中职电工基础 第二章-简单直流电路.

2.2 电阻的串联
【学习目标】
1.掌握电阻串联电路的特点。 2.学会用电阻串联电路的特点分析实际电路。 3.了解电阻串联电路的应用。
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一.串联电路：
把两个或两个以上的电阻一个接一个依次连接 起来，就组成串联电路。
二.串联电路的特点：
①电流特点。I＝I1＝I2＝I3＝…＝In
串联电路中电流处处相等。
外特性曲线
从外特性曲线也可以看出，当I＝0（电路开路）
时，电源的端电压最大，等于电源的电动势，即 U＝E；
当电路闭合时，电路中有电流I，电源的端电压 小于电动势，即U＜E，并随着电路中电流I的增大 而减小。
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四负载获得最大功率的条件：
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图 2-1 简单的闭合电路
负载电阻R的大小与各功率之间的关系
负载获得最大功率条件：当电源给定而负载可 变时，负载电阻R和电源内阻r相等时，负载能够 从电源中获得最大功率。最大功率为：
E2 Pmax 4r
负载功率随电阻变化的曲线
小知识：获得最大功率时，由于R＝r，所以负载上和内阻上消
耗的功率相等，这时电源的效率不高，只有50%。在电子技术 中，有些电路主要考虑负载获得最大功率，效率高低是次要问
三.电源与外特性：
1.电源端电压随负载电流变化的 规律叫做电源的外特性，绘成的曲 线称为外特性曲线，如右图所示。
电工基础
外特性曲线
2.电源端电压U会随着外电路上负载电阻R的改变 而改变，其变化规律为：
（1） R↑→I ↓→ U0＝Ir↓→U＝E－Ir↑ 特例：开路时（R＝），I＝0，U＝E
（2） R↓→I↑→ U0＝Ir↑→U＝E－Ir↓ 特例：短路时（R＝0）， I＝E/R ，U＝0
小提示：电阻的阻值越并越小。当n个相同阻值的电阻并联
时，其总电阻（等效电阻）为
R总

R n
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【例2】已知R1＝2，R2＝3，现把R1、R2两个电阻并 联后接入一直流电源中，测得通过R1的电流为1A，则通过 R2的电流为多大？
小知识：当只有两个电阻R1、R 2并联时，可得通过R1、R 2 电阻的分电流I1、I2与总电压I之间的关系分别为：
②将标注的各字母沿水平方向依次展开，待求两 端的字母排在左右两端。
③将各电阻依次接入与原电路图对应的两字母之 间，画出等效电路图。
④根据等效电路图中电阻之间的串， 并联关系，求出等效电阻。
例1.求出A,B两点间的等效电阻。
(a)
(b)
(c)
【例2】如图所示电路，已知U＝220V，R1＝R4＝10，R2＝ 300，R3＝600。试求：（1）电路的等效电阻R；（2）电 路中的总电流I；（3）电阻R2两端的电压U2；（4）电阻R3消 耗的功率P3。
电阻并联及等效电路
二.并联电路的特点:
①电压特点。并联电路中各电阻两端电压相等，等于电路
两端总电压，即U＝U1＝U2＝U3＝…＝Un
②电流特点。并联电路的总电流等于通过各电阻的分电流
之和，即I＝I1+I2+I3+…+In
③电阻特点。并联电路的总电阻（等效电阻）等于各电阻
倒数之和，即
1 1 1 1 1
电阻串联及其等效电路 小 电阻串联越多，总电阻就越大。 知 当n个阻值相同的电阻串联时，其总电阻
识 Rn=nR。
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【例2-3】 有一盏额定电压 U1 40 V，额定电流 I 5 A 的电灯，应该怎样把它接入电压 U 220 V 照明电路中？
分析：
解：将电灯(设电阻为 R1)与一只分压电阻R2串联后， 接入 U 220 V 电源上，如图 所示。
答：串联一个90Ω的电阻。
④电压分配。 U1 U2 Un I
R1 R2
Rn
串联电路中各个电阻两端的电压与其阻值成正比。
小知识：当只有两个电阻R1、R 2串联时，可得R1、R 2两端 的分电压U1、U 2与总电压U之间的关系分别为：
U1

R1 R1 R2
U
U2

R2 R1 R2
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【课堂小结】 1.闭合电路欧姆定律。 2.电源的外特性。 3.负载获得最大功率条件。
【课堂练习】 教材41页
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【课后作业】
1.电源电动势为1.5V，内电阻为0.12， 外电路电阻为1.38，求电路中的电流和 端电压。
2.电动势为3.6V的电源，与8 的电阻 接成闭合电路，电源两极间的电压为3.2V， 求电源的内电阻。
用公式表示为： I E rR
2.负载获得最大功率的条件是什么？
答：负载电阻R和电源内阻r相等时，负载获得的功率
最大。最大功率为：
Pmax

E2 4r
【导入新课】
家里配电箱中的熔断丝熔断后，所有其 他的用电器都断电无法工作，请大家想一 想，熔断丝是以什么方式接入电路的？
串联方式
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U
功率分配。 P1 P2 Pn P I 2
R1 R2
Rn R
串联电路中各个电阻上消耗的功率与其阻值成正比。
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【例2-4】一个4和一个6的两个电阻串联后，两端接10V的直流电 源，问4和6电阻两端的电压分别为多少？ 电路中的电流又为多少？ 4电阻消耗的功率为多大？
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三.串联电路的应用：
1.利用小阻值的电阻串联来获得较大电阻；
2.常利用几个电阻串联构成分压器，使同 一电源能供给不同电压，如图所示：
分压器
3.利用串联电阻的方法来限制、调节电路中的电流， 常用的有电子电路中的二极管限流电阻；
4.利用串联电阻的方法来扩大电压表的量程等等。
【例 2-4】有一只电流表，内阻 Rg 1 k ，满偏电流 为Ig 100μA，要把它改成量程为 Un 3 V的电压表， 应该串联一只多大的分压电阻 R？
I1

R2 R1 R2
I
I2

R1 R1 R2
I
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三.并联电路的应用：
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电阻并联电路的应用非常广泛。 1.在工程上，常利用并联电阻的分流作用来扩大电流
表的量程； 2.实际上凡是额定电压相同的用电器几乎都采用并联，
如各种电动机、各种照明灯具都采用并联，这样既可以保 证用电器在额定电压下正常工作，又能在断开或闭合某个 用电器时，不影响其他用电器的正常工作；
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第二章 简单直流电路
2.1 闭合电路欧姆定律 2.2 电阻串联电路 2.3 电阻并联电路 2.4 电阻混联电路 2.5 万用表 2.6 电阻的测量 2.7 电位的计算
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2.1 电动势 闭合电路欧姆定律
【学习目标】
1.掌握闭合电路欧姆定律。 2.理解电源的外特性。
题，因而电路总是工作在R＝r附近，这种工作状态一般称为
“阻抗匹配状态”。而在电力系统中，希望尽可能减少内部损
失，提高供电效率，故要求R》r。
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【例2】如下图所示电路中，电源电动势E＝6V， 内阻r＝0.5，R1＝2.5，R2为变阻器，要使变 阻器获得功率最大，R2应为多大？R2获得的最大 功率是多少？
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【观察与思考】
小明在维修电子设备时，遇到 了如下问题：急需一个5的电 阻，而手头只有10、20等 的较大电阻。
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你能帮小 明解决这 个问题吗？
其实我们只需把2个10的电阻或者4个 20的电阻并接，就能得到5的电阻。
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一.并联电路:
把几个电阻并列地连接起来，就组成并联电路。 如图（a）所示是由三个电阻组成的并联电路，图 （b）所示电路是图（a）的等效电路。
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【课堂小结】
1.串联电路的定义。 2.串联电路的特点。 3.串联电路的应用。
【课堂练习】 教材41页
【课后作业】
教材43页4.（1）（2）（3）
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2.3 电阻并联电路
电工基础
【学习目标】
1.掌握电阻并联电路的特点。 2.学会用电阻并联电路的特点分析实际电路。 3.了解电阻并联电路的应用。
R1、R 2上的分电流I1、I 2与总电流I之间的关系分别为：
I1

R2 R1 R2
I，
I2

R1 R1 R2
I。
⑤功率分配。并联电路中各电阻消耗的功率与各电阻
的阻值成反比，即 P1R1 P2R2 P3R3 PnRn U 2
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【例1】一个4和一个6的两个电阻并联后，两端接12V 的直流电源，试求：（1）加在6电阻两端的电压；（2） 电路中的总电阻；（3）通过电路的总电流。
3.有一简单闭合电路，当外电阻加倍时， 通过的电流减为原来的2/3，求内阻与外 阻的比值。
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2.2 电阻的串联
【回顾复习】
1.闭合电路欧姆定律。
答：闭合电路中的电流I，与电源电动势E成正比，与电
路的总电阻R+r（内电路电阻与外电路电阻之和）成反比， 这就是闭合电路欧姆定律。
3.利用大阻值的电阻并联来获得较小电阻等等。
【例2-6】有一只微安表，满偏电流Ig = 100 μA、 内阻 Rg=1 k， 要改装成量程为 In =0.1A的电流表， 试求所需分流电阻 R。
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【课堂小结】
1.并联电路 2.并联电路的特点 3.并联电路的应用 【课堂练习】 教材42页 2.(4)(5)(6)(7) 【课后作业】
分压电阻 R2 上的电压 U2 = U－U1 = (220 40 )V= 180 V，且 U2 = R2I，则
R2

U2 I

180 Ω 5

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练习：
小灯泡电路
小明在做电路实验时，遇到了如下问题：想让一个额定值为“3V、 0.1A”的小灯泡正常工作，可手头只有12V的电源，如果把小灯泡直接 接到12V的电源中，小灯泡肯定会被烧坏，这可怎么办呢？你能帮小明 解决这个问题吗？
R R1 R2 R3
Rn
小知识
1.两只电阻 R1、R2 并联时，等效电阻为 R R1R2
2.电阻并联越多，总电阻就越小。
R1 R2
④电流分配。并联电路中通过各个电阻的电流与它的阻
值成反比，即 I1R1 I2R2 I3R3 In Rn IR U
小知识：当只有两个电阻R1、R 2并联时，可得流过
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进一步作数学变换得： E＝Ir+IR
由于IR＝U是外电路上的电压降（电源的端电压）， Ir＝U0是内电路上的电压降（内压降），
所以: E＝U+U0
这就是说：电源的电动势等于内、外电路电压降之和 。
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来自百度文库
【例1】有一电源电动势为3V，内阻r＝0.5，外 接负载R＝9.5，求：（1）电路中的电流；（2） 电源端电压；（3）负载上的电压；（4）电源内阻 上的电压。
②电压特点。U＝U1+ U2+ U3+…+ Un
电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
③电阻特点。R＝R1+ R2+ R3+…+ Rn
电路的总电阻（也叫等效电阻）等于各串联电阻之和。
等效电阻：在分析电路时，为了方便，常用一个电阻 来表示几个串联电阻的总电阻，这个电阻称为等效电阻。 等效电路图如下所示：
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2.4 电阻混联电路
【学习目标】
1.掌握混联电路的一般分析方法。 2.学会混联电路的等效变换，会求混联电路的 等效电阻。
一.混联电路:
在实际电路中，既有电阻串联又有电阻并联的电路， 称为混联电路。
混联电路
二.混联电路求等效电阻的方法：
①在原电路图中，给各电阻的连接点标注一个字 母，对用导线相连的各点必须标注同一个字母。
【观察与思考】
这是什么含义呢？
答：电源电动势
常用电池的标注
一.电源电动势:用E表示
电源的电动势E
如图所示，电池上标着的 “3.7V”和“1.2V”分别指 锂电池的电动势为3.7V，镍 镉电池的电动势为1.2V。
常用电池电动势的标注
1.电动势的大小由电源本身的性质决定，与外 电路的情况无关。 2.方向：由负极指向正极。 3.单位：伏（V） 4.标量
二.闭合电路的欧姆定律 （适用于线性电路）
外电路：如用电器，
1.闭合电路
导线等。
内电路：如电池灯等。
2.欧姆定律
图 2-1 简单的闭合电路
闭合电路中的电流I，与电源电动势E成正比，与 电路的总电阻R+r（内电路电阻与外电路电阻之和） 成反比，这就是闭合电路欧姆定律。
用公式表示为： I E
rR
【课堂小结】 1.混联电路 2.混联电路求等效电阻的方法
【课堂练习】 如下图所示，已知R1=R2=R3=1K，当开关 S1，S2都闭合时，其等效电阻RAB为多少。