中職《電工基礎(chǔ)》電路中的基本物理量公開課全省一等獎(jiǎng)?wù)n件

電路中基本物理量

3．掌握電壓和電位定義及其在實(shí)際中應(yīng)用。熟悉電壓和電位測(cè)量方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)1．掌握電流形成、電流大小和方向要求。熟悉電流測(cè)量方法。2．掌握電流密度定義及其在實(shí)際中應(yīng)用。4．掌握電動(dòng)勢(shì)定義及其在電路中作用。5．掌握電阻定義，了解導(dǎo)體電阻與哪些原因相關(guān)。6．了解電阻在實(shí)際中作用。掌握電阻識(shí)別方法和測(cè)量方法。第1頁(yè)上面標(biāo)有“AC380V，DC220V，5A”字樣，這些字樣表示什么含義呢？電路中基本物理量

第2頁(yè)

電流——電荷有規(guī)則定向運(yùn)動(dòng)。電流是一個(gè)客觀存在物理現(xiàn)象。1．電流方向一、電流和電流密度電路中基本物理量

第3頁(yè)要求：以正電荷運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎?。電流為正值（I＞0），表明電流實(shí)際方向與假設(shè)參考方向相同；電流為負(fù)值（I＜0），表明電流實(shí)際方向與假設(shè)參考方向相反。電路中基本物理量

第4頁(yè)在下列圖所表示電路中，電流參考方向如圖所表示，已知圖a中I1＝2A，圖b中I2＝－4A，請(qǐng)指出電流實(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)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)參考方向相反。電路中基本物理量

第5頁(yè)電流分類

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）正弦交流電電路中基本物理量

第6頁(yè)電流大小——在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)導(dǎo)體橫截面電荷量多少。電流I單位是安培（A）。除安培外，慣用電流單位還有千安（kA）、毫安（mA）和微安（μA）。

2.電流大小

實(shí)際中要測(cè)量電流大小，通慣用電流表或萬(wàn)用表電流擋。

電路中基本物理量

第7頁(yè)A／mm23．電流密度電流密度大

電流密度小

電流密度——流過(guò)導(dǎo)體單位橫截面積上電流。電路中基本物理量

第8頁(yè)實(shí)際生活中，人們往往是依據(jù)導(dǎo)體電流密度大小來(lái)選擇適當(dāng)導(dǎo)線截面積，從而使導(dǎo)線電流密度在允許范圍內(nèi)，以確保用電安全。導(dǎo)線允許電流密度與導(dǎo)線材料和橫截面積大小相關(guān)。【知識(shí)拓展】電路中基本物理量

第9頁(yè)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)選擇多粗銅導(dǎo)線？（取銅導(dǎo)線允許電流密度為6

A／mm2）［例1－1］解：電路中基本物理量

第10頁(yè)（1）電路中必有電源存在。（2）電路一定要組成閉合回路。4．產(chǎn)生電流條件水路電路電路中基本物理量

第11頁(yè)

電場(chǎng)力把單位正電荷從電場(chǎng)中一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)所做功，叫做這兩點(diǎn)之間電壓，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)力作功電路中基本物理量

第12頁(yè)電壓測(cè)量：實(shí)際中要測(cè)量電壓大小，通慣用電壓表或萬(wàn)用表電壓擋。

電路中基本物理量

第13頁(yè)

我國(guó)廣泛使用民用電電壓是380V和220V，美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)使用電壓是110V。安全電壓額定值分為42V、36V、24V、12V和6V五個(gè)等級(jí)。◆

42V用于有危險(xiǎn)場(chǎng)所適用手持電開工具；◆36V適合用于普通場(chǎng)所和潮濕場(chǎng)所；◆24V適合用于工作面積狹窄且操作者易大面積接觸帶電體場(chǎng)所；◆12V和6V適合用于人體需要長(zhǎng)久觸及器具上帶電體場(chǎng)所。【知識(shí)拓展】

電路中基本物理量

第14頁(yè)2．電位假如任選電路中一點(diǎn)o為參考點(diǎn)，那么電路中a點(diǎn)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所做功，即參考點(diǎn)電位等于零，所以，參考點(diǎn)又叫零電位點(diǎn)。電路中基本物理量

第15頁(yè)

實(shí)際中，假如在電路中任選一個(gè)參考點(diǎn)并令它電位為零，則電路中某一點(diǎn)電位就應(yīng)等于該點(diǎn)到參考點(diǎn)之間電壓?？梢姡娢粚?shí)質(zhì)上也是電壓，只不過(guò)是對(duì)參考點(diǎn)之間電壓。所以，電位單位也是伏特（V）。電位是一個(gè)相對(duì)量。電路中基本物理量

第16頁(yè)理論上參考點(diǎn)能夠任意選取。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)際電子線路中通常以多條支路匯合公共點(diǎn)或者金屬底板、機(jī)殼等作為參考點(diǎn)，用符號(hào)“”表示。要求：高于參考點(diǎn)電位為正值，低于參考點(diǎn)電位為負(fù)值。電路中基本物理量

第17頁(yè)

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

等電位點(diǎn)——假如電路中兩點(diǎn)電位相同，這兩點(diǎn)之間就不會(huì)有電流經(jīng)過(guò)，則這兩點(diǎn)叫做等電位點(diǎn)。

電路中基本物理量

第18頁(yè)高壓帶電作業(yè)【知識(shí)拓展】

電路中基本物理量

第19頁(yè)高壓線路等電位作業(yè)是人體與帶電體處于同電位狀態(tài)直接作業(yè)，此時(shí)即使線路電壓很高，但因?yàn)榫€路之間不組成電流通路，故對(duì)人身還是安全。它優(yōu)點(diǎn)是能夠完成許多細(xì)致、復(fù)雜檢修工作，取得理想工作效果和效率；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。電路中基本物理量

第20頁(yè)電位與電位差異同點(diǎn)：（1）電位是某點(diǎn)對(duì)參考點(diǎn)電壓，電位差是某兩點(diǎn)間電壓。所以，電位相同各點(diǎn)間電位差為零，電流也為零。（2）二者單位相同，都是伏特（V）。（3）電位是相對(duì)量，隨參考點(diǎn)改變而改變；而電位差絕對(duì)值不隨參考點(diǎn)改變而改變，所以電壓是絕對(duì)量。電路中基本物理量

第21頁(yè)

實(shí)際中當(dāng)電路元件數(shù)目較多時(shí)，把全部?jī)牲c(diǎn)間電壓都表示出來(lái)是很煩瑣，假如采取電位表示就會(huì)變得簡(jiǎn)單而清楚。電壓表示法和電位表示法要表示全部?jī)牲c(diǎn)間電壓，采取電壓表示法需要6個(gè)電壓量，采取電位表示法需要3個(gè)電壓量電路中基本物理量

第22頁(yè)利用電位表示法畫成晶體管放大電路經(jīng)過(guò)測(cè)量電路中各點(diǎn)電位來(lái)計(jì)算電壓非常方便電路中基本物理量

第23頁(yè)

如圖所表示為用電位法表示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大小。［例1－2］電路中基本物理量

第24頁(yè)三、電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)定義是：在電源內(nèi)部，外力將單位正電荷Q從電源負(fù)極移到電源正極所作功W，用字母E表示，即電動(dòng)勢(shì)是衡量電源將非電能轉(zhuǎn)換成電能本事物理量。電路中基本物理量

第25頁(yè)電動(dòng)勢(shì)作用是把正電荷從低電位搬到高電位。在實(shí)際電路中，它主要起提供電能作用。電動(dòng)勢(shì)單位和電壓一樣，也是伏特。電動(dòng)勢(shì)方向要求為：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)大小，通常也采取電壓表或萬(wàn)用表電壓擋。電路中基本物理量

第26頁(yè)電動(dòng)勢(shì)與電壓方向不一樣。電動(dòng)勢(shì)方向是在電源內(nèi)部由低電位指向高電位，即電位升方向；電壓方向是由高電位指向低電位，即電位降方向。電動(dòng)勢(shì)和電壓區(qū)分：電動(dòng)勢(shì)僅存在于電源內(nèi)部，而電壓不但存在于電源外部，也存在于電源內(nèi)部。電動(dòng)勢(shì)和電壓物理意義不一樣。電動(dòng)勢(shì)用來(lái)衡量電源力做功本事大小，電壓用來(lái)衡量電場(chǎng)力做功本事大小。

電路中基本物理量

第27頁(yè)

現(xiàn)在你能說(shuō)出行程開關(guān)上面標(biāo)注“AC380V，DC

220V，5A”含義了嗎？AC380V，DC220V，5A電路中基本物理量

第28頁(yè)四、電阻與電阻定律電阻單位為歐姆，用符號(hào)Ω表示。慣用電阻單位還有千歐（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)電流妨礙作用，用字母R或r表示。1.電阻電路中基本物理量

第29頁(yè)l——導(dǎo)體長(zhǎng)度，m；

S——導(dǎo)體橫截面積，m2；ρ——導(dǎo)體電阻率，與導(dǎo)體材料相關(guān)物理量。

2.電阻定律

在溫度一定時(shí)，導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度成正比，與導(dǎo)體橫截面積成反比，還與導(dǎo)體材料相關(guān)，這一規(guī)律稱為電阻定律。電路中基本物理量

第30頁(yè)電阻率表示長(zhǎng)度為1m，橫截面積為1m2某種導(dǎo)體所含有電阻值，即電阻率單位為Ω·m。

電阻率小材料導(dǎo)電能力強(qiáng)，電阻率大材料導(dǎo)電能力弱。電路中基本物理量

第31頁(yè)

幾個(gè)慣用材料電阻率材料電阻率（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)體電阻率介于上述二者之間電路中基本物理量

第32頁(yè)電阻倒數(shù)稱為電導(dǎo)，用字母G表示。電導(dǎo)單位是西門子（S），1S＝1／Ω。電導(dǎo)G用來(lái)表示導(dǎo)體導(dǎo)電能力，G越大表示材料導(dǎo)電能力越強(qiáng)，G越小表示材料導(dǎo)電能力越弱。電路中基本物理量

第33頁(yè)

通常情況下，金屬電阻隨溫度升高而增大。半導(dǎo)體和電解液電阻通常是伴隨溫度升高而減小。錳銅和康銅電阻普通不隨溫度改變，慣用來(lái)制造標(biāo)準(zhǔn)電阻。

3.電阻與溫度關(guān)系

電路中基本物理量

第34頁(yè)變壓器超溫報(bào)警經(jīng)過(guò)預(yù)埋在變壓器低壓繞組中熱敏測(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，到達(dá)155℃時(shí)，即發(fā)出繞組超溫報(bào)警信號(hào)；若溫度繼續(xù)上升到達(dá)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】電路中基本物理量

第35頁(yè)在溫度一定條件下，經(jīng)過(guò)電阻電流隨電壓而改變關(guān)系曲線，稱為電阻伏安特征曲線。4.電阻伏安特征曲線

電路中基本物理量

第36頁(yè)線性電阻——電阻值是一個(gè)常數(shù)，不隨外加電壓改變而改變。常見電阻大多數(shù)都是線性電阻。非線性電阻——電阻值不是一個(gè)常數(shù)，隨外加電壓改變而改變。電子技術(shù)中常見二極管和三極管都屬于非線性電阻元件。電路中基本物理量

第37頁(yè)左圖所表示為3個(gè)電阻伏安特征曲線，試分析哪一個(gè)電阻阻值最大？并找出比較電阻大小規(guī)律?！揪氁痪殹?/p>

要測(cè)量電阻大小，可使用歐姆表或萬(wàn)用表歐姆擋。電路中基本物理量

第38頁(yè)5.電阻及其在電路中作用（1）常見電阻器碳膜電阻器繞線電阻器金屬膜電阻器常見固定電阻器有以下幾個(gè)：電路中基本物理量

第39頁(yè)微調(diào)電阻是一個(gè)調(diào)整阻值范圍很小可變電阻。微調(diào)電阻可變電阻是一個(gè)常見可調(diào)電子元件，慣用于需要調(diào)整電阻大小場(chǎng)所，經(jīng)過(guò)調(diào)整電阻大小到達(dá)調(diào)整電位目標(biāo)，故又稱電位器。常見電位器電路中基本物理量

第40頁(yè)1）限流作用：在電壓一定情況下，電阻越大，流過(guò)電流越小。（2）電阻在電路中作用

2）分壓作用：電流

I

經(jīng)過(guò)電阻

R時(shí)，一定會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓降U。電阻限流和分壓作用電路中基本物理量

第41頁(yè)把元件主要參數(shù)直接印制在元件表面，主要用于功率比較大電阻器。1）直標(biāo)法

【例】在6.8Ω電阻上標(biāo)有“6.8”或“6R8”，在6.8kΩ電阻上標(biāo)有“6.8k”或“6k8”字樣。（3）電阻器慣用標(biāo)注方法電路中基本物理量

第42頁(yè)當(dāng)前，小功率電阻器普遍使用色環(huán)法。2）色環(huán)法普通用背景顏色區(qū)分電阻器種類：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。深綠色表示線繞電阻器。電路中基本物理量

第43頁(yè)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)距離較大第四環(huán)表示精度。電路中基本物理量

第44頁(yè)精密電阻器通常采取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)距離較大第五環(huán)表示精度。電路中基本物理量

第45頁(yè)一只標(biāo)有棕、黑、綠、棕、棕5個(gè)色環(huán)電阻器，其阻值和允許偏差各為多少？電路中基本物理量

第46頁(yè)1．電荷有規(guī)則定向運(yùn)動(dòng)稱為電流。為統(tǒng)一起見，要求以正電荷運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏髡较颉?．依據(jù)電流隨時(shí)間改變情況，電流能夠分為直流電流和交流電流兩大類，直流電流又可細(xì)分為穩(wěn)恒直流電流和脈動(dòng)直流電流兩類。3．電流大小定義為：在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)導(dǎo)體橫截面電荷量多少。

課堂小結(jié)電路中基本物理量

第47頁(yè)4．當(dāng)電流在導(dǎo)體截面上均勻分布時(shí)，該電流與導(dǎo)體橫截面積比值，稱為電流密度。5．電路中產(chǎn)生電流條件是：（1）電路中必有電源存在；（2）電路一