的電壓電流關(guān)系；驗(yàn)證并聯(lián)電路的電壓電流關(guān)系。目的實(shí)踐操作驗(yàn)證電路的電壓和電流關(guān)系1.實(shí)踐目的驗(yàn)證電73實(shí)踐操作驗(yàn)證電路的電壓和電流關(guān)系2.實(shí)踐操作干電池2節(jié)，電壓表1塊電流表1塊,開關(guān)1個(gè)1kΩ電阻若干，10kΩ滑線變阻器1個(gè)設(shè)備實(shí)踐操作驗(yàn)證電路的電壓和電流關(guān)系2.實(shí)踐操作干電池2節(jié)，74實(shí)踐操作驗(yàn)證電路的電壓和電流關(guān)系3.實(shí)踐步驟（1）按照?qǐng)D1-38所示連接電路。圖1-38驗(yàn)證歐姆定律的電路圖實(shí)踐操作驗(yàn)證電路的電壓和電流關(guān)系3.實(shí)踐步驟（1）按照?qǐng)D75實(shí)踐操作驗(yàn)證電路的電壓和電流關(guān)系（2）已知電阻不變，改變滑線變阻器的阻值大小，觀察電壓表和電流表的變化情況，并將結(jié)果記錄于表1-4中。表1-4已知電阻不變驗(yàn)證歐姆定律測(cè)試記錄表實(shí)踐操作驗(yàn)證電路的電壓和電流關(guān)系（2）已知電阻不變，改變76實(shí)踐操作驗(yàn)證電路的電壓和電流關(guān)系（3）滑線變阻器阻值不變（RP=200Ω），改變已知電阻的值，觀察電壓表和電流表的變化，并將結(jié)果記錄于表1-5中。表1-5滑線變阻器不變驗(yàn)證歐姆定律記錄表實(shí)踐操作驗(yàn)證電路的電壓和電流關(guān)系（3）滑線變阻器阻值不變77任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律一

基本電路術(shù)語(yǔ)A（1）節(jié)點(diǎn)。電路中，三條或三條以上支路的交匯點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)，如圖1-44中的b點(diǎn)、e點(diǎn)。

（2）支路。任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間無(wú)分叉的分支電路稱為支路，如圖1-44中的bafe支路、be支路、bcde支路。BC（3）回路。電路中由若干條支路構(gòu)成的任一閉合路徑稱為回路，如圖1-44中的abefa

回路、bcdeb回路、abcdefa回路。D（4）網(wǎng)孔。不包圍任何支路的單孔回路稱網(wǎng)孔，圖1-44中abefa回路和bcdeb回路都是網(wǎng)孔，而abcdefa回路則不是網(wǎng)孔。網(wǎng)孔一定是回路，而回路不一定是網(wǎng)孔。任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律一基本電路術(shù)語(yǔ)A（1）節(jié)點(diǎn)。78任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律圖1-44舉例電路任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律圖1-44舉例電路79任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律二

基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律（KCL）是反映電路中任意節(jié)點(diǎn)上各支路電流之間關(guān)系的定律。其內(nèi)容為：對(duì)于任何電路中的任意節(jié)點(diǎn)，在任意時(shí)刻，流過(guò)該節(jié)點(diǎn)的電流之和恒等于零。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為∑i=0（1-20）如果選定電流流出節(jié)點(diǎn)為正，流入節(jié)點(diǎn)為負(fù)，以圖1-44中的b節(jié)點(diǎn)為例，有-i1-i2+i3=0變換得i1+i2=i3任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律二基爾霍夫電流定律基爾霍夫電80任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律所以，基爾霍夫電流定律還可以表述為：對(duì)于電路中的任意節(jié)點(diǎn)，在任意時(shí)刻，流入該節(jié)點(diǎn)的電流總和等于從該節(jié)點(diǎn)流出的電流總和。即∑iI=∑iO（1-21）KCL不僅適用于電路中的任一節(jié)點(diǎn)，也可推廣應(yīng)用于廣義節(jié)點(diǎn)，即包圍部分電路的任一閉合面?？梢宰C明，流入或流出任一閉合面電流的代數(shù)和為零。在圖1-45中，對(duì)于點(diǎn)畫線所包圍的閉合面，可以證明其關(guān)系為Ia-Ib+Ic=0基爾霍夫電流定律是電路中連接到任一節(jié)點(diǎn)的各支路電流必須遵守的約束關(guān)系，而與各支路上的元件性質(zhì)無(wú)關(guān)。這一定律對(duì)于任何電路都普遍適用。任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律所以，基爾霍夫電流定律還可以表述為81任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律三

基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律（KVL）是反映電路中各支路電壓之間關(guān)系的定律，可表述為：對(duì)于任何電路中任一回路，在任意時(shí)刻，沿著一定的循行方向（順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较颍├@行一周，各段電壓的代數(shù)和恒為零。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為

∑u

=0（1-22）任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律三基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電82任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律如圖1-44所示閉合回路，沿abefa順序繞行一周，電壓的方向與選定的回路方向一致，前面符號(hào)為正，反之為負(fù)，則有-uS1+u1-u2+uS2=0（1-23）任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律如圖1-44所示閉合回路，沿abe83任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律由于u1=R1i1和u2=R2i2，代入式（1-23）有-uS1+R1i1-R2i2+uS2=0或R1i1-R2i2=uS1-uS2這時(shí)，基爾霍夫電壓定律可表述為：對(duì)于電路中任一回路，在任意時(shí)刻，沿著一定的循行方向（順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较颍├@行一周，電阻元件上電壓降之和恒等于電源電壓升之和。其表達(dá)式為∑Ri=∑ES（1-24）任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律由于u1=R1i1和u2=R2i284任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律應(yīng)用KVL時(shí)，首先要標(biāo)出電路各部分的電流、電壓或電動(dòng)勢(shì)的參考方向。列電壓方程時(shí)，一般約定電阻的電流方向和電壓方向一致。KVL不僅適用于閉合電路，也可推廣到開口電路。圖1-46所示電路中，有U=2I+4任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律應(yīng)用KVL時(shí)，首先要標(biāo)出電路各部分85任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律例1-6在圖1-47所示電路中，I1=3mA，I2=1mA。試確定電路元件Z中的電流I3和其兩端電壓Uab，并說(shuō)明它是電源還是負(fù)載。任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律例1-6在圖1-47所示電路中，I86任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律例1-6解根據(jù)KCL，對(duì)于節(jié)點(diǎn)a有I1-I2+I3=0代入數(shù)值得(3-1)+I3=0I3=-2mAI3為負(fù)值，故其實(shí)際方向?yàn)閺腷到a，電壓方向?yàn)閺腶到b，實(shí)際電壓方向與電流方向相反，是產(chǎn)生功率的元件，即元件Z為電源。根據(jù)KVL和圖1-47右側(cè)網(wǎng)孔所示繞行方向，可列寫回路的電壓平衡方程式為-Uab-20I2+80=0代入數(shù)值，得Uab=60V顯然，元件Z兩端電壓和流過(guò)它的電流實(shí)際方向相反，是產(chǎn)生功率的元件。任務(wù)四認(rèn)識(shí)基爾霍夫定律例1-6解根據(jù)KCL，對(duì)于節(jié)點(diǎn)a87實(shí)踐操作驗(yàn)證基爾霍夫定律1.實(shí)踐目的驗(yàn)證基爾霍夫電壓定律和基爾霍夫電流定律。實(shí)踐操作驗(yàn)證基爾霍夫定律1.實(shí)踐目的驗(yàn)證基爾霍夫88實(shí)踐操作驗(yàn)證基爾霍夫定律2.實(shí)踐器材6V和12V的穩(wěn)壓電源各1臺(tái)200Ω和150Ω電阻各2個(gè)100Ω電阻1個(gè)，導(dǎo)線若干，開關(guān)2個(gè)設(shè)備實(shí)踐操作驗(yàn)證基爾霍夫定律2.實(shí)踐器材6V和12V的穩(wěn)89實(shí)踐操作驗(yàn)證基爾霍夫定律3.實(shí)踐步驟（1）在面包板上按照?qǐng)D1-48所示連接電路圖。圖1-48驗(yàn)證基爾霍夫定律電路圖實(shí)踐操作驗(yàn)證基爾霍夫定律3.實(shí)踐步驟（1）在面包板上按照90實(shí)踐操作驗(yàn)證基爾霍夫定律（2）先任意設(shè)定三條支路的電流參考方向，如圖中的I1、I2、I3所示，并熟悉線路結(jié)構(gòu)，掌握各開關(guān)的操作使用方法。（3）分別將兩路直流穩(wěn)壓電源接入電路，令E1＝6V，E2＝12V，其數(shù)值要用電壓表監(jiān)測(cè)，記錄于表1-10中。（4）熟悉電流插頭和插孔的結(jié)構(gòu)，先將電流插頭的紅黑兩接線筆接至電流表的“＋”“－”極；再將電流插頭分別插入三條支路的三個(gè)電流插孔中，讀出相應(yīng)的電流值，記入表1-10中。實(shí)踐操作驗(yàn)證基爾霍夫定律（2）先任意設(shè)定三條支路的電流參91實(shí)踐操作驗(yàn)證基爾霍夫定律圖1-48驗(yàn)證基爾霍夫定律電路圖實(shí)踐操作驗(yàn)證基爾霍夫定律圖1-48驗(yàn)證基爾霍夫定律電路92實(shí)踐操作驗(yàn)證基爾霍夫定律（5）用直流數(shù)字電壓表分別測(cè)量?jī)陕冯娫醇半娮柙系碾妷褐?，?shù)據(jù)記入表1-11中。表1-11基爾霍夫電壓定律的驗(yàn)證實(shí)踐操作驗(yàn)證基爾霍夫定律（5）用直流數(shù)字電壓表分別測(cè)量?jī)?3任務(wù)五電源等效變換一

電源及等效變換一個(gè)電源可以用兩種不同的電路模型來(lái)表示。一種是用電壓的形式來(lái)表示，稱為電壓源；一種是用電流的形式來(lái)表示，稱為電流源。任務(wù)五電源等效變換一電源及等效變換一個(gè)電源可94任務(wù)五電源等效變換1.電壓源電源電壓U恒等于電動(dòng)勢(shì)E，而其中的電流I是任意的，由負(fù)載電阻RL及電源電壓U本身確定，這樣的電源稱為理想電壓源或恒壓源。理想電壓源的輸出電壓與輸出電流的關(guān)系（外特性）如圖所示。任務(wù)五電源等效變換1.電壓源電源電壓U恒等于電動(dòng)勢(shì)E，而其95任務(wù)五電源等效變換電壓源的特點(diǎn)是端電壓始終恒定，等于直流電壓;輸出電流是任意的，即隨負(fù)載(外電路）的改變而改變。任務(wù)五電源等效變換電壓源的特點(diǎn)是端電壓始終恒定，等96任務(wù)五電源等效變換2.電流源電源電流I恒等于電流IS，而其兩端的電壓U則是任意的，由負(fù)載電阻RL及電流IS本身確定，這樣的電源稱為理想電流源或恒流源。理想電流源的外特性如圖所示。任務(wù)五電源等效變換2.電流源電源電流I恒等于電流IS，而其97任務(wù)五電源等效變換電流源的特點(diǎn)是輸出電流恒定不變；端電壓是任意的，即隨負(fù)載不同而不同。任務(wù)五電源等效變換電流源的特點(diǎn)是輸出電流恒定不變；98任務(wù)五電源等效變換3.受控源電壓或電流受電路中其他部分的電壓或電流控制的電壓源或電流源，稱為受控源。任務(wù)五電源等效變換3.受控源電壓或電流受電路99任務(wù)五電源等效變換受控源是一種四端元件，它含有兩條支路，一條是控制支路，另一條是受控支路。受控支路為一個(gè)電壓源或一個(gè)電流源，它的輸出電壓或輸出電流（稱為受控量）受另外一條支路的電壓或電流（稱為控制量）的控制，該電壓源和電流源分別稱為受控電壓源和受控電流源，統(tǒng)稱為受控源。任務(wù)五電源等效變換受控源是一種四端元件，它含有兩條支路，一100任務(wù)五電源等效變換受控源電壓控制電壓源（VCVS）電流控制電壓源（CCVS）電壓控制電流源（VCCS）電流控制電流源（CCCS）任務(wù)五電源等效變換受控源電壓控制電壓源（VCVS）電流控制101任務(wù)五電源等效變換圖1-57受控源的類型任務(wù)五電源等效變換圖1-57受控源的類型102任務(wù)五電源等效變換4.電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián)電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián)問(wèn)題的分析是以電壓源和電流源的定義及外特性為基礎(chǔ)，結(jié)合電路等效的概念來(lái)進(jìn)行的。1）理想電壓源的串聯(lián)和并聯(lián)（1）理想電壓源串聯(lián)等效，如圖1-58所示。圖1-58所示為n個(gè)電壓源的串聯(lián)，根據(jù)KVL得總電壓為

uS=uS1+uS2+…+uSn=任務(wù)五電源等效變換4.電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián)電壓源、電103任務(wù)五電源等效變換圖1-58理想電壓源串聯(lián)等效任務(wù)五電源等效變換圖1-58理想電壓源串聯(lián)等效104任務(wù)五電源等效變換（2）理想電壓源并聯(lián)等效，如圖1-59所示。圖1-59理想電壓源并聯(lián)等效任務(wù)五電源等效變換（2）理想電壓源并聯(lián)等效，如圖1-59所105任務(wù)五電源等效變換圖1-59中為兩個(gè)電壓源的并聯(lián)，根據(jù)KVL得

uS=uS1=uS2上式說(shuō)明只有電壓相等且極性一致的電壓源才能并聯(lián)，此時(shí)并聯(lián)電壓源的對(duì)外特性與單個(gè)電壓源一樣，根據(jù)電路等效概念，可以用圖1-59（b）的單個(gè)電壓源電路替代圖1-59（a）的電壓源并聯(lián)電路。注意：不同值或不同極性的電壓源是不允許并聯(lián)的，否則違反KVL；電壓源并聯(lián)時(shí)，每個(gè)電壓源中的電流都是不確定的。任務(wù)五電源等效變換圖1-59中為兩個(gè)電壓源的并聯(lián)，根據(jù)KV106任務(wù)五電源等效變換2）電壓源與支路的串、并聯(lián)等效（1）電壓源與支路的串聯(lián)等效電路，如圖1-60所示。圖1-60電壓源與支路的串聯(lián)等效電路任務(wù)五電源等效變換2）電壓源與支路的串、并聯(lián)等效圖1-60107任務(wù)五電源等效變換圖1-60(a)所示為兩個(gè)電壓源和電阻支路的串聯(lián)，根據(jù)KVL得端口電壓、電流關(guān)系為u=uS1+R1i+uS2+R2i=(uS1+uS2)+(R1+R2)i=uS+Ri根據(jù)電路等效的概念，圖1-60(a)所示電路可以用圖1-60(b)所示電壓為uS的單個(gè)電壓源和電阻為R的單個(gè)電阻的串聯(lián)組合等效替代，其中uS=uS1+uS2，R=R1+R2任務(wù)五電源等效變換圖1-60(a)所示為兩個(gè)電壓源和電阻支108任務(wù)五電源等效變換（2）電壓源與支路的并聯(lián)等效電路，如圖1-61所示。圖1-61電壓源與支路的并聯(lián)等效電路任務(wù)五電源等效變換（2）電壓源與支路的并聯(lián)等效電路，如圖1109任務(wù)五電源等效變換圖1-61(a)所示為電壓源和任意元件的并聯(lián)，設(shè)外電路接電阻R，根據(jù)KVL和歐姆定律得端口電壓、電流為u=uS，i=u/R即端口電壓、電流只由電壓源和外電路決定，與并聯(lián)的元件無(wú)關(guān)，對(duì)外特性與圖1-61(b)所示電壓為uS的單個(gè)電壓源一樣。因此，電壓源和任意元件并聯(lián)就等效為電壓源本身。任務(wù)五電源等效變換圖1-61(a)所示為電壓源和任意元件的110任務(wù)五電源等效變換3）理想電流源的串聯(lián)和并聯(lián)（1）理想電流源的并聯(lián)等效，如圖1-62所示。任務(wù)五電源等效變換3）理想電流源的串聯(lián)和并聯(lián)111任務(wù)五電源等效變換圖1-62所示為n個(gè)電流源的并聯(lián)，根據(jù)KCL得總電流為iS=iS1+iS2+…+iSn=注意：式中,iSk與iS的參考方向一致時(shí)，iSk在式中取“＋”號(hào)，不一致時(shí)取“－”號(hào)。根據(jù)電路等效的概念，可以用圖1-62(b)所示電流為iS的單個(gè)電流源等效替代圖1-62(a)中的n個(gè)并聯(lián)的電流源，通過(guò)電流源的并聯(lián)可以得到一個(gè)大的輸出電流。任務(wù)五電源等效變換圖1-62所示為n個(gè)電流源的并聯(lián)，根據(jù)K112任務(wù)五電源等效變換（2）理想電流源的串聯(lián)等效，如圖1-63所示電路。圖1-63理想電流源的串聯(lián)等效任務(wù)五電源等效變換（2）理想電流源的串聯(lián)等效，如圖1-63113任務(wù)五電源等效變換圖1-63所示為兩個(gè)電流源的串聯(lián)，根據(jù)KCL得iS=iS1=iS2上式說(shuō)明只有電流相等且輸出電流方向一致的電流源才能串聯(lián)，此時(shí)串聯(lián)電流源的對(duì)外特性與單個(gè)電流源一樣。根據(jù)電路等效概念，可以用圖1-63(b)所示的單個(gè)電流源替代圖1-63(a)所示的電流源串聯(lián)電路。任務(wù)五電源等效變換圖1-63所示為兩個(gè)電流源的串聯(lián)，根據(jù)K114任務(wù)五電源等效變換4）電流源與支路的串、并聯(lián)等效（1）電流源與支路的并聯(lián)等效電路，如圖1-64所示。圖1-64(a)所示為兩個(gè)電流源和電阻支路的并聯(lián)，根據(jù)KCL得端口電壓、電流關(guān)系為i=iS1+u/R1+iS2+u/R2=iS1+iS2+(1/R1+1/R2)u=iS+u/R上式說(shuō)明圖1-64(a)電路的對(duì)外特性與圖1-64(b)所示電流為iS的單個(gè)電流源和電阻為R的單個(gè)電阻的并聯(lián)組合一樣。因此，圖1-64(a)可以用圖1-64(b)等效替代，其中iS=iS1+iS2，1/R=1/R1+1/R2任務(wù)五電源等效變換4）電流源與支路的串、并聯(lián)等效115任務(wù)五電源等效變換圖1-64電流源與支路的并聯(lián)等效電路任務(wù)五電源等效變換圖1-64電流源與支路的并聯(lián)等效電路116任務(wù)五電源等效變換（2）電流源與支路的串聯(lián)等效電路，如圖1-65所示。圖1-65電流源與支路的串聯(lián)等效電路任務(wù)五電源等效變換（2）電流源與支路的串聯(lián)等效電路，如圖1117任務(wù)五電源等效變換圖1-65(a)所示為電流源和任意元件的串聯(lián)，設(shè)外電路接電阻R，根據(jù)KVL和歐姆定律得端口電壓、電流為U=US，i=u/R即端口電壓、電流只由電流源和外電路決定，與串聯(lián)的元件無(wú)關(guān)，對(duì)外特性與圖1-65(b)所示電流為iS的單個(gè)電流源一樣。因此，電流源和任意元件串聯(lián)就等效為電流源本身。任務(wù)五電源等效變換圖1-65(a)所示為電流源和任意元件的118任務(wù)五電源等效變換5.實(shí)際電壓源和電流源的等效變換圖1-66所示為實(shí)際電壓源、實(shí)際電流源的模型，它們之間可以進(jìn)行等效變換。圖1-66實(shí)際電壓源和實(shí)際電流源模型任務(wù)五電源等效變換5.實(shí)際電壓源和電流源的等效變換圖1-6119任務(wù)五電源等效變換由實(shí)際電壓源模型得輸出電壓u和輸出電流i的關(guān)系為u=uS-Rii由實(shí)際電流源模型得輸出電壓u和輸出電流i的關(guān)系為i=iS-Giu比較以上兩式，若令uS=RiiS，Ri=1/Gi則實(shí)際電壓源和實(shí)際電流源的輸出特性將完全相同。因此，根據(jù)電路等效的概念，當(dāng)上述兩式滿足時(shí)，實(shí)際電壓源和實(shí)際電流源可以等效變換。變換的過(guò)程如下。任務(wù)五電源等效變換由實(shí)際電壓源模型得輸出電壓u和輸出電流i120任務(wù)五電源等效變換（1）電壓源變換為電流源，如圖1-67所示。其中，iS=uS/Ri,Gi=1/Ri圖1-67電壓源變換為電流源圖示任務(wù)五電源等效變換（1）電壓源變換為電流源，如圖1-67所121任務(wù)五電源等效變換（2）電流源變換為電壓源，如圖1-68所示。其中，uS=iS/Gi,Ri=1/Gi圖1-68電流源變換為電壓源圖示任務(wù)五電源等效變換（2）電流源變換為電壓源，如圖1-68所122任務(wù)五電源等效變換例1-4利用電源等效變換簡(jiǎn)化電路計(jì)算圖1-70所示電路中的電流I。任務(wù)五電源等效變換例1-4利用電源等效變換簡(jiǎn)化電路計(jì)算圖1123任務(wù)五電源等效變換例1-4解把圖1-70中電流源和電阻的并聯(lián)組合變換為電壓源和電阻的串聯(lián)組合，如圖1-71所示(注意電壓源的極性)。由圖1-71解得I=(15-8)/14=0.5A任務(wù)五電源等效變換例1-4解把圖1-70中電流源和電阻的124任務(wù)五電源等效變換例1-5利用電源等效變換計(jì)算圖1-72所示電路中的電壓U。圖1-72例1-5電路任務(wù)五電源等效變換例1-5利用電源等效變換計(jì)算圖1-72所125任務(wù)五電源等效變換例1-5解把5Ω電阻作為外電路，10V電壓源和5Ω電阻的串聯(lián)變換為2A電流源和5Ω電阻的并聯(lián)，6A電流源和10V電壓源的串聯(lián)等效為6A電流源，如圖1-73所示，則有U=（2+6）×（5∥5）=20V圖1-73等效后電路任務(wù)五電源等效變換例1-5解把5Ω電阻作為外電路，10126任務(wù)五電源等效變換二

負(fù)載獲得最大功率的條件在一定的電源下，負(fù)載電阻的大小與電源提供的功率有無(wú)關(guān)系？或者說(shuō)，什么條件下電源才能提供最大功率、使負(fù)載獲得最大功率？下面進(jìn)行分析，電路如圖1-74所示。圖1-74負(fù)載獲得最大功率條件測(cè)試電路任務(wù)五電源等效變換二負(fù)載獲得最大功率的條件在一定的電127任務(wù)五電源等效變換根據(jù)功率的計(jì)算式，負(fù)載R獲得的功率為由于式中E、r都可近似地看成常量，則只有分母為最小值時(shí)，即R=r時(shí)P達(dá)到最大值，即Pmax=E2/4R=E2/4r，即負(fù)載獲得最大功率的條件是負(fù)載電阻等于電源內(nèi)電阻。由于負(fù)載獲得最大功率就是電源輸出最大功率，因而這一條件也是電源輸出最大功率的條件。任務(wù)五電源等效變換根據(jù)功率的計(jì)算式，負(fù)載R獲得的功率為128任務(wù)五電源等效變換當(dāng)負(fù)載獲得最大功率時(shí)，由于R=r，因而內(nèi)阻上消耗的功率和負(fù)載消耗的功率相等，這時(shí)效率只有50%，在電子技術(shù)中，主要考慮負(fù)載獲得最大功率，效率是次要問(wèn)題。所以電路總是工作在R=r附近，這種工作狀態(tài)稱為匹配狀態(tài)。而在電力系統(tǒng)中效率是主要問(wèn)題，所以電路盡量工作在r<<R狀態(tài)。負(fù)載電阻與輸出功率的關(guān)系如圖1-75所示。任務(wù)五電源等效變換當(dāng)負(fù)載獲得最大功率時(shí)，由于R=r，因而129任務(wù)五電源等效變換圖1-75負(fù)載電阻與輸出功率的關(guān)系任務(wù)五電源等效變換圖1-75負(fù)載電阻與輸出功率的關(guān)系130實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換1.實(shí)踐目的掌握電源外特性的測(cè)試方法；驗(yàn)證電壓源與電流源等效變換的條件。實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換1.實(shí)踐目的掌握電源外特性131實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換2.實(shí)踐器材12V電壓源1臺(tái)，電流源1臺(tái)，萬(wàn)用表2個(gè)1kΩ、510Ω、200Ω和120Ω電阻各1個(gè)1kΩ電位器1個(gè)，導(dǎo)線若干設(shè)備實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換2.實(shí)踐器材12V電壓源1臺(tái)，電132實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換3.實(shí)踐步驟1）測(cè)定直流穩(wěn)壓電源與實(shí)際電壓源的外特性（1）按圖1-76所示接線。US為12V直流穩(wěn)壓電源（將R0短接）。調(diào)節(jié)R2，令其阻值由大至小變化，將兩表的讀數(shù)記錄于表1-6中。實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換3.實(shí)踐步驟1）測(cè)定直流穩(wěn)壓電源與133實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換表1-6直流穩(wěn)壓電源的測(cè)試記錄實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換表1-6直流穩(wěn)壓電源的測(cè)試記錄134實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換（2）按圖1-77所示接線，點(diǎn)畫線框可模擬為一個(gè)實(shí)際的電壓源。調(diào)節(jié)R2，令其阻值由大至小變化，將兩表的讀數(shù)記錄于表1-7中。表1-7實(shí)際穩(wěn)壓電源的測(cè)試記錄實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換（2）按圖1-77所示接線，點(diǎn)畫線135實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換136實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換2）測(cè)定電流源的外特性按圖1-78所示接線，IS為直流電流源，調(diào)節(jié)其輸出為10mA，令R0分別為1kΩ和∞（接入和斷開），調(diào)節(jié)電位器RL（0～1kΩ），測(cè)出這兩種情況下電壓表和電流表的讀數(shù)，將測(cè)試結(jié)果記錄于表1-8中。圖1-78電流源外特性測(cè)試電路圖實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換2）測(cè)定電流源的外特性圖1-78137實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換表1-8實(shí)際穩(wěn)壓電源的測(cè)試記錄表實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換表1-8實(shí)際穩(wěn)壓電源的測(cè)試記錄表138實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換3）測(cè)定電源等效變換的條件先按圖1-79(a)所示電路接線，記錄兩表的讀數(shù)。然后利用圖1-79(a)中右側(cè)的元件和儀表，按圖1-79(b)所示電路接線。調(diào)節(jié)恒流源的輸出電流IS，使兩表的讀數(shù)與圖1-79(a)時(shí)的數(shù)值相等，記錄IS的值，驗(yàn)證等效變換條件的正確性。將測(cè)試結(jié)果記錄于表1-9中。實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換3）測(cè)定電源等效變換的條件139實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換圖1-79電源等效變換測(cè)試電路圖實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換圖1-79電源等效變換測(cè)試電路圖140實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換表1-9電源等效變換測(cè)試記錄實(shí)踐操作驗(yàn)證電源等效變換表1-9電源等效變換測(cè)試記錄141模塊小結(jié)(1)電路的組成部分都離不開三個(gè)基本環(huán)節(jié)：電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)。(2)a、b兩點(diǎn)間的電壓在數(shù)值上等于電場(chǎng)力把單位電荷由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)所做的功，與被移動(dòng)電荷電荷量q的比值，即Uab=Wab/q。在電路中,a、b兩點(diǎn)間的電壓等于a、b兩點(diǎn)間的電位之差，即Uab=Va－Vb。模塊小結(jié)(1)電路的組成部分都離不開三個(gè)基本環(huán)節(jié)：電源142模塊小結(jié)(3)電動(dòng)勢(shì)用來(lái)表征電源生產(chǎn)電能本領(lǐng)的大小,電源電動(dòng)勢(shì)的定義式為E=W/q。(4)電流的方向規(guī)定為正電荷流動(dòng)的方向(或負(fù)電荷流動(dòng)的反方向)，其大小等于在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量，稱為電流強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱電流)，用符號(hào)I或i表示。模塊小結(jié)(3)電動(dòng)勢(shì)用來(lái)表征電源生產(chǎn)電能本領(lǐng)的大小,電143模塊小結(jié)(5)電路有三種工作狀態(tài)：空載工作狀態(tài)、短路工作狀態(tài)和有載工作狀態(tài)。(6)電路中電場(chǎng)力對(duì)定向移動(dòng)的電荷所做的功，簡(jiǎn)稱電功，其表達(dá)式為W=UIt。模塊小結(jié)(5)電路有三種工作狀態(tài)：空載工作狀態(tài)、短路工144模塊小結(jié)(7)基爾霍夫電流定律（KCL）是指對(duì)于任何電路中的任意節(jié)點(diǎn)，在任意時(shí)刻，流過(guò)該節(jié)點(diǎn)的電流之和恒等于零?；鶢柣舴螂妷憾桑↘VL）是指對(duì)于任何電路中的任意回路，在任意時(shí)刻，沿著一定的方向（順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较颍├@行一周，各段電壓的代數(shù)和恒為零。(8)一個(gè)電壓源與一個(gè)電流源等效變換的條件為：IS＝US/Ri，Gi＝1/Ri或US＝ISRi，Ri＝1/Gi。(9)R=r時(shí)P達(dá)到最大值，且Pmax=E2/4R=E2/4r。模塊小結(jié)(7)基爾霍夫電流定律（KCL）是指對(duì)于任何電145模塊一電路基本概念與定律的認(rèn)知模塊一電路基本概念與定律的認(rèn)知146理解并掌握電路基本元件的特性；掌握電位和電功率的計(jì)算方法；掌握基爾霍夫定律的定義和應(yīng)用；了解電路和電路模型的概念；

理解電流、電壓和電功率的概念；掌握電源等效變換方法。

知識(shí)目標(biāo)理解并掌握電路基本元件的特性；掌握電位和電功率的計(jì)算方法147會(huì)對(duì)電源進(jìn)行等效變換。

能利用萬(wàn)用表對(duì)電路的參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)；會(huì)應(yīng)用基爾霍夫定律分析電路；會(huì)計(jì)算電路的電位和電功率；

會(huì)識(shí)別電路基本元件；技能目標(biāo)會(huì)對(duì)電源進(jìn)行等效變換。能利用萬(wàn)用表對(duì)電路的參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)；148任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位一

電路的概念1.電路及其組成簡(jiǎn)單地講，電路是電流通過(guò)的路徑。實(shí)際電路通常由各種電路實(shí)體部件（如電源、電阻器、電感線圈、電容器、變壓器、儀表、二極管、三極管等）組成，每種電路實(shí)體部件都具有各自不同的電磁特性和功能，按照人們的需要，把相關(guān)電路實(shí)體部件按一定方式進(jìn)行組合，就構(gòu)成了電路。任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位一電路的概念1.電路及其組成149任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位Subtitletext1負(fù)載中間環(huán)節(jié)（導(dǎo)線、開關(guān)）Subtitle電源電路組成任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位Subtitletext1負(fù)載中150任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位手電筒照明電路任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位手電筒照明電路151任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位2.電路的種類及功能一是完成能量的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換的電路，這類電路的特點(diǎn)是大功率、大電流，如家中的照明電路，電能傳遞給燈泡，燈泡將電能轉(zhuǎn)化為光能和熱能；二是實(shí)現(xiàn)對(duì)電信號(hào)的傳遞、變換和儲(chǔ)存的電路，圖1-2所示為擴(kuò)音機(jī)電路。話筒將聲音的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)即相應(yīng)的電壓和電流，經(jīng)過(guò)放大處理后，通過(guò)電路傳遞給揚(yáng)聲器，再由揚(yáng)聲器還原為聲音。這類電路的特點(diǎn)是小功率、小電流。按照功能的不同可概括為兩大類：任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位2.電路的種類及功能一是完成能量152任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位圖1-2擴(kuò)音機(jī)電路任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位圖1-2擴(kuò)音機(jī)電路153任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位3.電路模型在電路理論中，為了方便實(shí)際電路的分析和計(jì)算，通常在工程實(shí)際允許的條件下對(duì)實(shí)際電路進(jìn)行模型化處理。我們將實(shí)際電路器件理想化而得到的只具有某種單一電磁性質(zhì)的元件稱為理想電路元件，簡(jiǎn)稱電路元件。每種電路元件體現(xiàn)某種基本現(xiàn)象，具有某種確定的電磁性質(zhì)和精確的數(shù)學(xué)定義。任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位3.電路模型在電路理論154任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位電壓源元件和電流源元件

表示磁場(chǎng)性質(zhì)的電感元件表示電場(chǎng)性質(zhì)的電容元件將電能轉(zhuǎn)換為熱能的電阻元件常用電路元件任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位電壓源元件和電流源元件表示磁場(chǎng)155任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位燈泡除了具有消耗電能的性質(zhì)（電阻性）外，通電時(shí)還會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，具有電感性；但電感微弱，可忽略不計(jì)，于是可認(rèn)為燈泡是一電阻元件，用R表示。圖1-3所示是圖1-1的電路模型。任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位燈泡除了具有消耗電能的性質(zhì)（電阻156任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位二

電位、電壓和電動(dòng)勢(shì)1.電位正電荷在電路中某點(diǎn)所具有的能量與電荷所帶電量的比值稱為該點(diǎn)的電位。由此可見(jiàn)，電場(chǎng)力對(duì)正電荷做功的方向就是電位降低的方向。因此，規(guī)定電壓的方向由高電位指向低電位，即電位降低的方向。電壓的方向可以用從高電位指向低電位的箭頭表示，也可以用高電位標(biāo)“+”、低電位標(biāo)“-”來(lái)表示。任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位二電位、電壓和電動(dòng)勢(shì)1.電位157任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位2.電壓兩點(diǎn)間的電壓即兩點(diǎn)間電位差。在電路中，a、b兩點(diǎn)間的電壓等于a、b兩點(diǎn)間的電位之差，即Uab=Va－Vb（1-1）Uab在數(shù)值上等于電場(chǎng)力把單位電荷由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)所做的功Wab與被移動(dòng)電荷電荷量q的比值，則電壓定義式為Uab=Wab/q（1-2）任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位2.電壓兩點(diǎn)間的電壓即兩點(diǎn)間電位158任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位如果電壓的大小及方向都不隨時(shí)間變化，則稱之為直流電壓（又稱穩(wěn)恒電壓或恒定電壓），用大寫字母U表示。在電路分析中更為重要的是變動(dòng)電壓，如正弦交流電壓（簡(jiǎn)稱交流電壓），其大小及方向均隨時(shí)間按正弦規(guī)律做周期性變化。交流電壓的瞬時(shí)值要用小寫字母u或u(t)來(lái)表示。在電路中，提供電壓的裝置是電源。任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位如果電壓的大小及方向都不隨時(shí)間變159任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位電壓在國(guó)際單位制中的主單位是伏特，簡(jiǎn)稱伏，用符號(hào)V表示。強(qiáng)電壓常用千伏（kV）為單位，弱電壓的單位可以用毫伏（mV）或微伏（μV）。它們之間的換算關(guān)系為1kV=103V=106mV=109μV在電路計(jì)算時(shí)，若事先無(wú)法確定電壓的真實(shí)方向，通常任意選定參考方向，用“+”“-”標(biāo)在電路圖中。如果電壓的計(jì)算結(jié)果為正值，那么電壓的實(shí)際方向與參考方向一致；如果電壓的計(jì)算結(jié)果為負(fù)值，那么電壓的實(shí)際方向與參考方向相反。任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位電壓在國(guó)際單位制中的主單位是伏特160任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位例1-1在電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)，某電荷電荷量q=5×10-2C，電荷由a移動(dòng)到b電場(chǎng)力做功2J，由b移動(dòng)到c電場(chǎng)力做功3J，以b為參考點(diǎn)，試求a點(diǎn)和c點(diǎn)電位。解以b點(diǎn)為參考點(diǎn)，則Vb=0V，根據(jù)式（1-2）有Uab=Wab/q=2/(5×10－2)=40V又因?yàn)閁ab=Va－Vb則Va=40V同理Ubc=Wbc/q=3/(5×10－2)=60VUbc=Vb－Vc，0－Vc=60，Vc=－60V任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位例1-1在電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)161任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位3.電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)是用來(lái)表征電源生產(chǎn)電能本領(lǐng)大小的物理量。在電源內(nèi)部，把正電荷從低電位點(diǎn)（負(fù)極板）移動(dòng)到高電位點(diǎn)（正極板）反抗電場(chǎng)力所做的功與被移動(dòng)電荷的電荷量之比，稱為電源的電動(dòng)勢(shì)。電源電動(dòng)勢(shì)定義式為E=W/q（1-3）式中，E為電源電動(dòng)勢(shì)，V；W為電源力移動(dòng)正電荷所做的功，J；q為電源力移動(dòng)的電荷量，C。任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位3.電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)是用來(lái)表征電源生162任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位電源電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為由電源的負(fù)極（低電位點(diǎn)）指向正極（高電位點(diǎn)）。在電源內(nèi)部電路中，電源力移動(dòng)正電荷形成電流，電流的方向是從負(fù)極指向正極；在電源外部電路中，電場(chǎng)力移動(dòng)正電荷形成電流，電流方向是從電源正極流向電源負(fù)極。任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位電源電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為由電源的負(fù)163實(shí)踐操作測(cè)量電路的電位、電壓1.實(shí)踐要求先按照?qǐng)D所示連接電路，再分別測(cè)試A、B、C各點(diǎn)的電位，以及相互間的電壓，并做好記錄。實(shí)踐操作測(cè)量電路的電位、電壓1.實(shí)踐要求先按照?qǐng)D所示連接164實(shí)踐操作測(cè)量電路的電位、電壓2.實(shí)踐器材電池1節(jié)，開關(guān)1個(gè)小燈泡2個(gè)導(dǎo)線若干，萬(wàn)用表1塊設(shè)備實(shí)踐操作測(cè)量電路的電位、電壓2.實(shí)踐器材電池1節(jié)，開關(guān)1165實(shí)踐操作測(cè)量電路的電位、電壓3.實(shí)踐步驟1）選擇量程將紅、黑表筆插入對(duì)應(yīng)的插孔中，將選擇開關(guān)旋至直流電壓擋相應(yīng)的量程進(jìn)行測(cè)量，如圖所示。如果不知道被測(cè)電壓的大致數(shù)值，須將選擇開關(guān)旋至直流電壓擋最高量程上預(yù)測(cè)，然后再旋至直流電壓擋相應(yīng)的量程上進(jìn)行測(cè)量。實(shí)踐操作測(cè)量電路的電位、電壓3.實(shí)踐步驟1）選擇量程166實(shí)踐操作測(cè)量電路的電位、電壓2）測(cè)量電位電路中某點(diǎn)相對(duì)于參考點(diǎn)的電壓稱為該點(diǎn)的電位，此處選擇C點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，將指針式萬(wàn)用表與被測(cè)電路并聯(lián)，黑表筆接參考點(diǎn)，紅表筆接被測(cè)量點(diǎn)，如圖所示。實(shí)踐操作測(cè)量電路的電位、電壓2）測(cè)量電位167任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位3）讀數(shù)要根據(jù)所選擇的量程來(lái)選擇刻度讀數(shù)。4）擋位復(fù)位將選擇開關(guān)打在OFF位置或打在交流電壓1000V擋。5）電位測(cè)量將測(cè)量的A、B、C三點(diǎn)的電位值記入表1-1中。任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位3）讀數(shù)168任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位表1-1測(cè)量電位記錄表任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位表1-1測(cè)量電位記錄表169任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位6）電壓測(cè)量電壓測(cè)量時(shí)，紅表筆接高電位、黑表筆接低電位（不清楚電位高低的情況下，可以先接好其中任意一表筆，另一表筆輕輕碰一下測(cè)量點(diǎn)，看表筆的偏轉(zhuǎn)情況，如果反偏則表示接反）。將AB、BC、AC兩端電壓的測(cè)量結(jié)果記錄于表1-2中。表1-2測(cè)量電壓記錄表任務(wù)一測(cè)量電路的電壓和電位6）電壓測(cè)量表1-2測(cè)量電壓記170任務(wù)二測(cè)量電路的電流一

電流1.電流的基本概念電路中電荷沿著導(dǎo)體的定向運(yùn)動(dòng)形成電流，其方向規(guī)定為正電荷流動(dòng)的方向(或負(fù)電荷流動(dòng)的反方向)，其大小等于在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量，稱為電流強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱電流)，用符號(hào)i或i(t)表示，討論一般電流時(shí)可用符號(hào)i。任務(wù)二測(cè)量電路的電流一電流1.電流的基本概念電171任務(wù)二測(cè)量電路的電流設(shè)在Δt=t2－t1時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量為Δq=q2－q1，則在Δt時(shí)間內(nèi)的電流可表示為i(t)=ΔqΔt(1-4)式中，i(t)的單位為A；Δt為很小的時(shí)間間隔，s；Δq的單位為C。常用的電流單位還有毫安（mA）、微安（μA）、千安（kA）等，它們之間的換算關(guān)系為1kA=103A=106mA=109μA任務(wù)二測(cè)量電路的電流設(shè)在Δt=t2－t1時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體172任務(wù)二測(cè)量電路的電流2.直流電流如果電流的大小及方向都不隨時(shí)間變化，即在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量相等，則稱該電流為穩(wěn)恒電流或恒定電流，簡(jiǎn)稱為直流（directcurrent），記為DC或dc。直流電流用大寫字母I表示。I=Δq/Δt=Q/t=常數(shù)直流電流I與時(shí)間t的關(guān)系在I-t坐標(biāo)系中為一條與時(shí)間軸平行的直線。任務(wù)二測(cè)量電路的電流2.直流電流如果電流的大小及方向都不隨173任務(wù)二測(cè)量電路的電流3.交流電流如果電流的大小及方向均隨時(shí)間變化，則稱之為變動(dòng)電流。對(duì)電路分析來(lái)說(shuō)，最為重要的一