1、电工基础课件（劳动版）电工基础课件（劳动版）1.1 电路的基本概念电路的基本概念 1.2 电路中的基本物理量电路中的基本物理量1.3 电阻与电导电阻与电导 1.4 欧姆定律欧姆定律 1.5 电功与电功率电功与电功率 第第1章章 电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律1.1 电路的基本概念电路的基本概念1.1.1 电路电路 1.电路是电流的流通路径,它是由一些电气设备 和元器件按一定方式连接而成的。复杂的电路呈网状,又称网络。电路和网络这两个术语是通用的。2.电路的一种作用是实现电能的传输和转换。另一种作用是实现信号的处理。1.1.1 电路电路3.电源：电路中提供电能或信号的器件 负载
2、：电路中吸收电能或输出信号的器件干电池开关小灯泡(a)S(b)RiRUs图1.1 电路的组成1.1.2 电路模型电路模型 实际电路可以用一个或若干个理想电路元件经理想导体连接起来模拟,这便构成了电路模型。1.2 电路中的基本物理量电路中的基本物理量1.2.1 电流与电流密度电流与电流密度1.电流：带电粒子（电子、离子等）的定向运动,称为电流。用符号i表示,即 tqi 2.电流的实际方向：正电荷运动方向。1.2.1 电流与电流密度电流与电流密度3.直流：当电流的量值和方向都不随时间变化时,称为直流电流,简称直流。直流电流常用英文大写字母I表示。tqI 交流：量值和方向随着时间按周期性变化的电流,
3、称为交流电流,简称交流。常用英文小写字母i表示。1.2.1 电流与电流密度电流与电流密度4.单位：安培,符号为A。常用的单位有千安（kA）,毫安（mA）,微安（A）等。AmAA63101011.2.1 电流与电流密度电流与电流密度5.在分析与计算电路时,常可任意规定某一方向作为电流的参考方向或正方向。(a)(b)(c)(d)i参考方向实际方向iababi参考方向实际方向ibaba图图1.2 电流的参考方向电流的参考方向1.2.1电流与电流密度电流与电流密度6、电流密度：把流过导体单位横截面积上的电流叫做电流密度。电流单位为A，横截面积S的单位为 mm2,则电流密度的单位是 mm2SIJ 1.2
4、.2 电压电压1.电路中A、B两点间的电压是单位正电荷在电场力的作用下由A点移动到B点所减少的电能,即式中,q为由A点移动到B点的电荷量,WAB为移动过程中电荷所减少的电能。qWuABAB1.2.2 电压电压2.电压的实际方向：是使正电荷电能减少的方向。电压的单位：伏特,符号为V。常用的单位：千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（V）等。1.2.2 电压电压3.量值和方向都不随时间变化的直流电压,用大写字母U表示。交流电压,用小写字母u表示。(a)(b)uuABBA图1.3 电压的参考方向1.2.2 电压电压4.若电压的参考方向与实际方向一致，电压为正。若电压的参考方向与实际方向相反，电压为负。5
5、.分析电路时，首先应该规定电流电压的参考方向。1.2.2 电压电压6.元件的电压参考方向与电流参考方向是一致的,称为关联参考方向。iu图1.4 电流和电压的关联参考方向1.2.3 电位电位1.在电路中任选一点,叫做参考点,则某点的电位就是由该点到参考点的电压。QWUaaa001.2.3 电位电位2.如果已知a、b两点的电位各为 ,则此两点间的电压bababaabUUUUU0000即两点间的电压等于这两点的电位的差 3.参考点不同，各点的电位不同，但两点间的电压与参考点的选择无关。ab1.2.4电动势电动势、电源力：使正电荷从低电位处移向高电位处或使负电荷从高电位处移向低电位处的力。、电动势：电
6、源力将单位正电荷从电源负极移动到正极所做的功叫做电动势QAEba1.2.4电动势电动势单位：伏特（）方向：由电源的负极指向正极、电动势与电压的联系与区别：（）物理意义不同（）方向不同（）电动势存在于电源的内部，电压存在于电源的外部1.电阻与电导电阻与电导.3.1 电阻与电导电阻与电导1.电阻 导体中的电荷在定向移动时，常与其他原子或电子碰撞而受到阻碍，这种导体对电流的阻碍作用称为电阻。即：反映导体对电流起阻碍作用大小的一个物理量。公式：IUR 1.3.1电阻与电导电阻与电导单位：欧姆（）2.电阻定律：在一定的温度下，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，并与导体材料的性质有关。
7、slR1.3.1电阻与电导电阻与电导3、电阻与温度的关系 导体的电阻值与温度有关。当温度升高后，一般金属材料的电阻值就会增大，而碳、电解液及某些金属材料的电阻会减小。通常把温度升高1度时，导体电阻所产生的变动值与原电阻的比值称为电阻温度系数。)(12112ttRRR1.3.2常用电阻器常用电阻器1、电阻器及其分类 （1）固定电阻器 （2）可变电阻器 （3）敏感电阻器2、电阻器的主要指标 （1）标称阻值 （2）允许偏差 （3）额定功率1.3.3电阻器的色环标示方法电阻器的色环标示方法电阻器色标法是把电阻器的主要参数用不同颜色直接标示在产品上的一种表示方法。色标电阻的色环是按从左到右依次排列，最左
8、边为第一色环。一般电阻器共有四色环，第一色环和第二色环代表电阻的第一位和第二位有效数字，第三色环代表倍乘，第四色环代表允许偏差。1.3.4电阻器的选用电阻器的选用具体选用原则：（1）电阻器的标称阻值应与电路的要求相符 （2）额定功率应比该电阻在电路中实际消耗的功率大1.52倍 （3）允许偏差应在要求的范围之内。1.4 欧姆定律欧姆定律1.4.1 一段无源支路的欧姆定律一段无源支路的欧姆定律1、欧姆定律的内容：流过这段电路的电流I与这段电路两端的电压U成正比，与这段电路的电阻R成反比RUI 1.4.1 一段无源支路的欧姆定律一段无源支路的欧姆定律2、线性电阻 电阻值不随其两端的电压和流过的电流而
9、改变的电阻叫线性电阻。阻值随其两端的电压和通过的电流而改变的电阻叫做非线形电阻。1.4.2 全电路欧姆定律全电路欧姆定律全电路欧姆定律：全电路中的电流与电源的电动势成正比，与电路中内电阻和外电阻之和成反比，这个规律称为全电路的欧姆定律。rREI1.4.3 电源的外特性电源的外特性1、电源的外特性 电源端电压随负载电流变化的关系称为电源的外特性。2、电路的三种状态 （1）通路 （2）开路 （3）短路IrEUEUr1.5 电功与电功率电功与电功率1.5.1 电功电功电功：（1）电流所做的功叫做电功（2）符号：W（3）单位：J（4）电流在一段电路上所做的功，与这段电路两端的电压、流过电路的电流I和通
10、电时间t成正比tRURtIUItW221.5.1 电功电功JhkW63106.33600101 所有元件接受的功率的总和为零。这个结论叫做“电路的功率平衡”。例例有220V,100 W灯泡一个,其灯丝电阻是多少？每天用5h,一个月（按30天计算）消耗的电能是多少度？解解 灯泡灯丝电阻为48410022022PUR一个月消耗的电能为度5115305101003hkWPTW1.5.2 电功率电功率1、电功率 电流在单位时间内所做的功，称为电功率，用符号P表示。2、功率平衡方程：RURIUItWP22PPPrE1.5.2 电功率电功率3、负载获得最大功率的条件 负载获得最大功率的条件是负载电阻等于电
11、源的内阻，即 R=r 负载获得的最大功率为：rEP42max1.5.3 焦耳定律焦耳定律1、电流的热效应 电流流过导体时使导体发热的现象称为电流的热效应。2、焦耳定律 电流流过导体所产生的热量Q、与电流的平方I2、导体的电阻R及通电时间t成正比RtIQ2例例1.1（一）（一）图图1.5所示为直流电路,U1=4V,U2=-8V,U3=6V,I=4A,求各元件接受或发出的功率P1、P2和P3,并求整个电路的功率P。U1IU2U3P1P2P3图 1.5 例1.1图例例1.1（二）（二）解解：P1的电压参考方向与电流参考方向相关联,故P1=U1I=44=16W(接受16W)P2和P3的电压参考方向与电流参考方向非关联,故 P2=U2I=(-8)4=-32W(接受32W)P3=U3I=64=24W(发出24W)整个电路的功率P,设接受功率为正,发出功率为负,故 P=16+32-24=24W
