电工基础《电路基本物理量》省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

,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,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,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,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,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,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,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,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,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,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,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,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,第一章,电路基本概念和基本定律,第1页,第一章电路基本概念和基本定律,教学难点：,1了解电路三种工作状态特点。,2了解理想元件与电路模型、线性电阻与非线性电阻概念。,教学重点：,1.,了解电路基本组成、电路三种工作状态和额定电压、电流、功率等概念。,2掌握电流、电压、电功率、电能等基本概念。,3掌握电阻定律、欧姆定律、焦耳定律，了解电阻与温度关系。,第2页,第一章电路基本概念和基本定律,第一节电路,第二节电流和电压,第三节电阻,第四节部分电路欧姆定律,第五节电能和电功率,第3页,第一节电路,一、电路基本组成,二、电路模型,(,电路图,),第4页,一、电路基本组成,1,什么是电路,电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式连接起来总体，为电流流通提供了路径。,2电路基本组成,电路基本组成包含以下四个部分：,(1)电源(供能元件)：,为电路提供电能设备和器件(如电池、发电机等),。,图,1-1,简单直流电路,第5页,(,2,)负载(耗能元件):,使用(消耗)电能设备和器件(如灯泡等用电器)。,控制电路工作状态器件或设备(如开关等)。,将电器设备和元器件按一定方式连接起来(如各种铜、铝电缆线等)。,(,3,)控制器件：,(4)连接导线：,第6页,3,电路状态,(,1,),通路(闭路),：电源与负载接通，电路中有电流经过，电气设备或元器件取得一定电压和电功率，进行能量转换。,(,2,),开路(断路),：电路断开，中没有电流经过，有称为空载状态。,(,3,),短路(捷路),：电源两端或电路中一些部分被导线直相连接，输出电流过大对电源来说属于严重过载，如没有保护办法，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以防止发生短路时出现不良后果。,第7页,二、电路模型(电路图),图,1-2,某用电器电路原图,由,理想元件,组成电路叫做实际电路,电路模型,，也叫做实际电路,电路原理图,，简称为,电路图,。比如某用电器电路如图 1-2 所表示。,第8页,表 1-3惯用理想元件及符号,第9页,第二节电流和电压,一、电流基本概念,二、直流电流,三、交流电流,四、电压,第10页,一、电流基本概念,电路中电荷沿着导体定向运动即形成,电流,，其方向要求为正电荷流动方向,(,或负电荷流动反方向,),，其大小等于在单位时间内经过导体横截面电量，称为,电流强度,(,简称,电流,),，用符号,I,或,i,(,t,),表示，讨论普通电流时可用符号,i,。,第11页,设在,t,=,t,2,t,1,时间内，经过导体横截面电荷量为,q,=,q,2,q,1,，则在,t,时间内电流强度可用数学公式表示为,式中，,t,为很小时间间隔，时间国际单位制为 秒,(,s,),，电量,q,国际单位制为库仑,(,C,),。电流,i,(,t,),国际单位制为安培,(,A,),。,惯用电流单位还有毫安（,mA）,、微安（,A）,、千安（,kA）,等，它们与安培换算关系为,1 mA=10,-3,A,；,1,A=10,-6,A,；,1 kA=10,3,A,第12页,二、直流电流,假如电流大小及方向都不随时间改变，即在单位时间内经过导体横截面电量相等，则称之为,稳恒电流,或,恒定电流,，简称为,直流,(,Direct Current,),，记为 DC 或 dc，直流电流要用大写字母,I,表示。,直流电流,I,与时间,t,关系在,I,t,坐标系中为一条与时间轴平行直线。,第13页,第三节电阻,一、电阻元件,二、电阻与温度关系,第14页,一、电阻元件,电阻元件,是对电流展现妨碍作用耗能元件，比如灯泡、电热炉等电器。,电阻定律,制成电阻材料电阻率，国际单位制为欧姆,米,(,m,),；,l,绕制成电阻导线长度，国际单位制为米,(,m,),；,S,绕制成电阻导线横截面积，国际单位制为平方米,(,m,2,),；,R,电阻值，国际单位制为欧姆,(,),。,经惯用电阻单位还有千欧,(,k,),、兆欧,(,M,),1 k,=10,3,；,1 M,=10,6,第15页,二、电阻与温度关系,电阻元件电阻值大小普通与温度相关，衡量电阻受温度影响大小物理量是,温度系数,，其定义为温度每升高,1,C,时电阻值发生改变百分数。,假如设任一电阻元件在温度,t,1,时电阻值为,R,1,，当温度升高到,t,2,时电阻值为,R,2,，则该电阻在,t,1,t,2,温度范围内,(平均)温度系数为,假如,R,2,R,1,，则,0,，将,R,称为,正温度系数电阻,，即电阻值伴随温度升高而增大,；假如,R,2,R,1,，则,0,，将,R,称为,负温度系数电阻,，,即电阻值伴随温度升高而减小。,显然,绝对值越大，表明电阻受温度影响也越大。,R,2,=,R,1,1,(,t,2,t,1,),第16页,第四节部分电路欧姆定律,一、欧姆定律,二、线性电阻与非线性电阻,第17页,一、欧姆定律,电阻元件伏安关系服从欧姆定律，即,U,=,RI,或,I,=,U,/,R,=,GU,其中,G,=1/,R,，电阻,R,倒数,G,叫做,电导,，其国际单位制为西门子,(,S,),。,第18页,二、线性电阻与非线性电阻,电阻值,R,与经过它电流,I,和两端电压,U,无关,(,即,R,=,常数,),电阻元件叫做,线性电阻,，其伏安特征曲线在,I,U,平面坐标系中为一条经过原点直线。,电阻值,R,与经过它电流,I,和两端电压,U,相关,(,即,R,常数,),电阻元件叫做,非线性电阻,，其伏安特征曲线在,I,U,平面坐标系中为一条经过原点曲线。,通常所说,“,电阻,”,，如不作特殊说明，均指线性电阻。,图1-4线性电阻伏安特征曲线,第19页,第五节电能和电功率,一、电功率,二、电能,三、电气设备额定值,四、焦耳定律,第20页,一、电功率,电功率,(,简称,功率,),所表示物理意义是电路元件或设备在单位时间内,吸收或发出,电能。两端电压为,U,、经过电流为,I,任意二端元件,(,可推广到普通二端网络,),功率大小为,P,=,UI,功率国际单位制单位为瓦特,(,W,),，惯用单位还有毫瓦,(,mW,),、千瓦,(,kW,),，它们与,W,换算关系是,1 mW=10,3,W,；,1 kW=10,3,W,第21页,吸收或发出,：,一个电路最终目标是电源将一定,电功率,传送给负载，负载将电能转换成工作所需要一定形式能量。即电路中存在发出功率器件,(,供能元件,),和吸收功率器件,(,耗能元件,),。,习惯上，通常把耗能元件吸收功率写成正数，把供能元件发出功率写成负数，而储能元件,(,如理想电容、电感元件,),既不吸收功率也不发出功率，即其功率,P,=0,。,通常所说功率,P,又叫做,有功功率,或,平均功率,。,第22页,二、电能,电能,是指在一定时间内电路元件或设备吸收或发出电能量，用符号,W,表示，其国际单位制为焦耳,(,J,),，电能计算公式为,W,=,P,t,=,U I t,通常电能用,千瓦小时,(,kW h,),来表示大小，也叫做,度,(,电,),：,1 度,(,电,),=1 kW h=3.6,10,6,J,即功率为 1 000 W 供能或耗能元件，在 1 小时时间内所发出或消耗电能量为 1 度。,第23页,【例1-1】有一功率为 60 W 电灯，天天使用它照明时间为 4 小时，假如平均每个月按 30 天计算，那么每个月消耗电能为多少度？合为多少 J?,解：该电灯平均每个月工作时间,t,=4,30=120 h，,则,W,=,P,t,=60,120=7200 W h=7.2 kW h,即每个月消耗电能为 7.2 度，约合为,3.6,10,6,7.2,2.6,10,7,J,第24页,三、电气设备额定值,为了确保电气设备和电路元件能够长久安全地正常工作，都要求了额定电压、额定电流、额定功率等铭牌数据。,额定电压,电气设备或元器件所允许施加最大电压。,额定电流,电气设备或元器件允许经过最大电流。,额定功率,在额定电压和额定电流下消耗功率，即允,许消耗最大功率。,额定工作状态,电气设备或元器件在额定功率下工作状态，也称,满载,状态。,轻载状态,电气设备或元器件在低于额定功率工作状态，轻载时电气设备不能得到充分利用或根本无法正常工作。,过载,(超载)状态,电气设备或元器件在高于额定功率工作状态，过载时电气设备很轻易被烧坏或造成严重事故。,轻载和过载都是不正常工作状态，普通是不允许出现。,第25页,四、焦耳定律,电流经过导体时产生热量,(,焦耳热,),为,Q,=,I,2,R t,I,经过导体直流电流或交流电流有效值，单位为 A。,R,导体电阻值，单位为,。,T,经过导体电流连续时间，单位为 s。,Q,焦耳热单位为 J。,第26页,