情境一豪迈.pptx

情境情境1 1介绍介绍 学习情境设计方案学习情境设计方案专专 业：机械自动化专业群业：机械自动化专业群学习领域：电子控制系统安装、调试与维修学习领域：电子控制系统安装、调试与维修学习学习情境情境1直流电路的等效变换及测试直流电路的等效变换及测试 参考参考学时学时h工作工作情境情境描述描述 通过本情境的学习，使学生掌握直流电路基础通过本情境的学习，使学生掌握直流电路基础知识，能够熟练运用所学公式、定理解决实际问知识，能够熟练运用所学公式、定理解决实际问题，会利用仪表测量直流电路有关参数，为更好题，会利用仪表测量直流电路有关参数，为更好地学习后续课程奠定基础。地学习后续课程奠定基础。学习学习任务任务1、电压和电位的测量；、电压和电位的测量；2、实际电压源与电流源的等效变换及测试；、实际电压源与电流源的等效变换及测试；3、基尔霍夫定律的验证测试；、基尔霍夫定律的验证测试；4、叠加定理的验证测试；、叠加定理的验证测试；5、戴维南等效电路测试。、戴维南等效电路测试。情境一介绍情境一介绍 学习学习目标目标1、知识目标：、知识目标：能理解电阻串、并联的实质；能理解电阻串、并联的实质；能说出电路各种工作状态的特点；能说出电路各种工作状态的特点；知道各种直流电源的特性；知道各种直流电源的特性；能说出基尔霍夫定律、叠加定理、戴维南定理的能说出基尔霍夫定律、叠加定理、戴维南定理的内容。内容。2、能力目标：、能力目标：会使用万用表测量电压、电位、电流、电阻；会使用万用表测量电压、电位、电流、电阻；能对实际的电压源、电流源进行等效互换；能对实际的电压源、电流源进行等效互换；会分析电路实测数据；会分析电路实测数据；能利用基尔霍夫定律、叠加定理、戴维南定理解能利用基尔霍夫定律、叠加定理、戴维南定理解决实际问题。决实际问题。教学教学条件条件 情境1.直流电路的等效变换及测试 任务1.电压和电位的测量 子任务1.电路及电路模型 学习内容及目标学习内容及目标:1、能说出电路的组成、各部分的作用及电路的类型。、能说出电路的组成、各部分的作用及电路的类型。2、能对实际电路画出其电路模型。、能对实际电路画出其电路模型。1.电路的组成：请同学画出手电筒电路：（见电路画板动画）电电池池灯灯泡泡EIRU+_负载负载电源电源电路的组成电路的组成1.电路的组成：电源：电源：中间环节：中间环节：负载：负载：1.电路的组成：电源：电源：中间环节：中间环节：负载：负载：2.电路的作用：思考：思考：电路各部分的作用？电路各部分的作用？电源：电源：将非电能转换成电能的装置将非电能转换成电能的装置(请同学说出见过的电源的类型及特性请同学说出见过的电源的类型及特性)中间环节：中间环节：把电源与负载连接起来的部分把电源与负载连接起来的部分(连接导线连接导线,开关开关)负载：负载：将电能转换成非电能的用电设备将电能转换成非电能的用电设备:(电灯电灯,电炉电炉,电动机电动机)2.电路的作用：3.电路的类型：电源电源:提供提供电能的装置电能的装置负载负载:取用取用电能的装置电能的装置中间环节：中间环节：传递、分传递、分配和控制电能的作用配和控制电能的作用发电发电机机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线 (1)实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换 直流电源直流电源直流电源直流电源:提供能源提供能源信号处理：信号处理：放大、调谐、检波等放大、调谐、检波等负载负载信号源信号源:提供信息提供信息放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒 电源或信号源的电压或电流称为电源或信号源的电压或电流称为激励激励，它推动电路工作；由，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为激励所产生的电压和电流称为响应响应。3.电路的类型：(2)实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理二、二、电路模型：什么是什么是电路模型？1.电路模型概念的提出：思考：思考：手电筒的电路中产生的物理现象？手电筒的电路中产生的物理现象？例：手电筒电路例：手电筒电路 手电筒电路由电池、灯手电筒电路由电池、灯泡、开关、导线组成。泡、开关、导线组成。电电池池灯灯泡泡 为了便于用数学方法分析电路为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模型化，一般要将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型电路模型。理想电路元件理想电路元件主要有主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件源元件等。等。1.电阻电阻:电路中电路中消耗电能的消耗电能的理想元件理想元件2.电容电容:电路中电路中储存电场能储存电场能的理想元件的理想元件3.电感电感:电路中电路中储存磁场能储存磁场能的理想元件的理想元件1.电路模型概念的提出：0909机械机械4,4,9.129.12讲讲2、实际电路的电路模型R+RoES+UI电池电池导线导线灯泡灯泡开关开关 电池电池是电源元件，其是电源元件，其参数为电动势参数为电动势 E 和内阻和内阻Ro；灯泡灯泡主要具有消耗电能主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其的性质，是电阻元件，其参数为电阻参数为电阻R；筒体筒体用来连接电池和灯用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。为是无电阻的理想导体。开关开关用来控制电路的通用来控制电路的通断。断。今后分析的都是指电路模今后分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图中，型，简称电路。在电路图中，各种电路元件都用规定的图各种电路元件都用规定的图形符号表示。形符号表示。2、实际电路的电路模型请同学画出以下电路的电路模型：请同学画出以下电路的电路模型：（见电路模型动画）学 习小 结：1、2、3、作业：1、预习电路的各基本物理量。情境1.直流电路的等效变换及测试 任务1.电压和电位的测量 子任务2.电路的基本物理量 学习内容及目标学习内容及目标:1、能说出电压、电流的含义、特性、单位等。、能说出电压、电流的含义、特性、单位等。2、能利用参考方向进行电压、电流的计算。、能利用参考方向进行电压、电流的计算。一、电流及其参考方向一、电流及其参考方向1 1、电流：、电流：电流的国际单位制是安培电流的国际单位制是安培【A】，较小的单位还有毫安，较小的单位还有毫安【mA】和微安和微安【A】等，它们之间的换算关系为：等，它们之间的换算关系为：i dqdt=（1-1）1A=103 mA=106 AI Q t=（1-2）电荷有规则的电荷有规则的定向移动定向移动形成电流。电流的大小用电流强形成电流。电流的大小用电流强度表征，定义式为：度表征，定义式为：大小、方向均不随时间变化的稳恒直流电可表示为：大小、方向均不随时间变化的稳恒直流电可表示为：在电工技术分析中，仅仅指出电流的大小是不够的，还在电工技术分析中，仅仅指出电流的大小是不够的，还要确定其方向。要确定其方向。电流实际方向电流实际方向正电荷运动方向。正电荷运动方向。实际电路中往往不知道电流的真实方向，如实际电路中往往不知道电流的真实方向，如何分析、计算？何分析、计算？一、电流及其参考方向一、电流及其参考方向问题的提出问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量在复杂电路中难于判断元件中物理量 的实际方向，电路如何求解？的实际方向，电路如何求解？电流方向电流方向AB？电流方向电流方向BA？E1ABRE2IR一、电流及其参考方向一、电流及其参考方向(1)在解题前在解题前先设定一个正方向先设定一个正方向，作为参考方向；，作为参考方向；(2)根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关 系的代数表达式并计算；系的代数表达式并计算；例：例：IIaabb一、电流及其参考方向一、电流及其参考方向若若 I=5A，则电流从则电流从 a 流向流向 b；例：例：若若 I=5A，则电流从，则电流从 b 流向流向 a。abRI(3)根据计算结果确定实际方向：根据计算结果确定实际方向：若若计算结果计算结果为为正正，则实际方向与假设，则实际方向与假设方向一致方向一致；若若计算结果计算结果为为负负，则实际方向与假设，则实际方向与假设方向相反方向相反。一、电流及其参考方向一、电流及其参考方向 对电路进行分析计算时应注意：列写电路方程式之对电路进行分析计算时应注意：列写电路方程式之前，首先要在电路中标出电流的参考方向。前，首先要在电路中标出电流的参考方向。电路图上电电路图上电流参考方向的标定，原则上流参考方向的标定，原则上任意假定任意假定，但，但一经选定一经选定，在，在整个分析计算过程中，这些参考方向就整个分析计算过程中，这些参考方向就不允许再变更不允许再变更。一、电流及其参考方向一、电流及其参考方向直流情况下 高中物理课对电压的定义是：电场力把单位正电荷从电场中的一点移到另一点所做的功。其表达式为：注意：注意：变量用小写字母表示，恒量用大写字母表示。电压的国际单位制是伏特V，常用的单位还有毫伏mV和千伏【KV】等，换算关系为：1V=101V=103 3mV=10mV=103 3KVKV 电工技术基础问题分析中，通常规定电压的正方向由由高电位指向低电位，因此电压又称作电压降。从工程应用的角度来讲，电路中电压是产生电流的根本原因。数值上，电压等于电路中两点电位的差值。即：二、电压及其参考方向二、电压及其参考方向0909机械机械5 509电电12,9.7电压的实际方向电压的实际方向由高电位端指向低电位端。由高电位端指向低电位端。电压参考方向电压参考方向任选一方向为电压正方向。任选一方向为电压正方向。电压表示方法：电压表示方法：U+-UabUabUab =-Uba二、电压及其参考方向二、电压及其参考方向 对电路进行分析计算时应注意：列写电路方程式之前，首先要在电路中标出电压的参考方向。电路图上电压参考方向的标定，原则上任意假定，但一经选定，在整个分析计算过程中，这些参考方向就不允许再变更。a元件元件Uba元件元件Ub二、电压及其参考方向二、电压及其参考方向U=5VU=5VU=-5VU=-5VU=-5VU=-5V实际方向与参考方向实际方向与参考方向一致一致，电压值为，电压值为正值正值；实际方向与参考方向实际方向与参考方向相反相反，电压值为，电压值为负值负值。注意：注意：在参考方向选定后，电压值才有正负之分。在参考方向选定后，电压值才有正负之分。例：例：abRU+若若 U=5V，则电压的实际方向从，则电压的实际方向从 a 指向指向 b；若若 U=5V，则电压的实际方向从，则电压的实际方向从 b 指向指向 a。二、电压及其参考方向二、电压及其参考方向0909机械机械4,9.134,9.13三、关联参考方向三、关联参考方向 关联参考方向：U与I方向一致；非关联参考方向：U与I方向不一致；aI电源电源元件元件Ub非关联参考方向aI负载负载元件元件Ub关联参考方向 实际电源上的电压、电流方向总是非关联非关联的，实际负载上的电压、电流方向是关联关联的。因此，假定某元件是电源时，应选取非关联参考方向，假定某元件是负载应选取关联参考方向。欧姆定律：U、I 参考方向关联时，参考方向关联时，U、I 参考方向非关联时，参考方向非关联时，RU+IRU+I 表达式中有两套正负号：表达式中有两套正负号：式前的正负号由式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定；参考方向的关系确定；U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考值本身的正负则说明实际方向与参考 方向之间的关系。方向之间的关系。通常取通常取 U、I 参考方向相同。参考方向相同。U=I R U=IR解：解：对图对图(a)有有,U=IR例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。对图对图(b)有有,U=IRRU=6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A电路端电压与电流的关系称为伏安特性。电路端电压与电流的关系称为伏安特性。遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段电路电压与电流的比值为常数。电路电压与电流的比值为常数。I/AU/Vo线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性线性电阻的概念：线性电阻的概念：线性电阻的伏安特性是线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线。一条过原点的直线。在电路图上预先标出电压、电流的在电路图上预先标出电压、电流的参考方向参考方向参考方向参考方向，目，目的是为解题时列写方程式提供依据。因为，只有参的是为解题时列写方程式提供依据。因为，只有参考方向标定的情况下，方程式各电量前的正、负号考方向标定的情况下，方程式各电量前的正、负号才有意义。才有意义。I 为什么要在电为什么要在电路图中预先标出路图中预先标出参考方向？参考方向？+USR0RI 设参考方向下US=100V，I=5A，则说明电源电压的实际方向与参考方向一致；电流为负值说明其实际方向与图中所标示的参考方向相反。参考方向一经设定，在分析和计算过程中不得随意改动。方程式各量参考方向一经设定，在分析和计算过程中不得随意改动。方程式各量前面的正、负号均应依据参考方向写出，而电量的前面的正、负号均应依据参考方向写出，而电量的真实方向真实方向真实方向真实方向是以计算结是以计算结果和参考方向二者共同确定的。果和参考方向二者共同确定的。思考思考 回答回答1.在电路分析中，引入参考方向的目的是什么？2.应用参考方向时，你能说明“正、负”、“加、减”及“相同、相反”这几对词的不同之处吗？电路分析中引入参考方向的目的是：为分析和计算电电路分析中引入参考方向的目的是：为分析和计算电路提供方便和依据。路提供方便和依据。应用参考方向时，应用参考方向时，“正、负正、负”是指在参考方向下，电压、电是指在参考方向下，电压、电流数值前面的正负号，如某电流为流数值前面的正负号，如某电流为“5A”5A”，说明其实际方向与，说明其实际方向与参考方向相反，某电压为参考方向相反，某电压为“100V”100V”，说明该电压实际方向与参，说明该电压实际方向与参考方向一致；考方向一致；“加、减加、减”指参考方向下电路方程式中各量前面的指参考方向下电路方程式中各量前面的加、减号；加、减号；“相同相同”是指电压、电流为关联参考方向，是指电压、电流为关联参考方向，“相反相反”指的是电压、电流参考方向非关联。指的是电压、电流参考方向非关联。学 习小 结：1、2、3、作业：1、复习电路的各基本物理量特性及参考方向的应用。回回 顾顾:在电路图上预先标出电压、电流的在电路图上预先标出电压、电流的参考方向参考方向参考方向参考方向，目，目的是为解题时列写方程式提供依据。因为，只有参的是为解题时列写方程式提供依据。因为，只有参考方向标定的情况下，方程式各电量前的正、负号考方向标定的情况下，方程式各电量前的正、负号才有意义。才有意义。I 为什么要在电为什么要在电路图中预先标出路图中预先标出参考方向？参考方向？+USR0RI 设参考方向下US=100V，I=5A，则说明电源电压的实际方向与参考方向一致；电流为负值说明其实际方向与图中所标示的参考方向相反。参考方向一经设定，在分析和计算过程中不得随意改动。方程式各量参考方向一经设定，在分析和计算过程中不得随意改动。方程式各量前面的正、负号均应依据参考方向写出，而电量的前面的正、负号均应依据参考方向写出，而电量的真实方向真实方向真实方向真实方向是以计算结是以计算结果和参考方向二者共同确定的。果和参考方向二者共同确定的。思考思考 回答回答1.在电路分析中，引入参考方向的目的是什么？2.应用参考方向时，你能说明“正、负”、“加、减”及“相同、相反”这几对词的不同之处吗？电路分析中引入参考方向的目的是：为分析和计算电电路分析中引入参考方向的目的是：为分析和计算电路提供方便和依据。路提供方便和依据。应用参考方向时，应用参考方向时，“正、负正、负”是指在参考方向下，电压、电是指在参考方向下，电压、电流数值前面的正负号，如某电流为流数值前面的正负号，如某电流为“5A”5A”，说明其实际方向与，说明其实际方向与参考方向相反，某电压为参考方向相反，某电压为“100V”100V”，说明该电压实际方向与参，说明该电压实际方向与参考方向一致；考方向一致；“加、减加、减”指参考方向下电路方程式中各量前面的指参考方向下电路方程式中各量前面的加、减号；加、减号；“相同相同”是指电压、电流为关联参考方向，是指电压、电流为关联参考方向，“相反相反”指的是电压、电流参考方向非关联。指的是电压、电流参考方向非关联。情境1.直流电路的等效变换及测试 任务1.电压和电位的测量 子任务2.电路的基本物理量 学习内容及目标学习内容及目标:1、能能说说出出电电动动势势、功功率率、效效率率的的含含义义、特特性性、单单位等。位等。2、能进行能量、功率、效率的计算。、能进行能量、功率、效率的计算。电动势的含义：电动势的含义：EU一、一、电动势电动势电动势的方向电动势的方向电位升高的方向（实际方向）。电位升高的方向（实际方向）。电动势的参考方向电动势的参考方向任选一方向为电动势的正方向。任选一方向为电动势的正方向。电动势的表示方法：电动势的表示方法：a.箭头箭头b.正负号正负号c.双下标双下标电动势和电压的关系：电动势和电压的关系：EU 电压与电动势规定正方向相反时电压与电动势规定正方向相反时 E=UEU 电压与电动势规定正方向相同时电压与电动势规定正方向相同时 E=-U一、电动势：一、电动势：日常生产和生活中，电能（或电功）也常用度作为量纲：1度度=1KWh=1KVAh二、电能：二、电能：（1）电能 电能的转换是在电流作功的过程中进行的。因此，电流作功所消耗电能的多少可以用电功来量度。电功：式中单位：U【V】；I【A】；t【s】时，电功W为焦耳【J】1度电的概念1000W的电炉加热1小时；100W的电灯照明10小时；40W的电灯照明25小时。电能的测量：电功率反映了电路元器件能量转换的本领。如100W的电灯表明在1秒钟内该灯可将100J的电能转换成光能和热能；电机1000W表明它在一秒钟内可将1000J的电能转换成机械能。三、电功率：三、电功率：电工技术中，单位时间内电流所作的功称为电功率。电功率用“P”表示：国际单位制：U【V】，I【A】，电功率P用瓦特【W】用电器额定工作时的电压叫额定电压额定电压，额定电压下的电功额定电压下的电功率称为率称为额定功率额定功率；额定功率通常标示在电器设备的铭牌数据上，作为用电器正常工作条件下的最高限值。思考：思考：额定值与实际值的关系？额定值与实际值的关系？通常情况下，用电器的实际功率并不等于额定电通常情况下，用电器的实际功率并不等于额定电功率。当实际功率小于额定功率时，用电器实际功功率。当实际功率小于额定功率时，用电器实际功率达不到额定值，当实际功率大于额定功率时，用率达不到额定值，当实际功率大于额定功率时，用电器易损坏。电器易损坏。右下图电路，若已知元件吸收功率为20W，电压U=5V，求电流I。+UI元 件 分析：分析：由图可知UI为关联参考方向，因此:举例2：右下图电路，若已知元件中电流为I=100A，电压U=10V，求电功率P，并说明元件是电源还是负载。+UI元 件 解：解：UI非关联参考，因此:元件吸收正功率，说明元件是负载。I为负值，说明它的实际方向与图上标示的参考方向相反。举例1：提高电能效率能大幅度节约投资。据专家测算，建设1千瓦的发电能力，平均在7000元左右；而节约1千瓦的电力，大约平均需要投资2000元，不到建设投资的1/3。通过提高电能效率节约下来的电力还不需要增加煤等一次性资源投入，更不会增加环境污染。四、效率：四、效率：电气设备运行时客观上存在损耗，在工程应用中，常把输出功率与输入功率的比例数称为效率，用“”表示：所以，提高电能效率与加强电力建设具有相同的重要地位，不仅有利于缓解电力紧张局面，还能促进资源节约型社会的建立。想想想想 练练练练1、某用电器的额定值为“220V，100W”，此电器正常工作1010小时，消耗多少焦耳电能？合多少度电？2、一只标有“220V，60W”的电灯，当其两端电压为多少伏时电灯能正常发光？正常发光时电灯的电功率是多少？若加在灯两端的电压仅有110伏时，该灯的实际功率为多少瓦？额定功率有变化吗？3600000J3600000J，1 1度电度电220V220V，60W60W；15W15W，不变。，不变。电路由哪几部分电路由哪几部分组成？试述电路组成？试述电路的功能？的功能？为何要引入参考为何要引入参考方向？参考方向方向？参考方向和实际方向有何和实际方向有何联系与区别？联系与区别？何谓电路何谓电路模型？模型？理想电路元件理想电路元件与实际元器件与实际元器件有何不同？有何不同？如何判断元件如何判断元件是电源还是负是电源还是负载？载？学好本课程，应注意抓好四个主要环节：提前预习、提前预习、认真听课、及时复习、独立作业。认真听课、及时复习、独立作业。还要处理好三个基本关系：听课与笔记、作业与复习、自学与互学。听课与笔记、作业与复习、自学与互学。学 习小 结：1、2、3、作业：1、复习电路的各基本物理量特性及参考方向的应用。回回 顾顾:1 1、电动势含义、电动势含义:2 2、电能的计算、效率、功率计算。、电能的计算、效率、功率计算。3 3、提高效率的意义。、提高效率的意义。情境情境1-1-4 1-1-4 电阻串、并联及混联电路的简化电阻串、并联及混联电路的简化学习内容及目标：学习内容及目标：1、理解电阻串、并联的实质与特点；、理解电阻串、并联的实质与特点；2、能对串、并联及混联电路进行简化。、能对串、并联及混联电路进行简化。一、电阻的串联：一、电阻的串联：ababR1R2RnR情境情境1-1-1-4 电阻串、并联及混联电路的简化电阻串、并联及混联电路的简化思考：思考：1、串联的实质是什么？、串联的实质是什么？2、串联电路有什么特点？、串联电路有什么特点？一、电阻的串联：一、电阻的串联：ababR1R2RnRR=R1+R2+Rn=分压作用：分压作用：情境情境1-1-4 1-1-4 电阻串、并联及混联电路的简化电阻串、并联及混联电路的简化一、电阻的串联：一、电阻的串联：1、两个、两个40W/220V的灯泡串接在的灯泡串接在220V的电路中，灯泡中通过的电路中，灯泡中通过 的电流是多少安？两个灯泡的功率是多少的电流是多少安？两个灯泡的功率是多少W？这种接法对灯？这种接法对灯泡有什么影响？泡有什么影响？2、两个（两个（40W/220V、15W/220V）的灯泡串接在）的灯泡串接在220V的的电路中，灯泡中通过的电流是多少安？两个灯泡的功率各是电路中，灯泡中通过的电流是多少安？两个灯泡的功率各是多少多少W？3、两个电阻、两个电阻R1、R2，阻值之比为，阻值之比为1：2，串接在回路中，问，串接在回路中，问功率之比为多少？功率之比为多少？情境情境1-1-4 1-1-4 电阻串、并联及混联电路的简化电阻串、并联及混联电路的简化二、电阻的并联：二、电阻的并联：R1R2RnI1I2InR思考：思考：1、并联的实质是什么？、并联的实质是什么？2、并联电路有什么特点？、并联电路有什么特点？二、电阻的并联：二、电阻的并联：R1R2RnI1I2InR也可写成：也可写成：（G=1/R 称称电导，电导，单位为单位为西门子西门子）今后电阻并联用今后电阻并联用“/”表示表示例：例：1/R2思考：思考：1、两个、两个40W/220V的灯泡并接在的灯泡并接在220V的电路中，灯泡中通过的电路中，灯泡中通过 的电流是多少安？两个灯泡的功率是多少的电流是多少安？两个灯泡的功率是多少W？2、两个（两个（40W/220V、15W/220V）的灯泡并接在）的灯泡并接在220V的的电路中，灯泡中通过的电流是多少安？两个灯泡的功率各是电路中，灯泡中通过的电流是多少安？两个灯泡的功率各是多少多少W？3、两个电阻、两个电阻R1、R2，阻值之比为，阻值之比为1：2，并接在回路中，问，并接在回路中，问功率之比为多少？功率之比为多少？二、电阻的并联：二、电阻的并联：练习：求练习：求ab两点间的等效电阻两点间的等效电阻Rab。22222abRab情境情境1-1-4 1-1-4 电阻串、并联及混联电路的简化电阻串、并联及混联电路的简化23abRab11222练习：求练习：求ab两点间的等效电阻两点间的等效电阻Rab。情境情境1-1-4 1-1-4 电阻串、并联及混联电路的简化电阻串、并联及混联电路的简化0909机械机械5,9.95,9.9，电路状态、电位计算已讲，电路状态、电位计算已讲2、分别求出开关、分别求出开关S打开和闭合时电路等效电打开和闭合时电路等效电阻阻Rab=？1111abRab11S情境情境1-1-4 1-1-4 电阻串、并联及混联电路的简化电阻串、并联及混联电路的简化2、求电路等效电阻、求电路等效电阻Rab=？3b3a3情境情境1-1-4 1-1-4 电阻串、并联及混联电路的简化电阻串、并联及混联电路的简化0909模具模具,9.9,9.9，电路状态、电位计算已讲，电路状态、电位计算已讲abR4R3R1R2电路等效电阻电路等效电阻Rab=Rab=？情境情境1-1-4 1-1-4 电阻串、并联及混联电路的简化电阻串、并联及混联电路的简化abRRRR电路等效电阻电路等效电阻Rab=Rab=？情境情境1-1-4 1-1-4 电阻串、并联及混联电路的简化电阻串、并联及混联电路的简化abRRRR电路等效电阻电路等效电阻Rab=Rab=？情境情境1-1-4 1-1-4 电阻串、并联及混联电路的简化电阻串、并联及混联电路的简化学习小结：学习小结：情境情境1-1-4 1-1-4 电阻串、并联及混联电路的简化电阻串、并联及混联电路的简化作作 业：业：练习题练习题预习电路的基本定律、定理及应用预习电路的基本定律、定理及应用 情境情境1-1-4 1-1-4 电阻串、并联及混联电路的简化电阻串、并联及混联电路的简化回回 顾顾:1 1、电阻串联、并联的实质、电阻串联、并联的实质:2 2、电阻混联电路的化简计算。、电阻混联电路的化简计算。情境情境1-1-4 电路的各种状态及计算电路的各种状态及计算学习内容及目标：学习内容及目标：1、理解电路的各种状态的特点；、理解电路的各种状态的特点；2、掌握直流电路相关参数的计算；、掌握直流电路相关参数的计算；3、掌握电源、电阻及电路模型的画法。、掌握电源、电阻及电路模型的画法。情境情境1-1-4 电路的各种状态及计算电路的各种状态及计算思考：思考：1、观察图示电路，画出电路模型。、观察图示电路，画出电路模型。实体电路电路模型负载电源开关连接导线思考：思考：1、观察图示电路，画出电路模型。、观察图示电路，画出电路模型。实体电路电路模型负载电源开关连接导线电源负载中间环节SRL+UIUS+_R0情境情境1-1-4 电路的各种状态及计算电路的各种状态及计算观察：注意各种电源的画法：观察：注意各种电源的画法：理想电压源理想电压源电源电源实际电源实际电源理想电源理想电源电压源电压源理想电流源理想电流源电流源电流源E+_U0R0R0IsU0E（R0=0）Is（R0 ）情境情境1-1-4 电路的各种状态及计算电路的各种状态及计算模具模具9.6：思考：思考：1、电路可能会出现的工作状态？、电路可能会出现的工作状态？电源负载实体电路中间环节电路模型负载电源开关连接导线SRL+UIUS+_R0情境情境1-1-4 电路的各种状态及计算电路的各种状态及计算思考：思考：1、电路可能会出现的工作状态、电路可能会出现的工作状态开路开路。实体电路电路模型负载电源开关连接导线SRL+UIUS+_R0情境情境1-1-4 电路的各种状态及计算电路的各种状态及计算思考：思考：1、电路可能会出现的工作状态、电路可能会出现的工作状态-有载工作状态有载工作状态。实体电路电路模型负载电源开关连接导线SRL+UIUS+_R0情境情境1-1-4 电路的各种状态及计算电路的各种状态及计算思考：思考：1、电路可能会出现的工作状态、电路可能会出现的工作状态-短路短路。实体电路电路模型负载电源开关连接导线SRL+UIUS+_R0情境情境1-1-4 电路的各种状态及计算电路的各种状态及计算一、电源有载工作：一、电源有载工作：电路特征：电路特征：I =？U=？（一）电压和电流：（一）电压和电流：+_IRUabESR0ab一、电源有载工作：一、电源有载工作：电路特征：电路特征：I=E/(R0+R)U=IR=E IR0IU=IE IIU=IE I2 2R R0 0P=PE-P 将上式乘以将上式乘以I，得，得（注意：电源输出的功率（注意：电源输出的功率和电流由负载决定。）和电流由负载决定。）上式表明：当上式表明：当R变化时，变化时，电源端电压变化不大，则电源端电压变化不大，则此电源此电源带负载的能力强带负载的能力强。当当RR0时时UE（一）电压和电流：（一）电压和电流：+_IRUabESR0ab电源的外特性曲线电源的外特性曲线 表示电源端表示电源端电压电压与输出与输出电流电流之间的关系之间的关系曲线，称为曲线，称为外特性外特性曲线。曲线。U=IR=E IR0IU0EIR0一、电源有载工作：一、电源有载工作：（二）（二）功率与功率平衡：功率与功率平衡：电源的电源的发出功率发出功率=负载的负载的取用功率取用功率+电源内阻上的电源内阻上的消耗功率消耗功率P-电源输出的功率电源输出的功率PE-电源产生的功率电源产生的功率P-电源内阻上消耗的功率电源内阻上消耗的功率IUE+_RabSR0功率平衡方程式：功率平衡方程式：一、电源有载工作：一、电源有载工作：0909机械机械5,9.65,9.6在在 U、I 正正方向选择一致的前提下：方向选择一致的前提下：IRUab或或IRUab“吸收功率吸收功率”（负载）（负载）“发出功率发出功率”（电源）（电源）若若 P=UI 0若若 P=UI 0根据能量守衡关系根据能量守衡关系P（吸收）（吸收）=P（发出）（发出）（三）电源与负载的判别：（三）电源与负载的判别：一、电源有载工作：一、电源有载工作：当当 计算的计算的 P 0 时时,则说明则说明 U、I 的的参考方向与参考方向与实际实际方向方向全部相同或相反全部相同或相反，此部分电路，此部分电路消耗电功率消耗电功率，为为负载负载。（四）功率性质判断：（四）功率性质判断：当计算的当计算的 P 0 时时,则电源消耗功率，为则电源消耗功率，为负载负载；当当计算的电源功率计算的电源功率PE 0 时时,为为电源电源。（四）功率性质判断：（四）功率性质判断：当计算的当计算的 P 0 时时,为为负载负载。如果假设如果假设 U U、I I 正方向不一致（非关联）正方向不一致（非关联）。一、电源有载工作：一、电源有载工作：例例IUU=10VI=-1A电电路路IUU=-10VI=1A电电路路IUU=10VI=1A电电路路P=UI=-10W0，消耗功率，是负载。消耗功率，是负载。P=-UI=-10W IN过载过载I IN轻载轻载I=IN额定工作状态额定工作状态一、电源有载工作：一、电源有载工作：电器使用时的实际值不等于额定值的原因：电器使用时的实际值不等于额定值的原因：a.电器受外界影响电器受外界影响如电压波动。如电压波动。b.负载变化时，电流、功率通常不一定处于负载变化时，电流、功率通常不一定处于 额定工作状态。额定工作状态。一、电源有载工作：一、电源有载工作：二、开路（断路或空载二、开路（断路或空载）：）：电路特征：电路特征：I=？U=？U0=？PE=P=？I=0+_RUEabSU0R0（其中：（其中：PE =？P=？）？）开关开关S断开时，外电路的电阻无穷大断开时，外电路的电阻无穷大,电流为零，电流为零，电源的端电压电源的端电压U0等于电源电动势等于电源电动势E。二、开路（断路或空载二、开路（断路或空载）：）：电路特征：电路特征：I=？U=？U0=？PE=P=？I=0+_RUEabSU0R0（其中：（其中：PE =？P=？）？）开关开关S断开时，外电路的电阻无穷大断开时，外电路的电阻无穷大,电流为零，电流为零，电源的端电压电源的端电压U0等于电源电动势等于电源电动势E。二、开路（断路或空载二、开路（断路或空载）：）：电路特征：电路特征：I=0U=0 U0=EPE=P=0I=0+_RUEabSU0R0（其中：（其中：PE =EI、P=UI）三、短路三、短路:U=?I=?短路电流短路电流P=?电路特征：电路特征：+-E E+-0RUIsI=0+_RUEabSR0当当R0 0时，时，Is?思考：思考：电路有什么后果？电路有什么后果？IS三、短路三、短路:U=0 I=0短路电流短路电流P=0电路特征：电路特征：+-E E+-0RUIsI=0+_RUEabSR0当当R0 0时，时，Is （烧毁电源）。（烧毁电源）。注意：注意：电压源不允许短路！电压源不允许短路！IS三、短路三、短路:+-E E+-0RUIsI=0+_RUEabSR0思考：思考：短路时如何进行保护？短路时如何进行保护？IS学习小结：学习小结：情境情境1-1-4 电路的各种状态及计算电路的各种状态及计算作作 业：业：练习题练习题预习电路中电位的概念及计算预习电路中电位的概念及计算情境情境1-1-4 电路的各种状态及计算电路的各种状态及计算情境情境1-1-1-1-5 5 电位的概念及计算电位的概念及计算学习内容及目标：学习内容及目标：1、理解电位的概念；、理解电位的概念；2、掌握电路中各点单位的计算方法。、掌握电路中各点单位的计算方法。V Va a=+5V=+5V a 点电位：a ab b1 1 5A5Aa ab b1 1 5A5A例例例例1 1、电位的概念：、电位的概念：电位实际上就是电路中某点到参考点的电压，电压常用双下标，而电位则用单下标，电位的单位也是伏特V V。电位具有相对性，规定参考点的电位为零电位。因此，相对于参考点较高的电位呈正电位，较参考点低的电位呈负电位。参考点通常用“接地”符号表示，但该点没有和大地相连。V Vb b=-5V=-5V b点电位：情境情境1-1-1-1-5 5 电位的概念及计算电位的概念及计算讨论：讨论：参考点选的不同，则各点的电位不同？参考点选的不同，则各点的电位不同？电流总是从高电位流向低电位？电流总是从高电位流向低电位？例1情境情境1-1-1-1-5 5 电位的概念及计算电位的概念及计算12V12V求开关S打开和闭合时a点的电位值。12V12V6K6K4K4K20K20K12V12VS S 解解画出S打开时的等效电路：b ba aS Sb ba ad dc c6K6K4K4Kc c20K20K12V12V 显然，开关S打开时相当于一个闭合的全电路，a点电位为：S闭合时的等效电路：6K6K4K4K20K20K12V12V12V12Vb ba ac cS闭合时，a点电位只与右回路有关，其值为：d dd d例例1 109机械9.9分别以A、B为参考点计算C和D点的电位及UCD。10 V2 +5 V+3 BCDIA 解解以A点为参考电位时I=10+53+2=3 AVC=3 3=9 VVD=3 2=6 VUCD =VC VD=15 V以B点为参考电位时VD=5 VVC=10 VUCD=VC VD=15 V*电路中某一点的电位等于该点到参考点的电压；*电路中各点的电位随参考点选的不同而改变，但是任意两点间的电压不变。例例2 2计算图中A点的电位。解：解：-24V电源的正极在接地点电源的正极在接地点上，上，12和和36两两 电阻串联，电阻串联，流过电流为：流过电流为：I=24/（12+36）=0.5AA +12V 24 36 12 -24VI例例3:方向向左再向下，故方向向左再向下，故A点电位点电位VA=-I x12=-0.5x12=-6V情境情境1-1-1-1-5 5 电位的概念及计算电位的概念及计算在图（在图（a）中求）中求A点电位点电位VA解：将图（解：将图（a）电路改画成（）电路改画成（b）所