中職電工基礎(chǔ)電路中基本物理量

電路中的基本物理量3．掌握電壓和電位的定義及其在實(shí)際中的應(yīng)用。熟悉電壓和電位的測(cè)量方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)1．掌握電流的形成、電流大小和方向的規(guī)定。熟悉電流的測(cè)量方法。2．掌握電流密度的定義及其在實(shí)際中的應(yīng)用。4．掌握電動(dòng)勢(shì)的定義及其在電路中的作用。5．掌握電阻的定義，了解導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)。6．了解電阻在實(shí)際中的作用。掌握電阻的識(shí)別方法和測(cè)量方法。2020/12/191上面標(biāo)有“AC380V，DC220V，5A”字樣，這些字樣表示什么含義呢？電路中的基本物理量2020/12/192

電流——電荷有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)。電流是一種客觀存在的物理現(xiàn)象。1．電流的方向一、電流和電流密度電路中的基本物理量2020/12/193規(guī)定：以正電荷運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎ｋ娏鳛檎担↖＞0），表明電流的實(shí)際方向與假設(shè)的參考方向相同；電流為負(fù)值（I＜0），表明電流的實(shí)際方向與假設(shè)的參考方向相反。電路中的基本物理量2020/12/194在下圖所示電路中，電流的參考方向如圖所示，已知圖a中I1＝2A，圖b中I2＝－4A，請(qǐng)指出電流的實(shí)際方向?！揪氁痪殹繄Da中，I為正值，表明電流實(shí)際方向與假設(shè)的參考方向相同。圖b中，I為負(fù)值，表明電流實(shí)際方向與假設(shè)的參考方向相反。電路中的基本物理量2020/12/195電流的分類(lèi)

穩(wěn)恒直流電脈動(dòng)直流電非正弦交流電

交流電（AC）直流電（DC）正弦交流電電路中的基本物理量2020/12/196電流的大小——在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面電荷量的多少。電流I的單位是安培（A）。除安培外，常用的電流單位還有千安（kA）、毫安（mA）和微安（μA）。

2.電流的大小實(shí)際中要測(cè)量電流的大小，通常用電流表或萬(wàn)用表的電流擋。

電路中的基本物理量2020/12/197A／mm23．電流密度電流密度大

電流密度小

電流密度——流過(guò)導(dǎo)體單位橫截面積上的電流。電路中的基本物理量2020/12/198實(shí)際生活中，人們往往是根據(jù)導(dǎo)體電流密度的大小來(lái)選擇合適的導(dǎo)線(xiàn)截面積，從而使導(dǎo)線(xiàn)的電流密度在允許的范圍內(nèi)，以保證用電的安全。導(dǎo)線(xiàn)允許的電流密度與導(dǎo)線(xiàn)的材料和橫截面積的大小有關(guān)?！局R(shí)拓展】電路中的基本物理量2020/12/199某單位需安裝一臺(tái)立式空調(diào)，已知其額定電流為15

A，問(wèn)應(yīng)選擇多粗的銅導(dǎo)線(xiàn)？（取銅導(dǎo)線(xiàn)的允許電流密度為6

A／mm2）［例1－1］解：電路中的基本物理量2020/12/1910（1）電路中必有電源的存在。（2）電路一定要構(gòu)成閉合回路。4．產(chǎn)生電流的條件水路電路電路中的基本物理量2020/12/1911

電場(chǎng)力把單位正電荷從電場(chǎng)中的一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)所做的功，叫做這兩點(diǎn)之間的電壓，用符號(hào)U表示。二、電壓與電位1．電壓

電壓?jiǎn)挝唬悍╒）電壓方向有正負(fù)電場(chǎng)力作功電路中的基本物理量電壓的測(cè)量：實(shí)際中要測(cè)量電壓的大小，通常用電壓表或萬(wàn)用表的電壓擋。

電路中的基本物理量2020/12/1913

我國(guó)廣泛使用的民用電的電壓是380V和220V，美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)使用的電壓是110V。安全電壓的額定值分為42V、36V、24V、12V和6V五個(gè)等級(jí)?！?2V用于有危險(xiǎn)場(chǎng)所適用的手持電動(dòng)工具；◆36V適用于一般場(chǎng)所和潮濕場(chǎng)所；◆24V適用于工作面積狹窄且操作者易大面積接觸帶電體的場(chǎng)所；◆12V和6V適用于人體需要長(zhǎng)期觸及器具上帶電體的場(chǎng)所。【知識(shí)拓展】

電路中的基本物理量2020/12/19142．電位如果任選電路中一點(diǎn)o為參考點(diǎn)，那么電路中a點(diǎn)的電位Ua就等于電場(chǎng)力將單位正電荷從a點(diǎn)移到參考點(diǎn)o所做的功，即參考點(diǎn)的電位等于零，所以，參考點(diǎn)又叫零電位點(diǎn)。電路中的基本物理量2020/12/1915

實(shí)際中，如果在電路中任選一個(gè)參考點(diǎn)并令它的電位為零，則電路中某一點(diǎn)的電位就應(yīng)等于該點(diǎn)到參考點(diǎn)之間的電壓?？梢?jiàn)，電位實(shí)質(zhì)上也是電壓，只不過(guò)是對(duì)參考點(diǎn)之間的電壓。所以，電位的單位也是伏特（V）。電位是一個(gè)相對(duì)量。電路中的基本物理量2020/12/1916理論上參考點(diǎn)可以任意選取。而實(shí)際電力電路中通常都選大地為參考點(diǎn)，即零電位點(diǎn)，用符號(hào)“

”表示；實(shí)際電子線(xiàn)路中通常以多條支路匯合的公共點(diǎn)或者金屬底板、機(jī)殼等作為參考點(diǎn)，用符號(hào)“

”表示。規(guī)定：高于參考點(diǎn)的電位為正值，低于參考點(diǎn)的電位為負(fù)值。電路中的基本物理量2020/12/1917

電位差——電路中任意兩點(diǎn)間的電位之差，也就是電壓，所以電壓也叫做電位差。即Uab＝Ua－Ub

等電位點(diǎn)——如果電路中的兩點(diǎn)電位相同，這兩點(diǎn)之間就不會(huì)有電流通過(guò)，則這兩點(diǎn)叫做等電位點(diǎn)。電路中的基本物理量2020/12/1918高壓帶電作業(yè)【知識(shí)拓展】

電路中的基本物理量2020/12/1919高壓線(xiàn)路的等電位作業(yè)是人體與帶電體處于同電位狀態(tài)的直接作業(yè)，此時(shí)雖然線(xiàn)路的電壓很高，但由于線(xiàn)路之間不構(gòu)成電流的通路，故對(duì)人身還是安全的。它的優(yōu)點(diǎn)是能夠完成許多細(xì)致、復(fù)雜的檢修工作，取得理想的工作效果和效率；缺點(diǎn)是人體必須占據(jù)帶電設(shè)備固有凈空，應(yīng)用范圍因而受到限制。電路中的基本物理量2020/12/1920電位與電位差的異同點(diǎn)：（1）電位是某點(diǎn)對(duì)參考點(diǎn)的電壓，電位差是某兩點(diǎn)間的電壓。因此，電位相同的各點(diǎn)間的電位差為零，電流也為零。（2）兩者單位相同，都是伏特（V）。（3）電位是相對(duì)量，隨參考點(diǎn)的改變而改變；而電位差的絕對(duì)值不隨參考點(diǎn)的改變而改變，所以電壓是絕對(duì)量。電路中的基本物理量2020/12/1921

實(shí)際中當(dāng)電路的元件數(shù)目較多時(shí)，把所有兩點(diǎn)間的電壓都表示出來(lái)是很煩瑣的，如果采用電位表示就會(huì)變得簡(jiǎn)單而清晰。電壓表示法和電位表示法要表示所有兩點(diǎn)間的電壓，采用電壓表示法需要6個(gè)電壓量，采用電位表示法需要3個(gè)電壓量電路中的基本物理量2020/12/1922利用電位表示法畫(huà)成的晶體管放大電路通過(guò)測(cè)量電路中各點(diǎn)的電位來(lái)計(jì)算電壓非常方便電路中的基本物理量2020/12/1923

如圖所示為用電位法表示的晶體三極管放大電路，已知Uc＝+10.5V，Ub＝+0.6V，選公共點(diǎn)e點(diǎn)為參考點(diǎn)，即Ue＝0V，求電壓Ube、Uce和Ucb的大小。［例1－2］電路中的基本物理量2020/12/1924三、電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)的定義是：在電源內(nèi)部，外力將單位正電荷Q從電源的負(fù)極移到電源正極所作的功W，用字母E表示，即電動(dòng)勢(shì)是衡量電源將非電能轉(zhuǎn)換成電能的本領(lǐng)的物理量。電路中的基本物理量2020/12/1925電動(dòng)勢(shì)的作用是把正電荷從低電位搬到高電位。在實(shí)際電路中，它主要起提供電能的作用。電動(dòng)勢(shì)的單位和電壓一樣，也是伏特。電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為：在電源內(nèi)部，由負(fù)極指向正極，即由低電位指向高電位。要測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)的大小，通常也采用電壓表或萬(wàn)用表的電壓擋。電路中的基本物理量2020/12/1926電動(dòng)勢(shì)與電壓的方向不同。電動(dòng)勢(shì)的方向是在電源內(nèi)部由低電位指向高電位，即電位升的方向；電壓方向是由高電位指向低電位，即電位降的方向。電動(dòng)勢(shì)和電壓的區(qū)別：電動(dòng)勢(shì)僅存在于電源內(nèi)部，而電壓不僅存在于電源外部，也存在于電源內(nèi)部。電動(dòng)勢(shì)和電壓的物理意義不同。電動(dòng)勢(shì)用來(lái)衡量電源力做功本領(lǐng)的大小，電壓用來(lái)衡量電場(chǎng)力做功本領(lǐng)的大小。電路中的基本物理量

現(xiàn)在你能說(shuō)出行程開(kāi)關(guān)上面標(biāo)注的“AC380V，DC

220V，5A”的含義了嗎？AC380V，DC220V，5A電路中的基本物理量2020/12/1928四、電阻與電阻定律電阻的單位為歐姆，用符號(hào)Ω表示。常用的電阻單位還有千歐（kΩ）和兆歐（MΩ）。1千歐（kΩ）＝1000歐（Ω）1兆歐（MΩ）＝1000千歐（kΩ）即導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，用字母R或r表示。1.電阻電路中的基本物理量2020/12/1929l——導(dǎo)體長(zhǎng)度，m；

S——導(dǎo)體橫截面積，m2；ρ——導(dǎo)體的電阻率，與導(dǎo)體材料有關(guān)的物理量。

2.電阻定律

在溫度一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度成正比，與導(dǎo)體橫截面積成反比，還與導(dǎo)體的材料有關(guān)，這一規(guī)律稱(chēng)為電阻定律。電路中的基本物理量2020/12/1930電阻率表示長(zhǎng)度為1m，橫截面積為1m2的某種導(dǎo)體所具有的電阻值，即電阻率的單位為Ω·m。

電阻率小的材料導(dǎo)電能力強(qiáng)，電阻率大的材料導(dǎo)電能力弱。電路中的基本物理量2020/12/1931

幾種常用材料的電阻率材料電阻率（Ω·m）材料電阻率（Ω·m）銀1.6×10－8鐵1.0×10－7銅1.7×10－8錳銅4.4×10－7鋁2.9×10－8康銅5.0×10－7鎢5.3×10－8橡膠1.0×1016

導(dǎo)體10－8～10－6Ω·m導(dǎo)電性能絕緣體106～1016Ω·m

半導(dǎo)體電阻率介于上述兩者之間電路中的基本物理量2020/12/1932電阻的倒數(shù)稱(chēng)為電導(dǎo)，用字母G表示。電導(dǎo)的單位是西門(mén)子（S），1S＝1／Ω。電導(dǎo)G用來(lái)表示導(dǎo)體的導(dǎo)電能力，G越大表示材料的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，G越小表示材料的導(dǎo)電能力越弱。電路中的基本物理量2020/12/1933

通常情況下，金屬的電阻隨溫度的升高而增大。半導(dǎo)體和電解液的電阻通常是隨著溫度的升高而減小。錳銅和康銅的電阻一般不隨溫度變化，常用來(lái)制造標(biāo)準(zhǔn)電阻。

3.電阻與溫度的關(guān)系電路中的基本物理量2020/12/1934變壓器的超溫報(bào)警通過(guò)預(yù)埋在變壓器低壓繞組中的熱敏測(cè)溫電阻采集繞組或鐵心溫度信號(hào)。當(dāng)變壓器繞組溫度因過(guò)載或短路等原因繼續(xù)上升，達(dá)到155℃時(shí)，即發(fā)出繞組超溫報(bào)警信號(hào)；若溫度繼續(xù)上升達(dá)到170℃，變壓器就會(huì)自動(dòng)跳閘，起到自動(dòng)保護(hù)作用?！局R(shí)拓展】電路中的基本物理量2020/12/1935在溫度一定的條件下，通過(guò)電阻的電流隨電壓而變化的關(guān)系曲線(xiàn)，稱(chēng)為電阻的伏安特性曲線(xiàn)。4.電阻的伏安特性曲線(xiàn)電路中的基本物理量2020/12/1936線(xiàn)性電阻——電阻值是一個(gè)常數(shù)，不隨外加電壓變化而改變。常見(jiàn)的電阻大多數(shù)都是線(xiàn)性電阻。非線(xiàn)性電阻——電阻值不是一個(gè)常數(shù)，隨外加電壓變化而改變。電子技術(shù)中常見(jiàn)的二極管和三極管都屬于非線(xiàn)性電阻元件。電路中的基本物理量2020/12/1937左圖所示為3個(gè)電阻的伏安特性曲線(xiàn)，試分析哪一個(gè)電阻的阻值最大？并找出比較電阻大小的規(guī)律?！揪氁痪殹?/p>

要測(cè)量電阻的大小，可使用歐姆表或萬(wàn)用表的歐姆擋。電路中的基本物理量2020/12/19385.電阻及其在電路中的作用（1）常見(jiàn)電阻器碳膜電阻器繞線(xiàn)電阻器金屬膜電阻器常見(jiàn)的固定電阻器有以下幾種：電路中的基本物理量2020/12/1939微調(diào)電阻是一種調(diào)節(jié)阻值范圍很小的可變電阻。微調(diào)電阻可變電阻是一種常見(jiàn)的可調(diào)電子元件，常用于需要調(diào)節(jié)電阻大小的場(chǎng)合，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻的大小達(dá)到調(diào)節(jié)電位的目的，故又稱(chēng)電位器。常見(jiàn)電位器電路中的基本物理量2020/12/19401）限流作用：在電壓一定的情況下，電阻越大，流過(guò)的電流越小。（2）電阻在電路中的作用2）分壓作用：電流I通過(guò)電阻R時(shí)，一定會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓降U。電阻的限流和分壓作用電路中的基本物理量2020/12/1941把元件的主要參數(shù)直接印制在元件的表面，主要用于功率比較大的電阻器。1）直標(biāo)法

【例】在6.8Ω的電阻上標(biāo)有“6.8”或“6R8”，在6.8kΩ的電阻上標(biāo)有“6.8k”或“6k8”的字樣。（3）電阻器常用標(biāo)注方法電路中的基本物理量2020/12/1942目前，小功率的電阻器普遍使用色環(huán)法。2）色環(huán)法一般用背景顏色區(qū)別電阻器的種類(lèi)：淺色（淡綠色、淡藍(lán)色、淺棕色）表示碳膜電阻器。紅色表示金屬或金屬氧化膜電阻器。深綠色表示線(xiàn)繞電阻器。電路中的基本物理量2020/12/1943普通電阻器用4個(gè)色環(huán)表示其阻值和允許偏差。第一、第二環(huán)表示有效數(shù)字，第三環(huán)表示倍率（乘數(shù)），與前3環(huán)距離較大的第四環(huán)表示精度。電路中的基本物理量2020/12/1944精密電阻器通常采用5個(gè)色環(huán)。第一、二、三環(huán)表示有效數(shù)字，第四環(huán)表示倍率，與前四環(huán)距離較大的第五環(huán)表示精度。電路中的基本物理量2020/12/1945一只標(biāo)有棕、黑、