电工基础第3版教学课件电子教案.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2022/3/9 Wednesday,#,电工基础,(,第,3,版）,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2022/3/9 Wednesday,#,电工基础,(,第,3,版）,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2022/3/9 Wednesday,#,电工基础,(,第,3,版）,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2022/3/9 Wednesday,#,电工基础,(,第,3,版）,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,电工基础,(,第,3,版）,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2022/3/9 Wednesday,#,电工基础,(,第,3,版）,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,电工基础,(,第,3,版）,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,电工基础,(,第,3,版）,第,1,章 电路的基本知识,第,2,章 直流电路,第,3,章 电容器,第,4,章 磁与电,第,5,章 单相正弦交流电路,第,6,章 三相交流电路,*,第,7,章 变压器与电动机,*,第,8,章 安全用电与节约用电,第,1,章 电路的基本知识,知识目标,理解电流、电位、电压、电动势、电阻、电能、电功率等基本电量。,知道常用电阻器的类型，熟悉常用电阻器的型号，会识别电阻器的主要参数。,掌握欧姆定律、焦耳定律和最大,功率输出定理,等基本定律（定理）。,技能目标,能比较电位与电压、电压与电动势、电能与电功率，具有计算电路基本物理量的能力。,会,应用欧姆定律、焦耳定律和最大功率输出定理,分析和解决生活生产中的实际问题。,会使用仪表测量电流、电压、电阻、电能等基本电量。,1.1,电路,1.2,电流,1.3,电压与电位,1.4,电源与电源电动势,1.5,电阻,1.6,欧姆定律,1.7,电能与电功率,1.8,负载获得最大功率的条件,1.9,技能训练,1.1,电路,认识电路组成的基本要素，知道电路的工,作状态。,会识读简单的电路图。,1.1.1,电路的基本组成,电路是电流流过的路径。一个完整的电路通常至少要有电源、负载、连接导线、控制和保护装置,4,部分组成,1.,电源,电源是供给电能的装置，它把其他形式的能转换成电能。,2.,负载,负载，也称用电设备或用电器，是应用电能的装置，它把电能转换成其他形式的能量。,（,c,）电热水壶,3.,导线,导线把电源和负载连接成闭合回路，输送和分配电能。,4.,控制和保护装置,为了使电路安全可靠地工作，电路通常还装有开关、熔断器等器件，对电路起控制和保护作用。,（,a,）常用开关,（,c,）熔断器,1.1.2,电路图,用统一规定的符号来表示电路，称为电路图。电路图是用来说明电气设备之间连接方式的图。,1.1.3,电路的工作状态,1.,通路,通路是指正常工作状态下的闭合电路。,2.,开路,开路，又叫断路，是指电源与负载之间未接成闭合电路，即电路中有一处或多处是断开的。,3.,短路,短路是指电源不经负载直接被导线连接。,应用,熔断器，俗称保险丝，是低压供配电系统和控制系统中最常用的安全保护电器，主要用于短路保护，有时也可用于过载保护。,1.2,电流,说出电流的概念，写出电流的公式。,说出电流的方向，区分电流的参考方向和实际方向。,1.2.1,产生电流的条件,首先要有可以移动的电荷自由电子。金属导体中就有能移动的自由电子。同时，要获得持续的电流，导体两端必须保持一定的电位差（电压），才能持续不断地推动自由电子朝同一个方向移动。,1.2.2,电流,衡量电流大小或强弱的物理量叫做电流强度，简称电流。,电流的大小等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用的时间的比值,在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是,A,。电流的常用单位还有毫安（,mA,）和微安（,A,）：,1A=10,3,mA=10,6,A,电流的方向习惯上规定为正电荷定向移动的方向。,为了计算方便，常常事先假设一个电流方向，称为参考方向，用箭头在电路图中标明。如果计算的结果电流为正值，那么电流的真实方向与参考方向一致；如果计算的结果电流为负值，那么电流的真实方向与参考方向相反。,直流电的文字符号用字母“,DC”,表示，图形符号用“,”,表示。交流电的文字符号用字母“,AC”,表示，图形符号用“”表示。,1.3,电压与电位,说出电压、电位的概念，写出电压、电位的公式。,会比较电压与电位。,1.3.1,电压,电压就是衡量电场力做功能力大小的物理量。,A,、,B,两点间的电压,U,AB,在数值上等于电场力把电荷由,A,点移到,B,点所做的功,W,AB,与被移动电荷的电荷量,q,的比值。,在国际单位制中，电压的单位是伏特，简称伏，符号是,V,。电压的常用单位还有千伏（,kV,）和毫伏（,mV,）。,1kV=10,3,V,1V=10,3,mV,规定电压的方向由高电位指向低电位，即电位降低的方向。,电压是两点间的电位差。在电路中，,A,、,B,两点间的电压等于,A,、,B,两点间的电位之差，即,U,AB,=,V,A,V,B,规定参考点的电位为零。,原则上参考点是可以任意选定的，但习惯上通常选择大地为参考点。,在实际电路中也选取公共点或机壳作为参考点，一个电路中只能选一个参考点。,1.3.2,电位,1.4,电源与电源电动势,认识常见电源。,说出电动势的概念，写出电压、电位的公式。,会比较电动势与电压。,1.4.1,电源,在电路中，电源以外的部分叫外电路，电源以内的部分叫内电路。,在内电路中，有一种力能够不断地把正电荷从低电位移到高电位，这种力叫做电源力。,衡量电源力做功能力大小的物理量叫做电源电动势。,在电源内部，电源力把正电荷从低电位（负极）移到高电位（正极）反抗电场力所做的功,W,与被移动电荷的电荷量,q,的比值就是电源电动势，简称电动势。,电源内部电源力由负极指向正极，因此电动势的方向规定为由电源的负极（低电位）指向正极（高电位）。,1.4.2,电源电动势,1.5,电阻,说出电阻的概念，写出电阻定律的公式。,会应用电阻定律计算导体电阻。,1.5.1,电阻与电阻定律,导体对电流的阻碍作用叫电阻，用字母,R,表示。,在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是,。,1k=10,3,1M=10,6,在温度不变时，一定材料的导体的电阻与它的长度成正比，与它的截面积成反比。这个规律叫做电阻定律。,1.5.1,电阻与电阻定律,1,常用电阻器,1.5.2,电阻器,电阻器是利用金属或非金属材料对电流起阻碍作用的特性制成，电阻器通常称为电阻。,电阻器的分类如下：,按结构形式分，有固定电阻器、可变电阻器（可调电阻器、电位器）,按制作材料分，有碳膜电阻器、金属膜电阻器、线绕电阻器,按用途分，精密电阻器、高频电阻器、熔断电阻器、敏感电阻器,1.5.2,电阻器,（,1,）,固定电阻器,固定电阻器是阻值不能改变的电阻器,。,电阻器的一般符号,1.5.2,电阻器,碳膜电阻器,金属膜电阻器,（,1,）,固定电阻器,1.5.2,电阻器,线绕电阻器,（,1,）,固定电阻器,1.5.2,电阻器,电动机控制电路常用电阻器,（,1,）,固定电阻器,1.5.2,电阻器,（,2,）,可变电阻器,半可变电阻器,碳膜,电位器,1.5.2,电阻器,（,2,）,可变电阻器,绕线电位器,实心电位器,1.5.2,电阻器,（,2,）,可变电阻器,直滑式电位器,开关电位器,1.5.2,电阻器,2.,电阻器的主要参数,（,1,）电阻器的型号,1.5.2,电阻器,2.,电阻器的主要参数,（,2,）电阻器的,主要参数,标称阻值,：,电阻器的标称阻值是指电阻器表面所标的阻值。,允许误差,：,标称阻值与实际阻值的差值与标称阻值之比的百分数称阻值误差，它表示电阻器的精度。,额定功率,：,电阻器的额定功率是指在规定的温度和大气压下，电阻器在交流或直流电路中能长期连续工作所消耗的最大功率。,1.5.2,电阻器,2.,电阻器的主要参数,（,3,）电阻器主要参数的标注方法,直标法,（,a,）,（,b,）,一般用数字和单位符号直接标称电阻值并标注在电阻器上。,1.5.2,电阻器,2.,电阻器的主要参数,（,3,）电阻器主要参数的标注方法,文字符号法,用数字和单位符号组合在一起表示，文字符号前面的数字表示整数阻值，文字符号后面的数字表示小数点后面的小数阻值。,（,a,）,（,b,）,1.5.2,电阻器,2.,电阻器的主要参数,（,3,）电阻器主要参数的标注方法,数码法,在电阻器上用,3,位或,4,位数码表示标称值的标注方法。,电位器数码法,1.5.2,电阻器,2.,电阻器的主要参数,（,3,）电阻器主要参数的标注方法,数码法,贴片电阻数码法,1.5.2,电阻器,2.,电阻器的主要参数,（,3,）电阻器主要参数的标注方法,色标法,用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标称阻值和允许偏差。,四色环的意义,A,两位有效数字的色标法,四色环电阻器,1.5.2,电阻器,2.,电阻器的主要参数,（,3,）电阻器主要参数的标注方法,色标法,用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标称阻值和允许偏差。,五,色环的意义,B,三位有效数字的色标法,五,色环电阻器,3,电阻传感器,应变式传感器是基于测量物体受力变形所产生应变的一种传感器，最常用的传感元件为电阻应变片，如图（,a,）所示。,压阻式传感器是利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。常用的压阻式传感器有半导体应变式传感器和固态压阻式传感器，如图（,b,）、（,c,）所示。,1.6,欧姆定律,说出欧姆定律的内容，写出欧姆定律的表达式。,会灵活应用欧姆定律分析和解决实际问题。,1.6.1,部分电路欧姆定律,部分电路欧姆定律：电路中的电流,I,与电阻两端的电压,U,成正比，与电阻,R,成反比。,伏安特性曲线是直线时，称为线性电阻。如果不是直线，则称为非线性电阻。欧姆定律只适用于线性电路。,应用,一般的普通电阻都是线性电阻。但也有一类电阻受温度、光线、电压、温度等因素影响，电阻的伏安特性曲线是非线性的，这类电阻统称为敏感电阻器。,1.6.2,全电路欧姆定律,全电路欧姆定律内容是：闭合电路中的电流与电动势成正比，与电路的总电阻（内电路电阻与外电路电阻之和）成反比，用公式表示为,端电压随外电路电阻变化的规律：,1.7,电功与电功率,理解电能和电功率的概念，能简单计算电能和电功率。,会应用电能、焦耳定律分析和解决实际问题。,1.7.1,电能,在电场力作用下，电荷定向移动形成的电流所做的功称为电功。电功也称电能。,W=Uq=UIt,在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号是,J,。,电能常以千瓦时（俗称度）为单位，符号是,kWh,。,1kWh=3.610,6,J=3.6MJ,1.7.2,电功率,电功率是描述电流做功快慢的物理量。电流在单位时间内所做的功叫做电功率。,在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是,W,。,1.7.3,电流的热效应,电流通过导体会产生热的现象，称为电流的热效应。,英国物理学家焦耳通过实验发现：电流通过导体产生的热量，与电流的平方、导体的电阻和通过的时间成正比，这就是焦耳定律。,Q,=,I,2,Rt,1.8,负载获得最大功率的条件,说,出负载获得最大功率的条件，计算负载获得的最大功率。,1.8.1,负载获得最大功率的条件,当负载电阻,R,和电源内阻,r,相等时，电源输出功率最大（负载获得最大功率,P,max,），即当,R,=,r,时，,使负载获得最大功率的条件也叫做最大功率输出定理。,1.8.2,负载获得最大功率的应用,在无线电技术中，把负载电阻等于电源内阻的状态叫做负载匹配，也称阻抗匹配。负载匹配时，负载（如扬声器）可以获得最大的功率。,1.9,技能训练,学会直流电流、电压测量方法，会正确选择和使用直流电流表和直流电压表。,会测量小型用电设备的电流和电压。,1.9.1,直流电流、电压的测量,基础知识,知识链接,1,电流表使用要点,电流表时使用要注意以下几点。,（,1,）选择合适的量程。,（,2,）注意电流的极性。,（,3,）与待测电路串联。,（,4,）防止短路。,基础知识,知识链接,2,电压表使用要点,电流表时使用要注意以下几点。,（,1,）选择合适的量程。,（,2,）注意电压的极性。,（,3,）与待测电路并联。,实践操作,列一列 元器件清单,序号,名称,符号,规格,数量,备注,1,直流电流表,可以用万用表的直流电流挡代替,2,直流电压表,可以用万用表的直流电压挡代替,3,直流稳压电源,E,4,单刀开关,S,5,用电器,R,可以用电阻、小灯泡等,6,连接导线,若干,实践操作,做一做,（,1,）直流电流表测直流电流。测量简单直流电路的直流电流，将测量结果填入表中。,（,2,）直流电压表测直流电压。测量干电池、直流稳压电源的电压，将测量结果填入表中。,实践操作,记一记,测量项目,测量仪表量程,测 量 对 象,测 量 数 据,测量结果,（平均值）,第,1,次,第,2,次,第,3,次,直流电流,直流电压,直流电流、电压测量结果表,训练总结,课题,直流电流、电压的测量,班级,姓名,学号,日期,训练,收获,训练,体会,训练评价,评定人,评语,等级,签名,自己评,同学评,老师评,综合评,定等级,直流电流、电压的测量训练总结表,拓展,1,电气测量的常用方法,电气测量的常用方法有直接测量法、间接测量法和比较测量法。,直接测量法是指测量结果从一次测量的实验数据中直接得到。,间接测量法是指测量时只能测出与被测量有关的电学量，然后经过计算求得被测量。,比较测量法是将被测的量与度量器在比较仪器中进行比较，从而测得被测量数值的一种方法。,训练拓展,拓展,2,万用表的基本使用方法,训练拓展,（,a,）指针式万用表,（,b,）数字式万用表,拓展,2,万用表的基本使用方法,训练拓展,（,1,）面板认识,MF47,指针式万用表面板,拓展,2,万用表的基本使用方法,训练拓展,（,2,）使用前准备,（,1,）将万用表水平放置。,（,2,）检查指针。,（,3,）插好表笔。,（,4,）检查电池。,（,5,）选择项目和量程。,（,6,）万用表使用完毕后，一般应把转换开关旋至交流电压的最高挡或“,OFF”,挡。,拓展,2,万用表的基本使用方法,训练拓展,（,3,）万用表的维护,拔出表笔。,将量程选择开关拨到“,OFF,”或交流电压最高挡，防止下次开始测量时不慎烧坏万用表。,若长期搁置不用时，应将万用表中的电池取出，以防电池电解液渗漏而腐蚀内部电路。,平时对万用表要保持干燥、清洁，严禁振动和机械冲击。,1.9,技能训练,根据被测电阻的数值和精度要求选择测量方法，使用万用表测量电阻。,了解兆欧表测量绝缘电阻和电桥测量电阻的基本方法。,1.9.2,电阻的测量,基础知识,知识链接,1,万用表电阻挡的使用要点,（,1,）选择量程。,（,2,）电阻调零。,（,3,）测量方法。将被测电阻同其他元器件或电源脱离，单手持表笔并跨接在电阻两端。,（,4,）正确读数。,（,5,）每次换挡后，应再次调整“电阻调零”旋钮，然后再测量。,选择量程,电阻调零,测量方法,基础知识,知识链接,2,伏安法测电阻,实践操作,列一列 元器件清单,序,号,名,称,符 号,规,格,数量,备,注,1,万用表,2,直流,电流表,可以用万用表的直流电流挡代替,3,直流,电压表,可以用万用表的直流电压挡代替,4,直流稳压电源,E,5,单刀开关,S,6,电阻,R,选择几欧姆、几十欧姆、几百欧姆、几千欧姆各挡电阻,7,电位器,R,P,8,连接导线,实践操作,做一做,（,1,）用万用表分别测量阻值约为几欧姆、几十欧姆、几百欧姆、几千欧姆的若干电阻，将测量结果记入表中。,（,2,）用伏安法分别测量阻值约为几欧姆、几十欧姆、几百欧姆、几千欧姆的若干电阻，测量电路如图所示，将测量结果记入表中。,实践操作,记一记,万用表测电阻测量,结果表,电阻,标称阻值（,）,测量数据（,）,测量结果,/,（平均值）,第,1,次,第,2,次,第,3,次,R,1,R,2,R,3,R,4,实践操作,记一记,伏安法测电阻测量,结果表,电阻,外,接,法,内,接,法,次数,电压,U/V,电流,I/A,电阻,R/,平均值,/,电压,U/V,电流,I/A,电阻,R/,平均值,/,R,1,1,2,R,2,1,2,R,3,1,2,R,4,1,2,结论：测量阻值较小的电阻时，应采用,；,测量阻值较大的电阻时，应采用,。,训练总结,课题,直流电流、电压的测量,班级,姓名,学号,日期,训练,收获,训练,体会,训练评价,评定人,评语,等级,签名,自己评,同学评,老师评,综合评,定等级,电阻,的测量训练总结表,拓展,1,兆欧表测量绝缘电阻的基本方法,训练拓展,（,1,）选择种类。,（,2,）选择导线。,（,3,）平稳放置。,（,4,）开路试验。,（,5,）短路试验。,（,6,）放电。,（,a,）平稳放置,b,）开路试验,（,c,）短路试验,拓展,2,单臂电桥测电阻,训练拓展,直流单臂电桥又称惠斯通电桥。单臂电桥是用电桥平衡原理测量被测电阻值，其实质是将被测电阻与已知电阻进行比较从而求得测量结果。,1.9,技能训练,学会电能的测量方法。,会使用和安装单相电能表。,1.9.3,单相电能表的安装,基础知识,知识链接,1,单相电能表的基本原理,电能表又称电度表，俗称火表，是计量电能的仪表。,基础知识,基础知识,知识链接,2,单相电能表的铭牌,在电能表的铭牌上标有一些字母和数字,基础知识,基础知识,知识链接,3,电能表的接线图,家庭用电量一般较少，因此单相电能表可采用直接接入方式，即电能表直接接入线路上,。,实践操作,列一列 元器件清单,序号,名,称,符,号,规,格,数,量,备,注,1,单相电能表,kWh,2,闸刀开关,QS,3,熔断器,FU,4,连接导线,单相电能表的安装元器件清单,实践操作,做一做,在电工板上安装家庭常用配电板,。,实践操作,记一记,家庭用电量,读数,月份,上月读数,/kWh,本月读数,/kWh,本月用电量,/kWh,训练总结,课题,直流电流、电压的测量,班级,姓名,学号,日期,训练,收获,训练,体会,训练评价,评定人,评语,等级,签名,自己评,同学评,老师评,综合评,定等级,单相电能表的安装,训练总结表,拓展,1,新型电能表,训练拓展,拓展,2,漏电保护器,训练拓展,漏电保护器又称触电保护器或漏电开关，是用来防止人身触电和设备事故的主要技术装置。,本章小结,1.,学习基本概念，要明确这些概念的符号、物理意义、定义式、方向、单位等，可以列表加以比较。,本章小结,2.,电阻器是利用金属或非金属材料对电流起阻碍作用的特性制成。常见的电阻器有固定电阻器和可变电阻器,有哪些？,电阻器主要参数的标注方法有哪些？,3.,学习基本定律，要知道定律的内容、表达式等，并能应用这些定律分析和解决生产、生活中的实际问题。,（,1,）电阻定律。,（,2,）欧姆定律。,（,3,）焦耳定律。,（,4,）最大功率输出定理。,本章小结,第,2,章 直流电路,知识目标,掌握电阻串、并联电路的特点，理解分压、分流公式。,掌握基尔霍夫定律，能正确熟练地列出节点电流方程和回路电压方程。,理解电路的等效变换，掌握电流源与电压源的等效变换、戴维宁定理和叠加原理。,技能目标,会应用电阻串、并联电路的特点分析和解决实际的简单电路。,会计算电路中某点的电位方法。,会应用基尔霍夫定律、电路的等效变换分析复杂电路。,第,2,章 直流电路,2.1,电阻串联电路,2.2,电阻并联电路,2.3,电阻混联电路,2.4,电路中各点电位的计算,2.5,基尔霍夫定律及应用,*2.6,电路的等效变换,2.7,技能训练,2.1,电阻串联电路,认识电阻串联电路，会说出电阻串联电路的特点，写出分压公式。,会应用电阻串联电路的特点分析实际电路。,2.1,电阻串联电路,1.,安装电阻串联电路,（,a,）电路图,（,b,）实物图,2.1.1,电阻串联电路的安装与测量,2.1,电阻串联电路,2,测量电阻串联电路,测量电量,电流,电压,分电流,I,1,分电流,I,2,总电流,I,分电压,U,1,分电压,U,2,总电压,U,数据,串联电路测量结果表,2.1,电阻串联电路,2.1.2,电阻串联电路的,分析,把两个或两个以上的电阻器依次连接，使电流只有一条通路的电路，就组成了电阻串联电路,。,1.,电流特点,I,=,I,1,=,I,2,=,I,3,=,I,n,2.,电压特点,U,=,U,1,+,U,2,+,U,3,+,U,n,3.,电阻特点,R,=,R,1,+,R,2,+,R,3,+,R,n,2.1,电阻串联电路,2.1.2,电阻串联电路的,分析,4.,功率特点,P,=,P,1,+,P,2,+,P,3,+,P,n,5.,电压分配,如果,2,个电阻,R,1,和,R,2,串联，它们的分压公式为,6.,功率分配,2.1,电阻串联电路,2.1.2,电阻串联电路的,分析,2.1,电阻串联电路,2.1.2,电阻串联电路的,分析,【例,2.1,】图所示是常见的分压器电路。已知电路的输入电压,U,AB,为,200V,，电位器,R,=100,，当电位器触点在中间位置时，求输出电压,U,CD,。,【分析】当电位器触点在中间位置时，上、下电阻各为,50,，利用分压公式即可求出输出电压。,解：当电位器触点在中间位置时，输出电压,2.1,电阻串联电路,2.1.2,电阻串联电路的,分析,【例,2.2,】如图,2.5,所示，表头内阻,R,g,=1k,，满偏电流,I,g,=500,A,，若要改装成量程为,2.5V,的电压表，应串联多大的电阻？,【分析】先根据欧姆定律求出满偏电压，再求出电阻,R,分担的电压，即可求出分压电阻的值。,解：表头的满偏电压,U,g,=,R,g,I,g,=110,3,50010,6,=0.5(V),串联电阻分担的电压,U,R,=,U,U,g,=2.50.5=2(V),串联电阻值,2.2,电阻并联电路,认识电阻,并,联电路，会说出电阻,并,联电路的特点，写出分,流,公式。,会应用电阻,并,联电路的特点分析实际电路。,2.2,电阻并联电路,1.,安装电阻并联电路,（,a,）电路图,（,b,）实物图,2.2.1,电阻,并,联电路的安装与测量,2.2,电阻并联电路,2,测量电阻并联电路,测量电量,电流,电压,分电流,I,1,分电流,I,2,总电流,I,分电压,U,1,分电压,U,2,总电压,U,数据,并,联电路测量结果表,2.2,电阻并联电路,2.2.2,电阻,并,联电路的,分析,把两个或两个以上的电阻并接在两点之间，电阻两端承受同一电压的电路，称为并联电路,1.,电压特点,U,=,U,1,=,U,2,=,U,3,=,U,n,2.,电流特点,I,=,I,1,+,I,2,+,I,3,+,I,n,3.,电阻特点,2.2,电阻并联电路,2.2.2,电阻,并,联电路的,分析,4.,功率特点,P,=,P,1,+,P,2,+,P,3,+,P,n,5.,电流分配,U,=,R,1,I,1,=,R,2,I,2,=,R,3,I,3,=,R,n,I,n,6.,功率分配,U,2,=,R,1,P,1,=,R,2,P,2,=,R,3,P,3,=,R,n,P,n,2.2,电阻并联电路,2.2.2,电阻,并,联电路的,分析,2.2,电阻并联电路,【例,2.3,】有一个,1 000,的电阻，分别与,10,、,1 000,、,1 100,的电阻并联，并联后的等效电阻各为多少？,解：并联后的等效电阻分别为,2.2,电阻并联电路,【例,2.4,】如图所示，表头内阻,R,g,=1k,，满偏电流,I,g,=500,A,，若要改装成量程为,1A,的电流表，应并联多大的电阻？,【分析】先根据欧姆定律求出满偏电压，再求出电阻,R,分担的电流，即可求出分流电阻的值,解：表头的满偏电压,U,g,=,R,g,I,g,=110,3,50010,6,=0.5(V),并联电阻分担的电流,I,R,=,I,I,g,=150010,6,=0.9995(A),并联电阻值,2.3,电阻的混联电路,认识混联电路，会分析混联电路的等效电阻。,学会混联电路的分析方法。,2.3,电阻的混联电路,在实际电路中，既有电阻串联又有电阻并联的电路，称为混联电路。,1.,求混联电路的等效电阻。根据混联电路电阻的连接关系求出电路的等效电阻。,2.,求混联电路的总电流。根据欧姆定律求出电路的总电流。,3.,求各部分的电压、电流和功率。根据欧姆定律,电阻的串、并联特点和电功率的计算公式分别求出电路各部分的电压、电流和功率。,2.3,.1,混联电路的一般分析方法,2.3,.2,混联电路等效电阻的求法,【例,2.5,】如图所示，电源电压为,220V,，输电线上的等效电阻,R,1,=,R,2,=10,，外电路的负载,R,3,=,R,4,=400,。求：（,1,）电路的等效电阻；（,2,）电路的总电流；（,3,）负载两端的电压；（,4,）负载,R,3,消耗的功率。,【分析】根据混联电路的一般分析方法，应用欧姆定律，电阻的串、并联特点和电功率的计算公式即可求出相关未知量,。,解：（,1,）电路的等效电阻,R,=,R,1,+,R,3,R,4,+,R,2,=10+400,400+10=220(,),（,2,）电路的总电流,（,3,）负载两端的电压,U,34,=,U,I,(,R,1,+,R,2,)=2201(10+10)=200(V),（,4,）负载,R,3,消耗的功率,混联电路求解的关键是等效电阻的计算。用等电位法求解混联电路等效电阻的一般步骤如下。,（,1,）确定等电位点。确定电路中的等电位点。导线的电阻和理想电流表的电阻可忽略不计，可以认为导线和电流表连接的,2,点是等电位点。,（,2,）确定电阻的连接关系。从电路的一端（,A,点）出发，沿一定的路径到达电路的另一端（,B,点），确定电阻的串联、并联关系。一般先确定电阻最少的支路，再确定电阻次少的支路。,（,3,）求解等效电阻。根据电路的连接关系列出表达式，求出等效电阻。,2.3,.2,混联电路等效电阻的求法,2.4,电路中各点电位的计算,会计算电路中各点电位。,2.4.2,电路中各点电位,电路中某点的电位是该点与参考点之间的电压,V,A,=,E,+,RI V,A,=,E,RI,V,A,=,E,+,RI,V,A,=,E,RI,2.4.2,电路中各点电位计算的一般方法,电路中各点的电位，就是从该点出发通过一定的路径到达参考点，其电位等于此路径上全部电压降的代数和。,（,1,）确定电路中的参考点。电路中有时可能指定参考点。如未指定，可任意选取，一般选择大地、机壳或公共点为参考点。,（,2,）确定电路各元件两端电压的正、负极性。电动势的正、负极性直接根据其已知的正、负极性确定，电阻两端电压的正、负极性根据电路的电流方向确定。,（,3,）从待求点开始沿任意路径绕到零电位点，则该点的电位等于此路径上全部电压降的代数和。,【例,2.7,】如图所示电路中，电源电动势,E,1,=12V,，,E,2,=3V,，,E,3,=4V,，,R,1,=3,，,R,2,=2,，,R,3,=10,，求：电路中各点的电位。,【分析】电阻,R,3,上无电流通过，因此,R,3,两端电压为零。,解：闭合电路电流方向如图所示，闭合电路的电流,电路中各点的电位分别为,V,A,=,E,3,=4(V),V,B,=,E,1,+,E,3,=12+4=8(V),或,V,B,=,R,1,I,+,E,2,R,2,I,+,E,3,=33+323+4=8(V),V,C,=,E,2,R,2,I,+,E,3,=323+4=1(V),或,V,C,=,R,1,I,E,1,+,E,3,=3312+4=1(V),V,D,=,R,2,I,+,E,3,=23+4=2V,V,F,=0,2.5,基尔霍夫定律,说出基尔霍夫电流、电压定律的内容，写出表达式。,能正确熟练地列出节点电流方程和回路电压方程。,能应用基尔霍夫定律分析复杂电路。,2.5,基尔霍夫定律,不能用电路串联、并联分析方法简化成一个单回路的电路，称为复杂电路。,2.5.1,复杂电路的有关名词,1,支路,支路是由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路。,2.,节点,节点是,3,条或,3,条以上支路的交点。,3.,回路,回路是电路中任何一条闭合的路径。,4.,网孔,网孔是内部不包含支路的回路。,2.5.2,复杂电路的有关名词,1.,安装复杂直流电路,（,a,）电路图,（,b,）实物图,电流表测各支路电流结果表,2.,测试,复杂直流电路,电压表测各支路电压结果表,2.5.3,复杂直流的分析,基尔霍夫定律,1,分析复杂直流电路各支路电流关系基尔霍夫第一,定律,基尔霍夫第一定律,：,对电路中的任一节点，在任一时刻，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。,I,i,=,I,o,基尔霍夫第一定律也称节点电流定律,在如图所示电路中，有,5,条支路汇集于节点,A,，,I,2,、,I,4,流入节点,A,，,I,1,、,I,3,、,I,5,流出节点,A,，因此,I,2,+,I,4,=,I,1,+,I,3,+,I,5,通常规定流入节点的电流为正值，流出节点的电流为负值，汇集于节点,A,的各支路电流关系为,-I,1,+,I,2,-,I,3,+,I,4,-,I,5,=0,在任一时刻，通过电路中任一节点的电流代数和恒等于零。,I,1,-,I,2,+,I,3,=0,I,b,+,I,c,-,I,e,=0,基尔霍夫第一定律可推广用于任何一个假想的闭合曲面,S,，,S,称为广义节点,【例,2.8,】如图所示电桥电路中，已知：,I,=8mA,，,I,1,=15mA,，,I,2,=3mA,，求其余各支路电流。,解：对节点,A,，可列节点电流方程,I,I,1,+,I,4,=0,因此,，,I,4,=,I,1,I,=158=7(mA),。,对节点,B,，可列节点电流方程,I,1,+,I,2,I,5,=0,因此,，,I,5,=,I,1,+,I,2,=15+3=18(mA),。,对节点,C,，可列节点电流方程,I,3,I,2,因此,，,I,3,=,I,2,+,I,=3+8=11(mA),。,2,分析复杂直流电路各段电压关系基尔霍夫第二定律,对电路中的任一闭合回路，沿回路绕行方向上各段电压的代数和等于零。,U,=0,基尔霍夫第二定律也称回路电压定律,如图所示为复杂电路的一部分，带箭头的虚线表示回路的绕行方向。,根据回路电压定律,对电路中的任一闭合回路，各电阻上电压降的代数和等于各电动势的代数和。,列回路电压方程时，电压与电动势都是指代数和，必须注意正、负号的确定，其步骤如下。,（,1,）假设各支路电流的参考方向和回路的绕行方向。,（,2,）将回路中的全部电阻上的电压,RI,写在等式左边，若通过电阻的电流方向与回路的绕行方向一致，则该电阻上的电压取正，反之取负。,（,3,）将回路中的全部电动势,E,写在等式右边，若电动势的方向（由电源负极指向电源正极）与回路的绕行方向一致，则该电动势取正，反之取负。,2.5.4,支路电流法,如图所示电路是3 支路2 网孔的复杂电路。B节点的电流方程为,n,个节点，只能列出（,n,1,）个独立的节点电流方程。,ABEFA,的回路电压方程为,BCDEB,的回路电压方程为,ABCDEFA,的回路电压方程为,【例,2.10,】如图,2.24,所示，已知,E,1,=18V,，,E,2,=28V,，,R,1,=1,，,R,2,=2,，,R,3,=10,，求：各支路电流。,【分析】这个电路有,3,条支路，需要列出,3,个方程式。电路有两个节点，可列出一个节点电流方程，再用回路电压定律列出两个回路电压方程，即可求出各支路电流,。,解：设各支路电流方向和回路的绕行方向如图,2.2,4,所示，根据题意列出节点电流方程和回路电压方程,I,1,+,I,2,I,3,=,0,R,1,I,1,R,2,I,2,=,E,1,E,2,R,2,I,2,+,RI,3,=,E,2,代入已知数得,I,1,+,I,2,I,3,=0,I,1,2,I,2,=1828,2,I,2,+,10,I,3,=,28,解得,I,1,=2A,I,2,=4A,I,3,=2A,I,1,为负值，说明电流的实际方向与假设方向相反；,I,2,、,I,3,为正值，说明电流的实际方向与假设方向相同。,以支路电流为未知量，应用基尔霍夫定律列出方程式，求出各支路电流的方法，称为支路电流法。,用支路电流法求解复杂电路的步骤如下。,（,1,）任意假设各支路电流的参考方向和回路的绕行方向。,（,2,）用基尔霍夫电流定律列出节点电流方程。如果有,m,条支路,n,个节点，只能列出（,n,1,）个独立的节点电流方程，不足的（,m,n,+1,）个方程由基尔霍夫电压定律补足。,（,3,）用基尔霍夫电压定律列出回路电压方程。为保证方程的独立性，一般选择网孔来列方程。,（,4,）代入已知数，解联立方程式，求出各支路电流。,2.5.4,支路电流法,*2.6,电路的等效变换,说出电流源与电压源的等效变换、戴维宁定理和叠加原理的内容，知道等效变换的方法。,能应用电路的等效变换分析复杂电路。,2.6.1,电压源与电流源等效变换,1,电压源,为电路提供一定电压的电源称为电压源。,电压源可以用一个恒定电动势,E,与内阻,r,串联表示，如图（,a,）所示。,U,=,E,Ir,r,=0,的电压源称为理想电压源，也称恒压源，如图（,b,）所示。,2.6.1,电压源与电流源等效变换,2,电流源,为电路提供一定电流的电源称为电流源。,电流源可以用一个恒定电流,I,S,与内阻,r,并联表示，如图（,a,）所示。,I,=,I,S,I,0,r,=,的电流源称为理想电流源，也称恒流源，如图（,b,）所示。,2.6.1,电压源与电流源等效变换,3,电压源与电流源等效变换,等效变换是指对外电路等效，即把它们与相同的负载连接，负载两端的电压、流过负载的电流、负载消耗的功率都相同，如图所示。,电压源与电流源等效变换关系式为,应用电压源与电流源的等效变换求解复杂电路的步骤如下。,（,1,）将电压源等效变换成电流源或将电流源等效变换成电压源。,（,2,）将几个并联的电流源（或串联的电压源）合并成一个电流源（或电压源）。,（,3,）应用分流公式（或分压公式）求出未知数。,注意：,（,1,）电压源与电流源的等效变换只对外电路等效，对内电路不等效。,（,2,）电压源与电流源等效变换后，电压源与电流源的极性必须一致。,（,3,）理想电压源与理想电流源之间不能进行等效变换。,2.6.1,电压源与电流源等效变换,2.6.2,戴维宁定理,1,二端网络,任何具有,2,个出线端的部分电路都称为二端网络，若网络中含有电源称为有源二端网络，否则称为无源二端网络。,任何线性有源二端网络，对外电路来说，可以用一个等效电源代替，等效电源的电动势,E,0,等于有源二端网络的开路电压，等效电源的内阻,R,0,等于该有源二端网络中所有电源取零值，仅保留其内阻时所得的无源二端网络的等效电阻。,2.6.2,戴维宁定理,应用戴维宁定理求解复杂电路的步骤如下。,（,1,）断开待求支路，将电路分成待求支路和有源二端网络两部分。,（,2,）求出有源二端网络的开路电压,U,AB,，即为等效电源的电动势,E,0,。,（,3,）将有源二端网络变成无源二端网络，求出无源二端网络的等效电阻，即为等效电源的内阻,R,0,。,（,4,）画出戴维宁等效电路，求出待求支路电流。,注意：,（,1,）等效电源只对外电路等效，对内电路不等效。,（,2,）等效电源的电动势的方向与有源二端网络开路时的端电压极性一致。,（,3,）有源二端网络变成无源二端网络时，将理想电压源作短路处理，理想电流源作开路处理。,2.6.2,戴维宁