第一章 直流电路基础知识

1、高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿第一章 直流电路基础知识第一节 库仑定律第二节 电场和电场强度第三节 电流、电压和电位第四节 电源和电动势第六节 电路和欧姆定律第七节 电能和电功率第八节 电源的最大输出功率第五节 电阻和电阻定律高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿第一节库仑定律第一节库仑

2、定律高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 当物体受到摩擦等作用时，造成物体的电子过多或不足，物体当物体受到摩擦等作用时，造成物体的电子过多或不足，物体就带了电，或者说带了电荷。就带了电，或者说带了电荷。在国际单位制中，在国际单位制中，电荷量的单位名称电荷量的单位名称是是库仑库仑，用字母，用字母C C表示。表示。 自然界中存在着两种电荷，即自然界中存在着两种电荷，即正电荷正电荷和和负电荷负电荷。电荷之间存在。电荷之间存在相互作用力，相互作用力，

3、同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。 当异种电荷发生碰撞时，会产生电火花，并发出声响。当异种电荷发生碰撞时，会产生电火花，并发出声响。 电荷的多少叫电荷的多少叫电荷量电荷量，用字母，用字母Q Q表示。表示。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿库仑定律：库仑定律： 在真空中两个点电荷间的作用力的大小跟它们所带电荷量的乘在真空中两个点电荷间的作用力的大小跟它们所带电荷量的乘积成正比，跟它们之间距离的平方成反比，作

4、用力的方向在它们的积成正比，跟它们之间距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。连线上。静止的点电荷之间的这种作用力叫静止的点电荷之间的这种作用力叫静电力或库仑力静电力或库仑力。 只有当带电体的几何丝线度（直径）远远小于带电体间的距离只有当带电体的几何丝线度（直径）远远小于带电体间的距离时，带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这样时，带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体可以看成的带电体可以看成点电荷点电荷。 对于电荷量分别为对于电荷量分别为q1、q2的两个点电荷，它们之间的距离为的两个点电荷，它们之间的距离为r，F表示它们之间的静电力，则库仑定律可用

5、公式表示为：表示它们之间的静电力，则库仑定律可用公式表示为：高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿式中式中 q1，q2点电荷电荷量，单位是点电荷电荷量，单位是C； r 两点电荷间的距离，单位是两点电荷间的距离，单位是m； k 静电恒量，静电恒量，k9109N m2/C2; F 静电力，单位是静电力，单位是N.221rqqkF 高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Educat

6、ion Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿例题例题1 1： 两个点电荷电荷量两个点电荷电荷量q q1 14 410106 6C C，q q2 21.21.210106 6C C，在真空中的距离在真空中的距离r r0.4m,0.4m,求两个点电荷间作用力的大小及方向。求两个点电荷间作用力的大小及方向。解：解：NNrqqkF27. 04 . 0102 . 11041092669221 答：作用力的大小为答：作用力的大小为0.27N0.27N，方向在两个电荷的连线上，方向在两个电荷的连线上，互为斥力。互为斥力。已知：已知： q q1 14 410106 6C C，q q2

7、 21.21.210106 6C, C, r r0.4m0.4m求：求： F F高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿例题例题2 2： 两个点电荷分别带电荷量两个点电荷分别带电荷量Q QA A和和Q QB B，当它们间的距离，当它们间的距离r r1 1=3m=3m时时，相互作用力，相互作用力F F1 1=2=210106 6N N，当作用力为，当作用力为3.63.610105 5N N时，求它们之时，求它们之间的距离。间的距离。解：解：mFrF

8、r5 . 0106 . 3310252621122答：它们之间的距离为答：它们之间的距离为0.5m0.5m。已知：已知： r r1 13m3m， F F1 1=2=210106 6N N， F F2 23.63.610105 5N N求：求： r r2 2高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿注意事项： 库仑定律只适用于计算两个点电荷间的相互作用力，非点库仑定律只适用于计算两个点电荷间的相互作用力，非点电荷间的相互作用力，库仑定律不适用。电荷间

9、的相互作用力，库仑定律不适用。 应用库仑定律求点电荷间相互作用力时，不用把表示正、应用库仑定律求点电荷间相互作用力时，不用把表示正、负电荷的负电荷的“”、“”符号带入公式中，计算过程中可符号带入公式中，计算过程中可用绝对值计算，其结果可根据电荷的正、负确定作用力为用绝对值计算，其结果可根据电荷的正、负确定作用力为引力或斥力以及作用力的方向。引力或斥力以及作用力的方向。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿第二节电场和电场强度第二节电场和电场强度

10、一、电场一、电场二、电场强度二、电场强度三、电力线三、电力线高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿一、电场一、电场 力是物体间的相互作用。初中物理讲的力多是物体直接接触而力是物体间的相互作用。初中物理讲的力多是物体直接接触而产生的相互作用力，而静电力如同万有引力一样是由特殊物质作媒产生的相互作用力，而静电力如同万有引力一样是由特殊物质作媒介而产生相互作用的。介而产生相互作用的。 存在于电荷周围空间，对电荷有作用力的特殊物质，叫做存在于电荷周围空

11、间，对电荷有作用力的特殊物质，叫做电场电场。 电场不同于一般由原子、分子组成的物质，它是一种看不见摸电场不同于一般由原子、分子组成的物质，它是一种看不见摸不着的特殊物质，同其他物质一样，是不依赖于人的感觉而客观存不着的特殊物质，同其他物质一样，是不依赖于人的感觉而客观存在的。电荷间相互作用的静电力，是依靠电场来实现的。实际上是在的。电荷间相互作用的静电力，是依靠电场来实现的。实际上是一个电荷的电场对另一个电荷的作用，因此静电力又常称做电场力。一个电荷的电场对另一个电荷的作用，因此静电力又常称做电场力。电荷与它周围空间的电场是一个统一的整体。电荷与它周围空间的电场是一个统一的整体。高 等 教 育

12、高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 2 2、位于带电体在电场中受到电场力的作用而移动时，电位于带电体在电场中受到电场力的作用而移动时，电场力对电场做功，这说明电场具有能量。场力对电场做功，这说明电场具有能量。 电场的两个重要特性：电场的两个重要特性：1 1、位于电场中的任何带电体，都受到电场力的作用。位于电场中的任何带电体，都受到电场力的作用。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Ed

13、ucation Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿二、电场强度公式：公式：qFE 电场强度是描述电场的基本物理量，是一个矢量，简称电场强度是描述电场的基本物理量，是一个矢量，简称场强场强。电场的基本特征是能使处于电场中的电荷受到作用力电场的基本特征是能使处于电场中的电荷受到作用力。 在电场中某观察点的电场强度在电场中某观察点的电场强度E E，等于置于该点的静止试验电，等于置于该点的静止试验电荷荷q q所受的力所受的力F F与电量与电量q q的比。的比。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Educ

14、ation Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿qFE 式中：式中：F检验电荷所受电场力，单位为牛顿，符号 为N； q检验电荷的电荷量，单位是库仑，符号为 C； E电场强度，单位是牛顿每库，符号为 N/C。 高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿注意： （1）电场强度单位：）电场强度单位：NC （2）大小：电场中某点的场强在数值上等于单）大小：电场中某点的场强在数值上等于单位电荷在该点受到的电场力。位电荷在该点受到的电

15、场力。 （3）方向：规定电场中某点场强的方向为正电）方向：规定电场中某点场强的方向为正电荷在该点受到的电场力的方向。荷在该点受到的电场力的方向。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 例题例题3 3： 检验电荷电量检验电荷电量q q=3=310109 9C C，在电场中在电场中P P点受点受到到18N18N的静电力，求该点电场强度。若检验电荷取走，电的静电力，求该点电场强度。若检验电荷取走，电场强度又为多少？场强度又为多少？解：解：CNqFE/

16、1061061899答：电场强度为答：电场强度为6 610109 9N/C N/C ；检验电荷取走，电场强度不变。；检验电荷取走，电场强度不变。已知：已知： q=3q=310109 9C C ， F=18NF=18N求：求： E E高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿三、电力线三、电力线1 1、电力线的概念、电力线的概念 从正电荷出发到负电荷终止且曲线上每一点的切线方向都和该从正电荷出发到负电荷终止且曲线上每一点的切线方向都和该点电场强度方向

17、一致，这样的曲线叫电力线。点电场强度方向一致，这样的曲线叫电力线。（1）起于正电荷终于负电荷。）起于正电荷终于负电荷。（2）任何两条电力线都不会相交。）任何两条电力线都不会相交。（3）电力线密的地方电场强度强，反之电场强度弱。）电力线密的地方电场强度强，反之电场强度弱。2 2、电力线的特征、电力线的特征高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿3 3、几种常见的电力线的画法、几种常见的电力线的画法高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社H

18、igher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿第三节电流、电压和电位第三节电流、电压和电位一、电流的基本概念一、电流的基本概念二、电压二、电压三、电位三、电位高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿电路中电荷沿着导体做电路中电荷沿着导体做定向运动定向运动形成电流。形成电流。电流大小电流大小：等于在单位时间内通过导体横截面的电量，称为等于在单位时间内通过导体

19、横截面的电量，称为电流强电流强度度(简称简称电流电流)，用符号，用符号 I 或或 i(t)表示，讨论一般电流时可用符号表示，讨论一般电流时可用符号 i 。一、电流的基本概念一、电流的基本概念电流方向电流方向：规定为正电荷流动的方向规定为正电荷流动的方向(或负电荷流动的反方向或负电荷流动的反方向)。 设在设在ttt t2 2t t1 1时间内，通过导体横截面的电荷量为时间内，通过导体横截面的电荷量为qqq q2 2q q1 1 ，则在，则在tt时间内的电流强度可用数学公式表示时间内的电流强度可用数学公式表示为：为：tqti)(高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Edu

20、cation PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿tqI 式中，式中，t t 为通过电荷量为通过电荷量 q q 所用的时间，时间的国际单位所用的时间，时间的国际单位制为秒制为秒( (s s) )，电量，电量 q q 的国际单位制为库仑的国际单位制为库仑 ( (C C) )。电流。电流 I I 的国的国际单位制为安培际单位制为安培 ( (A A) ) 。常用的电流单位还有毫安常用的电流单位还有毫安 （mA）、微安（、微安（ A）、千安、千安 （kA） 等，它们与安培的换算关系为等，它们与安培的换算关系为1 mA = 10-3A

21、； 1 A = 10-6 A； 1 kA = 103 A电流强度的计算高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿规定：规定：正电荷定向运动的方向正电荷定向运动的方向为电流方向。为电流方向。电流的方向参考方向参考方向: :为计算方便，通常在无法确定电流方向时，为计算方便，通常在无法确定电流方向时， 先假定一个电流方向，叫做参考方向。先假定一个电流方向，叫做参考方向。注意注意: :电流的计算结果为电流的计算结果为 “ “ + + ” ” 电流真实方向与

22、参考方向电流真实方向与参考方向一致一致； “ “ ” ” 电流真实方向与参考方向电流真实方向与参考方向相反相反。 电流强度是一个标量，电流方向只表明电荷的定向运动电流强度是一个标量，电流方向只表明电荷的定向运动方向。方向。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 按照电流的大小、方向变化与时间的关系，电按照电流的大小、方向变化与时间的关系，电流可以分为以下三类：（如图流可以分为以下三类：（如图1-4教材）所示；教材）所示； 1、电流的大小和方向都

23、不随时间变化，这样、电流的大小和方向都不随时间变化，这样的电流叫的电流叫直流电流直流电流或或稳恒电流稳恒电流，如图，如图1-4a所示；所示； 2、如果电流的大小随时间变化，但方向不随、如果电流的大小随时间变化，但方向不随时间变化的电流叫时间变化的电流叫脉动电流脉动电流，如图，如图1-4b所示；所示； 3、如果电流的大小和方向都时间变化，这样、如果电流的大小和方向都时间变化，这样的电流叫的电流叫交流电流交流电流，如图，如图1-4c所示。所示。电流的方向分类高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工

24、技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿二、电压二、电压qWUABAB电压的国际单位制为伏特电压的国际单位制为伏特( (V) )，常用的单位还有毫伏，常用的单位还有毫伏( (mV) )、微伏微伏( ( V) )、千伏、千伏( (kV) )等，它们与等，它们与 V 的换算关系为的换算关系为1 mV = 103 V；1 V =106 V；1 kV = 103 V。1 1、电压的基本概念、电压的基本概念 电压电压是指电路中是指电路中两点两点A A、B B之间的电位差之间的电位差（简称为电压），其（简称为电压），其大大小小等于单位正电荷因受电场力作用从等于单位正电荷因受电场力作用从A A点移动

25、到点移动到B B点所做的功，点所做的功，电压电压的方向的方向规定为从高电位指向低电位的方向。规定为从高电位指向低电位的方向。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿如果电压的大小及方向随时间变化，则称为如果电压的大小及方向随时间变化，则称为交变电压交变电压。对电。对电路分析来说，一种最为重要的交变电压是路分析来说，一种最为重要的交变电压是正弦交流电压（简称交正弦交流电压（简称交流电压），流电压），其大小及方向均随时间其大小及方向均随时间按正弦规律

26、作周期性变化。按正弦规律作周期性变化。2 2、直流电压与交流电压、直流电压与交流电压 如果电压的大小及方向都不随时间变化，则称之为如果电压的大小及方向都不随时间变化，则称之为稳恒电压稳恒电压或或恒定电压恒定电压，简称为，简称为直流电压直流电压，用，用大写字母大写字母U U表示。表示。交流电压的瞬时值交流电压的瞬时值要用小写字母要用小写字母u或或u(t)表示。表示。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿二、电位二、电位注意：讨论电位问题时，首先要

27、选定参考点（假定该点电讨论电位问题时，首先要选定参考点（假定该点电位为零）。位为零）。 那么其它点的电位等于该点与参考点间的电压。比参考其它点的电位等于该点与参考点间的电压。比参考点高的电位为点高的电位为正正，反之为，反之为负负。 可见，电路中各点的电位是相对的，与参考点的选择有可见，电路中各点的电位是相对的，与参考点的选择有关。关。 正电荷在电路中某点所具有的能量与电荷所带电量的比正电荷在电路中某点所具有的能量与电荷所带电量的比叫做叫做该点的电位该点的电位。 高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Pre

28、ss电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿电位的国际单位制为伏特电位的国际单位制为伏特( (V) )，与电压相同。，与电压相同。1 mV = 103 V；1 V =106 V；1 kV = 103 V。 规定规定电压的方向电压的方向有高电位指向低电位，即电位降低的方有高电位指向低电位，即电位降低的方向。向。电压的方向可以用高电位指向低电位的箭头表示，也可电压的方向可以用高电位指向低电位的箭头表示，也可以用高电位表以用高电位表“+”，低电位标，低电位标“-”来表示。来表示。 在电路中在电路中a，b两点间的电压等于两点间的电压等于a，b两点间的电位之差两点间的电位之差。即即BAABV

29、VU 两点间的电压也叫两点间电位差。两点间的电压也叫两点间电位差。 高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿电压参考方向的选择 与电流相似，在电路计算时，事先无法确与电流相似，在电路计算时，事先无法确定电压的真实方向，常事先选定参考方向，用定电压的真实方向，常事先选定参考方向，用“+、-”标在电路图中。标在电路图中。 如果计算结果电压为如果计算结果电压为正值正值，那么电压的这，那么电压的这个真实方向与参考方向一致；如果计算结果电个真实方向与参考方

30、向一致；如果计算结果电压为压为负值负值，那么电压的真实方向和参考方向相，那么电压的真实方向和参考方向相反。反。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿第四节电源和电动势第四节电源和电动势一、电源一、电源二、电动势二、电动势高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿一、电源一、电源电动势通常用符号电动势

31、通常用符号 E 或或 e ( (t) )表示，表示，E 表示大小与方向都恒定表示大小与方向都恒定的的电动势电动势( (即直流电源的电动势即直流电源的电动势) )，e ( (t) )表表示大小和方向随时间变化示大小和方向随时间变化的电动势，也可简记为的电动势，也可简记为 e 。电动势的国际单位制单位为伏特，记作。电动势的国际单位制单位为伏特，记作 V 。电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。衡量电源的电源力大小及其方向的物理量称为电源的衡量电源的电源力大小及其方向的物理量称为电源的电动势电动势。二、电动势二、电动势电源是把其他形式能转换成电能

32、的装置。电源电源是把其他形式能转换成电能的装置。电源正极电位高正极电位高，负负极电位低极电位低。接通负载后，外电路中电流从高电位流向低电位；在电。接通负载后，外电路中电流从高电位流向低电位；在电源内部电流则从负极流向正极。源内部电流则从负极流向正极。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿qWE 电动势的方向电动势的方向规定为规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的从电源的负极经过电源内部指向电源的正极正极，即，即与电源两端电压的方向相反与电源两

33、端电压的方向相反。 电动势的大小电动势的大小等于等于电源力把单位正电荷从电源的负极，经电源力把单位正电荷从电源的负极，经过电源内部移送到电源正极所作的功过电源内部移送到电源正极所作的功。如设。如设 W 为电源中非静电为电源中非静电力力( (电源力电源力) )把正电荷量把正电荷量 q 从电源负极经过电源内部移送到电源从电源负极经过电源内部移送到电源正极所作的功，则正极所作的功，则电动势大小电动势大小高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 已知：已

34、知：W=12J，q=8C 求：求：E例题例题4：在电源内部，电源做了在电源内部，电源做了12J的功，将的功，将8C电荷量电荷量的正电荷由负极移到正极，求电源的电动势。的正电荷由负极移到正极，求电源的电动势。解：解：E=W/q=12/8=1.5V答：电源的电动势为答：电源的电动势为1.5V。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿第五节电阻和电阻定律第五节电阻和电阻定律一、物质的分类一、物质的分类二、电阻二、电阻三、电阻定律三、电阻定律四、电阻与温

35、度的关系四、电阻与温度的关系高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿一、物质的分类一、物质的分类根据物质根据物质导电能力导电能力的强弱，一般可分为的强弱，一般可分为导体导体、绝缘体绝缘体和和半导体半导体。 导体导体的原子核对外层电子吸引力很小，电子较容易挣的原子核对外层电子吸引力很小，电子较容易挣脱原子核的束缚，形成大量自由电子。一切导体都能导电，脱原子核的束缚，形成大量自由电子。一切导体都能导电，如银、铜、铝等都是电的良导体。如银、铜、铝等都是

36、电的良导体。 绝缘体绝缘体的原子核对外层电子有较大的吸引力，电子很的原子核对外层电子有较大的吸引力，电子很难挣脱原子核的束缚而形成自由电子。难挣脱原子核的束缚而形成自由电子。 半导体半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，如硅、锗的导电性能介于导体和绝缘体之间，如硅、锗等。等。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 导体中的自由电子在电场力的作用下定向运动，形成电导体中的自由电子在电场力的作用下定向运动，形成电流。做定向运动的自由电子，要与在平衡

37、位置附近不断振动流。做定向运动的自由电子，要与在平衡位置附近不断振动的原子发生碰撞，阻碍了自由电子的定向运动。这种阻碍作的原子发生碰撞，阻碍了自由电子的定向运动。这种阻碍作用使自由电子定向运动的平均速度降低，自由电子的一部分用使自由电子定向运动的平均速度降低，自由电子的一部分动能转换成分子热运动热能。动能转换成分子热运动热能。二、电阻二、电阻定义：定义：导体对电流的阻碍作用导体对电流的阻碍作用叫电阻，用叫电阻，用字母字母R R表示。表示。任何物体都有电阻，当有电流流过时，都要消耗一定的能量。任何物体都有电阻，当有电流流过时，都要消耗一定的能量。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社

38、Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿二、电阻定律二、电阻定律 经实验证明，在温度不变时，一定材料制成的导体的经实验证明，在温度不变时，一定材料制成的导体的电电阻跟它的长度成正比，跟它的截面积成反比阻跟它的长度成正比，跟它的截面积成反比。这个实验规律。这个实验规律叫做叫做电阻定律电阻定律。SLR 导体电阻的大小不仅和导体的导体电阻的大小不仅和导体的材料材料有关，还和导体的有关，还和导体的尺寸尺寸有关。有关。均匀导体的电阻可用公式表示为均匀导体的电阻可用公式表示为 高 等 教 育高 等 教 育

39、出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿SLR式中式中电阻率，其值由导体材料的性质决定，单位是欧电阻率，其值由导体材料的性质决定，单位是欧 姆姆米，符号为米，符号为m，可查表，可查表1-1。L导体的长度，单位是米，符号为导体的长度，单位是米，符号为m；S导体的截面积，单位是平方米，符号为导体的截面积，单位是平方米，符号为；R导体的电阻，单位是欧导体的电阻，单位是欧姆姆，符号为，符号为。常用的单位还有千欧（常用的单位还有千欧（K ）和兆欧（）和兆欧（M ）1K=103 1M=1

40、03K=106高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿表表1-1 200C时材料的电阻率时材料的电阻率用途用途材料名材料名/（m）导导电电材材料料银银1.65108铜铜1.75108铝铝2.83108低碳钢低碳钢1.3107电电阻阻材材料料铂铂1.06107钨钨5.3108锰铜锰铜4.4107康铜康铜5.0107镍铬铁镍铬铁1.0106碳碳1.0106高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressH

41、igher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 已知：已知：L=2000m，S=2mm2 ,= 1.75108 m求：求：R例题例题5：一根铜导线长一根铜导线长L=2000m，截面积，截面积S=2mm2，导，导线的电阻是多少？线的电阻是多少？解：解：答：电源的电动势为答：电源的电动势为17.5。5 .17)102/(20001075. 168SLR高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿四、电阻与温

42、度的关系四、电阻与温度的关系电阻随温度的变化关系可表示为电阻随温度的变化关系可表示为 )(1 1212ttRR式中式中R1导体在温度导体在温度t1时的电阻；时的电阻；R2导体在温度导体在温度t2时的电阻；时的电阻；导体的温度系数，单位为导体的温度系数，单位为1/ 一般说来，一般说来，随着温度升高，金属导体电阻电阻增加，某随着温度升高，金属导体电阻电阻增加，某些半导体电阻减少些半导体电阻减少。这都是分子热运动强度随温度升高有所。这都是分子热运动强度随温度升高有所变化的缘故。变化的缘故。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Ed

43、ucation Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿第六节电路和欧姆定律第六节电路和欧姆定律一、电路一、电路二、欧姆定律二、欧姆定律高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿一、电路一、电路电路电路：电流流通的闭合路径叫电流流通的闭合路径叫电路电路。 在日常生活中，我们会广泛接触到各种电路。手电筒就在日常生活中，我们会广泛接触到各种电路。手电筒就是一种非常简单的电路。是一种非常简单的电路。 K KL LE E图图1-61-

44、6电路：由电路：由电源电源、负载连接导线负载连接导线、控制控制和和保护装置保护装置四部分四部分组成。组成。 高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿常见的电源有干电池、蓄电池、发电机等。常见的电源有干电池、蓄电池、发电机等。 电路各组成部分的作用：电路各组成部分的作用：( (1) )电源电源( (供能元件供能元件) )： 向电路提供电能的设备和向电路提供电能的设备和器件。它能把其他形式的能转器件。它能把其他形式的能转换成电能。换成电能。高 等 教

45、 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿( (2) )负载负载( (耗能元件耗能元件):):即用电器，它是各种用电设备的总称。即用电器，它是各种用电设备的总称。其作用是把电能转换成其他形式的能，其作用是把电能转换成其他形式的能，如电灯、电动机、电加热器等。如电灯、电动机、电加热器等。 用来控制电路的通断，保护电路的安全，用来控制电路的通断，保护电路的安全，使电路能够正常工作，如开关、熔断器、使电路能够正常工作，如开关、熔断器、继电器等。继电器等。它把电源和

46、负载接成闭合回路，输送和它把电源和负载接成闭合回路，输送和分配电能。一般常用的导线是铜线和铝分配电能。一般常用的导线是铜线和铝线。线。( (4) )控制器件：控制器件：(3)(3)连接导线：连接导线：高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 任何电路都可以用电路图来表示。为了方便起见，用统一规定的符号来代替实物，以此表示电路的各个组成部分。常用的实物符号见表1-2。 表1-2常用电路元件符号高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Hig

47、her Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿二、欧姆定律 部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律：电路中的电流电路中的电流I与电阻两端的电压与电阻两端的电压U成正比，与电阻成正比，与电阻R成反比。成反比。RUI 用公式表示为用公式表示为 1 1、部分电路欧姆定律、部分电路欧姆定律 线性电阻中电流的真实方向总是线性电阻中电流的真实方向总是从电压的正极性端流向负从电压的正极性端流向负极性端极性端，即，即从高电位流向低电位从高电位流向低电位，所以上式只在关联参考方向，所以上式只在关联参考方向时才能成立。时才能成立。高

48、 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿注意：注意： （1 1）当）当U U、I I间为间为非关联非关联参考方向（参考方向（U U、I I参考方向相参考方向相反）时，欧姆定律应写成反）时，欧姆定律应写成 ，式中，式中“-”-”号切号切不可漏掉；不可漏掉； RUI （2）电阻值不随电压、电流变化而变化的电阻叫做）电阻值不随电压、电流变化而变化的电阻叫做线线性电阻性电阻，由线性电阻组成的电路叫线性电路。阻值随电压、，由线性电阻组成的电路叫线性电路。阻值

49、随电压、电流的变化而改变的电阻，叫电流的变化而改变的电阻，叫非线性电阻非线性电阻，含有非线性电，含有非线性电阻的电路叫非线性电路。阻的电路叫非线性电路。 （3）欧姆定律只适用于线性电路。）欧姆定律只适用于线性电路。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 已知：已知：I1=1.5A，R1=10 , R2=25 求：求：I2例题例题6：某段电路的电压是一定的，当接上某段电路的电压是一定的，当接上10的电阻时，电的电阻时，电路中产生的电流是路中产生的

50、电流是1.5A；若用；若用25的电阻代替的电阻代替10的电阻，电路中的电阻，电路中的电流为多少？的电流为多少？解：解：答：电路中的电流为答：电路中的电流为0.6A。VRIU15105.111ARUI6 . 025/15/12高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 一个由电源和负载组成的闭合电路叫一个由电源和负载组成的闭合电路叫全电路全电路，如图，如图1-1-2222所示。所示。0RREI 这时候电路中的电流根据全电路这时候电路中的电流根据全电路

51、欧姆定律为：欧姆定律为： 2 2、全电路欧姆定律、全电路欧姆定律 闭合电路中的电流与电源电动势成正比，与电路的总闭合电路中的电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻（内电路电阻与外电路电阻之和）成反比电阻（内电路电阻与外电路电阻之和）成反比，这一规律，这一规律叫做叫做全电路欧姆定律全电路欧姆定律。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿式中： E电源电动势，单位是伏电源电动势，单位是伏特特，符号为，符号为V； R负载电阻，单位是欧负载电阻，单位是欧

52、姆姆，符号为，符号为； R0电源内阻，单位是欧电源内阻，单位是欧姆姆，符号为，符号为； I闭合电路中的电流，单位是安闭合电路中的电流，单位是安培培，符号为，符号为A。 0RREI高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 已知：已知：E=24V，R0=2, R=10 求：求：I，U外外例题例题7：有一闭合电路，电源电动势为有一闭合电路，电源电动势为24V，内阻为，内阻为2，负载，负载电阻为电阻为10，求：电路中的电流和负载电压。，求：电路中的电流和

53、负载电压。解：解：答：电路中的电流为答：电路中的电流为2A，负载电压为，负载电压为20V。ARREI2102240VIRU20102外高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿第七节电能和电功率第七节电能和电功率一、电功率一、电功率二、电能二、电能三、电气设备的额定值三、电气设备的额定值四、焦耳定律四、焦耳定律高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电

54、工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿一、电功率 电功率电功率（简称功率）所表示的（简称功率）所表示的物理意义物理意义是电路元件或是电路元件或设备在设备在单位时间内吸收或放出的电能单位时间内吸收或放出的电能。 两端电压为两端电压为U、通过电流为、通过电流为I的任意二端元件（可推广的任意二端元件（可推广到一般二端网络）的功率大小为：到一般二端网络）的功率大小为： P=UI 根据欧姆定律上式还可以推导出根据欧姆定律上式还可以推导出其他形式其他形式。RIRUUIP22高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Educati

55、on Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 功率的国际单位制单位为瓦特（功率的国际单位制单位为瓦特（W），常用的单位还有毫瓦），常用的单位还有毫瓦（mW）、千瓦（）、千瓦（KW），它们与瓦特的换算关系是：），它们与瓦特的换算关系是： 吸收或放出吸收或放出：一个电路最终的目的是电源将一定的电功率传送：一个电路最终的目的是电源将一定的电功率传送给负载，负载将电能转换成工作所需要的一定形式的其他能量。即给负载，负载将电能转换成工作所需要的一定形式的其他能量。即电路中存在发出功率的器件（电路中存在发出功率的器件（供能元件供能元件）和吸收功率的器件（）和吸收功率的器件（耗能耗能

56、元件元件）。）。 习惯上，通常把习惯上，通常把耗能元件耗能元件吸收的功率写成正数吸收的功率写成正数，把，把供能元件供能元件发出的功率写成负数发出的功率写成负数，而，而储能元件储能元件（如理想电容、电感元件）既（如理想电容、电感元件）既不吸收功率也不发出功率，即其功率不吸收功率也不发出功率，即其功率P=0。 1mW103W 1KW103W通常所说的功率通常所说的功率P又叫做又叫做有功功率有功功率或或平均功率平均功率。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿

57、演示文稿二、电能二、电能通常电能用通常电能用千瓦小时千瓦小时（KWhKWh）来表示，也叫做来表示，也叫做“度度”： UItPtW 电能电能是指在一定的时间内电路元件或设备吸收或发出的电能量，是指在一定的时间内电路元件或设备吸收或发出的电能量，用符号用符号W表示，其国际单位制为表示，其国际单位制为焦耳焦耳(J)，电能的计算公式为，电能的计算公式为1 1度（电）度（电）1KWh1KWh3.63.610106 6J J 即功率为即功率为1000W1000W的供能或耗能元件，在的供能或耗能元件，在1 1小时的时间内所发出或小时的时间内所发出或消耗的电能量为消耗的电能量为1 1度。度。高 等 教 育高

58、等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 上式表明，电流在一段电路上所做的上式表明，电流在一段电路上所做的功功，与与这段电路这段电路两端的两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比电压、电路中的电流和通电时间成正比。 对于纯电阻电路，欧姆定律成立，电能也可由下式计对于纯电阻电路，欧姆定律成立，电能也可由下式计算。算。 UItUqWtRItRUW2高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Educati

59、on Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 例题例题8：有一功率为有一功率为60W的电灯，每天使用它照明的时间为的电灯，每天使用它照明的时间为4小小时，如果平均每月按时，如果平均每月按30天计算，那么每月消耗的电能为多少度？合天计算，那么每月消耗的电能为多少度？合多少多少J？解：解：该电灯平均每月工作时间该电灯平均每月工作时间t430120h，则，则W Pt 60120 7200Wh7.2KWh 7.2度度即每月消耗的电能为即每月消耗的电能为7.2度，约合为度，约合为3.61067.22.6107J高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿三、电气设备的额定值三、电气设备的额定值额定电压额定电压电气设