《电工基础》 第一章 电路基础知识

2019至2020 学年第一学期
教师授课教案
类别：
授课专业班级：
课程：《电工基础》第一章电路基础知识开课时间：
总课时：40学时
使用教材：
授课教师：
教研室：
主要教学步聚与内容教学过程
设计
时间
分配
一、课堂组织
二、安全理念讲解
电工必须接受安全教育、掌握电工基本的安全知识，然后方可参加电工的实际操作。

凡没有参加过安全教育、不懂得电工安全知识的学员，是不允许参加电工实习操作的。

三、新课导入：
电是一种自然现象，是一种能量，自然界的闪电就是电的一种现象。

电是像电子和质子这样的亚原子粒子之间的产生排斥力和吸引力的一种属性。

它是自然界四种基本相互作用之一。

电或电荷有两种：我们把一种叫做正电、另一种叫做负电。

通过实验我们发现带电物体同性相斥、异性相吸，其吸引力或排斥力遵从库仑定律。

电是个一般术语，包括了许多种由于电荷的存在或移动而产生的现象。

这其中有许多很容易观察到的现象，像闪电、静电等等，还有一些比较生疏的概念，像电磁场、电磁感应等等。

第一章电路基础知识
§1-1 电流和电压
一、电路
1.电路及其组成
电路：电流流通的路径。

电路的组成：电源、开关、负载和导线。

2.电路图：用电气符号描述电路连接情况的图，称电路原理导入新课
讲授
举例
2分
3分
5分
25分
图，简称电路图。

3.电路的功能：
1）进行能量的转换、传输和分配。

电能的传输示意图
2）实现信息的传递和处理。

扩音机电路示意图
课堂讨论：电路与电路图的结构及作用
二、电流
1．电流的形成：电荷的定向移动形成电流，移动的电荷又称载流子。

2．电流的方向：习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方画图示范
讲授
10分
15分
发电机
升压
变压器
降压
变压器
用电
设备
输电线
放大器
1
放大器
2
放大器
3
话筒
主要教学步聚与内容
教学过程
设计
时间
分配
一、课堂组织
二、安全理念讲解
三、授课内容：
第一章电路基础知识
§1-3 欧姆定律
讲述电动势、电压、电流与电阻关系。

一、部分电路欧姆定律
只含有负载而不包含电源的一段电路称为部分电路。

内容：导体中的电流，与导体两端的电压成正比，与导体的
电阻成反比。

公式：当电压与电流的参考方向关联时：
R
U
I=
当电压与电流的参考方向非关联时：
R
U
I-
=
二、伏安特性曲线
如果以电压为横坐标，电流为纵坐标，可画出电阻的U/I关
系曲线，即伏安特性曲线。

电阻元件的伏安特性曲线是直线时，称为线性电阻，其电阻
值可认为是不变的常数。

如果不是直线，则称为非线性电阻。

三．全电路欧姆定律
全电路是含有电源的闭合电路。

电源内部的电路称为内电
导入新课
讲授
举例
2分
3分
5分
25分
路。

电源内部的电阻称为内电阻，简称内阻。

电源外部的电路称
外电路，外电路中的电阻称为外电阻。

内容：闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与电路的
总电阻（内电路电阻与外电路电阻之和）成反比。

公式：
r
R
E
I
+
=
全电路欧姆定律又可表述为：电源电动势等于U外和U内之
和。

课堂讨论：电路欧姆定律及特点
四、电源的外特性
电源端电压U与电源电动势E的关系为：
U = E－Ir
可见，当电源电动势E和内阻r一定时，电源端电压U将随
负载电流I的变化而变化。

电源端电压随负载电流变化的关系特性称为电源的外特性，
其关系特性曲线称为电源的外特性曲线。

五、电路的三种不同状态
电路的三种不同状态是通路、断路和短路。

讲授
10分
30分
1.通路(闭路)：电源与负载接通，电路中有电流通过，电气
设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换。

开关SA 接到位置“3”时，电路处于通路状态。

电路中电流为
r
R E
I +=
端电压与输出电流的关系为： U 外 = E －U 内 = E －Ir
2. 开路（断路）：电路中没有电流通过，又称为空载状态。

开关SA 接到位置“2”时，电路处于开路状态。

0=I ； 0==Ir U 内； E Ir E U =-=外 即：电源的开路电压等于电源电动势。

3. 短路：开关SA 接到位置“1”时，相当于电源两极被导线直接相连。

电路中短路电流为：r
E I /=短
由于电源内阻一般都很小，所以短路电流极大。

此时电源对外输出电压：0=-=r I E U 短
短路对电源来说属于严重过载，输出电流过大。

如没有保护措施，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。

课堂讨论：电源的外特性和电路的三种不同状态 四、小结：
1、电路欧姆定律及特点介绍。

2、电源的外特性和电路的三种不同状态。

五、作业：
第一章节复习题与例题
10分 5分
UI
t
W
p=
=
对于纯电阻电路，上式还可以写为
R
U
P
R
I
P
2
2=
=或
物理意义：一段电路上功率，跟这段电路两端电压和电路中
电流强度成正比。

单位：功的单位用焦耳（J），时间单位用秒（s），功率单位
为瓦特（W）。

1W=1J／s
这里应强调说明：推导过程中没用到任何特殊电路或用电器
的性质，电功和电功率的表达式对任何电压、电流不随时间变化
的电路都适用。

再者，这里是电场力做功，是消耗的总
电能，也是电能所转化的其他形式能量的总和。

课堂讨论：电功和电功率的含义及特点
三、电流的热效应
电流在通过导体时，导体要发热，电能转化为内能。

这就是
电流的热效应，描述它的定量规律是焦耳定律。

1．内容：电流通过导体时使导体发热的现象叫电流的热效
应。

2．含义：电流与它流过导体时所产生的热量之间的关系可
用下式表示：
Q的单位是J，这种热也称焦耳热。

即：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电
阻和通电时间成正比。

对于导体而言，根据欧姆定律，，所
以，电流做功完全用来生热，电能
转化为内能。

3．纯电阻电路中的电功和电功率
①电功，对所有电路中电阻的生热都适用。

结合纯电阻电路欧姆定律
讲授
10分
30分
，
②电功率，对所有电路中电阻的电热功率都
适用。

结合纯电阻电路欧姆定律
四、负载的额定值
为了使用电器安全、正常地工作，对用电器工作电压和功率
都有规定数值。

电气设备安全工作时所允许的最大电流、最大电压和最大功
率分别称为它们的额定电流、额定电压和额定功率。

电气设备在额定功率下的工作状态称为额定工作状态，也称
满载；
低于额定功率的工作状态称为轻载；
高于额定功率的工作状态称为过载或超载。

一般说来，由于过载很容易烧坏用电器，所以一般不允许出
现过载。

用电器电压不能超过额定电压，但电压低于额定电压时，
用电器功率不是额定功率，而是实际功率。

用电器的实际功率：
U 、I 分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电
流。

课堂讨论：电流的热效应和负载的额定值
四、小结：
1、电功和电功率介绍。

2、电流的热效应和负载的额定值。

五、作业：
有一功率为60 W的电灯，每天使用它照明的时间为4小时，
如果平均每月按30天计算，那么每月消耗的电能为多少度？合
为多少J?
解：该电灯平均每月工作时间t = 4 ⨯ 30 = 120 h，则
W = P · t = 60 ⨯ 120 = 7200 W·h = 7.2 kW·h
即每月消耗的电能为7.2度，约合为3.6 ⨯106 ⨯7.2 ≈2.6
⨯ 107 J。

10分
5分。