模块一电路基本知识课件.ppt

1、知识点知识点1、电路的概念和基本组成、电路的概念和基本组成2、电路的工作状态、电路的工作状态3、电路中各基本物理量的概念、电路中各基本物理量的概念技能点技能点1、认识电路和电路中的元器件、认识电路和电路中的元器件2、分清电路的工作状态、分清电路的工作状态3、会测量电路中的基本物理量、会测量电路中的基本物理量一、电路一、电路1.电路及其组成电路及其组成电路：电流流通的路径电路：电流流通的路径电路的组成：电源、开关、负载和导线。电路的组成：电源、开关、负载和导线。电源电源负载负载开关开关导线导线电源的能量转化电源的能量转化各种形式的能转化为电能各种形式的能转化为电能提供电能提供电能电源及其能量转化

2、电源及其能量转化各种用电器各种用电器用电器的能量转化用电器的能量转化电能转化为各种形式的能电能转化为各种形式的能消耗电能消耗电能2.电路图电路图 用电气符号描述电路连接情况的图，用电气符号描述电路连接情况的图，称电路原理图，简称称电路原理图，简称电路图电路图。电路图电路图实物图实物图常用电气图形符号常用电气图形符号3.方框图方框图 用功能块表明电路中各部分之间关用功能块表明电路中各部分之间关系的图，称为方框图系的图，称为方框图 方框图方框图4.电路的功能电路的功能 一是进行能量的转换、传输和分配一是进行能量的转换、传输和分配 二是二是 发 电 机升压变压器降压变压器用电设备输电线电能的传输示意

3、图电能的传输示意图放大器1放大器2放大器3话筒扩音机电路示意图扩音机电路示意图二、电路的基本物理量二、电路的基本物理量引言：引言：电路中由电源产生电能，电能的多少用电动电路中由电源产生电能，电能的多少用电动势、电压和电位来衡量。而电流又将电能传递给势、电压和电位来衡量。而电流又将电能传递给负载，电流流过负载时因受到阻碍而损耗电能，负载，电流流过负载时因受到阻碍而损耗电能，这个阻碍作用就是负载的电阻。这个阻碍作用就是负载的电阻。1、电流、电流类比类比 电流？电流？水流？水流？车流？车流？水流：水的流动水流：水的流动车流：车的流动车流：车的流动电流：电流：联想联想（1）电流的形成电流的形成 电荷的

4、定向移动形成电荷的定向移动形成电流电流，移动的电荷又，移动的电荷又称称载流子载流子。金属导体。金属导体电子；导电液电子；导电液/气气体体正负离子正负离子（2）电流的方向）电流的方向 习惯上规定习惯上规定正电荷正电荷移动的方向为电流的方移动的方向为电流的方向，因此电流的方向实际上与电子移动的向，因此电流的方向实际上与电子移动的方向方向相反相反。（3）产生持续电流的条件：产生持续电流的条件：电源、电路闭合。电源、电路闭合。动画动画 在分析和计算较为复杂的直流电路时，在分析和计算较为复杂的直流电路时，经常会遇到某一电流的实际方向难以确定经常会遇到某一电流的实际方向难以确定的问题，这时可先任意假定电流

5、的的问题，这时可先任意假定电流的参考方参考方向向，然后根据电流的参考方向列方程求解。，然后根据电流的参考方向列方程求解。如果计算结果如果计算结果I 0，表明电流的实，表明电流的实际方向与参考方向相同；际方向与参考方向相同；如果计算结果如果计算结果I 0，电压实际方向与参考方向相同，电压实际方向与参考方向相同 图图b中，中，U=-2VR2R3R1R2R3，并联后的，并联后的等效电阻为等效电阻为R R。想一想：。想一想：R1,R2,R3,RR1,R2,R3,R四个值哪个最大？四个值哪个最大？哪个最小？两个电阻哪个最小？两个电阻R1=10,R2=100kR1=10,R2=100k，若将，若将R1R1

6、和和R2R2并联，在计算其等效电阻并联，在计算其等效电阻时，可将哪个电阻忽略不计？时，可将哪个电阻忽略不计？例例3 3 已知下图所示两个电阻的并联电路中，已知下图所示两个电阻的并联电路中，U U=24V=24V，R R1 1=12=12,R2=6,求等效电阻求等效电阻R总总、总电流、总电流I总总和各电阻和各电阻上的电流上的电流。U U总总I I总总I I1 1I I2 2U U1 1U U2 2R R1 1R R2 212 6412 6246424462126 241212121121RR R=R+RU IAR U=U=U=VR I=IAR I=I-I=A 总总总总总总总总解：等效电阻 总电流

7、 =各电阻上电压 各电阻上电流例例4 4 有一表头如下图所示，满刻度电流有一表头如下图所示，满刻度电流I Is s=50A=50A，内阻内阻r rs s=3k=3k，若改装成量程为，若改装成量程为550AA的电流表，应的电流表，应并联多大的电阻？并联多大的电阻？A AI II Is sI IR RI IPAPAR R-636550-5050050 103 100.150.15300500 10Rsss ssR I=I-I=A U=I r=V U R=I 解：并联电阻上分得的电流为电阻两端电压为表头两端电压并联电阻为3、电阻并联电路的应用、电阻并联电路的应用（1 1）凡是额定工作电压相同的负载都

8、可采用凡是额定工作电压相同的负载都可采用并联的工作方式并联的工作方式。这样每个负载都是一个可独。这样每个负载都是一个可独立控制的回路，任一负载的正常启动或关断都立控制的回路，任一负载的正常启动或关断都不影响其他负载的使用。不影响其他负载的使用。（2 2）获得较小阻值的电阻。）获得较小阻值的电阻。（3 3）扩大电流表的量程。）扩大电流表的量程。小结小结一、电阻串联电路一、电阻串联电路1、电阻串联的概念、电阻串联的概念2、电阻串联电路的特点、电阻串联电路的特点3、电阻串联电路的应用、电阻串联电路的应用二、电阻并联电路二、电阻并联电路1、电阻并联的概念、电阻并联的概念2、电阻并联电路的特点、电阻并联

9、电路的特点3、电阻并联电路的应用、电阻并联电路的应用练习练习习题册习题册 课题三课题三课题三课题三 电阻的连接电阻的连接三、电阻混联电路三、电阻混联电路 1、概念：在电阻的连接中，既有串联又有、概念：在电阻的连接中，既有串联又有并联的接法称为电阻的混联。如下图所示并联的接法称为电阻的混联。如下图所示 对于电阻混联电路的计算，只需根据电对于电阻混联电路的计算，只需根据电阻串、并联的规律逐步求解即可，但对于某阻串、并联的规律逐步求解即可，但对于某些较为复杂的电阻混联电路，比较有效的方些较为复杂的电阻混联电路，比较有效的方法就是画出等效电路图，然后计算其等效电法就是画出等效电路图，然后计算其等效电阻

10、。阻。三、电阻混联电路三、电阻混联电路2 2、求解混联电路等效电阻的方法、求解混联电路等效电阻的方法画等效电路图画等效电路图 步骤：步骤：（1 1）在原电路中，给每个连接点标注一个字母）在原电路中，给每个连接点标注一个字母（同一导线相连的各连接点只能用同一字母同一导线相连的各连接点只能用同一字母）（2 2）按顺序将各字母沿水平方向排列）按顺序将各字母沿水平方向排列 （3 3）待求端字母置于始终两端）待求端字母置于始终两端 （4 4）将各电阻依次填入相应的字母之间）将各电阻依次填入相应的字母之间 例题例题 图中图中R R1 1=R R2 2=R R3 3=2=2，R R4 4=R R5 5 =4

11、=4，试求，试求A A、B B间的等效电阻间的等效电阻R RABAB。（1）按要求在原电路中标出字母按要求在原电路中标出字母C，如下左图所示。，如下左图所示。（2）将将A、B、C各点沿水平方向排列，并将各点沿水平方向排列，并将R1-R5依依次填入相应的字母之间。次填入相应的字母之间。R1与与R2串联在串联在A、C间，间，R3在在B、C之间，之间，R4在在A、B之间，之间，R5在在A、C之间，即可之间，即可画出等效电路图，如上右图所示。画出等效电路图，如上右图所示。（3）由等效电路可求出由等效电路可求出AB间的等效电阻，间的等效电阻，即：即：12121251251251253125312534A

12、B125342244 42442244 4244RRRRRRRRRRRRRRRR 除上述方法外，其他的方法还有利用电除上述方法外，其他的方法还有利用电流的流向及电流的分、合，画出等效电路图流的流向及电流的分、合，画出等效电路图方法；利用电路中各等电位点分析电路，画方法；利用电路中各等电位点分析电路，画出等效电路等。出等效电路等。无论哪一种方法，都是将不易看清串、无论哪一种方法，都是将不易看清串、并联关系的电路，等效为可直接看出串、并并联关系的电路，等效为可直接看出串、并联关系的电路，然后求出其等效电阻。联关系的电路，然后求出其等效电阻。练习：练习：P P2020 6 6直流电桥平衡条件直流电桥

13、平衡条件电桥是测量技术中常用的一种电路形式。这里只电桥是测量技术中常用的一种电路形式。这里只介绍直流电桥。介绍直流电桥。图中的四个电阻图中的四个电阻都称为都称为桥臂桥臂，Rx是待是待测电阻。测电阻。B、D间接入间接入检流计检流计G。调整调整R1、R2、R三个已知电阻，直至检流计读三个已知电阻，直至检流计读数为零，这时称为数为零，这时称为电桥平衡电桥平衡。电桥平衡时电桥平衡时B、D两两点电位相等，即点电位相等，即 UAB=UAD UBC=UDC 因此因此 R1I1=RxI2 R2I1=RI2 可得可得 R1R=R2Rx 电桥的电桥的平衡条件平衡条件是：电桥对臂电阻的乘积相等。是：电桥对臂电阻的乘

14、积相等。利用直流电桥平衡条件可求出待测电阻利用直流电桥平衡条件可求出待测电阻Rx的值。的值。为了测量简便，为了测量简便，R1与与R2之比常采用十进制之比常采用十进制倍率，倍率，R则用多位十进制电阻箱使测量结果可则用多位十进制电阻箱使测量结果可以有多位有效数字，并且选用精度较高的标以有多位有效数字，并且选用精度较高的标准电阻，所以测得的结果比较准确。准电阻，所以测得的结果比较准确。小结小结1、电阻混联的概念、电阻混联的概念2、求解电阻混联电路等效电阻的方法、求解电阻混联电路等效电阻的方法3、直流电桥电路的平衡条件、直流电桥电路的平衡条件课题四课题四 电功和电功率电功和电功率学习目标学习目标1 1

15、、理解电功和电功率的概念、理解电功和电功率的概念2 2、掌握电功和电功率的分析和计算、掌握电功和电功率的分析和计算 电电 功功 电 功电能转化为机械能电能转化为机械能电能转化为内能或光能电能转化为内能或光能 大量事例说明电流通过各种用电器能够把电能转化为了大量事例说明电流通过各种用电器能够把电能转化为了其其它它形式的能；形式的能；而而电能电能转化为转化为其它形式的能其它形式的能的过程实际上就是的过程实际上就是电流做功的过程。我们把电流所做的功叫做电流做功的过程。我们把电流所做的功叫做电功电功。那电流做的电功有多少吗？那电流做的电功有多少吗？一、电功一、电功 电流所做的功，简称电流所做的功，简称

16、电功电功（即（即电能电能），），用字母用字母W表示。表示。电流在电流在一段电路上所作的功等于这段电一段电路上所作的功等于这段电路两端的电压路两端的电压U、电路中的电流、电路中的电流I和通电时间和通电时间t三者的乘积，即三者的乘积，即：W=UIt 式中式中W、U、I、t的的单位分别用单位分别用J、V、A、s。你知道电能的另一个单位吗？是实际生活中经你知道电能的另一个单位吗？是实际生活中经常会提到的哦？常会提到的哦？电能的另一个常用单位是电能的另一个常用单位是千瓦时千瓦时（kWh）,即通常所说的即通常所说的1度电度电，它和焦耳的换算关系为，它和焦耳的换算关系为 1 kWh=3.6106 J 想一想

17、：想一想：对于电阻负载，你能写出电功的对于电阻负载，你能写出电功的其它计算公式吗？其它计算公式吗？22 U=IRU W=I Rt=tR根据，可得二、电功率二、电功率 电流在单位时间内所作的功称为电流在单位时间内所作的功称为电功率电功率，用字，用字母母P表示，单位为表示，单位为W。对于纯电阻电路，上式还可以写为对于纯电阻电路，上式还可以写为UItWpRUPRIP22或I I一定，一定，P P与与R R成正比成正比U U一定，一定，P P与与R R成反比成反比R R一定，一定，P P与与I I2 2、U U2 2成正比成正比 根据全电路欧姆定律，在一个含电源的闭合电根据全电路欧姆定律，在一个含电源

18、的闭合电路中，电源电动势等于外电路电压降与内电路电压路中，电源电动势等于外电路电压降与内电路电压降之和，即降之和，即 22 E=U+U E=IR+Ir IE=I R+I r P=P+P 外内电源负载内阻或由上式可得即上式表明，在一个闭合电路中，电源电动势发出的功率，等于负载电阻消耗的功率和电源内阻消耗的功率之和。这就是电路中的功率平衡。例例 一个一个100的电阻流过的电阻流过50mA的电流时，求电阻上的电流时，求电阻上的电压降和电阻消耗的功率，当电流通过时间为的电压降和电阻消耗的功率，当电流通过时间为1min时，电阻消耗的电能为多少？时，电阻消耗的电能为多少？10.05 1005(2)5 0.

19、050.25(3)0.25 6015 U=IR=V P=UI=W W=Pt=J解：（）由欧姆定律得电压降 消耗的功率 消耗的电能三、负载的额定值三、负载的额定值 电气设备安全工作时所允许的最大电流、最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大电压和最大功率分别称为它们的额定电流额定电流、额额定电压定电压和和额定功率额定功率。电气设备在额定功率下的工作状态称为电气设备在额定功率下的工作状态称为额定额定工作状态工作状态，也称，也称满载满载；低于额定功率的工作状态称为低于额定功率的工作状态称为轻载轻载；高于额定功率的工作状态称为高于额定功率的工作状态称为过载过载或或超载超

20、载。由于过载很容易烧坏用电器，所以一般不允由于过载很容易烧坏用电器，所以一般不允许出现过载。许出现过载。例例 额定值为额定值为100/1W的电阻，两端允许加的的电阻，两端允许加的最大直流电压为多少？允许通过的直流电流又最大直流电压为多少？允许通过的直流电流又是多少？是多少？1001010.1102U P=RU=PRVP I=AU解：根据可得电阻两端允许加的最大支流电压为 电阻允许流过的最大直流电流为 四、负载获最大功率的条件四、负载获最大功率的条件因为因为 P P电源电源=P=P内阻内阻+P+P负载负载所以所以 P P内阻内阻增大时，增大时，P P负载负载就减小就减小那么，怎样才能让负载获得最

21、大功率呢？那么，怎样才能让负载获得最大功率呢？222()222222222 EE R P=I R=RR+rRrE RE R =R+2Rr+rR-2Rr+r+4RrE R =R-r+4Rr负载的功率为：（）（）由上式可知，当由上式可知，当R=rR=r时，分母最小，负载功率时，分母最小，负载功率P P才能得到最大值，最大值为才能得到最大值，最大值为22442E REE P=4RrrR 即 负载获得最大功率的条件是负载电阻等于电源内阻例例 电路如下图所示，电源电路如下图所示，电源E=20V，灯泡，灯泡HL的额定的额定值为值为10V/5W，电位器，电位器RP的最大阻值为的最大阻值为100。求。求（1）

22、灯泡的额定电流和电阻）灯泡的额定电流和电阻（2）当电位器阻值为）当电位器阻值为60、20、0时，灯泡能否时，灯泡能否正常工作正常工作XE ERPRPHLHL50.51010200.5 P=UIPI=AUU R=I解：(1)由于 所以灯泡额定电流 灯泡电阻20205602050.25205 0.251.2511111 1 RPR U=EVRP+R U I=AR P=U I=W （2）当=60 时，灯泡的实际电压实际电流实际功率灯泡实际功率小于额定功率，灯泡的亮度 不够，工作状态为轻载32020102020100.52010 0.55222222 RPRU=EVRP+R U I=AR P=U I=W （）当=20 时，灯泡的实际电压 实际电流实际功率灯泡的实际功率等于额定功率，灯泡可以正常发光，工作状态为满载。2020200202012020 120333333 R U=EVRP+R U I=AR P=U I=W （4）当RP=0 时，灯泡的实际电压实际电流实际功率灯泡的实际功率大于额定功率，灯泡烧坏，功过状态为超载。小结小结1、电功的概念及计算、电功的概念及计算2、电功率的概念及分析计算、电功率的概念及分析计算3、负载的额定值、负载的额定值4、负载获得最大功率的条件、负载获得最大功率的条件练习练习书本书本P24 思考与练习思考与练习 1、2、3