电工基础教案

1、电工基础教案secret电工基础第一章电路的基本概念1.电路的基本组成、电路的三种工作状态和额定电压、1.了解电路的三种工作状态特点。1序号内容学时1绪论0.52第一节电路13第二节电流和电压4第三节电阻15第四节部分欧姆定理5 / 1726第五节电能和电功率1.57本章小结与习题8本章总学时4第一节电路一、电路的基本组成1.什么是电路电路是由各种元器件按一定方式联接起来的总体，为电流的流通提供了路径。图简单的直流电电工基础教案secret2 .电路的基本组成电路的基本组成包括以下四个部分:电源（供能元件）：为电路提供电能的设备和器件（如电池、发电机等）。负载（耗能元件）：使用（消耗）电能的设

2、备和器件（如灯泡等用电器）。（3）控制器件：控制电路工作状态的器件或设备（如开关等）o（4）联接导线：将电器设备和元器件按一定方式联接起来（如各种铜、铝电缆线等）。3 .电路的状态(1)通路：电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换。(2)开路：电路中没有电流通过，又称为空载状态。(3)短路：电源两端的导线直接相连接，输出电流过大对电源来说属于严重过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。二、电路模型(电路图)图1-2手电筒的电路原理图由理想元件构成的

3、电路叫做实际电路的电路模型，也叫做实际电路的电路原理图，简称为电路图。例如，图卜2所示的手电筒电路。理想元件:电路是由电特性相当复杂的元器件组成的，为了便于使用数学方3 / 172电工基础教案secret法对电路进行分析，可将电路实体中的各种电器设备和元器件用一些能够表征它们主要电磁特性的理想元件（模型）来代替，而对它的实际上的结构、材料、形状等非电磁特性不予考虑。表1-1常用理想元件及符号名称符号名称符号电阻OCZJO电压表O©-O电池°|l0接地工或-L电灯OO熔断器OBO开关OO电容°II°电流表0-Q-0电感QQ# / 172电工基础教案secr

4、et第二节电流和电压一、电流的基本概念电路中电荷沿着导体的定向运动形成电流，其方向规定为正电荷流动的方向(或负电荷流动的反方向)，其大小等于在单位时间内通过导体横截面的电量，称为电流强度(简称电流)，用符号/或乂力表示，讨论一般电流时可用符号，设在夕功一引时间内，通过导体横截面的电荷量为2=60,则在t时间内的电流强度可用数学公式表示为)=电式中，t为很小的时间间隔，时间的国际单位制为秒(s),电量q&的国际单位制为库仑(C)。电流，(力的国际单位制为安培(A)。常用的电流单位还有毫安mA、微安A、千安kA等，它们与安培的换算关系为lmA=10-3A；1A=10A；lkA=105A二、

5、直流电流如果电流的大小及方向都不随时间变化，即在单位时间内通过导体横截面的电量相等，则称之为稳恒电流或恒定电流，简称为直流(DirectCurrent),记为DC或de,直流电流要用大写字母7表示。/=包=2=常数直流电流/与时间t的关系在/一£坐标系中为一条与时间轴平行的直线。三、交流电流如果电流的大小及方向均随时间变化，则称为变动电流。对电路分析来说,3 / 172电工基础教案secret一种最为重要的变动电流是正弦交流电流，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化，将之简称为交流(Alternatingcurrent),记为AC或ac,交流电流的瞬时值要用小写字母.或，(表示

6、。四、电压1 .电压的基本概念电压是指电路中两点A、B之间的电位差(简称为电压)，其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电压的国际单位制为伏特(V),常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(V)、千伏(kV)等，它们与伏特的换算关系为lmV=101V=10，；lkVEO2 .直流电压与交流电压# / 172电工基础教案secret如果电压的大小及方向都不随时间变化，则称之为稳恒电压或恒定电压,简称为直流电压，用大写字母表示。如果电压的大小及方向随时间变化，则称为变动电压。对电路分析来说，一种最为重要的变动电压是正弦交流电压(简称交流电压

7、)，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化。交流电压的瞬时值要用小写字母u或u(t)表第三节电阻一、电阻元件电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件,例如灯泡、电热炉等电器。电阻定律：R=p'制成电阻的材料电阻率，国际单位制为欧姆米（m）；/绕制成电阻的导线长度，国际单位制为米血）；S-绕制成电阻的导线横截面积，国际单位制为平方米（一）；R一一电阻值，国际单位制为欧姆（）。经常用的电阻单位还有千欧（k）、兆欧（M）,它们与的换算关系为Ik=10s；1M=106二、电阻与温度的关系电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1C时电阻

8、值发生变化的百分数。5 / 172电工基础教案secret如果设任一电阻元件在温度友时的电阻值为火，当温度升高到功时电阻值为兄，则该电阻在小右温度范围内的（平均）温度系数为一"如果兄人,则0,将斤称为正温度系数电阻，即电阻值随着温度的升高而增大；如果兄兄，则0,将斤称为负温度系数电阻，即电阻值随着温度的升高而减小。显然的绝对值越大，表明电阻受温度的影响也越大。后二兄1（ti幻第四节部分电路欧姆定律图1-4线性电阻的伏安特性曲线一、欧姆定律电阻元件的伏安关系服从欧姆定律，即/必或UU/能GU其中R1/兄电阻H的倒数G叫做电导，其国际单位制为西门子(S)。二、线性电阻与非线性电阻7 /

9、172电工基础教案secret电阻值厅与通过它的电流/和两端电压无关（即庐常数）的电阻元件叫做线性电阻，其伏安特性曲线在I-平面坐标系中为一条通过原点的直线。电阻值"与通过它的电流了和两端电压有关（即R常数）的电阻元件叫做非线性电阻，其伏安特性曲线在，一平面坐标系中为一条通过原点的曲线。通常所说的“电阻”，如不作特殊说明，均指线性电阻。第五节电能和电功率一、电功率电功率（简称功率）所表示的物理意义是电路元件或设备在单位时间内吸收或发出的电能。两端电压为“通过电流为2的任意二端元件（可推广到一般二端网络）的功率大小为P=UI功率的国际单位制单位为瓦特（W）,常用的单位还有亳瓦（mW）、

10、千瓦（kW）,它们与W的换算关系是lmW=10河；lkW=105W吸收或发出: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能量。即电路中存在发出功率的器件（供能元件）和吸收功率的器件（耗能元件）o习惯上，通常把耗能元件吸收的功率写成正数，把供能元件发出的功率写成负数，而储能元件（如理想电容、电感元件）既不吸收功率也不发出功率，5 / 172电工基础教案secret即其功率六0。通常所说的功率尸又叫做有功功率或平均功率。二、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，用符号/表示，其国际单位制为焦尔(J),电能的计算公式为胎尸tUIt通

11、常电能用千瓦小时(kwh)来表示大小，也叫做度(电)：1度(电)=lkwh=3.6106Jo即功率为1000W的供能或耗能元件，在1小时的时间内所发出或消耗的电能量为1度。例W有一功率为60W的电灯，每天使用它照明的解：该电灯平均每月工作时间长430=120h,则胎P片60120=7200Wh=7.2kWh# / 172电工基础教案secret即每月消耗的电能为7.2度，约合为3.61067.22.6101三、电气设备的额定值为了保证电气设备和电路元件能够长期安全地正常工作，规定了额定电压、额定电流、额定功率等铭牌数据。额定电压一电气设备或元器件在正常工作条件下允许施加的最大电压。额定电流电气

12、设备或元器件在正常工作条件下允许通过的最大电流。额定功率在额定电压和额定电流下消耗的功率,即允许消耗的最大功率。额定工作状态一电气设备或元器件在额定功率下的工作状态,也称满载状态。轻载状态电气设备或元器件在低于额定功率的工作状态，轻载时电气设备不能得到充分利用或根本无法正常工作。过载（超载）状态一电气设备或元器件在高于额定功率的工作状态，过载时电气设备很容易被烧坏或造成严重事故。轻载和过载都是不正常的工作状态，一般是不允许出现的。四、焦尔定律电流通过导体时产生的热量（焦尔热）为7 / 172电工基础教案secret工通过导体的直流电流或交流电流的有效值，单位为A。R导体的电阻值，单位为。r-通

13、过导体电流持续的时间，单位为s。Q一一焦耳热单位为J。本章小结本章介绍了电路的基本概念，内容包括:一、电路电路是由各种元件（或电工设备）按一定方式联接起来的总体,为电流的流通提供了路径。电路的基本组成电源、负载、控制器件和联结导线等四个部分。电路有通路、开路、短路等三种状态。由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型，也叫做实际电路的电路原理图，简称为电路图。二、电流在电场力作用下，电路中电荷沿着导体的定向运动即形成电流，其方向规定为正电荷流动的方向（或负电荷流动的反方向）,其大小等于在单位时间内通过导体横截面的电量，称为电流强度（简称电流）。电流的大小及方向都不随时间变化，则称为直流电流。电

14、流的大小及方向均随时间做周期性变化，则称为交流电流。三、电压9 / 172电工基础教案secret电压是指电路中两点A、B之间的电位差，其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电压的大小及方向都不随时间变化，则称之为直流电压。电压的大小及方向均随时间做周期性变化，则称为交流电压。四、电功率与电能电功率是电路元件或设备在单位时间内吸收或发出的电能，P=Uh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，W=Pt=UIt1度（电）=1所11=364四为了保证电气设备和电路元件能够长期安全地正常工作，规定了额定电压、额定电流、额定

15、功率等铭牌数据。五、电阻1 .电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件，电阻定律为及=夕（。电阻元件的电阻值一般与温度有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数,其定义为温度每升高1时电阻值发生变化的百分数，即。=一土一工02 .电阻元件的伏安特性关系服从欧姆定律，即U=RI或I=U/R=GUO其中，电阻R的倒数G叫做电导，其国际单位制为西门子（S）。3 .电流通过导体时产生的热量为Q=/2r“焦尔定律）。7 / 172电工基础教案secret11 / 172第二章简单直流电路1 .理解电动势、端电压、电位的概念。2 .掌握闭合电路的欧姆定律。3 .掌握电阻串联分压关系与并联分流关系。4 .

16、了解万用表的基本构造和基本原理，掌握万用表的使用方法。赘当遮京教学i鼎5.学蹲菱与苗麻分流关系解决电阻电路问题、当时R配学序号内谷时1第一节电动势闭合电路的欧姆定律22第二节电池组3第三节电阻的串联24第四节电阻的并联5第五节电阻的混联6第六节万用表的基本原理27实验2.1练习使用万用表8实验2.2电流表改装电压表29第七节电阻的测量210实验2.3用惠斯通电桥测电阻211第八节电路中各点电位的计算212实验2.4电压和电位的测定213本章小结与习题14本章总学时16计宜电路中各点山位第一节电动势闭合电路的欧姆定律电动势衡量电源的电源力大小及其方向的物理量叫做电源的电动势。电动势通常用符号E或

17、e表示，E表示大小与方向都恒定的电动势（即直流电源的电动势），e”）表示大小和方向随时间变化的电动势，也可简记为以电动势的国际单位制为伏特，记做V。电动势的大小等于电源力把单位正电荷从电源的负极，经过电源内部移到电源正极所作的功。如设W为电源中非静电力（电源力）把正电荷量0从负极经过电源内部移送到电源正极所作的功，则电动势大小为IVE=上电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极，即与电源q两端电压的方向相反。二、闭合电路的欧姆定律图中，表示电源的内部电阻，R表示电源外部联接的电阻（负载）。闭合电路欧姆定律的数学表达式为E=RI+U或/=£一外电路两端电R+rE r H

18、=>R压U=RI=EtI=E,显然，R+r负载电阻R值越大，其两端电压U也越大；当R»r时（相当于开路），则U=E；当R«r时（相当于短路），则U=0,此时一般情况下的电流很大，电图2简单的闭合电路源容易烧毁。解i【例2-1】如图22所示，当单刀双掷开关S合到位置1时,外电路的电阻R14C,测得电流表读数/i=0.2A；当开关SE = /?/+"（当门时）合到位置2时，外电路一£=9。,测得电流表读数，2=0.3 七内阻人E = R2I2+ rl2 （当S合到位置2时）E=3V0本例题给出了一种测量直流电源电动势E和内 阻r的方法。%图2-2例题2

19、-1三、负载获得最大功率的条件容易证明：在电源电动势E及其内阻/保持不变时，负载R获得最大功率的条件是Kh,此时负载的最大功率值为ax=电源输出的最大功率是4RE2 E2 Pem =解:尸皿=福;第二节电池组一、电池的串联如图25所示串联电池组，每个电池的电动势均为E、内阻均为，。如果有个相同的电池相串联，那么整个串联电池组的电动势与等效内阻分别为E中=£,r*iir串联电池组的电动势是单个电池电动势的倍，额定电流相同。二、电池的并联图2-4例题2.2O110图25串联电池组图26并联电池组如图2-6所示并联电池组，每个电池的电动势均为E、内阻均为几如果有个相同的电池相并联，那么整个

20、并联电池组的电动势与等效内阻分别为E并=£，并=/7。并联电池组的额定电流是单个电池额定电流的倍，电动势相同。电工基础教案secret第三节电阻的串联一、电阻串联电路的特点图27电阻的串联设总电压为U、电流为/、总功率为P。1,等效电阻2 分压关系:R=R+Ri+Rn%Urun u1=.=!L = _ = /&R_P1 _ _ Pn _PR&R3 ,功率分配19 / 172特例：两只电阻拈、处串联时，等效电阻联心+处测有分压公式二、应用举例/一、【例2-3】有一盏额定电压为5=40V、额定电流为1=5A（递）的电灯，应该怎样把它接入电压U=220V照明电路中。卜Z七电

21、阻为&）与一只分压电阻修串联后，接入nil迎+rr_。=2如V田源上.如图25所示/一、+C，一解法一：分压电阻Q上的电压为X改V图2.8例题2-3U2=U-Ui=22I0=180V,且5=&/,贝）/?2=牛=?=36。解法二：利用两只电阻串联的分压公式G=/与-且%=2=8。，可得Aj+A21IJ一R?=&=36Q即将电灯与一只36c分压电阻串联后，接入U=220V电源上即可.U【例2-4】有一只电流表，内阻&=ig,满偏电流为4=100J1A,要把它改成量程为&=3V的电压表，应该串联一只多大的分压电阻R?解:如图29所示。图2-9例题2-4该电流

22、表的电压量程为q=R山=o.iv,与分压电阻R串联后的总电压U.=3V,即将电压量程扩大到=LW30倍。D利用两只电阻串联的分压公式，可得Kg+K贝！）心等4T£一中"（一端=299上例表明，将一只量程为疆内阻为飞的表头扩大到量程为，所需要的分压电阻为R=（-i）%,其中=（5/q）称为电压扩大倍数。第四节电阻的并联一、电阻并联电路的特点设总电流为人电压为U、总功率为P。1 .等效电导：G=Gi+Gz+"'+GnBP=j+!+,+R叫RiR“2 .分流关系：RI=RJi='=RIn=RI=U3 .功率分配：RW尸RiPzfRuP产RP=U?特例：两

23、只电阻Ri、&并联时，等效电阻>R与，则有分流公式&+%+/1=R应用举例"1 +”2图2-10电阻的并联【例2-5】如图211所示，电源供电电压U=220V,每根输电导线的电阻均为品=1。，电路中一共并联100盏额定电压220V、功率40W的电灯。假设电灯在工作（发光）时电阻值为常数。试求：（1）当只有io盏电灯工作时，每盏电灯的解：唧起电阻福传就僦单先/（耨北疆号即第籍型赣F零僧龟灯根据分压公式，可得虢触懒屏几。RrvF功率4=£5CZ31A图211例题2-5(1)当只有1。盏电灯工作时，即=10,贝！JR片R/=121C,因此R2UL=U念216

24、V,4=-L*39W当100盏电灯全部工作时，即“=100,2R+RnR贝IjR产R/n=12.lQ,殳Uq189V，A=”的29W2R+&lr疗图212例题26【例2-6】有一只微安表，满偏电流为4=100、内阻仆=lkD,要改装成量程为/=100mA的电流表，试所示，妻懒愈潴鹤电佛量程eg流公式可得人=r二/，则扩大倍以阴RR = J 本题中 =/4=1000, “TD R& Ik。 ICR = =q 1 O。一U与+Rn-1000-1上例表明，将一只量程为/八内阻为。的表头扩大到量程为乙，所需要的分流电阻为R=RK/(n-l)t其中称为电流扩大倍数。第五节电阻的混联一、分

25、析步骤在电阻电路中，既有电阻的串联关系又有电阻的并联关系，称为电阻混联。对混联电路的分析和计算大体上可分为以下几个步骤：1 .首先整理清楚电路中电阻串、并联关系，必要时重新画出串、并联关系明确的电路图；2 .利用串、并联等效电阻公式计算出电路中总的等效电阻；3 .利用已知条件进行计算，确定电路的总电压与总电流；4 .根据电阻分压关系和分流关系，逐步推算出各支路的电流或电压。二、解题举例【例2-7】如图213所不，已知7?3=&4=6目,Rs=R6=4Q,R7=R8=24Q,/?9=16D；电压U=224V。试求：(1)电路总的等效电阻Rab与总电流与；(2)电阻网两端的电压5与通过它的

26、电流1%解：心、R6、%三者串联后，再与&并联，E、F两端等效电阻为Kef=(Rs+K6+R9)/?8=24C24c=12CRef、氏3、&三者电阻串联后，再与昭并联，C、D两端等效电阻为Kcd=(K3+Ref+K4)K7=24。24c=12C总的等效电阻Rab=R+Rcd+R2=28C总电流，e=U/Rab=224/28=8A(1)利用分压关系求各部分电压：/=3=2A第六节万用电表的基本原理Re+r一、万用表的基本功能万用电表又叫做复用电表，通常称为万用表。它是一种可以测量多种电量的多量程便携式仪表，由于它具有测量的种类多，量程范围宽，价格低以及使用和携带方便等优点，因此广

27、泛应用于电气维修和测试中。一般的万用表可以测量直流电压、直流电流、电阻、交流电压等，有的万用表还可以测量音频电平、交流电流、电容、电感以及晶体管的能等。二、万用表的基本原理万用表的基本原理是建立在欧姆定律和电阻串联分压、并联分流等规律基础之上的。万用表的表头是进行各种测量的公用部分。表头内部有一个可动的线圈（叫做动圈）,它的电阻之称为表头的内阻。动圈处于永久磁铁的磁场中，当动圈通有电流之后会受到磁场力的作用而发生偏转。固定在动圈上的指针随着动圈一起偏转的角度，与动圈中的电流成正比。当指针指示到表盘刻度的满标度时，动圈中所通过的电流称为满偏电流及。小与"是表头的两个主要参数。L直流电压

28、的测量将表头串联一只分压电阻处即构成一个简单的直流电压表，如图216所示。Aj/g1+ U -图216他单的直流电压表测量时将电压表并联在被测电压入的两端，通过表头的电流与被测电压八成正比在万用表中，用转换开关分别将不同数R+R&©值的分压电阻与表头串联，即可得到几个不同的电压量程。解【例2-9如图2-17所示某万用表的直流电压表部分电 路，五个电压量程分别是Ui=2.5V, S=10V, S=50V,Us=500V,谓店胱。试力求 Z?i- wi=(77i/LToU16 67. /?I一 1求&：把/2=&+R=50kn视为表头内阻，2=(5/5)=4,则/

29、?2=(1)gi=150kfl求R,把Rg产&+Ri+K2=200kn视为表头内阻，户(5/S)=5,则/?3=(71-1)Z?!»3=800kfl(4)求把R=R+Ri+/?2+/?3=1OOOkfi视为表头内阻，4=(U4/S)=5,则/?4=(H-l)/?g4=4000kn=4MQ图2-17例题2-9(5)求Rs：把7?幡=7?+7?1+7?2+氏3+&4=5MQ视为表头内阻，5=（%）=2,则&=（1底质=5MQ2 .直流电流的测量将表头并联一只分流电阻凡即构成一个最简单的直流电流表，如图2“8所示。设被测电流为八，则通过表头的电流与被测电流八成正比，

30、即分流电阻R由电Jk参数确定图2.19多量程的直流电流表”占人实际而用檄姆关将电流表制成多量程的'如图2/9所示。3 .电阻的测量万用表测量电阻（即欧姆表）的电路如图2-20所示。可变电阻K叫做调零电阻，当红、黑表笔相接时（相当于被测电阻£、=0）,调节R的阻值使指针指到表头的满刻度，即4 万用表电阻档的零点在表头的满度位置上。而电阻无穷大时（即红、R；+;+/?O黑表笔间开路）指针在表头的零度位置上。当红、黑表笔间接被测电阻&时，通过表头的电流为/=-一:二可见表头读数/与被测电阻反是一一对应的，并且成反比关系,Rg+R+Ry因此欧姆表刻度不是线性的。三、万用表的使

31、用1 .正确使用转换开关和表笔插孔万用表有红与黑两只表笔（测棒），表笔可插入万用表的两个插孔里，注意一定要严格将红表笔插入“+”极性孔里，黑表笔插入极性孔里。测量直流电流、电压等物理量时，必须注意正负极性。根据测量对象，将转换开关旋至所需位置，在被测量大小不详时，应先选用量程较大的高档试测，如不合适再逐步改用较低的档位，以表头指针移动到满刻度的三分之二位置附近为宜。2 .正确读数万用表有数条供测量不同物理量的标尺，读数前一定要根据被测量的种类、性质和所用量程认清所对应的读数标尺。3 .正确测量电阻值在使用万用表的欧姆档测量电阻之前，应首先把红、黑表笔短接，调节指针到欧姆标尺的零位上，并要正确选

32、择电阻倍率档。测量某电阻反时，一定要使被测电阻不与其它电路有任何接触，也不要用手接触表笔的导电部分，以免影响测量结果。当利用欧姆表内部电池作为测试电源时（例如判断二极管或三极管的管脚），要注意到：黑表第接的是电源正极，红表笔接的是电源负极。4 .测量高电压时的注意事项在测量高电压时务必要注意人身安全，应先将黑表笔固定接在被测电路的地电位上,然后再用红表笔去接触被测点处，操作者一定要站在绝缘良好的地方，并且应用单手操作，以防触电。在测量较高电压或较大电流时，不能在测量时带电转动转换开关旋钮改变量程或档位。5 万用表的维护万用表应水平放置使用，要防止受震动、受潮热，使用前首先看指针是否指在机械零位

33、上，如果不在，应调至零位。每次测量完毕，要将转换开关置于空档或最高电压档上。在测量电阻时，如果将两只表笔短接后指针仍调整不到欧姆标尺的零位，则说明应更换万用表内部的电池；长期不用万用表时，应将电池取出，以防止电池受腐蚀而影响表内其它元件。第七节电阻的测量电工基础教案secret一、电阻的测量方法电阻的测量在电工测量技术中占有十分重要的地位，工程中所测量的电阻值，一般是在的范围内。为减小测量误差，选用适当的测量电阻方法，通常是将电阻按其阻值的大小分成三类，即小电阻(1C以下)、中等电阻MC)和大电阻(0.1MD以上)测量电阻的方法很多，常用的方法分类如下：1 .按获取测量结果方式分类(I)直接测

34、阻法采用宣读式仪表测量电阻，仪表的标尺是以电阻的单位、kn或MC)刻度的，根据仪表指针在标尺上的指示位置，可以直接读取测量结果。例如用万用表的。档或MC表等测量电阻，就是直接测阻法。(2)比较测阻法采用比较仪器将被测电阻与标准电阻器进行比较，在比较仪器中接有检流计，当检流计指零时，可以根据已知的标准电阻值，获取被测电阻的阻值。(3)间接测阻法通过测量与电阻有关的电量，然后根据相关公式计算，求出被测电阻的阻值。例如得到广泛应用的、最简单的间接测阻法是电流、电压表法测量电阻(即伏安法)。它是用电流表测出通过被测电阻中的电流、用电压表测出被测电阻两端的电压，然后根据欧姆定律即可计算出被测电阻的阻值。

35、2 .按被测电阻的阻值的大小分类(1)小电阻的测量是指测量1C以下的电阻。测量小电阻时，一般是选用毫欧表。要求测量精度比较高时，则可选用双臂电桥法测量。(2)中等电阻的测量是指测量阻值在MC之间的电阻。对中等电阻测量的最为方便的方法是用欧姆表进行测量，它可以直接读数，但这种方法的测量误差较大。中等电阻的测量也可以选用伏、安表测阻法，它能测出工作状态下的电阻值。其测量误差比较大。若需精密测量可选用单臂电桥法。(3)大电阻的测量是指测量阻值在0.1MC以上的电阻。在测量大电阻时可选用兆欧表法，可以直接读数，但测量误差也较大。二、伏安法测电阻图221(a)是电流表外接的伏安法，这种测量方法的特点是电

36、流表读数/包含被测电阻K中的电流/与电压表中的电流八，所以电压表读数U与电流表读数I的比值应是被测电阻R与电压表内阻Kv并联后的等效电阻，即(RR、)=U,所以被测电阻值为R=7-如果不知道电压表内阻Kv的准确值，令哈,则该种测量方法适用I-Rv于R«RyW况，即适用于测量阻值较小的电阻。c图2.21(b)是电流表内接的伏安I法，这种测量方法的特点是电压表读1P_L_数U包含被测电阻K端电压U与电(b)流表端电压Ua,所以电压表读数V图2.21伏安法测电阻与电流表读数/的比值应是被测电阻R与电流表内阻Ra之和，即R+Ra=U，所以被测电阻值为H=,必如果不知道电流表内阻的准确值，令R

37、，则该种测量方法适用于R»RA的情况，即适用于测量阻值较大的电阻。三、惠斯通电桥惠斯通电桥法可以比较准确的测量电阻，其原理如图2-22所示。图222惠斯通电桥法测量电阻Ri、Rz、R3、为可调电阻，并且是阻值已知的标准精密电阻。R为被测电阻，当检流计的指针指示到零位置时,称为电桥平衡。此时，B、D两点为等电位，被测电阻为心=3心惠斯通电桥有多种形式，常见的是一种滑线式电桥。第八节电路中各点电位的计算一、电位参考点(即零电位点)在电路中选定某一点A为电位参考点，就是规定该点的电位为零，即Ua=O0电位参考点的选择方法是：(1)在工程中常选大地作为电位参考点；(2)在电子线路中，常选一条

38、特定的公共线或机壳作为电位参考点。在电路中通常用符号“J_”标出电位参考点。二、电位的定义电路中某一点M的电位Um就是该点到电位参考点A的电压，也即M、A两点间的电位差，即“尸Uma计算电路中某点电位的方法是：(1)确认电位参考点的位置；(2)确定电路中的电流方向和各元件两端电压的正负极性；(3)从被求点开始通过一定的路径绕到电位参考点，则该点的电位等于此路径上所有电压降的代数和：电阻元件电压降写成切/形式，当电流/的参考方向与路径绕行方向一致时，选取“+”号；反之，则选取“一”号。电源电动势写成±£19 / 172电工基础教案secret形式，当电动势的方向与路径绕行方向

39、一致时，选取号；反之，则选取号。4书A扇帆穗躯黑修鬼秘热,电流【例2-10如图2-23所示电路，已知:Ei=45V,E2=12V,电源内阻忽略不计；R=5C,£=4C,/?3=2Qo求B、C、DA片向小顺麻鼾方向1=3AB点电位R+&+/?3Ub=Uba=-RI=-15V图2.23例题2-10C点电位：L7c=C7cA=£i-/ei/=45-15=30VD点电位：Ud=Uda=瓦+R”=12+12=24V必须注意的是，电路中两点间的电位差（即电压）是绝对的，不随电位参考点的不同发生变化，即电压值与电位参考点无关；而电路中某一点的电位则是相对电位参考点而言的，电位参考

40、点不同，该点电位值也将不同。例如，在上例题中，假如以E点为电位参考点，则B点的电位变为UB=tTBE=-/?i/-/?2/=-27V；C点的电位变为Uc=Uce=R4+E2=18V；D点的电位变为Ud=UdE2=12V。一、闭合电路的欧姆定律pF1，=）负载R获得最大功率的条件是R=r,此时负载的最大功率值为/温工=%。R+r4K二、电池组个相同的电池相串联，那么整个串联电池组的电动势E申=E,等效内阻，申=人个相同的电池相并联，那么整个并联电池组的电动势七井=心等效内阻，井三、电阻的串联1,等效电阻：R=Rx+R2+-+Rn2 .分压关系:6 _4R, 修U-U“ R3 ,功率分配:P】P?

41、&P尸肉R?RnR四、电阻的并联1 .等效电导：G=Gi+Gz+G即=+R与&R2 .分流关系：Rih=RJz=-=R泡产RI=U3 .功率分配：RiPi=RiPk=RuPn=RP=U2五、万用表万用表的基本原理是建立在欧姆定律和电阻串联分压、并联分流等规律基础之上的。一般的万用表可以测量直流电压、直流电流、电阻、交流电压等。六、电阻的测量1 .直接测阻法采用直读式仪表测量电阻，仪表的标尺是以电阻的单位（C、kD或MC）刻度的，可以直接读取测量结果。例如用万用表的C档测量电阻，就是直接测阻法。2 .比较测陆去采用比较仪器将被测电阻与标准电阻器进行比较，在比较仪器中接有检流计，当

42、检流计指零时，可以根据已知的标准电阻值，获取被测电阻的阻值。3 间接测阻法通过测量与电阻有关的电量，然后根据相关公式计算，求出被测电阻的阻值。例如得到广泛应用的、最简单的间接测阻法是伏安法。它是用电流表测出通过被测电阻中的电流、用电压表测出被测电阻两端的电压，然后根据欧姆定律即可计算出被测电阻的阻值。惠斯迪电桥法可以比较准确的测量电阻，电桥平衡时，被测电阻为我="心。惠斯通电桥有多种形式，常见的是一种滑线式电桥，被测电阻为&七、电路中各点电位的计算在电路中选定某一点A为电位参考点，就是规定该点的电位为零，即电路中某一点M的电位Um就是该点到电位参考点A的电压，也即M、A两点间

43、的电位差，即Um=Uma。25 / 172第三章复杂直流电路1 .掌握基尔希夫定律及其应用，学会运用支路电流法分析计算复杂直流电路。2 .掌握叠加定理及其应用。3 .掌握戴维宁定理及其应用。赞学量能4.掌握两种实际电源模型之间的等效变换方法并应用于解决复杂电路问题。I"券时付配L应用支路由流法分析计篁鱼杂直流由路a序号后用戴维摊理解决复痛T流电路问题。第一节基尔霍夫定律裂JR霍夫:奉律支路电流法一、常用电路名以图34所示电路为丽!实验31基尔福夫定律的验证第三节叠加定理谕赢路痴定理的验证.支路：电路中具石AB、FC均为支路该山喀的主曲的班戴维宁定理的验证2节点：电路中三4的节点数目为

44、止本章福与习题本章总学时学时,3£22220A、；B和,183.回路：电路中任一闭合的路径。如图31电路中的CDEFC、AFCBA、EABDE路径均为回路，该电路的回路数目为/=3。4.网孔：不含有分支的闭合回路。如图31电路中的AFCBA、EABDE回路均为网孔，该电路的网孔数目为旭=2。图31常用电路名词的说明5.网络，在电路分析范围内网络是指包含较多元件的电路。二、基尔霍夫电流定律(节点电流定律)1.电流定律(KCL)内容电流定律的第一种表述：在任何时刻，电路中流入任一节点中的电流之和，恒等于从该节点流出的电流之和，即图3-2电流定律的举例说明在任何时刻，电路中任一和恒等于零，

45、即入节点的电流前面取汇/流入=£/流出例如图32中，在节点A上：八+，3=/2+/*/5电流定律的第二种表述：节点上的各支路电流代数Z/=o一般可在流号，在流出节点的电流前面取号，反之亦可。例如图3-2中，在节点A上：117i+hh15=0。在使用电流定律时，必须注意：(1)对于含有个节点的电路，只能列出(-1)个独立的电流方程。(2)列节点电流方程时，只需考虑电流的参考方向，然后再带入电流的数值。为分析电路的方便，通常需要在所研究的一段电路中事先选定(即假定)电流流动的方向，叫做电流的参考方向，通常用“一”号表示。电工基础教案secret电流的实际方向可根据数值的正、负来判断，当/

46、>0时，表明电流的实际方向与所标定的参考方向一致；当kO时，则表明电流的实际方向与所标定的参考方向相反。2.KCL的应用举例(1)对于电路中任意假设的封闭面来说，电流定律仍然成立。如图33中，对于封闭面S来说，有/l+，2=/3。(2)对于网络(电路)之间的电流关系，仍然可由电流定律判定。如图3-4中，流入电路B中的电流必等于从该电路中流出的电流。(3)若两个网络之间只有一根导线相连，那么这根导线中一定没有电流通过。(4)若一个网络只有一根导线与地相连，那么这根导线中一定没有电流通过，Ri r-0A电路电路AZ3=16mA, Z4=12A,试求其余电阻中的电流力、h.1： /广益+人，贝

47、!j/2=/i-/3=2516=9nIA 172在节点b上：Z2=/6+/5,贝”6=/2-/s=9-13=«4mA电流/2与A均为正数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同，6为负数，表明它的实际方向与图中所标定的参考方向相反。1.I路电压定在任何时刻，沿着电路中的任一回路绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零,即电工基础教案secret印=0以图36电路说明基夫尔霍电压定律。沿着回路abcdea绕行方向，有u&c=Uab+Ubc=K山+E19Ucc=Ucd+Udc=-R"2/，Uca=Rj3贝!)Uac+Ucc+Ug=O即Rl/l+ElRz/z-Ez+

48、R5/3=0上式也可写成Rih-RzIz+RjJ3=E1+E2对于电阻电路来说，任何时刻，在任一闭合回路中，各段电阻上的电压降代数和等于各电源电动势的代数和，即。£RI=£E2,利用2R/=£E列回路电压方程的原则(1)标出各支路电流的参考方向并选择回路绕行方向(既可沿着顺时针方向绕行，也可沿着反时针方向绕行)；(2)电阻元件的端电压为土K/,当电流/的参考方向与回路绕行方向一致时，选取“+”号；反之，选取“-”号；电源电动势为坨，当电源电动势的标定方向与回路绕行方向一致时，选取号，反之应选取“一”号。第二节支路电流法以各支路电流为未知量，应用基尔程夫定律列出节点

49、电流方程和回路电压方程，解出各支路电流，从而可确定各支路(或各元件)的电压及功率，这种解决电路问题的方法叫做支路电流法。对于具有8条支路、个节点的电路，可列出(-1)个独立的电流方程和ZH-1)个独立的电压方程。【例3-2】如图37所示电路，已知E=42V,E2=21V,Ki=12Q,/?2=3C,R3=6Q,试求：各支路电流I2.h.解：*数人3、节点数=2,所以应列出1个节点电流方程和2个回路出力刀刀而工jHJrff4SfcDuzJtA(l)/l=/2+，3(任一节点)(2)Ri/i+Rzh=Ei+Ez(网孔1)FR-i(网孔2)州人次JI；代入已知数据，解得：/i=4A,Z2=5A,Z3

50、=-1Ao£宁叫邛V1电流/i与h均为正数，表明它们的实际方向与图3-7例题32图中所标定的参考方向相同，人为负数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相反。第三节叠加定理一、叠加定理的内容当线性电路中有几个电源共同作用时，各支路的电流（或电压）等于各个电源分别单独作用时在该支路产生的电流（或电压）的代数和（叠加储在使用叠加定理分析计算电路应注意以下几点：（1）登加定理只能用于计算线性电路（即电路中的元件均为线性元件）的支路电流或电压（不能直接进行功率的叠加计算）；（2）电压源不作用时应视为短路，电流源不作用时应视为开路；（3）叠加时要注意电流或电压的参考方向，正确选取各分量的正

51、负号。二、应用举例解：解起外单赢El1711 = o A1月+即 2.83贝"G =下=K, -r R，3' = / = 1 AR2+R3【例3-3】如图38(a)所示电路，已知Ei=17V, 17V, R=2Q, /?2=1C, /?3=5C,试应用叠加定理求各 册%分矗短路，设j斤lb, kOT f 型 小t£, r 1(*>d 7r F - L力修“T1T 1(b)(C) 图3-8例题3-3当电源E2单独作用时，将所视为短路，设R13=R13=143。I2n = 5 A。缶=*7Ahlf =R1+%R+&（3）当电源E】、邑共同作用时（叠加），若

52、各电流分量与原电路电流参考方向相同时,在电流分量前面选取“+”号，反之，则选取号：/2T2'+/2”=1A,/3=/3'+/3=3A第四节戴维宁定理一、二端网络的有关概念1 .二端网络：具有两个引出端与外电路相联的网络。又叫做一端口网络。2 .无源二端网络：内部不含有电源的二端网络。有源二端网络：内部含有电源的二端网络。图3-9二端网络二、戴维宁定理任何一个线性有源二端电阻网络，对外电路来说，总可以用一个电压源E。与一个电阻，。相串联的模型来替代。电压源的电动势瓦等于该二端网络的开路电压，电阻，。等于该二端网络中所有电源不作用时（即令电压源短路、电流源开路）的等效电阻（叫做该二

53、端网络的等效内阻）。该定理又叫做等效电压源定理，E_E()X八=2A,Lrab=£2+/?2/i=6.2+O.4=6.6V=EoR、+R2。4将电压源短路去掉，如图312所示，求等效电阻凡b：oa1/7/?2=0:,求电等龙核等效电阻Rah图343求电阻A中的电流/【例3-5】如图314所示的电路，已知E=8V,R=3d&=5C, &=R=4d &=0.125d 试应用戴维宁定理求电阻砥中的 由流Zo路去掉，女11 各电压Um(blrRiuob画出戴维弓33 / 172田露17 9由阳R山的由加7将电压源短路去掉，如图316所示，求等效电阻Rab：图3.16求等效电阻Rab/?ab=(/?iR2)+(R3/?4)=l.875+2=3.875C=ro根据戴维宁定理画出等效电路，如图317所示，求电阻乐中的电流/s=£°=-=0.25A2+也4第五节两种电源模型的等效变换一、电压源通常所说的电压源一般是指理想电压源，其基本特性是其电动势(或两端电压)保持固定不变E或是一定的时间函数e(t)t但电压源输出的电流却与外电路有关。实际电压源是含有一定内阻，。的电压源。图319电流源模型际电源模