1直流电路的基本概念

1、长春职业技术学院课程教案用纸教学环节教学内容备注组织教学师生互相问好、考勤养成教育导入1、课程简介电工电子技术是数控技术专业必修的一门重要的专 业基础课程，也是一门实践性很强的技术平台课。后续课 程为：电气控制线路设计、数控机床故障诊断与维修2、学习要求课前预习、认真听讲、独立完成作业、按要求完成实验模块一直流电路强调上课纪 律、实验安 全及学习要 求新课（简单电路的连接与测量）一、电路的概念1、 电路的定义：电路电流的路径，是各种电气器 件按一定方式连接起来组成的总体。又可以成为网络。2、电路的组成：电路一般由电源，负载，中可环节二 大部分组成。电源是提供电能的设备，它能将其他形式能 量转变

2、为电能，如电池，发电机等；负载是电路的耗能部 件，它将电源提供的电能转换成人们需要的各种能量，如 灯泡，电机等；中间环节起到了传输、控制、分配、保护 及测量等作用。3、电路的功能：第一类功能是进行能量的转换、传输、和分配。如电 冰箱、电风扇、手电筒等。要求电能的利用率。第二类功能是进行信号处理，如手机、收音机、电视 机等。这类电路的输入信号叫做激励，输出信号叫做响应。 这类电路一般主要关心的是信号的质量，如要求不失真、 准确、灵敏、快速等。4、电路模型用简单电路引导学生分析电路组成教学环节教学内容备注新课实际应用的电路都比较复杂，因此，为了便于分析电 路的实质，我们引入了理性电路元件的概念，它

3、是突出单一电或磁性质的假象元件。任何一个实际的电气器件都可以手电筒实以用一个或者几个理想电路元件的组合来抽象表示。例来说明电由理想电路元件构成的电路称为电路模型。路模型的表常见理想兀件有四类：电阻元件：消耗电能电容元件：储存电场能量电感元件：储存磁场能量电源：供给能量注意：具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一疋条件下可用同一电路模型表示。同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路模型可 以有不同的形式。示方法二、电路的基本物理量以电感线圈电路中有4个基本物理量，电流、电压、磁通和电荷， 分别用1、U、Q和来表示。而能量、功率等为复合物理 量符号分别为P和Wo（一）电流表征电流大小的物理量

4、称为电流强度，用单位时间内 通过导体截面积的电荷量多少来衡量，电流强度简称为电 流。的模型为例i = Q复习中学所t单位：电量的单位为库仑（C），时间的单位为秒（s），则电流单位为安培（A）1A=103mA= 106讥学，略讲教学环节教学内容备注新课（二）电压、电位与电动势1电压疋义：衡量电场力做功本领大小的物理量。 ab两点间电流的相关的电压在数值上就是电场力把单位正电荷从a移至b时所知识引出电做的功流定义,WabUab=Q。单位：伏特（V）3691KV=10 V=10 mV =10 叮2、电位在电路中任选一点作为电位的零参考点，电路中任一点到参考点之间的电压，就称为该点的电位，用符号V表示

5、，单位为V （伏）。电路中选定的参考点用符号丄表示。类比水压得电位与电压的关系：出电压定义两点之间的电压就等于两点之间的电位差，贝U Uab= VaVb3、电动势电路中因其他形式的能量转换为电能所引起的电位差，叫做电动势匚WbaEba=Q方向：低电位指向咼电位（三）电功率和电能1、电能表示电场力做功的多少W=Ult教学环节教学内容备注新课w=iRtw=Ur在实际应用中常以KW.h （千瓦时，）作为电能的单位。1KW.h=3.6X 106J2、电功率单位时间内电场力所做的功P=W = UIt =UI对比电压与ttp=i2rp=u2R单位 1KW=10W=16Mw（四）电压与电流的参考方向电压与电

6、流的实际方向可能是未知的，也可能是随 时间变化的。所以可以任意指定一个方向，称为参考方向。 按照参考方向列出方程，解出的电压或电流值若为正值， 则所选参考方向与实际方向一致；若为负值，则所选参考 方向与实际方向相反。电动势电压参考方向的选择与电流参考方向的选择是独立 无关的，若两者方向 致称为关联参考方向，反之为非关 联参考方向。本节主要讲授电路的基本概念和基本物理量，了解电 能和电功率。三、电阻和欧姆定律（一）电阻元件 电阻元件是各种电阻器、白炽灯、电炉。电烙铁等实 际电路器件的理想化模型，电阻元件也简称为电阻，电路难点教学环节教学内容备注新课符号如图所示R.电阻元件的参数：电阻（1）定义：

7、表达电阻元件对电流阻碍程度的电路参数（2）单位：欧姆（？）电导（1）定义：表征元件导电能力的电路参数（2）数学表达式：G=1R（3）单位：西门子（S）（二）欧姆定律1、部分电路欧姆定律1827年的国科学家欧姆通过科学实验总结出：对于线 性电阻兀件，在任何时刻它两端的电压与其电流成正比例 关系，即U=RII, 0 匚】 O +If如电压与电路是非关联参考方向，欧姆疋律的表达式应为 U=-RI。在以后的分析中，如不特加说明，均为关联参考方 向。2、全电路欧姆定律全电路由两部分组成，一部分是电源的外部电路，匕是 由用电器和导线连成的，叫外电路。另一部分是电源的内 部电路，有电池内的溶液或线圈等，叫内

8、电路。在外电路教学环节教学内容备注新课中，电流由电源正极出发，通过导线和用电器流向电源负 极。在内电路中，电源则由电源负极流向正极，形成一个 环形的串联电路。在外电路中，沿电流方向电势降低。全电路的欧姆疋律的表达式为：匸 U S或 U=|R+|RiR + Rj从式中可知，IR为外电路的电压降，U=IR; IRi为内电 路的电压降U=IRi，也就是在一个闭合电路中，电压升之和 等于电压降之和，即U=U + u/ 四、电流的热效应、额定值1、电流的热效应当电流通过电阻时，电流作功而消耗电能，产生了热量， 这种现象叫做电流的热效应。实践证明，电流通过导体所 产生的热量和电流的平方，导体本身的电阻值以

9、及电流通 过的时间成正比。这是英国科学家焦耳和俄国科学家楞次 得出的结论，被人称作焦耳楞次定律。公式：Q=I2Rt这种转化是不可逆转的2、电器设备的额定值(1) 额定电流为了避免电流的热效应造成的危害，使电器工作温度不 超过最高温度，因此对通过它的最大电流有一个限值，通 常把这个限定的电流值称为额定电流，用I n表示。(2) 额定电压电器长时间工作时所适用的最佳电压。高了容易烧坏， 低了不正常工作。在额定电压下电器中的元器件都工作在教学环节教学内容备注新课最佳状态，只有工作在最佳状态时，电器的性能才比较稳 定，这样电器的寿命才得以延长。额定电压用符号 Un表示(3)额定功率在电阻性负载的电器设

10、备中，额疋电流与额疋电压之积，称电器设备的额定功率，用 Pn表示，即Pn = lnUn电动机、变压器等电器设备的额定值通常标注在铭牌上，也可从产品目录中查得。五、电阻的串并联(一)电阻串联电路的性质及应用1、定义：各电阻首尾依次连接形成一条通路，这种连 接方式称为串联A R工j1=1 1=_屛u2、特点:(1) 各电阻中通过电流相同(2) 电路中的总电压等于各电阻上电压之和U = U 1 + U 2+Un(3) 电路中的总电阻等于各串联电阻之和R=Rl=R2+Rn(4) 任何一处出现断开路都会影响整个电路。3、作用：分压电阻串联电路中，每个电阻上都分担一定的电压。根据 电阻串联电路的特性可知，

11、电路中各电阻两段的电压与它 的阻值成正比，即教学环节教 学 内 容Ui U2Un .R1 R2Rn根据欧姆定律I=U/R , Un=IRn4、优缺点:优点：所以在电路中，若想控制所有电路，即可使用串 联的电路；缺点；若电路中有一个用电器坏了，整个电路意味这都断了5、功率各电阻上消耗的功率之和等于等效电阻吸收的功率p=UI = U 1I1+U2I2+UJn6、应用：电压表量程扩大的改装(二)电阻并联电路的性质及应用1、定义：将多个电阻的首尾各自相连，使电路有多条 通路，这样的连接方式称为电阻的并联。2、特点:(1) 各电阻上的电压相同(2) 电路中的总电流等于各电阻中电流之和I = I 1 +

12、I 计I n(3) 电路的总电阻的倒数等于各电阻的倒数111 1=+ +RR-iR2Rn(4) 任何一个支路短路都会影响整个电路教学环节教学内容备注新课3、作用:分流电阻并联电路中每个电阻都分得一部分电流， 根据欧姆定律，可求得各电阻分得的电流为,R ,RR11= I， 12=I，InI，RiR12，Rin ，4、优缺点：优点：可将一个用电独器立完成工作，适合于在马路两边的路灯。缺点：若并联电路，各处电流加起来才等于总电流，由此可见，并联电路中电流消耗大。5、功率各电阻上消耗的功率之和等于等效电阻吸收的功率p=ui=u 111+U212+uni n6、应用:电流表量程扩大的改装（三三）电阻混联电路