电工电子技术与技能 第一章(程周)

3
1.1 电路
观察图1.1可以得到以下结论
电流所流过的路径称为电路。它是为了某种需要由电工设备或 元件按一定方式组合起来的。 电路的基本组成包括：电源、负载、导线及开关。 电源：将非电能形态的能量转换成电能的供电设备。如发电机、 电池等。 负载：将电能转换成非电能形态能量的用电设备。如电动机、 照明灯等。 连接导线：传递信号、传输电能。 实际应用中，电路还必须有一些辅助设备，如控制电路通、断的 开关及保障安全用电的熔断器等。
11 20:38
1.2 电路的常用基本物理量
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UAB 。
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。
12 20:38
1.2 电路的常用基本物理量
4 20:38
1.1 电路
电路图中几种常见器件的图形符号及文字符号
5 20:38
1.2 电路的常用基本物理量
1.2.1电流
电流的定义： 电路中带电粒子有规则地定向移动形成电流。 带电粒子
{电解液中的正、负离子(正、负电荷)
金属导体中的自由电子(负电荷)
规定正电荷移动的方向为电流的实际方向。
6 20:38
49 20:38
1.5 基尔霍夫定律
1.5.1基尔霍夫第一定律——电流定律（KCL）
支路：一段不分叉的电路。 节点：三条或三条以上支路的连接点。 KCL定律的内容：对于电路中的任意 节点上，任一瞬时，电路在该节点处电 流的代数和为零，即
[例] 列出图1.21中所示电路中节点 A 的基尔霍夫第一定律表达式。 [解] 对于节点 A 上的电流，假设流入节点电流为正，流出节点电 流为负，那么，根据公式(1.18)可得
1.2.3电动势
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
W E Q
E 的单位是伏(V) W 的 单位 是焦 (J) Q 的单位是库(C)
电动势的方向：规定从电源负极指向电源正极即非静电力移动正电 荷方向，如图1.5所示。
中等职业教育课程改革国家规划新教材配套多媒体资源
电工电子技术与技能（非电类少学时）
程周
主编
1
20:38
1 直流电路
1
1.1电路 1.2电路的常用基本物理量 1.3电阻元件与欧姆定律 1.4电阻的连接
2
3
4
5
1.5基尔霍夫定律
2
20:38
1.1 电路
观察与思考
图1.1 手电筒的结构与电路图
20:38
51 20:38
52
20:38
观察2：当 调换开关 S
的位置时，两
个灯泡有什 么变化？
20:38
35
学习探究
观察实验现象（2）
调换开 关位置 后，两 灯都
亮
20:38 36
学习探究
[思考]
串联电路的特点
1） 电流只有一条路径， 通过一个元件的电流同时也通 过另一个。 2） 电路中只需要一个开 关，且开关的位置对电路没有 影响。
1.4.2电阻的并联
44 20:38
1.4 电阻的连接
1.4.2电阻的并联
45 20:38
下列电路图中两灯属于串联的正确电 路是( C )
A
B
C
20:38
D
47
1.4 电阻的连接
1.4.3电阻的混联
串联和并联同时存在的电路称为混联电路
48 20:38
1.4 电阻的连接
I
U 6 A 0.2 A R 30
26 20:38
1.3 电阻元件与欧姆定律
1.3.4线性电阻和非线性电阻
热敏电阻和压敏电阻是非线性电阻
图1.11 热敏电阻
20:38
27
1.3 电阻元件与欧姆定律
1.3.4线性电阻和非线性电阻
热敏电阻有负温度系数电阻(NTC)和正温度系数电阻(PTC)
NTC电阻在一定的温度范围内具有大的负温度系数，其电阻值具有 随温度升高而急剧下降的特性。 PTC电阻在一定的温度范围内具有大的正温度系数，其电阻值具有随 温度升高而急剧增大的特性。 电阻值
18 20:38
1.3 电阻元件与欧姆定律
1.3.1电阻
19 20:38
1.3 电阻元件与欧姆定律
1.3.1电阻
20 20:38
1.3 电阻元件与欧姆定律
1.3.2常用电阻元件
图1.7 常见电阻元件的外形
20:38
21
1.3 电阻元件与欧姆定律
1.3.2常用电阻元件
22 20:38
1.3 电阻元件与欧姆定律
1.3.2常用电阻元件
图1.8 色环标记表示电阻参数
23 20:38
1.3 电阻元件与欧姆定律
1.3.3欧姆定律
1. 欧姆定律：由实验可知，电阻元件中的电流与电阻两端的电压成正 比，与其电阻值成反比。
24 20:38
1.3 电阻元件与欧姆定律
1.3.3欧姆定律
电功率的单位：瓦(W)或千瓦(kW)
16 20:38
1.2 电路的常用基本物理量
1.2.5电功率
17 20:38
1.3 电阻元件与欧姆定律
1.3.1电阻
导体对电流阻碍作用的大小用电阻表示。
在温度不变的条件下，电阻R与导体的长度l成正比，与导体的横截 面积A成反比，即
ρ为比例系数，称为电阻率，单位是欧· 米（· m） 电阻率ρ与导体的材料和温度有关。导体的电阻率<10－6 · m，绝缘 体的电阻率> 107 · m，半导体的电阻率在10－6 · m和107 · m之间。
1.2 电路的常用基本物理量
1.2.1电流
电流的实际方向有时难以确定，为此可以预先假定一个电流方向， 称为参考方向，在电路中用箭头标出。求解电路时应根据假定的电 流参考方向进行。如果电流值为正，表示电流的实际方向与参考方 向一致；如果电流值为负，表示实际方向与参考方向相反，如图 1.2所示。
图1.2 电流的方向 电路图中标注的电流方向通常都是参考方向，参考方向可以任意规定。
表示；在弱点中以装置的外壳或底板为参考点，用符号
表示。
20:38 10
1.2 电路的常用基本物理量
1.2.2电位与电压 2.电压
电压的定义：电路中A、B两点之间的电位差称为电压。
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：国际单位制为伏特（用V表示），常用的还有 毫伏（mV）、微伏（μV）。
20:38
37
1.4 电阻的连接
1.4.1电阻的串联
串联电路的规律
图1.14 电阻的串联
38 20:38
实际应用
有一个电铃，它的电阻是10欧，正常工作电压是6伏。 现在把它接到电压是9伏的电源上，应该怎么做？
串联一个5欧的电阻
39 20:38
40 20:38
练一练
下图所示的电路中，若流过电路的总电流 I 0.5 A ,3个电阻 5、 20 。 值分别为 10、 试求：（1）串联后的等效电阻；（2）每个电阻两端的电 压及电路的总电压。
7 20:38
1.2 电路的常用基本物理量
1.2.1电流
电流既是一种物理现象，又是一种表示带电粒子定向运 动强弱的物理量。
电流的大小等于通过导体横截面积的电荷量与通过这 些电荷量所用时间的比值。
I Q t
电流的单位是安(A)；毫安(mA)、微安(A) 1 A = 103 mA = 106 A
14 20:38
1.2 电路的常用基本物理量
1.2.4电能
电能的测量
图1.6所示为家用电能表的表盘， 它是记录用电设备消耗电能的仪表。
图1.6 家用电能表及接线
15 20:38
1.2 电路的常用基本物理量
1.2.5电功率
用电设备单位时间消耗的电能叫做电功率，用字母 P 表示，即
P W U2 UI RI 2 t R
PTC
NTC
20:38
温度
28
1.3 电阻元件与欧姆定律
1.3.4线性电阻和非线性电阻
压敏电阻的阻值随电压的增大而急剧减小。
压敏电阻在低压时具有较大的电阻。当电压较大时，电流则增大许多 倍，即电阻变小。压敏电阻可用于过压保护，将它并联在被保护元件 两端，当出现过电压时，其电阻急剧减小，将电流风流，起到保护并 联在一起的元件的目的。
8 20:38
1.2 电路的常用基本物理量
1.2.1电流
电流对负载的作用和效应如表1.2所示
20:38
9
1.2 电路的常用基本物理量
1.2.2电位与电压
1.电位
空间中的每一点都有一定的高度，电路中的每一点都有一定的 电位。 电位的表示方法：用字母V表示，不同点的电位用字母V加下 标表示，如VA。 计算电位时应指定一个参考点，规定参考点的电位为0，原则 上零电位点是可以任意指定的。 在实际应用中，对于强电的电路，以大地为参考点，用符号
20:38 31 31
学习探究
R1
R1 R2 R3
R2
R3
电阻依次首尾相接，没有分支的连接方式，称作串联。
20:38
32 32
学习探究
思考实验现象（1）
观察1：
当合上开关， 两个灯泡有什 么变化？
20:38
33 33
学习探究
实验（1）结果
两 灯 泡 都