《電工技術(shù)》項目二認識直流電路

項目二認識直流電路任務一測量電路的電壓和電位任務二測量電路的電流任務四學習歐姆定律任務三電阻的測量任務五基爾霍夫定律的應用任務六認識疊加定律任務一測量電路的電壓和電位一、電路的概念電路是電流通過的路徑，它的主要功能有：1、傳輸和轉(zhuǎn)換電能。2、加工和處理信號。如圖2-1（a）所示，這是日常生活中常見的照明電路。燈泡通過開關(guān)、導線和干電池連接在一起，組成電路。當開關(guān)合上，電路中有電流通過，燈泡點亮。圖2-1（b）所示為電路圖。任務一測量電路的電壓和電位一個完整的電路包括電源、負載、導線和開關(guān)四部分。電源是用來提供電能的設(shè)備，負載是我們的用電設(shè)備，導線用于接通電源和負載，開關(guān)用于控制電路的接通和斷開。二、電位、電壓和電動勢1、電位：電路中的每一點也都有一定的電位，電位用字母V表示，不同點的電位用字母V加下標表示。電位的單位是伏特，簡稱伏（V）。如圖2-2、2-3所示：任務一測量電路的電壓和電位2、電壓：電路中任意兩點之間的電位差稱為這兩點的“電壓”。電壓既有大小又有方向，用字母U表示。電壓的單位也是伏特，簡稱伏（V）。如圖2-4所示：3、電動勢：電動勢是一個表征電源特征的物理量。電動勢用字母E表示，單位是伏（V），其表達式為：任務一測量電路的電壓和電位電動勢和電壓雖然單位相同，但是它們是本質(zhì)不同的兩個物理量。電動勢是電源力(非電場力)把單位正電荷從電源的負極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極所做的功，是衡量電源力做功本領(lǐng)的物理量，其方向是在電源內(nèi)部由低電位指向高電位，電壓是電場中兩點之間的電位差，是電場力把單位正電荷從一點移動到另一點所做的功，其方向是由高電位指向低電位。電動勢僅存在于電源內(nèi)部，而電壓不僅存在于電源兩端，也存在于電源內(nèi)部。三、萬用表使用介紹萬用表是一種多用途的測量儀表，由表頭、刻度盤、量程選擇開關(guān)、表筆等組成。一般可分為指針式和數(shù)字式兩種。用于測量直流電流、直流電壓、電阻、交流電壓等。萬用表面板如圖2-5所示：任務一測量電路的電壓和電位任務一測量電路的電壓和電位1、指針式萬用表的使用方法：（1）使用前的準備；（2）選擇測量檔位；（3）選擇合適的量程；（4）測量電壓時，將萬用表并聯(lián)在被測電路的兩端；（5）測量電流時，應將萬用表串聯(lián)在被測電路中；（6）正確讀數(shù)；（7）使用后，將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至最高交流電壓檔，防止下次測量時不慎燒壞萬用表。2、數(shù)字萬用表的使用方法：（1）使用時，摁下電源開關(guān)ON，檢查電池電量是否充足；（2）正確插接表筆；（3）量程的選擇和測量同指針式萬用表基本相同，詳細可參考指針式萬用表的使用方法；（4）注意顯示器上顯示的特殊符號如“1”、“000”、“←”、“BATT”或“LOWBAT”時的處理方法。任務一測量電路的電壓和電位任務二測量電路的電流

電荷的定向運動形成了電流。若電流的大小和方向都不隨時間變化，則稱為直流電流，用字母I表示。電流的單位是安培，簡稱安（A）。一、電流二、電流的方向習慣上規(guī)定正電荷移動的方向為電流的方向，即電流從電源的正極流向負極?？捎眉^表示電流方向。必須具有能夠自由移動的電荷。任務二測量電路的電流三、電流產(chǎn)生的條件1、必須具有能夠自由移動的電荷；2、導體兩端存在電壓；3、電路是閉合的。四、電路的工作狀態(tài)電路有通路、開路、斷路和短路四種狀態(tài)。其中，開路和通路屬于正常狀態(tài)。斷路和短路屬于故障狀態(tài)。如圖2-7所示：任務二測量電路的電流

任務二測量電路的電流

1、電功電功是指電流通過用電器所做的功。電功用字母W表示，單位是焦耳，簡稱焦（J）。在日常生產(chǎn)和生活中，電功的常用單位是千瓦時（度），用KW.h表示，即：電功的大小跟電壓、電流和通電時間有關(guān)，其表達式是：W=UIt通常用電能表（千瓦時計）來測量電功。電能表也就是在家庭中所使用的電表。。五、電功和電功率任務二測量電路的電流

2、電功率電功率是指電流在單位時間內(nèi)所做的功，它反映的是電流做功的快慢。電功率用字母P表示，單位是瓦特，簡稱瓦（W）。電功率的大小跟電壓和電流有關(guān)，其表達式是：電功率和電功之間的關(guān)系是：1瓦特=1焦/秒任務三電阻的測量

電阻器簡稱為電阻，電阻元件是各種電阻器、白熾燈、電爐、電烙鐵等實際電氣設(shè)備的理想化模型。電阻用字母R表示，單位是歐姆，簡稱歐（Ω）。如圖2-8所示：一、電阻的概念任務三電阻的測量1、線性電阻：在一定溫度下，各種電阻的阻值為常數(shù)，與所加電壓和通過的電流無關(guān)；2、非線性電阻：阻值隨著電壓或電流的變化而變化。二、電阻的阻值三、色環(huán)電阻的阻值大小識別任務三電阻的測量色環(huán)電阻是電子電路中最常用的電子元件，在電阻的表面涂上一定顏色的色環(huán)，用不同顏色色環(huán)代表電阻的標稱值和誤差。我們可以通過色環(huán)的標稱值和誤差的大小，直觀的判斷出電阻實際值的范圍。色環(huán)電阻分為四環(huán)和五環(huán)兩類，一般的電阻用四色環(huán)表示阻值的大小和誤差，高精度的電阻則用五色環(huán)表示阻值的大小和誤差。通過色環(huán)對應顏色來計算出阻值及誤差大小。任務四學習歐姆定律一、歐姆定律

通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比，與導體本身的電阻成反比。其表達式為：式中，電壓單位為伏特（V），電阻單位為歐姆（Ω），電流單位為安培（A）任務四學習歐姆定律二、串聯(lián)電路將兩個或者兩個以上負載逐一連接在電路中，稱為串聯(lián)。如圖2-10所示;任務四學習歐姆定律1、串聯(lián)電路中電阻的關(guān)系：2、串聯(lián)電路中電流的關(guān)系：3、串聯(lián)電路中電壓的關(guān)系：可此可知：串聯(lián)電路具有電路分壓的作用，電阻兩端分得的電壓大小，由其阻值大小決定。任務四學習歐姆定律由此可知，串聯(lián)電路各個電阻上所分配的功率與阻值成正比，總功率等于各功率之和4、串聯(lián)電阻的功率分配：以兩個電阻的串聯(lián)電路為例：由可得：任務四學習歐姆定律三、并聯(lián)電路將兩個或兩個以上的負載并排連接在一起，稱為并聯(lián)。如圖2-11所示：任務四學習歐姆定律1、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系：2、串聯(lián)電路中電流的關(guān)系：3、串聯(lián)電路中電壓的關(guān)系：并聯(lián)電路具有分流的作用，流過電阻的電流大小，由其阻值大小決定。任務四學習歐姆定律4、并聯(lián)電阻的功率分配以兩個電阻的并聯(lián)電路為例：由此可知，并聯(lián)電路的總功率等于各支路消耗的功率之和。由可得由此可知，并聯(lián)電路中各支路消耗的功率跟支路的電阻成反比。任務五基爾霍夫定律的應用復雜電路由多個電源、多個負載和多個回路組成，單單用歐姆定律是不能解決的，這時需要應用基爾霍夫定律來進行分析計算。如圖2-12所示:任務五基爾霍夫定律的應用一、復雜電路的電路術(shù)語任務五基爾霍夫定律的應用1、支路：電路中的分支稱為支路。它是由一個或幾個元件串聯(lián)而成的無分支電路。在同一支路中，流過所有元件的電流相等。根據(jù)支路中有無電源，支路可分為有源支路和無源支路。如圖2-13所示。任務五基爾霍夫定律的應用2、節(jié)點：電路中，三條或三條以上支路連接成的一個點，稱為節(jié)點。如圖2-14所示。3、回路：電路中，任一條閉合路徑都稱為回路。如圖2-15所示。4、網(wǎng)孔：回路內(nèi)部不含有支路的閉合回路，稱為網(wǎng)孔。如圖2-16所示。二、基爾霍夫定律1、基爾霍夫第一定律：基爾霍夫第一定律簡稱為KCL，又稱為節(jié)點電流定律。對電路中的任一節(jié)點，流入該節(jié)點的電流之和等于流出該節(jié)點的電流之和。通常規(guī)定，箭頭指向節(jié)點的電流為流入，背離節(jié)點的電流為流出。任務五基爾霍夫定律的應用2、基爾霍夫第二定律：基爾霍夫第二定律簡稱為KVL，又稱為回路電壓定律。在任何一個閉合回路中，沿繞行方向一周，各段電壓的代數(shù)和恒為零。回路的“繞行方向”是任意選定的，一般以虛線表示。通常規(guī)定，對于電壓或電流的參考方向與回路“繞行方向”相同時，取正號，參考方向與回路“繞行方向”相反時取負號。3、支路電流法：支路電流法的應用步驟歸納如下：（1）在圖中標出各支路電流的參考方向，對選定的回路標出回路繞行方向。（2）應用KCL對節(jié)點列出（n-1）個獨立的KCL方程式，其中n為節(jié)點的個數(shù)。（3）應用KVL對網(wǎng)孔回路列出KVL方程式。（4）聯(lián)立求解方程，求出各支路電流。任務六認識疊加定律疊加定律是分析線性電路的一個重要定律，也可用于分析復雜電路。一、線性電路二、疊加定律線性電路是指電壓和電流成正比，電路中的各個元件均為線性元件，其數(shù)值不隨電壓、電流的變化而變化的電路。在一個含有幾個電源共同作用的線性電路中，任一個支路電流（或電壓）都等于各個電源分別單獨作用時，在該支路產(chǎn)生的電流（或電壓