第1章电 阻 电 路

1、第第1章章 电电 阻阻 电电 路路 主要内容：主要内容： 电阻器的概念、结构及特点，串、并联电路的电阻器的概念、结构及特点，串、并联电路的计算，基尔霍夫定律，交流电路中电阻两端电压与计算，基尔霍夫定律，交流电路中电阻两端电压与电阻电流的关系电阻电流的关系教学重点：教学重点：基尔霍夫定律及其应用基尔霍夫定律及其应用教学难点：教学难点：基尔霍夫定律及其应用基尔霍夫定律及其应用1.1 电阻器电阻器1.2 直流电阻电路直流电阻电路1.3 交流电阻电路交流电阻电路1.1 电阻器电阻器电阻是所有电子元件的一个特性，决定电子元件对电流阻碍电阻是所有电子元件的一个特性，决定电子元件对电流阻碍作用的大小。专门制

2、造出来对电流具有特定阻值的电子元件作用的大小。专门制造出来对电流具有特定阻值的电子元件称为电阻器。如下图所示称为电阻器。如下图所示 （a a） 电阻器的组成电阻器的组成 （b b） 电阻器的图形符号电阻器的图形符号 电阻器有固定电阻器和电位器两大类。电阻器有固定电阻器和电位器两大类。 1.1.1 电阻器的结构及特点电阻器的结构及特点1. .固定电阻器固定电阻器固定电阻器的电阻值固定不变，习惯上简称为电阻。固定电阻器的电阻值固定不变，习惯上简称为电阻。(1) (1) 碳膜电阻器碳膜电阻器(2) (2) 金属氧化膜电阻器金属氧化膜电阻器(3) (3) 金属膜电阻器金属膜电阻器(4) (4) 线绕电

3、阻器线绕电阻器(5) (5) 贴片式电阻器贴片式电阻器2.2.电位器电位器(1)(1)合成碳膜电位器合成碳膜电位器(2)(2)金属陶瓷电位器金属陶瓷电位器(3)(3)线绕式电位器线绕式电位器(4)(4)微调电位器微调电位器(5)(5)贴片式电位器贴片式电位器1.1.2 1.1.2 电阻器的参数电阻器的参数1.1.标称阻值和允许误差标称阻值和允许误差(1)(1)标称阻值标称阻值: : 标称阻值指电阻器上标注的电阻值标称阻值指电阻器上标注的电阻值 电阻值的基本单位是欧姆（简称欧），用符号电阻值的基本单位是欧姆（简称欧），用符号“” 表示，常用的单位有千欧（表示，常用的单位有千欧（kk）、兆欧（）、

4、兆欧（MM） 换算关系：换算关系：1 M1 M1000 k1000 k 1 k 1 k 10001000(2)(2)允许误差允许误差: :实际应用中一只电阻器的实际阻值与标称阻值之间会存实际应用中一只电阻器的实际阻值与标称阻值之间会存在一定的误差，该误差的允许范围称为电阻器的允许误差。在一定的误差，该误差的允许范围称为电阻器的允许误差。2.2.额定功率额定功率 电阻器在规定条件下长期工作时所能承受的最大功率。电阻器的额定功率电阻器在规定条件下长期工作时所能承受的最大功率。电阻器的额定功率也有标称值，一般分为也有标称值，一般分为0.125W0.125W、0.25W0.25W、0.5W0.5W、1

5、W1W、2W2W、3W3W、5W5W、10W10W等，目等，目前最常用的是前最常用的是0.25W0.25W。1.1.3 1.1.3 电阻器的型号和标号电阻器的型号和标号1.1.电阻器的型号电阻器的型号2.2.电阻器的标号电阻器的标号(1)(1)彩码标号彩码标号(2)(2)明文标号明文标号直标法直标法: :直接将阻值、允许误差标注在电阻体上。直接将阻值、允许误差标注在电阻体上。例如：例如：2.7k2.7k5%5%，即表示该电阻的标称阻值为，即表示该电阻的标称阻值为2.7k2.7k、允许误差为、允许误差为5%5%。符号法符号法: R10: R100.1 10R0.1 10R1010 8R2 8R2

6、8.2 3K98.2 3K93.9K3.9K第一部分第一部分第二部分第二部分第三部分第三部分第第 四部四部 分分符符号号意义意义符符号号意义意义符号符号或或数数字字意义意义序号序号R固定固定电阻电阻T碳膜碳膜1普通普通用数字表用数字表示序示序号。号。对主称、对主称、材料、材料、特特征相同，征相同，仅尺仅尺寸、寸、性能指标性能指标略有略有差差别，但基别，但基本上本上不影不影响互换的响互换的产品，产品，则则标以同一标以同一序号。序号。J金属膜金属膜2 普通或阻普通或阻燃燃Y氧化膜氧化膜3或或C超高频超高频X线绕线绕7或或J精密精密M压敏压敏G高功率高功率R热敏热敏L测量用测量用RP电位电位器器H合

7、成碳合成碳膜膜B片式片式J金属膜金属膜X小型小型Y氧化膜氧化膜W微调微调X线绕线绕D多圈旋转多圈旋转精密精密S实心实心M直滑精密直滑精密D导电塑导电塑料料P旋转功率旋转功率国际彩码标号中，靠近电阻体某一端的色环为第一环，另一国际彩码标号中，靠近电阻体某一端的色环为第一环，另一端为后一环，如图端为后一环，如图1.131.13所示。色环表示的意义为：所示。色环表示的意义为：第一环：电阻值的第一位数字。第一环：电阻值的第一位数字。第二环：电阻值的第二位数字。第二环：电阻值的第二位数字。第三环：在前面的两位数后面所乘上的乘数（第三环：在前面的两位数后面所乘上的乘数（1010的的N N次次方）。方）。第

8、四环：阻值允许的误差等级。第四环：阻值允许的误差等级。数码法数码法: :标称阻值还可以用数字来表示，通常是标称阻值还可以用数字来表示，通常是3 3位数，也有用位数，也有用3 3位以位以 上的数，单位为欧姆（上的数，单位为欧姆（）。不管用几位数，最后）。不管用几位数，最后1 1位数表示位数表示 “ “0”0”的个数，即在前面数字后面所乘上的乘数（的个数，即在前面数字后面所乘上的乘数（1010的的N N次次 方）方）3.3.电阻器的选择电阻器的选择电阻器的选择应根据应用电路的具体要求而定。电阻器的选择应根据应用电路的具体要求而定。就材料而言：高频电路中通常选用电感和分布电容小的非线绕电阻器就材料而

9、言：高频电路中通常选用电感和分布电容小的非线绕电阻器; 就阻值而言：应选择最接近应用电路中计算值的标准系列标称值就阻值而言：应选择最接近应用电路中计算值的标准系列标称值就功率而言：应选择额定功率大于应用电路中电阻器可能承受的最大实就功率而言：应选择额定功率大于应用电路中电阻器可能承受的最大实 际功率际功率 就电位器而言：选择时除考虑上述因素外，还要注意电位器的结构、规就电位器而言：选择时除考虑上述因素外，还要注意电位器的结构、规 格、调节方式、阻值变化规律等格、调节方式、阻值变化规律等 返回返回1.2 直流电阻电路直流电阻电路1.2.1 简单直流电阻电路简单直流电阻电路 1. 电路图电路图:

10、见表见表1-42. 电阻串联电路电阻串联电路（1）每个电阻上流过的电流相等，且等于电路总电流）每个电阻上流过的电流相等，且等于电路总电流（2）每个电阻阻值之和等于电路的总电阻值。即：用一个阻值等于每个电阻）每个电阻阻值之和等于电路的总电阻值。即：用一个阻值等于每个电阻阻值之和的电阻代替该串联电路，不改变该串联电路的作用阻值之和的电阻代替该串联电路，不改变该串联电路的作用（3）每个电阻两端的电压之和等于电路的总电压，每个电阻两端的电压与电）每个电阻两端的电压之和等于电路的总电压，每个电阻两端的电压与电阻值成正比阻值成正比 （4） 每个电阻实际功率之和等于电路的总功率，每个电阻的功率与电阻值成正比

11、每个电阻实际功率之和等于电路的总功率，每个电阻的功率与电阻值成正比3. 电阻并联电路电阻并联电路（1） 每个电阻两端的电压相等，且等于电路总电压每个电阻两端的电压相等，且等于电路总电压（2） 每个电阻阻值倒数之和等于电路总电阻的倒数每个电阻阻值倒数之和等于电路总电阻的倒数（3）每个电阻上流过的电流之和等于电路的总电流，每个电阻上流过的电流与电）每个电阻上流过的电流之和等于电路的总电流，每个电阻上流过的电流与电 阻值成反比阻值成反比（4） 每个电阻实际功率之和等于电路的总功率，每个电阻的功率与电阻值成反比每个电阻实际功率之和等于电路的总功率，每个电阻的功率与电阻值成反比 电阻值的倒数称为电导，用

12、电阻值的倒数称为电导，用G表示，单位为西门子（表示，单位为西门子（S）（5） 每个电阻的电导之和等于电路的总电导每个电阻的电导之和等于电路的总电导 GG1G2 GN （6） 每个电阻上的电流与电导成正比每个电阻上的电流与电导成正比 4. 简单直流电阻电路简单直流电阻电路 见书见书P17 例题例题1.6，P19 例题例题1.71.2.2 复杂直流电阻电路复杂直流电阻电路1. 基本概念基本概念(1) 支路、节点与回路支路、节点与回路 支路：电路中流过同一电流的分支称支路支路：电路中流过同一电流的分支称支路 节点：节点：3条或条或3条以上支路的连接点称节点条以上支路的连接点称节点 回路：电路中任一闭

13、合的路径称回路回路：电路中任一闭合的路径称回路(2) 参考方向参考方向 电流的方向电流的方向a.电流是由电荷定向移动产生的。电流是由电荷定向移动产生的。b.我国习惯上以正电荷移动方向（电子移动的反方向）作为电流的方向。我国习惯上以正电荷移动方向（电子移动的反方向）作为电流的方向。 电压的方向电压的方向a.电位差即是移动电荷所需的电位差即是移动电荷所需的“外力外力” 电压。电压。b.我国习惯上将电压降低的方向定义为电压的方向我国习惯上将电压降低的方向定义为电压的方向 。 电动势的方向电动势的方向a.电动势是用来衡量电源转换其他形式能量能力的一个物理量，用电动势是用来衡量电源转换其他形式能量能力的

14、一个物理量，用E表示，单位表示，单位是伏特，简称伏（是伏特，简称伏（V）b.电动势的方向由电源的负极指向电源的正极电动势的方向由电源的负极指向电源的正极 c.电源电动势和电源电压大小相等，方向相反电源电动势和电源电压大小相等，方向相反 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向a.参考方向是假设的一个方向参考方向是假设的一个方向b.作用：为了解题的方便作用：为了解题的方便c.根据电压和电流的正负做出正确地判断根据电压和电流的正负做出正确地判断d.当电压和电流为正值时，电压和电流的实际方向与参考方向一致；当电压和电当电压和电流为正值时，电压和电流的实际方向与参考方向一致；当电压和电流为负值时，电压

15、和电流的实际方向与参考方向相反流为负值时，电压和电流的实际方向与参考方向相反2. 基尔霍夫定律基尔霍夫定律(1) 基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCL）a.内容：流入和流出某一节点的所有电流代数和等于零。即内容：流入和流出某一节点的所有电流代数和等于零。即 I0b.解题时一般取流入节点的电流为正，则流出节点的电流就为负解题时一般取流入节点的电流为正，则流出节点的电流就为负c.其它表述：流进节点电流之和等于流出节点电流之和。即其它表述：流进节点电流之和等于流出节点电流之和。即(2) 基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL）a.内容：任意闭合回路中，电压的代数和等于零。即内容：任意闭合回

16、路中，电压的代数和等于零。即 U0b.解题时一般取电压降为正，则电压升就是负解题时一般取电压降为正，则电压升就是负 c.其它表述：任意闭合回路中，电阻上电压代数和等于电动势的代数和。即其它表述：任意闭合回路中，电阻上电压代数和等于电动势的代数和。即 IREI入入I出出1.2.3 复杂直流电阻电路分析复杂直流电阻电路分析1. 支路电流法（支路电流法（见见P26 例题例题1.12）（1）内容：支路电流法以支路电流为求解对象（即未知量），直接应用）内容：支路电流法以支路电流为求解对象（即未知量），直接应用KCL和和KVL分别对节点和回路列出所需的方程组；然后，解出各支路电流；最后，利分别对节点和回路

17、列出所需的方程组；然后，解出各支路电流；最后，利用欧姆定律求出其他所需的量。用欧姆定律求出其他所需的量。（2）步骤）步骤：a. 标出各支路电流的参考方向，当电路有标出各支路电流的参考方向，当电路有n个节点时，列出个节点时，列出n一一1个独立的节点电个独立的节点电流方程。流方程。b. 选择回路，标出回路方向（一般为顺时针方向），当支路有选择回路，标出回路方向（一般为顺时针方向），当支路有m个、节点有个、节点有n个个时，列出时，列出m（n1）个回路电压方程。）个回路电压方程。c. 代入已知量，解方程组，求出各支路电流值。代入已知量，解方程组，求出各支路电流值。d. 若需要求其他量，借助欧姆定律求解

18、。若需要求其他量，借助欧姆定律求解。2. 叠加定理（叠加定理（见见P28 例题例题1.13）内容：线性电路中，几个电源共同作用下的各支路电流（或各元件上的电压），等内容：线性电路中，几个电源共同作用下的各支路电流（或各元件上的电压），等 于这几个电源分别单独作用时各支路电流（或各元件上电压）的代数和于这几个电源分别单独作用时各支路电流（或各元件上电压）的代数和3. 戴维南定理戴维南定理内容：任何一个线性含电源的两个端口电路（又称有源二端网络），可以用一个电内容：任何一个线性含电源的两个端口电路（又称有源二端网络），可以用一个电 阻和一个电压源的串联来代替。阻和一个电压源的串联来代替。含义：一是

19、可以用一个电阻和一个电压源串联来代替一个含电源的电路；含义：一是可以用一个电阻和一个电压源串联来代替一个含电源的电路； 二是如何确定电阻和电压源的参数二是如何确定电阻和电压源的参数返回返回1.3 交流电阻电路交流电阻电路1.3.1 交流电的基本概念交流电的基本概念 1. 正弦交流电正弦交流电（1） 正弦交流电的产生：正弦交流电由交流发电机产生正弦交流电的产生：正弦交流电由交流发电机产生（2） 正弦交流电的三要素正弦交流电的三要素 瞬时值、最大值、有效值瞬时值、最大值、有效值a.瞬时值瞬时值:正弦波上每一点的幅度称为正弦交流电的瞬时值，反映该点正弦交流正弦波上每一点的幅度称为正弦交流电的瞬时值，

20、反映该点正弦交流电的大小，用小写字母表示。电的大小，用小写字母表示。b.最大值最大值:正弦波上幅度最大点的值称为峰值正弦波上幅度最大点的值称为峰值c.有效值有效值:相同时间内、相同电阻上，产生与交流电相同热量所需的直流电的大相同时间内、相同电阻上，产生与交流电相同热量所需的直流电的大小。小。 I0.707Im U0.707Um 相位角、初相角相位角、初相角a.发电机起动时转子线圈平面与中心面之间的夹角称为初相角，简称初相发电机起动时转子线圈平面与中心面之间的夹角称为初相角，简称初相b.初相通常用初相通常用表示表示 c.相位角：相位角：t 周期、频率、角频率周期、频率、角频率a.周期周期:正弦波

21、完成一次循环所需的时间叫周期，用正弦波完成一次循环所需的时间叫周期，用T表示。单位是秒（表示。单位是秒（s） b.频率频率:指指1秒钟循环的次数，用秒钟循环的次数，用f表示。单位是赫兹（表示。单位是赫兹（Hz），简称赫），简称赫 c.角频率角频率:指指1秒钟变化的电角度，用秒钟变化的电角度，用表示，单位是弧度表示，单位是弧度/秒（秒（rad/s） （3 3） 正弦交流电的表示正弦交流电的表示波形法：波形法：三角函数法：三角函数法：u=Um sin（tu）=U sin（tu） iImsin（ti）=I sin（ti）2. 2. 三相正弦交流电三相正弦交流电（1 1） 三相正弦交流电的产生：三相正

22、弦交流电的产生：三相正弦交流电由三相交流发电机产生三相正弦交流电由三相交流发电机产生（2 2） 三相正弦交流电的概念三相正弦交流电的概念工作方式：工作方式：a.a.三相三线制三相三线制: : 用三根相线供电，适用于远距离高压输电，可大大节省输电线用三根相线供电，适用于远距离高压输电，可大大节省输电线 路成本路成本b.b.三相四线制三相四线制: :用三根相线和一根中线供电，通常在低压配电系统中使用用三根相线和一根中线供电，通常在低压配电系统中使用两种电压：相电压和线电压两种电压：相电压和线电压 a.a.相电压相电压: :相线与中线之间的电压，即三相交流发电机绕组两端的电压相线与中线之间的电压，即

23、三相交流发电机绕组两端的电压, ,分别用分别用 u uU U、u uV V、u uW W表示表示 b.b.线电压线电压: :相线与相线之间的电压，通常用相线与相线之间的电压，通常用u uUVUV、u uVWVW、u uWUWU表示表示 （3 3） 三相正弦交流电的表示三相正弦交流电的表示波形法：波形法：三角函数法：三角函数法： uUU p sint uVU p sin（t120） uWU p sin（t120）3. 3. 非正弦交流电非正弦交流电（1 1）方波）方波特点：方波的正半部分和负半部分在形状上是方形，这意味着电压或电流立特点：方波的正半部分和负半部分在形状上是方形，这意味着电压或电流

24、立即达到最大值，且在此变换区间其值保持不变即达到最大值，且在此变换区间其值保持不变矩形波矩形波（2 2）三角波）三角波三角波由相同斜率的正向和负向斜坡组成。在正向变化期间，波形按线性比例三角波由相同斜率的正向和负向斜坡组成。在正向变化期间，波形按线性比例从从0 0增加到最大值，然后减小到增加到最大值，然后减小到0 0。在负向变化期间，波形按线性比例从。在负向变化期间，波形按线性比例从0 0减小到减小到负最大值，然后增加到负最大值，然后增加到0 0。三角波的周期可通过测量两个最大值之间的时间来确。三角波的周期可通过测量两个最大值之间的时间来确定。三角波主要用于电子信号。定。三角波主要用于电子信号

25、。（3 3） 锯齿波锯齿波锯齿波是三角波的一种特殊例子，其波形先按线性比例增加到正的最大值，然锯齿波是三角波的一种特殊例子，其波形先按线性比例增加到正的最大值，然后迅速减小到负的最大值。即：锯齿波的正向斜坡相对来说区间（时间）较后迅速减小到负的最大值。即：锯齿波的正向斜坡相对来说区间（时间）较长，其斜率比负向斜坡要小。锯齿波常用于触发电子电路工作。在电视机和示长，其斜率比负向斜坡要小。锯齿波常用于触发电子电路工作。在电视机和示波器中，锯齿波用于扫描通过屏幕的电子束产生图像。波器中，锯齿波用于扫描通过屏幕的电子束产生图像。1.3.2 1.3.2 单相交流电阻电路单相交流电阻电路1.1.电阻电压与

26、电流的关系电阻电压与电流的关系（1）电阻电压与电流的关系）电阻电压与电流的关系大小关系：大小关系：相位关系：相位关系：2. 电阻的功率电阻的功率（1）计算公式：）计算公式： PUI（2）波形图：）波形图：1.3.3 三相交流电阻电路三相交流电阻电路1. 三相四线制交流电路三相四线制交流电路（1）三相四线制交流电路中，每相负载接在三相电源的相线与中线之间。每相）三相四线制交流电路中，每相负载接在三相电源的相线与中线之间。每相负载的电压等于对应的相电压，负载电流与对应的相线电流（线电流）相等负载的电压等于对应的相电压，负载电流与对应的相线电流（线电流）相等（2）电路图）电路图2. 三相三线制交流电路三相三线制交流电路（1） 正弦交流电的相量表示正弦交流电的相量表示用相量表示正弦交流电时，相量的长度表示正弦交流电的幅度或有效值，相量用相量表示正弦交流电时，相量的长度表示正弦交流电的幅度或有效值，相量的相角表示正弦交流电的初相角。相量只能表示正弦量，不等于正弦量。的相角表示正弦交流电的初相角。相量只能表示正