第一章 直流电路

第一章直流电路

第一节电路的基本结构【教学目标】

1．了解电路的基本组成

2．会识读基本的电气符号和简单的电路图

【教学重点】

1．电路的基本组成

2．电气符号和简单的电路图

【教学难点】

会识读基本的电气符号和简单的电路图

【一、复习】

只有构成通路，电路中才有电流。开关是构成电路通路的重要条件。【二、引入新课】

通过实例（如手电筒或家庭照明电路）分析，引入电路的组成。【三、讲授新课】

1．电路：一个基本的电流回路。电路如图1.1所示。

图1.1 手电筒的结构与电路图

2．电路组成：电源、负载、导线和开关。

（1）电源：是将非电能形态的能量转换成电能的供电设备，例如，发电机、电池等。

（2）负载：是将电能转换成非电能形态能量的用电设备，例如，电动机、照明灯等。

（3）连接导线：传送信号、传输电能。

（4）辅助设备：保证电路安全、可靠地工作（例如控制电路通、断的开关及保障安全用电的熔断器），而且使电路自动完成某些特定工作成为可能。

3..电路的三种状态

（1）通路

通路是指正常工作状态下的闭合电路。此时，开关闭合，电路中有电流流过，负载能正常工作。

（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。此时，电路中没有电流通过。开关处于断开状态时，电路是正常开路；但开关处于闭合状态时，电路仍然开路则表明电路已出故障，则需要检测维修了。

（3）短路

短路是指电源不经负载直接被导线相连。此时，电源提供的电流比正常通路时的电流大许多倍，严重时会烧毁电源和电气设备。因此在电路中不允许无故短路，特别不允许电源短路。电路短路的保护装置是熔断器或自动跳路开关。

4. 电路图

任何电路都可用电路图来表示。为了方便起见，用国家标准统一规定的图形符号来代替实物，以此表示电路的各个组成部分。

【四、小结】

1．电路定理图不考虑电气元件的实际安装位置和实际连线情况，只是把各元件按接线顺序用符号展开在平面图上，用直线将各元件连接起来。

2.电流流过的路径叫电路；电路由电源、负载（即：用电器）和中间环节3部分组成。

3.电路有三种状态：通路、断路和短路。

【五、习题】一、是非题：1，2，3

第二节电路的常用基本物理量

【教学目标】

1．理解电路中电流、电压、电位的概念。

2．理解电路中电动势、电能、电功率的概念。

【教学重点】

1．电子的流动方向和电流的方向。

2．电流、电压的参考方向。

【教学难点】

电流、电压的参考方向；电位的概念。

【教学过程】

【一、复习】

1．电子带负电，是负电荷。失去电子的原子核带正电，是正电荷。

2．电荷间有力的作用。同种电荷相斥，异种电荷相吸。

3．电路中电流从高电位流向低电位。

【二、引入新课】

描述电路的规律需要物理量，本节所介绍的物理量有些是物理中已经学过的，有的是新概念。【三、讲授新课】

1.2.1 电流

1．电流：电路中带电粒子在电源作用下有规则地移动（习惯上规定正电荷移动的方向为电流的实际方向）。

2．电流参考方向：是预先假定的一个方向，参考方向也称为正方向，在电路中用箭头标出。

（1）图1.2（a），I = 3 A计算结果为正，表示电流实际方向与参考方向一致。

（2）图1.2（b），I = -3 A计算结果为负，表示电流实际方向与参考方向相反。

注意：电流的正、负只有在选择了参考方向之后才有意义。

图1.2 电流的方向

特例：交流电的实际方向是随时间而变的。如果某一时刻电流为正值，即表示该时刻电流的实际方向与参考方向一致；如果是负值，则表示该时刻电流的实际方向与参考方向相反。

3．电流的大小为

Q

I =

t

电流的单位是安(培)(A)。常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA)等。

1A = 103 mA = 106 μA

4．电流对负载有各种不同的作用和效应，如表1.1所示。

表1.1 电流的作用和效应

1.2.2 电位与电压

1．电位：就像空间的每一点都有一定的高度一样，电路中每一点都有一定的电位。电位用字母V表示，不同点的电位用字母V加下标表示。例如，V A表示A点的电位值。

计算电位要先指定一个电位的起点，称为零电位点（或参考点），该点的电位值规定为0。原则上零电位点是可以任意指定的，而在实际应用中，对于强电的电力电气线路，以大地为参考点，用符号“”表示；在弱电的电子电路中，一般以装置的外壳或底板为参考点，用符号“┴”表示。

2．电压：正是由于空间高度的差异，才会引起液体从高处向低处流动，电路中电流的产生也必须有一定的电位差，在电源外部通路中，电流从高电位点流向低电位点。电路中A、B两点的电位之差称为这两点的电压，即

电压的方向：规定由高电位点（标“＋”）指向低电位点（标“－”）。

图1.3 电压及电动势的方向

电压（电位）的单位：国际单位制为伏（用V 表示），常用的还有毫伏（mV ）、微伏（μV ）。

例1.1 如图1.4所示，求分别以C 点和A 点为参考点时，A 、B 、C 三点的电位以及U AB

图1.4 例1.1附图

结论：参考点选择不同，电位也不同，但两点之间的电压不变，即电位与参考点有关，而电压与参考点无关。

1.2.3 电动势

1．电动势的定义：在电源内部，非静电力将正电荷从电源负极移到正极所做的功W 与其电量Q 之比称为电动势，用E 表示，即

Q

W

E

电动势的单位为伏[特]（V ）。

2．电动势的方向规定由电源负极指向电源正极，如图1.5所示。