项目一_直流电路的安装、测试与分析

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4. 电路的作用
(1) 实现电能的传输、分配与转换
发电机 升压 变压器 输电线 降压 变压器 电灯 电动机 电炉 ...
(2)实现信号的传递与处理 话筒
放 大 器
扬声器
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二、电路模型
1.电路图:用规定的图形符号表示电路连接情况的图。(如下图)
2.电路模型:用理想化元器件模型构成的电路。
将实际电器元件,只考虑其主要物理性质,并近似看 成理想元件,就是将实际元件等效成电路模型.
电阻定律:
R l S
——制成电阻的材料电阻率,国际单位制为欧姆·米 ( · m) ;
l ——绕制成电阻的导线长度,国际单位制为米 (m) ; S ——绕制成电阻的导线横截面积,国际单位制为平方米 (m2) ; R ——电阻值,国际单位制为欧姆 () 。
1 k = 103 ;
1 M = 106
理想电阻元件 (电阻)
理想电容元件 (电容)
理想电感元件 (电感)
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(一)理想无源元件
1、理想电阻元件
理想电路元件
13
返回理想无源元件 13
(一)理想无源元件
2、理想电容元件
14
返回理想无源元件 14
3、理想电感元件
15
返回理想无源元件 15
(二)理想有源元件
本身功耗忽略不计, 只起产生电能的作用
U -
静电力移动电荷做功,其大小用电压 U 表示
U Q W
W:静电力移动电荷做的功;Q: 被移 动电荷的电量;U:电压
电压的方向规定为由正极(高电位端)指向负极(低电位 36 端),单位为伏(V)。
与电流情况类似,电压和电动势未知方向时也可假设参考 方向,结合计算结果的正、负来决定其实际方向。在电路分析 时,经常采用关联参考方向。也就是说只需假定电流的参考方 向,电压的极性按照电流流进为正,流出为负,这样可以简化 电路的计算。
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0 1
1
颜 色 有效数字


允许误差(%)
工作电压/V
红 橙 黄 绿 蓝 紫
色 色 色 色 色 色
2 3 4 5 6 7 8 9
102 103 104 105 106 107 108 109
2
0.5 0.25 0.1
50 ~ - 20 20
10 16 25 32 40 50 63
二、工作任务单
序号 1 2 3
任务名称 建立电路模型 识别检测电路元件 直流电路分析
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项目一 直流电路的安装、测试与分析 任务一 建立电路模型
知识链接一 电路的组成和作用
【学习目标】 1.了解电路的基本组成及各部分的作用; 2.理解电动势、电位、电功率的概念; 3.掌握电压、电流的概念;理解电压、电流的参考方向; 4. 能够进行简单直流电路的测试。 【重点难点】 1.电压、电流和电功率的定义、方向的理解和掌握; 2.电流和电压的参考方向的理解。 3. 掌握电阻定律、欧姆定律、焦耳定律,了解电阻与温度的关系。
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电阻色环颜色依次为橙、橙、红、红、棕, 求阻值为多少?
第一条为第一位数 第二条为第二位数 第三条为第三位数 第四条为 乘数
第五条为允许误差
你算对了吗?
答案:电阻 33 200 ,允许误差 1%
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电阻的测量
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R1 ( t 2 - t1 )
常 见 线 性 电 阻 的 外 形 图
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电阻元件的参数可以用符号直接标注在电阻上,也可 使用色环表明。 10k 1W 第一环 颜 色 银 色 金 色 黑 色 棕 色 有效数字 最后一环 色环符号规定 乘 数 允许误差(%) 工作电压/ V 10-2 10 10-1 100 101 5 4 6.3
实际电器的模型是在一定的条件下形成的。
实 际 线 圈
例如:一个由导线绕制的线圈 就有几种模型形式。
9
电路是由电特性相当复杂的器件组成的,为了便 于使用数学方法对电路进行分析,可将电路实体中的 各种电器设备和元器件用一些能够表征它们主要电磁 特性的理想元件(模型)来代替,而对它的实际上的结 构、材料、形状等非电磁特性不予考虑。

2 1
如果 R2 > R1 ,则 > 0,将 R 称为正温度系数电阻,即电阻 值随着温度的升பைடு நூலகம்而增大;如果 R2 < R1,则 < 0,将 R 称为负 温度系数电阻,即电阻值随着温度的升高而减小。显然 的绝对 值越大,表明电阻受温度的影响也越大。 R2 = R1[ 1 (t2-t1) ]
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3.电位
电路中每一点都有一定的电位。在外电路,电位差形成 电流;电流从高电位点流向低电位点。 a b 电位用字母 V 表示; 不同点电位用字母 V 加 下标表示;
+ E d
I
R
+
U c
衡量电位高低必须有一个计算电位的起点,称零电位点,该 点电位为 0 V。
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电位的计算 先选定零电位点,(一般 用符号“”表示),电路中 任何一点与零电位点之间的 电压,就是该点的电位。
电压为零 低电压 高电压
要把电荷分离,必须对电荷做功,而做功是由电源完成 的。发电机、电池就是电源。
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电场力把单位正电荷从电场中的a 点移动到b 点所
作的功称为a、b 两点之间的电压。 实际正方向 电压的方向
假设正方向(参考方向)
实际正方向:高电位指向低电位的方向 假定正方向:任意选取的方向 实际方向和参考方向的关系为:
R1 + a
b
I
R2
+
U c
E
d
[解] 该电路 c 点是零电位点 I = 2.5 A,Va= Uac = 10 V,Vb = Ubc = 5 V,Vc = Vd= 0 V 电压等于电位差
例如,Uab = Va - Vb = 5 V
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4、电阻 电阻元件:是对电流呈现阻碍作用的耗能元件, 例如灯泡、电热炉等电器。
灰 色 白 色 无 色
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色环含义:最后一环是允许误差,最后前一环为乘数,前 面依次是有效数字。有效数字有两位或三位。 [例] 某电阻色环颜色 依次为红、紫、红、 第一条为第一位数 金,求阻值为多少? 第二条为第二位数 [解] 电阻色标如图示 R = 27 102 = 2 700 允许误差 5% 第三条为 乘数 第四条为允许误差 红色 紫色 金色 2 7 102 107 5%
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电阻与温度的关系
电阻元件的电阻值大小一般与温度有关,衡量电阻受温度影 响大小的物理量是温度系数,其定义为温度每升高 1C 时电阻值 发生变化的百分数。 如果设任一电阻元件在温度 t1 时的电阻值为 R1,当温度升高 到 t2 时电阻值为 R2 ,则该电阻在 t1 ~ t2 温度范围内的(平均)温度 系数为 R - R
电工电子技术项目教程课件
主讲:许东霞
项目一 直流电路的安装、测试与分析
一、学习目标
知识目标: 1.了解电路的基本组成及各部分的作用,建立简单电路模型; 2.理解电路的基本物理量意义,掌握其计算方法; 3.了解电阻、电容、电感等电路元器件的外观、分类、特性; 4.掌握欧姆定律、基尔霍夫定律等电路基本定律; 5.熟练掌握简单电阻电路的计算。 技能目标: 1.会正确使用万用表,能对电路元件进行分类和简单测量; 2.会分析复杂直流电路,具有一定的实验操作技能; 3.会进行电流表、电压表量程扩大改装并进行校验; 4.会查阅有关技术资料和工具书。
U
Ro

今后分析的都是指电 路模型,简称电路。在 电路图中,各种电路元 件都用规定的图形符号 表示。
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理想线圈模型
不能忽略线圈损耗 的线圈模型
考虑线圈匝与匝之间电 容效应的模型
作用:便于分析和计算。
模拟手电筒电路
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电路图部分常用符号
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知识链接二 电路的基本物理量
1、电流 电路中带电粒子有规则地定向移动形成电流。 I>0 金属导体中的自由电子(负电荷) 带电粒子 电解液中的正、负离子(正、负电荷)
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实际电源的模型
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例题:在图示直流电路中已知理想电压源的电压US=3V,理想 电流源的电流IS=3A,电阻R=1Ω。求(1)理想电流源的电压和 理想电压源的电流;(2)讨论电路的功率平衡关系。
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I 手电筒的电路模型
例:手电筒 手电筒由电池、灯 泡、开关和筒体组成。 E
S
R
+ +

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(二)理想电源元件
2、理想电流源(恒流源)
特点
18
返回理想电源元件
19
2、理想电流源(恒流源)
特点
18
输出电流I 是由它本身确定 的定值,与输出 电压和外电路情 况无关。
输出电压U 不是定值,与输 出电压和外电路 情况有关。
返回理想电源元件
20
3、理想电源元件的两种工作状态
19
返回理想电源元件
实际方向
实际方向
I 参考方向
I
参考方向
(a) I>0
电流的实际方向与参考方向
(b) I<0
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电流对负载有各种不同的作用和效应,热和磁效应总是伴 随电流一起发生。
电流的作用和效果
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电流的作用效果
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2.电压与电动势
电压: 维持电路中的电流,必须在它的两端保持电压;
电源在电路中能产生和保持电压; 电源内部的非静电力分离 电荷,把其他形式能量转换成电能。 两种不同极性的电荷分离,电荷之间便产生了电压。 + + + + + + + + +
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当电压实际方向与参考方向一致时,电压为正,反
之,电压为负。如图所示。
实际方向 实际方向
+
(A)
U
参考方向
- +
U>0 (B) 正负号
U
参考方向
U<0
电压的实际方向与参考方向
a
u
-
+
b
电压的表示方法

头 a
u
b
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双下标 Uab
电源产生电压过程是非静电力对电荷的做功过程, 做的功越大,电源把其他形式的能量转化为电能的本领 就越大。电源的这种本领用电动势表示 。
Q t
t :为时间,单位是秒(s); Q : t 时间内通过导线的电荷量 , 单位是库(C); I :电流
I
电流的单位是安(A);毫安(mA)、微安(A) 1 A = 103 mA = 106 A
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实际方向和参考方向的关系为: 电流实际方向和参考方向相同,电流为正值,反之取负 值。如图所示。
R
I<0 R
{
规定正电荷移动的方向为电流的实际方向。 电流的参考方向(正方向)在进行电路分析时,预先假定的 一个电流方向。 电流的实际方向与参考方向一致时电流值为正;反之为负。 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。 27
交流电的实际方向随时间而变,必须规定电流的参考方向。 电流一词既阐述一种物理现象,又表示带电粒子定向运动强 弱的物理量。 电流的强弱(或大小):
理想元件
理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电 容元件和电源元件等。
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理想电路元件
由实际电路元件组成的电路称为电路实体。 可将电路实体中各个实际的电路元件都用表征其物 理性质的理想电路元件代替。 用理想电路元件组成的电路称为电路实体的电路模型。 理想无源元件 理想有源元件
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(一)理想无源元件
手电筒电路模型图
手电筒电路实物图
5
6
3.电路的组成 电路的基本组成包括以下三个部分:
(1)电源(供能元件):把其他形式的能转化为电能的装置 (产生电能的装置)。如:发电机、干电池、蓄电池等。 (2)负载(耗能元件):把电能转化为其他形式的能电能的装 置。 如:灯泡、电炉等。
(3)中间环节:
传递信号、传输、控制、分配电能。如连接导线、 控制和保护电路的元件,开关、按钮熔断器、接 触器、各种继电器等。
3
知识链接一、电路的基本组成和作用
一、电路的组成和作用 1.电路的概念: 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。 2.典型的生产任务:电路的结构形式和所能完成的任务 是多种多样的,最典型的是照明电路和手电筒电路。
照明电路实物图
照明电路原理图
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手电筒电路
电动势: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 WS 与其电量 Q 之比称为电动势, 用 E 表示,即 E 的单位是伏(V) W E WS 单 位 是 焦 耳 (J) Q Q 的单位是库(C)
S
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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。 当外电路闭合时,外电路中 E + 形成电场,在电场力的作用下, 电荷经外电路移动形成电流 I。 + I R +
理想电压源
理想电流源
理想电源元件的两种工作状态
进入理想无源元件
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1、理想电压源(恒压源)
特点
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17
返回理想电源元件
(二)理想电源元件
1、理想电压源(恒压源)
特点
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输出电压U 是由它本身确定 的定值,与输出 电流和外电路情 况无关。
输出电流I 不是定值,与输 出电流和外电路 情况有关。
返回理想电源元件
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