《电工技术基础》第一章

分电路消耗功率，为负载性质
➢ 当计算的
时，说明U、I的实际方向相反，此部
分电路产生功率，为电源性质
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二、电路的基本物理量
4.电能与功率
例题1-2
图1-6所示直流电路中，
，
，
，
，求各电路元件消耗或产生的
功率 、 、 及整段电路的功率P
➢ 对元件1，
，电流和电
压的参考方向一致，元件1消耗功率16 W
任务导入
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一、电路的组成
电流流过的回路称为电路
它可以实现电能的传输、分 配与转换，还可以实现信号 的传递与处理
电源
0 1 向电路提供电能的设备，如发电机、信号源、电池等
负载
0 2 在电路中接收电能的设备，如电灯、空调、电动机等
中间环节
0 3 连接电源和负载的导线、控制电路通断的开关、检测 和保护电路的控制设备及仪器仪表等
0 1 可用于测量交直流电压、电流、电阻等多种电量 0 2 可用于测量电容、电感以及晶体管的某些特性
0 3 可用于检测多种电子器件的好坏及调试各种电子设备
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三、万用表的使用
万用表根据显示方式的不 同，可分为指针式（模拟 式）和数字式两大类
指针式万用表--图1-7〔a〕 0 1 以指针式电流表作为表头，测量结果通过指针在表盘上显示
机械调零螺钉
0 2 在测量前用来调零，测量前表针如果不在0刻度线，可用螺丝刀调整该螺钉使表针复位
欧姆调零旋钮
0 3 测量电阻前，先让红、黑两表笔短接，此时表针应指在电阻〔欧姆〕挡的零刻度线上 如果未指在零刻度线上，可调整该旋钮使表针复位
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三、万用表的使用
2 . MF-47型万用表的面板
换挡开关
数字式万用表--图1-7〔b〕 0 2 采用数字电路，测量结果可直接由数码管在显示屏上显示
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三、万用表的使用
1 . MF-47型万用表的主要技术指标
测量功能 直流电流
直流电压
交流电压 直流电阻 电平指示
表1-1 MF-47型万用表的主要技术指标
(表头灵敏度为46.2 µA，表头内阻为2500 Ω)
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一、电路的组成
电路模型
➢ 是由理想电路元件组成的电路 ➢ 用统一规定符号表示的理想电路元件替代实际电路元器件，建立实际电路的数学物理模型 ➢ 常见的电路元件有电阻元件、电感元件、电容元件、电压源、电流源等
图1-1（a）所示为手电筒的实际电路，由干电池、小灯 泡、开关和导线组成 图1-1（b）所示为手电筒的电路模型，电阻RL是小灯泡 的模型，理想电压源US和与其相串联的电阻R0是干电 池的模型，导线和开关S是中间环节
➢ 充电器将220 V交流电转换成低压直流电为 电池充电。 ➢ 目前，常见的 充电器都会有5 V、2 A和9 V、2 A两种充电模
式，即慢充和快充。 ➢ 不同的充电电压也产生了不同的充电效果 ➢ 在日常生活中，直流电路的应用随处可见。除上述情况外，直
流电路还有哪些应用场合？如何测量这些直流电路的电压呢？
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二、电路的基本物理量
1.电流
➢ 电流是在电场力的作用下，电荷有规则地定向移动形成的 ➢ 电流的大小为单位时间内通过导体横截面的电量，称为电流强度，简称电流，用 i 表示 ➢ 公式为： ➢ i 是电流，单位为安培（A），q 是电量，单位为库伦（C），t 是时间，单位为秒（s）
➢ 大小和方向都不随时间变化的电流称为直流电流，用 大写字母 I 表示
0 4 ➢ 用来选择被测电量的种类和量程（或倍率），是一个多档位的旋转开关 ➢ 测量项目包括直流电流、直流电压、交流电压和电阻等，每挡划分为几个不同的量程（或倍 率）以供选择
表笔插孔
0 5 ➢ 使用时应将红表笔插入标有“+ 〞的插孔中，黑表笔插入标有“ -〞或“COM 〞的插孔中 ➢ 测量大于500 V的高压时，应将红表笔插入“2500 V〞插孔 ➢ 测量大于500 mA的大电流时，应将红表笔插入“5 A〞插孔
二、电路的基本物理量
4.电能与功率
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➢ 功率是单位时间内电流所做的功，用P表示，即 ➢ P是功率，单位为瓦特（W），U 是电压，单位为伏特（V），I 是电流，单位为安培（A） ➢ 功率反映了电路元件能量转换的本领
➢ 从P的正、负即可区分元件的性质
➢ 当计算的
时，说明U、I的实际方向一致，此部
➢ 公式为：
二、电路的基本物理量
1.电流
➢ 不随时间变化的恒定电量或参量通常用大写字母表示， 如直流电压和直流电流分别用 U 和 I 表示
➢ 随时间变化的电量或参量通常用小写字母表示，如交 流电压和交流电流分别用 u 和 i 表示
➢ 电流的国际单位是安培（A），较小的单位还有毫安 （mA）和微安（μA）
➢ 测量时注意正、负极性必须正确，被测电流应从红表笔流进，从 黑表笔流出
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三、万用表的使用
3 . MF-47型万用表的使用方法
电压的测量
0 4 ➢ 将换挡开关旋到适宜的电压量程，将万用表并联接入被测电路中进行测量 ➢ 测量直流电压时，正、负极性必须正确，红表笔接被测电压的高电位，黑表笔接被测电 压的低电位 ➢ 测量交流电压时，无须分正、负极性，此时测得的电压值为交流电压的有效值
➢ 换算关系为：
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二、电路的基本物理量
1.电流
➢ 在分析复杂电路时，为了方便分析和计算，可以任意选定一个方向作为参考方向
➢ 电流的参考方向可以用箭头表示，也可以用双下标表示，iab表示电流的参考方向是从a指
向b的 ➢ 如图1-2所示，若电流的实际方向与参考方向一致，则电流为正值；若电流的实际方向与
电路的种类
➢ 根据电流性质分为直 流电路和交流电路
知识目标
1
掌握电路基本物理量的计算及其检测方法
2
掌握基本电路元件的伏安特性
3
掌握直流电路常用的分析方法
技能目标
1
能够测量电路的基本物理量
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
能够检测基本电路元件的伏安特性
能够通过对电路的检测验证基尔霍夫定律和
3
叠加定理
➢ 已成为人们的生活必需品，不同品牌的 所适配的充电器也 不尽相同。
电工技术基础
项目一
直流电路的分析与测量
项目导读
电路测量的概念
➢ 是电工技术的重要组成部分 ➢ 主要任务是借助各种电工仪器和仪表，测量电路的电压、电流、
电能、功率等 ➢ 作用是为电路元件的特性和运行状况分析提供依据
电路分析的方法 根据电路的结构及运行条件，选择适宜的分析方法，配合必要的 检测手段，以辅助验证分析结果
相关知识 2 . MF-47型万用表的面板
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三、万用表的使用
2 . MF-47型万用表的面板
表头
0 1 ➢ 最上端标有“Ω”的是电阻刻度线，右端表示零，左端表示“∞”，刻度值分布是不均匀的 ➢ 符号“ ”表示直流，“～”表示交流，“ ”表示交流和直流共用的刻度线 ➢ “ ”表示晶体管放大倍数刻度线，“dB”表示电平分贝刻度线
电阻的测量
0 5 ➢ 测量电阻时不得带电测量，必须将电阻两端的电路断开 ➢ 测量前应先估算所测的电阻值，然后用换挡开关选择好适当的量程 ➢ 假设无法估算所测的电阻值，可从最大量程开始测量，然后根据指针偏转情况进行调 节 ➢ 将红黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮使表针指向电阻挡的零刻度线上
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三、万用表的使用
3 . MF-47型万用表的使用方法
晶体管放大倍数的测量
0 6 ➢ 测量时，应将测量换挡开关置于“
”位置
➢ 将被测晶体管NPN型或PNP型的三个极（基极、集电极、发射极）分别插入相应的
“B”“C”“E”插孔中，即可得到“ ”的值
➢ 测量条件为
，
，“ ”的值显示在0～300之间
➢ 为了提高测量精度，测量时应使表针指在刻度盘中间偏 右的位置
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二、电路的基本物理量
2.电位与电压
例题1-1 求图1-4中各点的电位
➢ 以接地点为电位参考点（零电位点），图1-4（a）
所示电路中，b点的电位
，a、b两点间的
电压为
，故a
点的电位
➢ 以接地点为电位参考点（零电位点），图1-4（b）
所示电路中，a点的电位
，a、b两点间的
电压为
，故b点
的电位
二、电路的基本物理量
3.电动势
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➢ 电动势是指电源内部的非电场力把单位正电荷由低电位b端移到高电位a端所做的功，用 表示，即
➢ 电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量 ➢ 电动势的实际方向为由低电位端指向高电位端，即电位升高的方向
➢ 电动势和电压的实际方向相反，如图1-5（a） 所示
➢ 在开路情况下，电源电动势与电源两端的电压 大小相等，方向相反，如图1-5（b）所示
参考方向相反，则电压为负值
二、电路的基本物理量
2.电位与电压
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➢ 对电路进行分析计算时，必须先在电路中标出电流、电压的参考 方向
➢ 电路图上电流、电压的参考方向一经选定，在整个分析计算过程 中就不允许再变更，并以此标准进行分析计算，最后根据计算结 果的正负来确定电流和电压的实际方向
➢ 同一段电路上电流和电压的参考方向彼此独立无关，可以各自选 定，为了方便分析，通常使电流和电压的参考方向一致，称为关 联参考方向
参考方向相反，则电流为负值
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二、电路的基本物理量
2.电位与电压
➢ 在电路中任选一点作为参考点，则电场力把单位正电荷从某点移动到参考点所做的功称为该 点的电位，用v（V）表示
➢ 电场力把单位正电荷从a点移动到b点所做的功称为a、b两点间的电压，用uab表示
➢ 公式为： 单位为库伦（C）
uab是电压，单位为伏特（V），wab是功，单位为焦耳（J），q是电量，
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二、电路的基本物理量
2.电位与电压
➢ 电路中两点间的电压是不变的，而各点的电位则随参考点的不同而不同 ➢ 在研究同一电路系统时，只能选取一个电位参考点，需先任意选定一个方向作为参
考方向，电压的参考方向可以用箭头表示，也可以用“+”“-”或双下标表示 ➢ 如图1-3，若电压的实际方向与参考方向一致，则电压为正值；若电压的实际方向与
➢ 若表针过于偏左，则应适当加大量程；若表针过于偏右， 则应适当减小量程
测量直流电路的电压及电位
1.实施目标
任务实施
1
掌握电路电位及电压的测量方法
2
验证电路中电位的相对性和电压的绝对性
测量直流电路的电压及电位
任务实施 2.实施工具及器材
实施工具
1
➢万用表1块 ➢直流电压表1块
二、电路的基本物理量
4.电能与功率
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➢ 电能是指在一定的时间内电路元件（或设备）吸收或发出的电能量，用W表示，即 ➢ W 是电能，单位为焦耳（J），U 是电压，单位为伏特（V），I 是电流，单位为安培
（A），t 是时间，单位为秒（s）
➢ 电能单位通常为千瓦时（kW·h，也称度） ➢ 千瓦时与焦耳的换算关系为
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三、万用表的使用
3 . MF-47型万用表的使用方法
机械调零
0 1 ➢ 将万用表水平放置，视线与表盘垂直 ➢ 万用表指针应指在表盘最左端零刻度线上，若不指零，则应旋转机械调零螺钉
插入电笔
0 2 将红、黑表笔插入相应的插孔
电流的测量
0 3 ➢ 将换挡开关旋到适宜的直流电流量程，将万用表串联接入被测电 路中进行测量
➢ 电压的实际方向为由高电位端指向低电位端，即电位降低的方向 ➢ 电路中两点间的电压也可用两点间的电位差来表示 ➢ 公式为：
二、电路的基本物理量
2.电位与电压
相关知识
➢ 直流电路中，电压用U表示，常用双下标，如Uab， ➢ 电压的国际单位是伏特（V），常用的单位还有毫伏（mV）和千伏（kV） ➢ 换算关系为：
量程范围
0～0.05 mA；0～0.5 mA；0～5 mA； 0～50 mA；0～500 mA；0～5 A
0～500 V；0～1 000 V；0～2 500 V
0～0.25 V；0～1 V；0～2.5 V； 0～10 V；0～50 V；0～250 V 0～10 V；0～50 V；0～250 V；0～500 V；
➢ 对元件2，
，电流
和电压的参考方向不一致，元件2消耗功率32 W
➢ 对元件3，
，电流和电
压的参考方向不一致，元件3产生功率24 W
➢ 设消耗功率为正，产生功率为负，则整段电路的
功率为
三、万用表的使用
相关知识
➢ 万用表是一种多用途的便 携式电工仪表
➢ 具有测量种类多、测量范 围广、价格低廉、操作简 单方便等优点
0～1 000 V；0～2 500 V
R x 1 Ω；R x 10 Ω；R x 100 Ω；R x 1 kΩ；R x 10 kΩ
压降或内阻 0.25
20 kΩ/V 10 kΩ/V 10 kΩ/V 中心值为16.5 Ω
0 dB=1 mW/600 Ω
0～300
精确度 2.5
2.5
5 2.5 — —
三、万用表的使用