电路的基本概念和基本定律_第1页
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文档简介

1、 要使电气设备运行,只有依靠电流的作用。要使电气设备运行,只有依靠电流的作用。而要使电流的产生,则需要构成电路。本章主要而要使电流的产生,则需要构成电路。本章主要介绍有关电路的概念、电路中一些物理量的概念介绍有关电路的概念、电路中一些物理量的概念和电路的基本定律。这是后续学习的基础。和电路的基本定律。这是后续学习的基础。实物接线图实物接线图 电路图电路图1-11-1 电路的基本概念电路的基本概念 我们要用电,则要通过电路来实现。所谓电路就是指我们要用电,则要通过电路来实现。所谓电路就是指电流的通路。电流的通路。 一个完整的电路包括一个完整的电路包括电源电源、用电器(负载)用电器(负载)、开关开

2、关(控制装置)(控制装置)和和连接导线连接导线四部分。四部分。电源电源开关开关用电器用电器导线导线(1)(1)电源电源( (供能元件供能元件) ):为电路提供电能的设备和器件为电路提供电能的设备和器件( (如如电池、发电机等电池、发电机等) )。将其他形式的。将其他形式的能量转换成电能。能量转换成电能。(2)(2)负载负载( (耗能元件耗能元件):):也称用电器,使用也称用电器,使用( (消耗消耗) )电能的电能的设备和器件设备和器件( (如灯泡等用电器如灯泡等用电器) )。把电能转换成其他形式的能量。把电能转换成其他形式的能量。 控制电路工作状态的器件或设备控制电路工作状态的器件或设备( (

3、如开关等如开关等) )。也就是接能和断开。也就是接能和断开电路。电路。将电器设备和元器件按一定方式将电器设备和元器件按一定方式连接起来连接起来( (如各种铜、铝电缆线如各种铜、铝电缆线等等) )。它是用来输送和分配电能的。它是用来输送和分配电能的。(4)(4)控制器件:控制器件:(3)(3)连接导线:连接导线: 电源分为直流电源与交流电源两种。电源分为直流电源与交流电源两种。 直流电:是指大小和方向都不随时间而变化的电流。直流电:是指大小和方向都不随时间而变化的电流。电流是由正极,经导线、负载,回到负极,通路中,电流电流是由正极,经导线、负载,回到负极,通路中,电流的方向始终不变。我们将输出这

4、种电流的电源,称为的方向始终不变。我们将输出这种电流的电源,称为“直直流电源流电源”。简记为。简记为dcdc,如:干电池、铅蓄电池。,如:干电池、铅蓄电池。 交流电:指大小和方向都随时间做周期性变化的电交流电:指大小和方向都随时间做周期性变化的电流流 。发电厂的发电机是利用动力使发电机中的线圈运转,。发电厂的发电机是利用动力使发电机中的线圈运转,每转每转180180发电机输出电流的方向就会变换一次。我们将发电机输出电流的方向就会变换一次。我们将输出这种电流的电源称为输出这种电流的电源称为“交流电源交流电源”。简记为。简记为acac,如:,如:家用家用220V220V电源。电源。 电路根据电源性

5、质可分为直流电路和交流电路。电路根据电源性质可分为直流电路和交流电路。 根据电流流通的路径可分为内电路和外电路。根据电流流通的路径可分为内电路和外电路。 电源内部的电路称为电源内部的电路称为内电路内电路,其电流是由电源的负极,其电流是由电源的负极流向正极。流向正极。 从电源一端经过开关、负载和导线,再回到电源另一从电源一端经过开关、负载和导线,再回到电源另一端的电路称为端的电路称为外电路外电路,其电流是由电源的正极流向负极。,其电流是由电源的正极流向负极。 内电路和外电路构成的闭合电路称为内电路和外电路构成的闭合电路称为全电路全电路。 我们常采用国家标准我们常采用国家标准GB/T4728GB/

6、T4728电气简图用图形符号电气简图用图形符号中所规定的图形符号和中所规定的图形符号和GB7519GB7519电气技术中的文字符号制电气技术中的文字符号制定通知定通知中的文字符号画出表示电路实际连接情况的电路中的文字符号画出表示电路实际连接情况的电路模型图来分析和计算电路。模型图来分析和计算电路。1-21-2 电路中的基本物理量电路中的基本物理量 电路的作用一是实现电能的传输、分配和转换,一电路的作用一是实现电能的传输、分配和转换,一是传递和处理信号。而不论电路的作用是什么,都要通是传递和处理信号。而不论电路的作用是什么,都要通过电流、电压和电动势来实现。过电流、电压和电动势来实现。一、电流与

7、电流密度一、电流与电流密度 1 1、电流、电流 电荷的定向运动称为电流。它是一种客观存在的物电荷的定向运动称为电流。它是一种客观存在的物理现象。物体中形成电流的内因是物体内部要有自由电理现象。物体中形成电流的内因是物体内部要有自由电荷;外因则是有电场(或者说是有电压)作用于物体。荷;外因则是有电场(或者说是有电压)作用于物体。这两者缺一不可。这两者缺一不可。 能够在物体中作定向运动形成电流的电荷称为自由能够在物体中作定向运动形成电流的电荷称为自由电荷,也叫载流子。电荷,也叫载流子。 由于不同的物质内部的载流子的数量是不同的,因由于不同的物质内部的载流子的数量是不同的,因此导电能力也不同。我们可

8、以根据物质的导电能力把物此导电能力也不同。我们可以根据物质的导电能力把物质分为导体、半导体和绝缘体三类。质分为导体、半导体和绝缘体三类。 电流既是一种物理现象,又是一个用来衡量导体中电流既是一种物理现象,又是一个用来衡量导体中电流大小的物理量。电流大小的物理量。 电流在数值上等于单体时间内通过导体某一横截面电流在数值上等于单体时间内通过导体某一横截面的电荷量。用符号的电荷量。用符号I I表示。表示。 对于直流电流,若在对于直流电流,若在t t秒时间内通过某一横截面的电秒时间内通过某一横截面的电荷量为荷量为Q Q库,则电流库,则电流I I可用公式表示为:可用公式表示为:I Q t=i Qt= 电

9、流的单位是安培,简称安,用电流的单位是安培,简称安,用A A表示。它是指表示。它是指1s1s内内通过某一横截面的电荷量为通过某一横截面的电荷量为1C1C时,电流就是时,电流就是1A1A。 电流常用的单位还有千安电流常用的单位还有千安kAkA、毫安、毫安mAmA和微安和微安A A。 电流单位换算电流单位换算 1A1A10103 3mA 1mAmA 1mA10103 3AA, 1kA1kA10103 3A A 直流电:又称为稳恒电流。是指大小和方向都不随直流电:又称为稳恒电流。是指大小和方向都不随时间而变化的电流。电流是由正极,经导线、负载,回时间而变化的电流。电流是由正极,经导线、负载,回到负极

10、,通路中,电流的方向始终不变。简记为到负极,通路中,电流的方向始终不变。简记为DCDC。 交流电:指大小和方向都随时间做周期性变化的电交流电:指大小和方向都随时间做周期性变化的电流流 。发电厂的发电机是利用动力使发电机中的线圈运转,。发电厂的发电机是利用动力使发电机中的线圈运转,每转每转180180发电机输出电流的方向就会变换一次。我们将发电机输出电流的方向就会变换一次。我们将输出这种电流的电源称为输出这种电流的电源称为“交流电源交流电源”。简记为。简记为ACAC。 我们通常规定以我们通常规定以正电荷运动的方向正电荷运动的方向作为电流的作为电流的实际实际方向方向。电流的方向在电路图中用带箭头的

11、线段表示。电流的方向在电路图中用带箭头的线段表示。 但在分析和计算电路时,常常会遇到电流方向难以但在分析和计算电路时,常常会遇到电流方向难以确定的问题,这时,我们可以先任意假定电流的参考方确定的问题,这时,我们可以先任意假定电流的参考方向。向。参考方向的参考方向的表示方法表示方法:(1 1)箭头法)箭头法(2 2)双下标法)双下标法abiI Iabab 或或I Iabab(abab)参考方向与实际方向的参考方向与实际方向的关系关系:i 0i 0,参考方向与实际方向一致,参考方向与实际方向一致i 0i 0u 0,参考方向与实际方向一致,参考方向与实际方向一致u 0u 0,参考方向与实际方向相反,

12、参考方向与实际方向相反在求电压、电流之前必须事先规定好参考方向,否则在求电压、电流之前必须事先规定好参考方向,否则求出的值无意义,并且电路中电流、电压参考方向一旦标定,求出的值无意义,并且电路中电流、电压参考方向一旦标定,在整个分析计算过程中就不允许再变更在整个分析计算过程中就不允许再变更电压的测量电压的测量 (1 1)对交、直流电压应分别采用交流电压表和直流电)对交、直流电压应分别采用交流电压表和直流电压表测量。压表测量。 (2 2)电压表必须并联在被测电路的两端。)电压表必须并联在被测电路的两端。 (3 3)直流电压表表壳接线柱上标明的)直流电压表表壳接线柱上标明的“+”“+”“”记记号,

13、应和被测两点的电位相一致,即号,应和被测两点的电位相一致,即“+”+”端接高电位,端接高电位,“”端接低电位,不能接错,否则指针端接低电位,不能接错,否则指针要反转,并会损坏电压表。要反转,并会损坏电压表。 (4 4)合理选择电压表的)合理选择电压表的量程,其方法和电流表相同。量程,其方法和电流表相同。 2 2、电位、电位 电场中某点与参考点之间的电压叫做该点的电位。用电场中某点与参考点之间的电压叫做该点的电位。用符号符号表示。若选表示。若选o o点为参考点,则点为参考点,则a a点的电位为:点的电位为:Uao Wao Q=a = 也就是说电场中某点的电位等于电场力把单位正电荷也就是说电场中某

14、点的电位等于电场力把单位正电荷从该点移到参考点所做的功。它的单位与电压相同。从该点移到参考点所做的功。它的单位与电压相同。 注意:注意:电场中某点的电位值是一个相对的量,与参考电场中某点的电位值是一个相对的量,与参考点的选择有关。当参考点改变时,该点的电位值也随之改点的选择有关。当参考点改变时,该点的电位值也随之改变。变。 我们一般规定参考点的电位为零。因此,高于参考点我们一般规定参考点的电位为零。因此,高于参考点的电位是正电位,低于参考点的电位为负电位。的电位是正电位,低于参考点的电位为负电位。 在电力系统中,我们选择大地为参考点。在电子设备在电力系统中,我们选择大地为参考点。在电子设备中,

15、我们一般选择金属底板、机壳等公共点做为参考点。中,我们一般选择金属底板、机壳等公共点做为参考点。 a a 点电位点电位ab1 5Aab1 5A b b点电位点电位 在分析电子电路时,我们经常要研究两个点之间的电在分析电子电路时,我们经常要研究两个点之间的电位高低问题。因此就要用到电位差这个概念。电路中任意位高低问题。因此就要用到电位差这个概念。电路中任意两点之间的电位差就等于这两点的电位之差。两点之间的电位差就等于这两点的电位之差。a a-b b= U= Ua a-U-Ub b= - = = = U= - = = = Uabab W Waoao Q Q W Wbobo Q Q W Waoao-

16、W-Wbobo Q Q W Wabab Q Q 也就是说,电路中任意两点之间的电位差就是该两点也就是说,电路中任意两点之间的电位差就是该两点之间的电压,故电压又叫电位差。之间的电压,故电压又叫电位差。 引入电位的概念后,电压的方向即由引入电位的概念后,电压的方向即由高电位指向低电位高电位指向低电位。电压与电位有什么区别吗?两者又有什么关系吗?电压与电位有什么区别吗?两者又有什么关系吗? 电路中任意电路中任意两点间的电压等于该两点电位差两点间的电压等于该两点电位差。 区别区别电压:电压:任意两点任意两点之间,之间,绝对绝对值,不随参考点的改值,不随参考点的改变而改变变而改变电位:电位:某一点和参

17、考点某一点和参考点之间,之间,相对相对值,随参考点值,随参考点的改变而变化的改变而变化 联系联系想一想想一想例例1 1 求右图中求右图中a a、b b、c c三点的电位。三点的电位。 显然,电路图中显然,电路图中O O点为参考点。点为参考点。根据电压与电位的关系求各点电位。根据电压与电位的关系求各点电位。VUVUVUUcocboaoaoaao32226,5 . 133965 . 11136b同理,例例2 2 电路如下图所示,分别以电路如下图所示,分别以A A、B B为参考点计算为参考点计算C C和和D D点的点的电位及电位及U UCDCD。10 V2 +5 V+3 I以以A A点点为参考电位时

18、为参考电位时I =10 + 53 + 2= 3 AC = 3 3 = 9 VD= 3 2= 6 VUCD = C D = 15 V以以B B点点为参考电位时为参考电位时D = 5 VC = 10 VUCD = C D= 15 V* * 电路中某一点的电位等于该电路中某一点的电位等于该点到参考点的电压;点到参考点的电压;* * *电路中各点的电位随参考点选的不同而改变,但是任意电路中各点的电位随参考点选的不同而改变,但是任意两点间的电压不变。两点间的电压不变。解解(1)(1)电位值是相对的,参考点选取的不同,电路中各电位值是相对的,参考点选取的不同,电路中各点的电位也将随之改变;点的电位也将随之

19、改变;(2)(2)电路中两点间的电压值是固定的,不会因参考点电路中两点间的电压值是固定的,不会因参考点的不同而变,即与零电位参考点的选取无关。的不同而变,即与零电位参考点的选取无关。三、电动势三、电动势 在电场力的作用下,正电荷只能从高电位处移向低在电场力的作用下,正电荷只能从高电位处移向低电位处,而负电荷只能从低电位处移向高电位处。而电电位处,而负电荷只能从低电位处移向高电位处。而电源力则可以把正电荷从低电位处移向高电位处,或把负源力则可以把正电荷从低电位处移向高电位处,或把负电荷从高电位处移向低电位处。电荷从高电位处移向低电位处。 电源的内部就有电源力。它使正电荷从电源的负极电源的内部就有

20、电源力。它使正电荷从电源的负极经电源内部移到电源的正极,使负电荷从电源的正极经经电源内部移到电源的正极,使负电荷从电源的正极经电源内部移到电源的负极,从而在电源两端产生一定的电源内部移到电源的负极,从而在电源两端产生一定的电位差。电位差。 为了衡量电源力移动电荷对电荷所做的功的本领的为了衡量电源力移动电荷对电荷所做的功的本领的大小,我们引入的电动势。大小,我们引入的电动势。 所谓电动势就是电源力将单位正电荷从电源的负极所谓电动势就是电源力将单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功。用符号移到正极所做的功。用符号E E来表示。来表示。E=WE=W电源力电源力/Q/Q 电动势的单位是电动势的单位是V

21、 V。 电动势的方向是从低电位(电源负极)指向高电位电动势的方向是从低电位(电源负极)指向高电位(电源正极)。(电源正极)。 在整个闭合回路中,在整个闭合回路中,正电荷在电场力的作用下,正电荷在电场力的作用下,从电源的正极经过负载移从电源的正极经过负载移向负极;在电源内部,正向负极;在电源内部,正电荷在电源力的作用下从电荷在电源力的作用下从电源的负极移向正极。电源的负极移向正极。 电源两端的电位差,称为电源的端电压,它的方向电源两端的电位差,称为电源的端电压,它的方向由电源的正极指向负极。由电源的正极指向负极。 电动势与电压的单位相同,但二者有区别:电动势与电压的单位相同,但二者有区别: 1

22、1、物理意义不同:电动势是用来衡量电源力做功本、物理意义不同:电动势是用来衡量电源力做功本领的大小,而电压是用来衡量电场力做功本领的大小。领的大小,而电压是用来衡量电场力做功本领的大小。 2 2、方向不同:电动势的方向是由低电位指向高电位,、方向不同:电动势的方向是由低电位指向高电位,即电压升的方向;而电压的方向是由高电位指向低电位,即电压升的方向;而电压的方向是由高电位指向低电位,即电压降的方向。即电压降的方向。 3 3、电动势只存在于电源内部,而电压存在于电源两、电动势只存在于电源内部,而电压存在于电源两端,也存在于电源外部。端,也存在于电源外部。电动势和电压的关系:电动势和电压的关系:E

23、 EU U电压与电动势规定正方向相反时电压与电动势规定正方向相反时E=UE=UE EU U电压与电动势规定正方向相同时电压与电动势规定正方向相同时E=-UE=-U物理量的实际正方向物理量的实际正方向1-31-3 电阻与电导电阻与电导一、电阻与电导一、电阻与电导 1 1、电阻:当电流通过导体时,要受到阻碍作用。不、电阻:当电流通过导体时,要受到阻碍作用。不同的导体对电流的阻碍作用是不同的。电阻就是反映导体同的导体对电流的阻碍作用是不同的。电阻就是反映导体对电流产生阻碍作用大小的一个物理量。对电流产生阻碍作用大小的一个物理量。 定义:某段导体两端的电压和通过这段导体的电流的定义:某段导体两端的电压

24、和通过这段导体的电流的比值,叫做这段导体的电阻,用符号比值,叫做这段导体的电阻,用符号R R来表示。即:来表示。即: R=U/IR=U/I。 电阻的单位是欧姆,简称欧,用符号电阻的单位是欧姆,简称欧,用符号表示。表示。 当导体两端的电压是当导体两端的电压是1V1V,导体内通过的电流为,导体内通过的电流为1A1A时,时,这段导体的电阻就是这段导体的电阻就是11。常用的单位还有千欧、兆欧。常用的单位还有千欧、兆欧。 2 2、电阻定律、电阻定律 电阻是导体的固有参数,它的大小与导体的几何尺寸电阻是导体的固有参数,它的大小与导体的几何尺寸和导体的材料性质有关,而与导体两端的电压和流过导体和导体的材料性

25、质有关,而与导体两端的电压和流过导体的电流大小无关。的电流大小无关。 电阻定律:在一定的温度下,导体的电阻跟导体的长电阻定律:在一定的温度下,导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,并与导体的材料性度成正比,跟导体的横截面积成反比,并与导体的材料性质有关。质有关。 对于长度为对于长度为L L,截面积为,截面积为S S的导体。的导体。 R=R= 式中:式中:L L:导体的长度,单位:米(:导体的长度,单位:米(m m) S S:导体的横截面积,单位平方毫米(:导体的横截面积,单位平方毫米(mmmm2 2) :电阻率,它是与材料性质有关的物理量,在:电阻率,它是与材料性质有关的物理量

26、,在2020下长度为下长度为1m1m、截面积为、截面积为1mm1mm2 2的导体的电阻值。的导体的电阻值。单位为欧单位为欧米米(m) m) SL)(12112ttRRR 3 3、电阻与温度的关系:、电阻与温度的关系: 导体电阻的大小随温度的变化而变化,一般的金导体电阻的大小随温度的变化而变化,一般的金属材料,电阻随温度的升高而增大。属材料,电阻随温度的升高而增大。 把温度升高把温度升高11时,电阻所产生的变动值与原电阻时,电阻所产生的变动值与原电阻的比值,称为电阻温度系数,用字母的比值,称为电阻温度系数,用字母表示,单位是表示,单位是1/ 1/ 如果在温度如果在温度t t1 1时,导体的电阻为

27、时,导体的电阻为R R1 1;在温度;在温度t t2 2时,时,导体的电阻为导体的电阻为R R2 2; 电阻温度系数电阻温度系数= 4 4、电导、电导 电阻的倒数叫做电导,用符号电阻的倒数叫做电导,用符号G G来表示。即来表示。即G=1/RG=1/R。 也就是说,导体的电阻越小,它的电导就越大。也就是说,导体的电阻越小,它的电导就越大。导体的导电性能也就越好。导体的导电性能也就越好。 电导与电阻一样,都是反映物体的导电能力,只电导与电阻一样,都是反映物体的导电能力,只是表示方法不同而已。是表示方法不同而已。 电导的单位是西门子,简称西,用符号电导的单位是西门子,简称西,用符号S S表示。表示。

28、二、常用电阻器二、常用电阻器 1 1、电阻器及其分类、电阻器及其分类 利用导体的电阻性能制成具有一定阻值的实体元件,利用导体的电阻性能制成具有一定阻值的实体元件,称为电阻器,简称电阻。它是各种电路中经常使用的基本称为电阻器,简称电阻。它是各种电路中经常使用的基本元件之一,主要用来稳定和调节电路中的电流和电压,作元件之一,主要用来稳定和调节电路中的电流和电压,作为分流器和分压器以及消耗电能的负载电阻器。为分流器和分压器以及消耗电能的负载电阻器。 电阻器的各类繁多,结构形式各异。一般根据其工作电阻器的各类繁多,结构形式各异。一般根据其工作特性及电路功能可分为固定电阻器、可变电阻器和敏感电特性及电路

29、功能可分为固定电阻器、可变电阻器和敏感电阻器三类。阻器三类。 1 1)固定电阻器:它的阻值固定不变,一般有线绕电)固定电阻器:它的阻值固定不变,一般有线绕电阻器、实心电阻器和薄膜电阻器三种。阻器、实心电阻器和薄膜电阻器三种。碳膜电阻碳膜电阻金属氧化膜电阻金属氧化膜电阻金属膜电阻金属膜电阻线绕电阻线绕电阻水泥电阻水泥电阻贴片式电阻贴片式电阻 2 2)可调电阻器:它的阻值可以在一定范围内变化,)可调电阻器:它的阻值可以在一定范围内变化,又称为变阻器,具有三个引出端的常称为电位器。又称为变阻器,具有三个引出端的常称为电位器。碳膜电位器碳膜电位器线绕式电位器线绕式电位器贴片式电位器贴片式电位器微调电位

30、器微调电位器带开关电位器带开关电位器 3 3)敏感电阻器:又称为半导体电阻器。这种电阻器)敏感电阻器:又称为半导体电阻器。这种电阻器的阻值对于某种物理量(如温度、电压、光通、机械力、的阻值对于某种物理量(如温度、电压、光通、机械力、磁通、湿度以及气体浓度等)表现敏感,根据所对应的表磁通、湿度以及气体浓度等)表现敏感,根据所对应的表现敏感的物理量的不同,可分为热敏、压敏、光敏、力敏、现敏感的物理量的不同,可分为热敏、压敏、光敏、力敏、磁敏、湿敏和气敏七种主要类型。磁敏、湿敏和气敏七种主要类型。光敏电阻光敏电阻压敏电阻压敏电阻气敏电阻气敏电阻湿敏电阻湿敏电阻磁敏电阻磁敏电阻保险电阻保险电阻力敏电阻

31、力敏电阻 2 2、电阻器的主要指标、电阻器的主要指标 电阻器的指标有标称阻值、允许偏差、额定功率、最电阻器的指标有标称阻值、允许偏差、额定功率、最高工作电压、温度特性、稳定性等。其中标称阻值、允许高工作电压、温度特性、稳定性等。其中标称阻值、允许偏差和额定功率是主要指标,一般都用数字或文字符号直偏差和额定功率是主要指标,一般都用数字或文字符号直接标注在电阻器的表面,或者用色环标注在表面。接标注在电阻器的表面,或者用色环标注在表面。 1 1)标称阻值:成品电阻器上所标注的电阻值称为标)标称阻值:成品电阻器上所标注的电阻值称为标称阻值。国家规定了一系列数值作为产品的标准,这一系称阻值。国家规定了一

32、系列数值作为产品的标准,这一系列值叫做电阻的标称系列值。列值叫做电阻的标称系列值。 2 2)允许偏差:指电阻器的实际阻值相对于标称阻值)允许偏差:指电阻器的实际阻值相对于标称阻值所允许的最大偏差范围,它标示着产品的精度,常用百分所允许的最大偏差范围,它标示着产品的精度,常用百分娄或字母表示。娄或字母表示。 3 3)额定功率:指在额定环境温度下,电阻器长期连)额定功率:指在额定环境温度下,电阻器长期连续工作所允许消耗的最大功率。续工作所允许消耗的最大功率。 3 3、电阻器的色环标示方法。、电阻器的色环标示方法。颜色颜色有效数字有效数字乘数乘数允许偏差允许偏差银色银色10 210金色金色10-15

33、黑色黑色0100棕色棕色11011红色红色210 22橙色橙色310 3黄色黄色4105绿色绿色510 40. 5蓝蓝61060. 25紫紫71070. 1灰灰8108白色白色910 9+5 -20 无色无色20棕棕 灰灰 棕棕 金金(第四环)(第四环)(第三环)(第三环)(第二环)(第二环)(第一环)(第一环) 色环电阻器色环电阻器18101=180 标称值标称值180 偏差偏差5%颜色颜色有效数字有效数字乘数乘数允许偏差允许偏差银色银色10 210金色金色10-15黑色黑色0100棕色棕色11011红色红色210 22橙色橙色310 3黄色黄色4105绿色绿色510 40. 5蓝蓝6106

34、0. 25紫紫71070. 1灰灰8108白色白色910 9+5 -20 无色无色20精密色环电阻器精密色环电阻器标称值标称值430102=43k偏差偏差1%黄黄 橙橙 黑黑 红红 棕棕偏差偏差乘数乘数有效数有效数前三环为前三环为正确识别首环正确识别首环1 1 离端部近的为首环离端部近的为首环2 2 端头任一环与其它较远的一环为最后一环即误差端头任一环与其它较远的一环为最后一环即误差3 3 金银在端头的为最后一环金银在端头的为最后一环( (误差误差) )4 4 黑在端头为倒数第二环黑在端头为倒数第二环, , 并且末环为无色并且末环为无色5 5 紫灰白一般不会是倍率紫灰白一般不会是倍率, ,即不

35、大可能为倒数第二环即不大可能为倒数第二环120K 120K 5% 5% 42 42 20% 20% 1.8K 1.8K 2% 2% 2.2K 2.2K 5% 5% 4.2M 4.2M 5% 5% 4 4、电阻器的选用、电阻器的选用 电阻器应要根据其规格、性能指标以及在电路中的作电阻器应要根据其规格、性能指标以及在电路中的作用和技术要求来选用。用和技术要求来选用。 电阻器的标称阻值应与电路的要求相符;额定功率应电阻器的标称阻值应与电路的要求相符;额定功率应比该电阻在电路中实际消耗的功率大比该电阻在电路中实际消耗的功率大1.51.52 2倍;允许偏差倍;允许偏差应在要求的范围之内。应在要求的范围之

36、内。 国产电阻器的型号命名方法国产电阻器的型号命名方法 第一部分为字头符号,用字母第一部分为字头符号,用字母“R”R”表示电阻器为产表示电阻器为产品主称。品主称。 第二部分用字母表示电阻器的电阻体材料。第二部分用字母表示电阻器的电阻体材料。 第三部分通常用数字或字母表示电阻器的类别,也有第三部分通常用数字或字母表示电阻器的类别,也有的电阻器用该部分的数字来表示额定功率。的电阻器用该部分的数字来表示额定功率。 第四部分用数字表示生产序号,以区别该电阻器的外第四部分用数字表示生产序号,以区别该电阻器的外形尺寸及性能指标。形尺寸及性能指标。 RXRX:绕线电阻器、:绕线电阻器、RSRS:实心电阻器、

37、:实心电阻器、RTRT:碳膜电阻器、:碳膜电阻器、 RJRJ:金属膜电阻器:金属膜电阻器国产电阻器的型号命名及含义国产电阻器的型号命名及含义 第一部分:第一部分:主称主称第二部分:第二部分:电阻体材料电阻体材料第三部分:类别或额定功率第三部分:类别或额定功率第四部分:第四部分:序号序号字字母母含义含义字字母母含义含义数字或数字或字母字母含义含义数字数字额定功额定功率率R R电阻器电阻器C C沉积膜或高沉积膜或高频瓷频瓷1 1普通普通0.1250.1251/8W1/8W用个位数或用个位数或无数字表示无数字表示2 2普通或阻燃普通或阻燃F F复合膜复合膜3 3 或或 C C超高频超高频0.250.

38、251/4W1/4WH H合成碳膜合成碳膜4 4高阻高阻I I玻璃釉膜玻璃釉膜5 5高温高温0.50.51/2W1/2WJ J金属膜金属膜7 7或或J J精密精密N N无机实心无机实心8 8高压高压1 11W1WS S有机实心有机实心旷神怡旷神怡特殊(如熔断特殊(如熔断型等)型等)T T碳膜碳膜G G高功率高功率2 22W2WU U硅碳膜硅碳膜L L测量测量X X线绕线绕T T可调可调3 33W3WY Y氧化膜氧化膜X X小型小型C C防潮防潮5 55W5WO O玻璃膜玻璃膜Y Y被釉被釉B B不燃性不燃性101010W10WRJ75RJ75(精密金属膜电阻器)(精密金属膜电阻器)RT10RT

39、10(普通碳膜电阻器)(普通碳膜电阻器)R R电阻器(第一部分)电阻器(第一部分)R R电阻器电阻器J J金属膜(第二部分)金属膜(第二部分)T T碳膜碳膜7 7精密(第三部分)精密(第三部分)1 1普通型普通型5 5序号(第四部分)序号(第四部分)0 0序号序号 RX28RX28(阻燃型线绕电阻器)(阻燃型线绕电阻器)RJ 90-B 0.5 RJ 90-B 0.5 (0.5W0.5W不然不然性金属膜熔断电阻器)性金属膜熔断电阻器)R R电阻器电阻器RJRJ金属膜电阻器金属膜电阻器X X线绕线绕9 9熔断型熔断型2 2阻燃型阻燃型0-B 0.50-B 0.5不燃性、额定不燃性、额定功率为功率为

40、0.5W0.5W8 8序号序号 1-41-4 欧姆定律欧姆定律一、一段无源支路的欧姆定律一、一段无源支路的欧姆定律 1 1、欧姆定律的内容、欧姆定律的内容 在一段不含电源的支路中,欧姆定律指出:流过这在一段不含电源的支路中,欧姆定律指出:流过这段电路的电流与这段电路两端的电压成正比,与这段电段电路的电流与这段电路两端的电压成正比,与这段电路的电阻成反比。用公式表示为:路的电阻成反比。用公式表示为:RUI 电压单位为电压单位为V V,电阻的单位,电阻的单位为为 ,则电流的单位为,则电流的单位为A A。 欧姆定律是电路的基本定律之一,它揭示了电路欧姆定律是电路的基本定律之一,它揭示了电路中的电流、

41、电压、电阻三者之间的关系。中的电流、电压、电阻三者之间的关系。 电流流过电阻时,总是沿电位降落的方向,所以电流流过电阻时,总是沿电位降落的方向,所以在电阻两端产生的电压通常称为电压降,简称压降。在电阻两端产生的电压通常称为电压降,简称压降。R RU UI I注意:注意:用欧姆定律列方程时,一定要在图中标明正方向。用欧姆定律列方程时,一定要在图中标明正方向。IRUIRUIRUR RU UI IR RU UI I【解】【解】对图对图(a)(a)有有, , U U = =IRIR例:求出例:求出下图电路中的电阻下图电路中的电阻R R。对图对图(b)(b)有有, , U U = =IRIRIUR :3

42、26所以326IUR: 所以R RU U6V6V+ +2A2AR R+ +U U6V6V I I(a)(a)(b)(b)I I2A2A 2 2、线性电阻、线性电阻 电阻值不随其两端的电压和流过的电流而改变的电电阻值不随其两端的电压和流过的电流而改变的电阻叫做线性电阻。阻叫做线性电阻。 对线性电阻,因为对线性电阻,因为R=U/I=R=U/I=常数,因此,常数,因此,U U和和I I是正比是正比关系。关系。 阴值随其两端的电压和通过的电流而改变的电阻叫阴值随其两端的电压和通过的电流而改变的电阻叫做非线性电阻。做非线性电阻。 由线性电阻及其他线性元件组成的电路叫线性电路。由线性电阻及其他线性元件组成

43、的电路叫线性电路。 含有非线性元件的电路叫非线性电路。含有非线性元件的电路叫非线性电路。线性电阻伏线性电阻伏安特性曲线安特性曲线非线性电阻伏非线性电阻伏安特性曲线安特性曲线二、全电路欧姆定律二、全电路欧姆定律 I Ia ba bE E r rR RS S外电路外电路内电路内电路1 1、闭合电路的组成、闭合电路的组成2 2、闭合电路中的电势变化、闭合电路中的电势变化a ab bc cd dI Ia ba bE E r rR RS S在外电路,正电荷在恒定电场作用下:在外电路,正电荷在恒定电场作用下:正极正极 负极负极 在电源中,正电荷在非静电力作用下在电源中,正电荷在非静电力作用下: :负极负极

44、 正极正极电势降低电势降低电势升高电势升高电源内阻上电源内阻上 电势降低电势降低电路端电压与电流的关系电路端电压与电流的关系1 1 内电压:电源内部电阻上的电压内电压:电源内部电阻上的电压IrU 内内2 2 端电压:电源正负极两端的电压端电压:电源正负极两端的电压IrEU端3 3 端电压与电流的关系图:端电压与电流的关系图:IU端端0适用于任何电路适用于任何电路EIRr闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比外电路的电阻之和成反比I Ia ba bE E r rR RS S当外电路是纯电阻电路

45、时:当外电路是纯电阻电路时:IrEU端U U端端= IR= IR闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律例例 如图所示如图所示, , R R1 1=14=14、R R2 2=9,=9,当开关当开关S S 切换到位置切换到位置1 1时时, ,电流表的示数为电流表的示数为I I1 1=0.2A =0.2A ; ;当开关当开关S S切换到位置切换到位置2 2时时, ,电流电流表的示数为表的示数为I I2 2=0.3A.=0.3A. 求求: :电源的电动势电源的电动势 E E 和内阻和内阻 r r. .A AR R1 1R R2 21 12 2解:解: 根据闭合电路欧姆定律得:根据闭合电路欧姆定律得:E E

46、= = I I1 1R R1 1 + + I I1 1r rE E = = I I2 2R R2 2 + + I I2 2r r消去消去E E,解出,解出r r,得,得代入数值得:代入数值得:E E = 3V = 3V122121)(IIRRIIE 122211IIRIRIrr r =1=1三、电源的外特性三、电源的外特性 1 1、电源的外特性、电源的外特性 EIRr 由由 可得:可得:E=I(R+r)=IR+IrE=I(R+r)=IR+Ir=U+U=U+Ur r,该式被,该式被称为电压平衡方程。其中称为电压平衡方程。其中U Ur r是电源内阻上的电压降,称是电源内阻上的电压降,称为内压降;为

47、内压降;U U是电源的端电压,也是负载两端的电压。是电源的端电压,也是负载两端的电压。 也就是说,电源的电动势等于内压降与电源端电压也就是说,电源的电动势等于内压降与电源端电压之和。之和。 电源端电压与电源电动势的关系为:电源端电压与电源电动势的关系为: U=E-UU=E-Ur r=E-Ir=E-Ir 从上式也可以看出当电源具有一定的内阻时,其端从上式也可以看出当电源具有一定的内阻时,其端电压总是小于电源的电动势。电压总是小于电源的电动势。 我们把电源端电压随负载电流变化的关系称为电源我们把电源端电压随负载电流变化的关系称为电源的外特性。其关系曲线称为外特性曲线。的外特性。其关系曲线称为外特性

48、曲线。 结论结论:当电源的电动势与内阻一定时,电源的端电:当电源的电动势与内阻一定时,电源的端电压将随负载电流的变化而变化。压将随负载电流的变化而变化。 当电阻当电阻R R为无穷大,为无穷大,I=0 U=EI=0 U=E(最高)(最高) 当电阻当电阻R R变小,变小,I I 增大增大 U U减小减小 当电阻当电阻R R变大,变大,I I 减小减小 U U增大增大 IU0EIR电路的三种不同状态电路的三种不同状态1. 1. 通路:通路: 开关开关SASA接到位置接到位置“3”3”时,电路处于通路状态。时,电路处于通路状态。电路中电流为电路中电流为端电压与输出电流的关系为:端电压与输出电流的关系为

49、:U U外外 = E= EU U内内 = = E EIrIrrREI2. 2. 开路(断路):开关开路(断路):开关SASA接到位置接到位置“2”2”时,电路处时,电路处于开路状态。于开路状态。0I即:电源的开路电压等于电源电动势。即:电源的开路电压等于电源电动势。0 IrU内EIrEU外3. 3. 短路:开关短路:开关SASA接到位置接到位置“1”1”时,相当于电源两极被导线时,相当于电源两极被导线直接相连。直接相连。电路中短路电流为电路中短路电流为由于电源内阻一般都很小,由于电源内阻一般都很小,所以短路电流极大。所以短路电流极大。此时电源对外输出电压此时电源对外输出电压rEI/短0rIEU

50、短当当R R0 0 0 0时,时,Is Is (烧毁电源)。(烧毁电源)。例:如图所示电路,已知电源电动势为例:如图所示电路,已知电源电动势为24V24V,内阻为,内阻为4 4,负载电阻为负载电阻为2020。求。求1 1)电路中的电流;)电路中的电流;2 2)电源的端电)电源的端电压;压;3 3)负载电阻上的电压;)负载电阻上的电压;4 4)内压降。)内压降。解:解:I=E/I=E/(R+rR+r) =24/=24/(4+204+20)=1A=1AU=E-IrU=E-Ir=24-1=24-14=20V4=20VU=IRU=IR=1=120=20V20=20VU Ur r=Ir=Ir=1=14=

51、4V4=4V1-51-5 电功与电功率电功与电功率一、电功一、电功 电流在电路中流动,通过负载时要对负载做功。做电流在电路中流动,通过负载时要对负载做功。做功的大小与流过负载的电流功的大小与流过负载的电流I I、负载两端的电压、负载两端的电压U U以及通以及通电时间电时间t t成正比,其计算公式为成正比,其计算公式为UItW 对于电阻电路,根据欧姆定律,上式可改写为对于电阻电路,根据欧姆定律,上式可改写为 或或RtIW2tRUW2 电功电功W W的单位是焦耳,简称焦,用符号的单位是焦耳,简称焦,用符号J J来表示。在来表示。在实际工作中,电功常用的单位还有千瓦时(实际工作中,电功常用的单位还有

52、千瓦时(kWkWh h),俗),俗称称“度度”。 它与焦耳之间的换算关系为它与焦耳之间的换算关系为 1kW1kWh =1000Wh =1000W3600s= J3600s= J 电功的多少可用电能表来计量。电功的多少可用电能表来计量。6106 . 3二、电功率二、电功率 1 1、电功率、电功率 在日常生活或工程中,不仅要了解电流做功的多少,在日常生活或工程中,不仅要了解电流做功的多少,还要知道电流做功的快慢。电流做功的快慢是用还要知道电流做功的快慢。电流做功的快慢是用“电功电功率率”来表示的。来表示的。 电流在单位时间内所做的功称为电功率,用符号电流在单位时间内所做的功称为电功率,用符号P P

53、来表示,其公式为:来表示,其公式为:UItUIttWP 电功率的单位是瓦特,简称瓦,用符号电功率的单位是瓦特,简称瓦,用符号W W表示。若表示。若电流在电流在1s1s内所做的功为内所做的功为1J1J,则电功率就是,则电功率就是1W1W。 电功率可用功率表来测量。电功率可用功率表来测量。RIP2RUP2 2 2、功率平衡方程、功率平衡方程 由电压平衡方程可得功率平衡方程:由电压平衡方程可得功率平衡方程:内外IUIUEIrEPPP 上式中上式中P PE E是电源产生的功率,叫做电源功率,是电源产生的功率,叫做电源功率,P Pr r是电源内阻上的损耗功率,叫做内损耗功率。是电源内阻上的损耗功率,叫做内损耗功率。P P是负是负载从电源取用的功率,叫做负载功率。载从电源取用的功率,叫做负载功率。 也就是说,电源产生的电功率等于内阻损耗的电也就是说,电源产生的电功率等于内阻损耗的电功率与

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