CM电工技术第一章-电路基础课件

1、电工技术第一章 电路基础1-1 电路的基本物理量一、电流与电路1.电荷：电是一种能量；物体内所带的电称电荷。存在于质子中的电称正电荷，存在于电子中的电称负电荷。带有电荷的物体之间存在着相互作用力，且异性电荷相吸；同性电荷相斥。电荷用字母Q表示，衡量其大小的单位称库仑(C)。 个电子所带的电荷量。2.电流： 电荷的定向移动称电流。电流似水流。(1)电流强度-衡量电流大小的物理量。 1)符号：I2)定义：单位时间1秒内通过导体横截面的电荷量，即 I=Q/t 。 3)单位：安培(A)，千安(KA)、毫安（mA)、微安(uA) 1KA=1000A 、 1A=1000mA 、 1mA=1000uA 。(

2、2)电流的类型-恒稳、脉动直流电流、交流电流。 （a） （b） （c） 稳恒直流电流、脉动电流与交流电流(3)电流的测量交、直流电流的大小分别用交、直流电流表进行测量。测量直流：选定量程、串入电路、正进负出。测量交流：选定量程、串入电路、 不分极性。 直流电流的测量(4)电流的方向与正负以正电荷移动的方向为电流的方向。 参考方向-假定的正方向 电流值为正，电流实际方向与参考方向一致。 电流值为负，电流实际方向与参考方向相反。 （a）I0 （b）I0 U0 电压的参考方向和它的实际方向2)关联参考方向-就是电流参考方向应与电压的参考方向一致 这样在电路图上就只需要标出电流的参考方向或电压的参考极

3、性中任一种就可以了，如图（b）、（c）所示。 （a） （b） （c） 电流与电压的关联参考向 2.电位： (1)定义 电路中某点与参考点(电路中人为选定的零电位点)间的电压称电位。(电位似水位)(2)符号与单位 电位用带下标的字母V表示，如VA表示电路中A点的电位。电位的计量单位也是V。(3)参考点 一般选大地为参考点，即视大地的电位为零电位。在电子仪器和设备中，又常把金属外壳或电路的公共接点的电位规定为零电位。电位有正负电位之分： 当某点电位大于参考点电位(零电位)时，称其为正电位，反之称负电位。 电位的参考点 (4) 电位差电路中任意两点(如A点和B点)间的电位之差，称这两点间的电位差(电

4、位差就是电压 )三、电源和电动势1. 电 源电源是把其他形式的能量转换成电能的装置。 图形符号 电源正极电位高，负极电位低，接通负载后，外电路中电流从高电位流向低电位；在电源内部电流则从负极流向正极。2.电动势-电动势似水泵的扬程。定义：电动势指在电源内部，外 力将1C单位正电荷从电源的负极 移动到正极所消耗的能量。符号E，单位V。方向：在电源内部由负极指向正极。含有电源的电路 1-2 电阻和欧姆定律一、电阻1.定义： 电阻是反映导体对电流所起阻碍作用大小的物理量。2.符号： R或r3.单位： 欧姆( )，简称欧。 k和M。 当导体两端的电压是1V，导体内通过的电流是1A时，这段导体的电阻就是

5、1。4.测量：用欧姆表测量电阻5.电导 电阻的倒数叫作电导，用G 表示，单位为西门子(S)。 二、电阻定律 在一定的温度下，同一种材料的导体，其电阻R与导体的长度L成正比，与导体的横截面面积S成反比。电阻率 指在20C时，长1m而横截面面积是 的某种材料的电阻值。是与导体材料性质有关的物理量。单位是m。 例1-2-1 计算横截面面积 为，长度为200m的铜导线和康铜线的电阻。解：查表1-3得： 铜的电阻率 m， 康铜的电阻率 m，根据电阻定律可以算出：三、部分电路欧姆定律1.内容： 在不包含电源的电路中，流过导体的电流I与这段导 体两端的电压U成正比，与导体的电阻R成反比。2.表达式 I =

6、U/ R 或 U = IR 或 R = U/ I ( 熟记之 ) I是流过负载的电流，单位为A； U是负载两端的电压，单位为V； R是负载的电阻，单位为。3.特点： 揭示了电路中电流、电压、 电阻三者之间的数量关系。 部分电路 例1-2-3 已知某100W的白炽灯在电压为220V时正常发光，此时通过的电流是0.455A，试求该灯泡工作时的电阻。解： 由 得例1-2-4 在一根导体两端加12V电压时，测得通过它的电流为0.3A，求这个导体的电阻。 当加在这个导体两端的电压变为240V时，其电阻为多少？通过它的电流是多少？解： （1） （2）R=40。 （3）四、全电路欧姆定律1.内容： 在全电路

7、中电流强度与电源的电动势成正比，与整个电路的内、外电阻之和成反比。2.表达式： E (V)是电源的电动势。 I (A)是电路电流。 r ()是电源内阻。 R ()是外电路的负载电阻。 全电路五、电路的三种状态1. 通 路2. 开路（断路） I0 UE3. 短 路 电路的三种状态例1-2-5 如图所示，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，求开关在不同位置时，电压表和电流表的读数各为多少。解：（1）开关接“1”号位置：短路 U=0(V) （2）开关接“2”号位置：断路 U=2V I0A。（3）开关接“3”号位置：通路 1-3 电功和电功率一、电 功1.定义： 电流通过负载所做的功，叫作电功，用字母

8、W表示。 2.单位： 焦耳(J)；千瓦时(KW.h俗称度)。 1度=3.计算公式： 4. 测量： 用瓦时计(俗称电度表)，它是记录用电设备消耗电能的仪表。二、电功率1.定义 电流在单位时间内所做的功，称为电功率，简称功率，用字母P表示。2.单位： 瓦特(W)，简称瓦，千瓦（kW）、毫瓦（mW）。3.计算公式： 4.测量：功率表三、电流的热效应1.焦耳-楞次定律 电流通过导体所产生的热量，和电流的平方、导体电阻及通过电流的时间成正比。2. 表达式：四、电气设备的额定值1.额定电压电气设备在正常工作条件下允许施加的最大电压。2.额定电流电气设备在正常工作条件下允许通过的最大电流。3.额定功率在额定

9、电压和额定电流下消耗的功率，即允许消耗 的最大功率。4.额定工作状态电气设备在额定功率下的工作状 态，也称满载状态。5.轻载状态电气设备在低于额定功率时的工作状态。6.过载状态电气设备在高于额定功率时的工作状态。例1-3-1 阻值为100、额定功率为1W的电阻两端所允许加的最大电压为多少？允许流过的电流又是多少？解： (V) (A)1-4 电路中电位的计算及电路的简化一、电位的计算电路中每一点电位的变化反映了电路工作状态的变化，检测电路中各点的电位是分析电路和维修电器的重要手段。要确定电路中某点的电位，必须先确定零电位点（参考点）。电路中任意一点对零电位点的电压，就是该点的电位。下面通过例题，

10、总结出电路中各点电位的计算方法和步骤。例1-4-1 在图示电路中，Vd0，E110V、E213V、R11、R22、R33及I11A、I22A、I33A均为已知量，求a、b、c三点的电位。解：由于Vd0，UadVaVdE110V，所以 VaUadVdE110（V） VcUcdE213（V）选路径bd： VbUbdI3R3339（V） 选路径bad：VbUbaUadI1R1E111109（V）选路径bcd：VbUbcUcdI2R2E222139（V）三个路径表达式不同， 但结果是相等的。电路中各点电位的计算方法和步骤：（1）确定电路中的零电位点（参考点）。（2）计算电路中某点a的电位，就是计算a点

11、与参考点d之间的电压Uad，在a点与d点之间，选择一条捷径（元件最少的简捷路径），a点电位即为此路径上全部电压的代数和。（3）列出选定路径上全部电压代数和方程，确定该点电位。二、借助电位概念简化电路（1）设参考点。（2）整理电路：把纯R支路移到一边，把电源电动势E移到和参考点相接处。（3）去掉E，在端点上标E的大小和正、负极。例1-4-3 借助电位概念简化图示电路。本章小结一、电路的基本概念1. 电路由电源、负载、连接导线、控制器件四部分组成。电路有通路、断路和短路三种工作状态。2. 单位时间内通过导体横截面的电荷量称为电流强度。电流大小用电流强度来衡量，正电荷移动的方向为电流的正方向。3. 两点间的电位差叫电压。 一个完整的电路中，在电源外部电流由高电位流向低电位，在电源内部电流则由低电位流向高电位。电压的实际方向是由高电位指向低电位。 电动势的实际方向从电源的负极指向正极。4. 参考方向是事先假定的电压或电流的方向，与实际方向既可能相同也可能相反。当参考方向与实际方向相同时，电压或电流为正值，否则为负值。5. 导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用。电阻的大小由导体自身的性质决定，与外加的电压、电流无关。6