物理通用类第四单元.pptx

第四单元,直流电路,第1页,目录,01,02,03,电阻定律,电功 电功率,串联电路和并联电路,第2页,目录,04,05,全电路欧姆定律,安全用电,第3页,01,电阻定律,第4页,第一章,第一章 电阻定律,比如，家里要安装空调时，为它装配一条专用电线；天冷了，有个同学想自己动手为家人串一个电褥子；等等。,导体电阻是导体本身一个性质。,第5页,第一章,第一章 电阻定律,当导体中电荷在电场力作用下定向运动形成电流时，做定向运动电荷要频繁地与周围原子、离子发生碰撞而受到妨碍作用。我们把导体对电流妨碍作用叫电阻，用字母,R,表示。,任何物体都有电阻，当有电流流过时，都要消耗一定能量。但不一样物体对电流妨碍能力又是不一样。,第6页,第一章,第一章 电阻定律,电阻定律,在温度不变时，一定材料制成电阻跟它长度成正比，跟它横截面积成反比。,式中，,叫电阻率，反应材料导电性能，其值由材料性质决定，单位是欧姆,米（,m,）。不一样材料电阻率不一样，,第7页,第一章,第一章 电阻定律,在国际单位制中，电阻单位是欧姆（,），惯用还有千欧（,k,）和兆欧（,M,），它们之间换算关系是,第8页,第一章,第一章 电阻定律,从惯用材料电阻率能够看出：,金属和合金电阻率都很小，轻易传导电流，称为导体；而电木、橡胶电阻率都很大，不轻易传导电流，称为绝缘体。,在实际使用时，能够依据需要参考电阻率表选取适当材料。,第9页,第一章,第一章 电阻定律,注意：,导体和绝缘体并没有严格界限，在一些特殊条件下，绝缘体能够变为导体。比如，干木是绝缘体，但干木潮湿后就是导体；纯净水是绝缘体，含有杂质水是导体；空气是绝缘体，但在高压下被击穿电离后也是导体。,还有一些材料导电性能介于导体和绝缘体之间，称为半导体，如硅、锗等。,第10页,第一章,第一章 电阻定律,导体电阻不但和材料性质、尺寸相关，还和温度相关。在普通情况下，电阻随温度改变不大，其影响可不用考虑。,【,例题,4-1】,一根铜导线长,2 000m,，截面积,2mm2,，导线电阻是多少？,第11页,02,串联电路和并联电路,第12页,第二章,一、串联电路,二、并联电路,将电路元件依次串接成电路称串联电路。只要串联电路中任何一处断开，整个电路就不通。,第13页,第二章,一、串联电路,二、并联电路,串联电路中各电阻上电压与各电阻成正比，即,串联电路分压作用,串联电路中电压是按各电阻阻值进行分配。,第14页,第二章,一、串联电路,二、并联电路,【,例题,4-2】,将电阻,R1,、,R2,串联后接在一电源两端，用电压表测得,R1,、,R2,两端电压分别为,3V,和,1V,，其中,R1,阻值为,12,，则电阻,R2,阻值是多少,?,第15页,第二章,一、串联电路,二、并联电路,将电路元件并列地连接在电路两点间而成电路称并联电路。,在并联电路中，电流通路不止一条：,并联电路中全部电流必经之路称为干路；在两个连接点之间各个并列部分称为支路。,第16页,第二章,一、串联电路,二、并联电路,并联电路中某条支路通断状态并不影响其它支路通断状态，即并联电路某支路断开，其它支路依然能够是接通。,试验：,第17页,第二章,一、串联电路,二、并联电路,试验结论：,并联电路中各电阻中电流与各电阻成反比，即,并联电路分流作用,对于并联电路中各支路而言，电阻越大，从该支路经过电流越小。,第18页,第二章,一、串联电路,二、并联电路,【,例题,4-3】,将阻值分别为,20,、,40,两个电阻,R1,、,R2,并联后接在一电源两端，用电流表,A1,测得,R1,中电流为,0.2A,，则流过,R2,电流是多少,?,第19页,第二章,一、串联电路,二、并联电路,【,例题,1-6】,一辆汽车以,10m/s,速度匀加速行驶，加速度大小是,0.4m/s2,，行驶时间是,10s,求汽车在这,10s,内经过位移。,第20页,03,电功 电功率,第21页,第三章,一、电功,二、电功率,三、焦耳定律,比如：,在电器设备中，我们所需要并不是电流本身，而是需要使电流做功。,电流能使电灯发光，电动机转动，电炉发烧,这些都是电流做功表现。,第22页,第三章,一、电功,二、电功率,三、焦耳定律,在导体两端加上电压，导体内就建立了电场。电场力在推进自由电子定向移动中要做功，电场力所做功也就是通常说电流所做功，简称电功。,设导体两端电压为,U,，经过电流为,I,，在时间,t,内电流所做功为,第23页,第三章,一、电功,二、电功率,三、焦耳定律,在国际单位制中，上式中,W,、,U,、,I,、,t,单位应分别用焦（,J,）、伏（,V,）、安（,A,）、秒（,s,）。,上式表明，电流在一段电路上所做功，跟这段电路两端电压、电路中电流及通电时间成正比。,第24页,第三章,一、电功,二、电功率,三、焦耳定律,电流做功过程实际上是电能转化为其它形式能过程。比如，电流经过电炉做功，电能转化为热能；电流经过电动机做功，电能转化为机械能。,日常生活中，我们能够用电表来测量家庭消耗电能，所以惯用电功单位还有“度”，即,kWh,（千瓦,时）。,第25页,第三章,一、电功,二、电功率,三、焦耳定律,电流做功快慢用电功率表示。电流所做功跟完成这些功所用时间比值叫电功率，用符号,P,表示。即,可见，一段电路上电功率等于这段电路两端电压和电路中电流乘积。,第26页,第三章,一、电功,二、电功率,三、焦耳定律,在国际单位制中，电功率单位是瓦特，简称瓦，用,W,表示。惯用单位还有千瓦（,kW,）。,普通用电器铭牌上标明电功率和电压，是它额定功率和额定电压。用电器只有处于额定电压时，才能到达额定功率。,第27页,第三章,一、电功,二、电功率,三、焦耳定律,对于纯电阻电路（如白炽灯、电热器等），欧姆定律成立，则有,第28页,第三章,一、电功,二、电功率,三、焦耳定律,当电流经过导体时，导体总要发烧，这就是电流热效应。导体发烧原因是导体本身有电阻，当有电流经过时，要消耗能量，转化成热能。,所以，在远距离输电时，为了降低输电线发烧损耗功率，必须使用高压送电。,第29页,第三章,一、电功,二、电功率,三、焦耳定律,发电厂发出电，,首先用电力变压器升压（,10kV,，,35kV,，,110kV,，,220kV,）后，经高压线传送到使用地域，,再用降压变压器把电压降到几百伏，以确保用电安全。,第30页,第三章,一、电功,二、电功率,三、焦耳定律,【,例题,4-4】,一个灯泡标有“,220V,100W”,字样，当它正常发光时，灯丝工作电阻是多少？经过灯丝电流是多少？,第31页,第三章,一、电功,二、电功率,三、焦耳定律,有一类家用电器利用电能产生热量，如电炉、电水壶、电取暖器等，这一类电器统称为电热器。,电热器关键部分是电阻。电流经过电阻时会产生热量，这被称为电流热效应。电流效应本质就是电能转化为内能，也就是电热器产生热量,(,用,Q,表示,),起源于电流做功,(,用,W,表示,),。,第32页,第三章,一、电功,二、电功率,三、焦耳定律,假如电流做功全部转化成热量，那么,焦耳定律,电流经过导体产生热量，与电流平方成正比，与导体电阻成正比，与通电时间成正比。这就是,1840,年英国科学家焦耳经过试验发觉规律。,第33页,第三章,一、电功,二、电功率,三、焦耳定律,在其它电器中，电流做功也会有一部分转化成热量，如电子计算机中通电各种部件也会放出一些热量，所以必须及时散热，不然，电子计算机部件温度升高，电子计算机稳定性变差，寿命变短。,因而，普通电子计算机中装有能高速运行、用于排热风扇，而在手提电脑中装有面积较大金属散热片。,第34页,第三章,一、电功,二、电功率,三、焦耳定律,【,例题,4-5】,一只规格为“,220V,，,2 000W”,电炉，正常工作时电阻是多大,?,当电网电压为,200V,时，电炉实际功率为多少,?,在,220V,电压下，假如电炉天天平均使用,2h,，该电炉天天能够产生多少热量,?,一个月要消耗多少度电,?,第35页,04,全电路欧姆定律,第36页,第四章,全电路欧姆定律,第37页,第四章,全电路欧姆定律,电动势电源有两个电极，正极电势高，负极电势低，两极间存在电压。不一样电源，两极间电压大小不一样。不接用电器时，干电池电压约为,1.5V,，蓄电池电压约为,2V,。,此时，电源两极间电压大小是由电源本身性质决定。为了表征电源这种特征，物理学中引入电动势概念。,第38页,第四章,全电路欧姆定律,电源电动势等于电源没有接入负载时两极间电压。电动势用符号,E,表示，它单位跟电压单位相同，也是伏特。,第39页,第四章,全电路欧姆定律,全电路由两部分组成，如图,4-3,所表示。,一部分是电源外部电路，叫做外电路，包含用电器和导线等。,另一部分是电源内部电路，叫做内电路，如发电机线圈、铅蓄电池内溶液等。外电路电阻通常称为外电阻，内电路也有电阻，通常称为电源内电阻，简称内阻，用,r,表示。,第40页,第四章,全电路欧姆定律,闭合开关,S,，电路中有电流经过，在内、外电路中电流是相等。在外电路，电流是从高电势一端流向低电势一端，在外电阻两端有电压，称为外电压，也叫路端电压，,U,外,=IR,。,在内电路，电流是从低电势一端流向高电势一端，在内阻上也有电压，称为内电压，,U,内,=Ir,。,第41页,第四章,全电路欧姆定律,理论分析表明，在闭合电路中，电源电动势等于内、外电压之和：,全电路欧姆定律,闭合电路中电流跟电源电动势成正比，跟内、外电路电阻之和成反比。,第42页,第四章,全电路欧姆定律,电路,3,种工作状态：,通路,当用电器与电源连接，有电流同时流过电源和用电器时，称之为通路。,开路,当外电路断开时，,R,变为无限大，,I,变为零，,Ir,也变为零，,U,外,=E,，这种情况称为开路，也叫断路。,第43页,第四章,全电路欧姆定律,短路,当外电路电阻,R=0,时，相当于用导线直接将电源正、负极相连，称电路处于短路状态。,第44页,第四章,全电路欧姆定律,【,例题,4-6】,有一闭合电路，电源电动势为,16V,，其内阻为,2,，外电路电阻为,6,，求：电路中电流、外电压、内电压。,第45页,05,安全用电,第46页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,第47页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,电流经过人体心脏、肺部和中枢神经系统危险性比较大，尤其是电流经过心脏时，危险性最大，所以从手到脚电流路径最为危险。,第48页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,1.,单相触电,在我国,220V,或,380V,供电系统中，单相触电是指人体某一部位触及其中一根相线,(,火线,),，人站在地上或接触地线,(,如图,4-4),，由此形成电流通路使人承受,220V,电压，会产生危险。,第49页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,第50页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,2.,两相触电,两相触电是指触电者同时与两根相线（火线）接触，电流就由一根相线经过人体流至另一根相线（如图,4-5,）。这种触电方式最危险，因为这时人体承受电压为,380V,。,第51页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,第52页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,3.,跨步电压触电,高压线发生断线落地，这时电流以落地点为中心向大地流散，形成以落地点为中心向外扩散电压逐步降低分布。在此范围内如有些人走过，沿半径方向两脚之间电压叫做跨步电压。如图,4-6,所表示。,第53页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,第54页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,1.,引发电气火灾原因,（,1,）过载。因为大多数绝缘材料都是可燃材料，如油、纸、麻、丝纺织品、树脂、沥青、漆、塑料和橡胶等。所以，电气设备不适当过载，造成过高温度，就有可能引发火灾。,第55页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,（,2,）导线断裂或短路时火花和电弧。火花和电弧不但可能引燃本身绝缘材料，还可能引燃它附近可燃气体、蒸汽和粉尘，引发爆炸事故。,（,3,）设计不良或使用不妥电热器具，可能烤燃它附近可燃物体，易引发燃烧或爆炸。,第56页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,2.,电气安全操作规程,电气设备工作时电流负荷，不应超出额定数值；为了保护电线或电气设备，在线路中每条分路单独使用电器上，应设有熔断器或漏电保护断路器（空气开关）；熔断器中保险丝更换，应按电路负荷情况决定，不能随意更换；导线与电气设备相接，必须保持接触良好。,第57页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,电气设备维护时，应断开电源，做好绝缘保护。经常检验电气设备接地状态，对各种绝缘工具仪表应定时进行判定校验。,低压带电作业时，人体必须和地面有良好绝缘，穿绝缘靴，戴工作帽，带电作业所用工具均应有绝缘把手；人体不可同时接触两根电线，不可用两只手同时接触断线两端；作业时，不要与大地和建筑物墙壁接触，不要和地面人员或同一电器上带电工作人员传递工具。,第58页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,3.,电气火灾防范,（,1,）合理选取电气设备，恪守电气安全操作规范,（,2,）主动推广应用带漏电保护功效漏电保护断路器（如图,4-7,）。,第59页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,第60页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,(3),改造破旧线路，提升线路容量，预防线路老化,(4),电气线路负荷不能过高,(,如图,4-8,所表示,),，电气设备安装位置距离易燃可燃物不能太近，注意电气设备运行是否异常，注意防潮等。,第61页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,第62页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,4.,电气火灾应急处置,(1),马上切断电源。,(2),无法切断电源时，需用不导电灭火剂灭火，切记不要用水及泡沫灭火剂。,(3),快速拨打“,110”,或“,119”,报警电话。,第63页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,1.,用电安全注意事项,（,1,）不要超负荷用电。空调、烤箱等大容量用电设备应单独布线。,（,2,）要选取合格电器，不要购置使用假冒伪劣电器。,（,3,）不要私自或请无资质作业人员铺设电线和接装用电设备。,第64页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,（,4,）对要求使用接地用电器具金属外壳要做好接地保护；需要给三眼插座、插座盒安装接地线；不能随意将三线插头改为两线插头。,（,5,）要选取与电线负荷相适应保险丝，不能任意加粗保险丝，禁止用铜丝、铁丝、铝丝代替保险丝。,第65页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,（,6,）不乱拉乱接电线；不用湿手、湿布擦带电灯头、开关和插座等。,（,7,）禁止私设电网用以防盗、狩猎、捕鼠和打鱼；电闪雷鸣时，不使用收音机、录像机、电视机，且拔出电源插头，尽可能不使用电话和手机。,第66页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,2.,触电事故应急处置,（,1,）触电发生后，应马上拉下电源开关或拔掉电源插头，若无法及时断开电源时，可用干燥竹竿、木棒等绝缘物挑开电线。,（,2,）将脱离电源触电者快速移至通风干燥处仰卧，将其上衣和裤带放松。,第67页,第五章,一、电流对人体伤害,二、人体触电类型,三、电气火灾,四、用电安全,（,3,）观察触电者呼吸和脉搏，假如触电者呼吸及心跳均停顿，应在做人工呼吸同时实施心肺复苏抢救，另外要及时打电话呼叫救护车。,（,4,）尽快送往医院，途中应实施救护办法。,第68页,感激观看,THANKS,第69页,