第一单元直流电路

第一单元直流电路模块1安全用电模块2电路基础知识模块3直流电路模块1安全用电任务一认识电工实训室任务二安全用电常识各小组，选代表介绍电工实训室的环境和资源配置，常用的仪器仪表及用途。任务一认识电工实训室1组：介绍电工实训室的环境。2组：实训台上有哪些电源配置。3组：说出4种电工常用工具名称及用途。5组：常见的安全标志识读4组：万用表的用途。安全标志任务二安全用电常识1、人体触电的相关因素有哪些？这些因素如何影响触电程度？2、具体说出人体触电的类型有哪些？小组合作学习，然后抢答问题。3、触电急救的步骤有哪些？4、描述人工呼吸的步骤。5、说出电气火灾的扑救方法。人体触电的类型人工呼吸步骤谢谢模块2电路的基础知识任务一认识电路任务二学习电路的基本物理量任务三学习欧姆定律任务四认识电阻的连接方式任务五学习电功与电功率任务六认识电压源与电流源任务一认识电路电路是电流流通的途径电路是由电源、导线、负载、控制保护装置四大部分组成电源开关负载（电动机）一、电路的组成图1-1电路的组成一、电路的组成图1-2电路的组成E实际电路元件电路模型一、电路的组成图1-3电路图1、电源：为电路提供电能。将其他形式的能量转换成电能的供电设备。2、导线：它把电源和负载接成闭合的回路，起着传送信号、传输电能的作用。3、控制保护装置：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、继电器等。4、负载：即用电器，是将电能转换成其他形态能量的用电设备电路各组成部分的作用图1-4各类开关（b）低压电器断路器（c）电路符号（a）低压电路翘板开关

图1-5电路负载（a）电动机（b）节能灯（c）电暖器（d）电路符号1．电源是电路中能量的来源，如电池把

能转变为

能。2．负载就是

，如电炉把

能转变为

能。3．我电路板上有电池，它是

的，电线是

的；开关是

的，发光二极管是

的。A.提供能量B.运送能量C.消耗能量D.控制电路4．电路由

、

、

和

组成。课堂练习二、电路的工作状态短路

电源与负载接成闭合回路，电路处处连通。通路断路

电路某处断开。电源短路：导线直接接在电源的正负极上。负载短路：导线直接接在负载的两端通路断路

断路

短路

1．通路是指

，负载

工作。2．短路是指

，这种情况是不允许出现的。3．断路是指

，这种情况负载

工作的。课堂练习任务二学习电路的基本物理量一、电流（I）1、电流的形成：电荷有规则的定向移动。在金属导体中：自由电子在电场力作用下定向移动形成电流。图1-6电流的形成（a）未通电状态（b）通电状态2、电流的方向

规定:正电荷移动的方向为电流方向在进行电路分析计算时，预先假定一个电流方向，称为参考方向，用箭头标出。计算值为正：实际方向与参考方向相同；计算值为负：实际方向与参考方向相反。图1-7电流的方向1．电路如图所示，图(a)中电阻R两端电流的实际方向为

，

(b)中电阻上电流的实际方向为

。

课堂练习I=5A（b）3、电流的大小单位时间内通过导体截面电荷量的多少,称为电流强度。电流强度的单位：安培，A电流强度的大小：电流的单位及换算：1A=103mA=106μA1．某导体中的电流为4A，求0.5秒内通过导体横截面的电荷量是多少？2.5分钟内通过导体横截面的电量为30C,求导体中的电流？3.某导体中的电流为5A，求0.5秒内通过导体横截面的电荷量是多少？4.10分钟内通过导体横截面的电量为60C,求导体中的电流？

课堂练习4、电流的分类

名称项目直流电流脉动直流电流交流电流特点符号图形电流大小方向都不随时间变化电流大小随时间变化，方向不随时间变化电流大小方向都随时间周期性变化DC—AC～0It0It0It二、电压与电位

1．电压的大小(U)要想形成图中电流，必须在白炽灯两端存在电压电压大小：电场力移动电荷所做的功与电荷量的比值。

电压的单位：伏特V

2、电压的方向电源的正极负极高电位低电位电压的方向表示方法：（1）用箭头。（2）在高电位标“+”低电位标“—”。（3）双下标法UABUABAB+-3、电位(V)电位的定义：取电路中任一点作为参考点，并规定为零电位，则某点到参考点的电压，就称为该点的电位。A点的电位表示：VA电位与电压的关系：两点的电位差就是两点间的电压

电位电位：伏V

UAB=VA-VB

例如：VA=5V，VB=3V，VC=0V，那么A、B之间的电压为:UAB=VA－VB=(5－3)V=2VA、C之间的电压为:UAC=VA－

VC=(5－0)V=5V例：UAB=5V，VB=0V那么A点的电位是：VA

－VB=5VVA=5V课堂练习BU=4VA1.电压的方向规定由

端指向

端，即电位

的方向。2.电路如图所示，标出电压的方向。3.电路中任意两点间的电位差称为

。4.已知电路中各点电位分别为：VA=10V，VB=5V，VC=2V，则A、B间的电压UAB=

，则A、C间的电压UAC=

。5.已知电路中各点电位分别为：VA=0V，VB=－5V，UCA=2V，则A、B间的电压UAB=

，则C的电位VC=

。

三、电动势(E)1、电动势的大小电源的电动势就是衡量电源将其他形式的能转化为电能的本领。

大小：电动势的单位也是伏，符号为V。

E+-U+-U2、电动势的方向在电源内部：负极正极。电动势方向表示：课堂练习1.电源电动势的方向规定由

端指向

端，即电位

的方向。2.电源内部的电流由

极流向

极；而电源的外部，电流则由

极流向

极，以形成闭合的电路。4.电路如图所示，标出电压的方向，电动势的方向。

E作业1.电源电动势的方向规定由

端指向

端，即电位

的方向。2.电压的方向规定由

端指向

端，即电位

的方向。3.电源内部的电流由

极流向

极；而电源的外部，电流则由

极流向

极，以形成闭合的电路。4.已知电路中A、B两点，其电压UAB=18V，A点的电位为0V，则B点的电位VB=

。

四、电阻(R)1、电阻的定义导体对电流的阻碍作用。电阻的单位：欧姆Ω1Ω=10-3kΩ=10-6MΩ2、电阻定律3、电阻和温度之间的关系多数金属随温度升高电阻增大特别关注电阻器的符号：谢谢同学们部分电路欧姆定律电路中电流、电压、电阻间的关系：一段不含有电源的电路，称为部分电路。表述：流经电阻的电流与加在电阻两端的电压成正比，与电阻的阻值成反比任务三学习欧姆定律例1：手持试电笔测220V电压，为何对人体没有伤害？活学活用电笔的限流电阻为880KΩ，在用电笔测试时有电流流过人体，根据欧姆定律：活学活用0.25×10-3=0.25mA例2收音机电流调试

案例叙述我们在组装收音机时，要调整电路的静态电流，在调整时要测量电流的大小。活学活用课堂练习1.

某电路负载电阻为8Ω时，电路中的电流为0.3A。求电路两端的电压。2.某电路电阻为5Ω，两端电压为10V，求流过电阻的电流。3.某电路负载两端电压为24V时，电路中的电流为0.3A。求电阻。4.某电路负载电阻为10Ω，两端电压为24V时,求电阻。

下次课电阻的连接方式，由小组来讲任务四

认识电阻的连接方式一、电阻串联电路

将两个或两个以上的电阻首尾依次相接，这种连接方式称为串联，如图所示。图2-2电阻的串联（1）串联电路中，电流处处相等（2）总电阻等于各串联电阻之和（3）总电压等于各电阻上的分电压之和电阻串联电路的特点：I1=I2=I3（4）串联电路各电阻上分得的电压与电阻的阻值成正比，阻值越大，所分得的电压也越大

[例题1

]三个电阻R1、R2、R3组成的串联电路，R1=1Ω，R2=3Ω，R2两端电压U2=6V，总电压U=18V，求电路中的电流及电阻R3

[例题2

]在下图所示电路中，R1=100Ω，R2=200Ω，R3=300Ω，输入电压U1=12V，试求输出电压U0的变化范围。二、电阻并联电路把两个或两个以上电阻接到电路中的两点之间，电阻两端承受同一个电压的电路，叫做电阻并联电路。

（2）电阻并联电路总电流等于各支路电流之和（3）并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数的和（1）

电路中各个电阻两端的电压相同电阻并联电路的特点（4）电阻并联电路有分流作用并联电路中流过各电阻的电流和电阻成反比；[例题3]如下图所示电路中，有11盏额定值为"220V，100W”的白炽灯和22盏额定值为"220V，60W”的白炽灯并联到220V的供电线路上，求电路的总电流。解：“220V，100W”白炽灯的额定电流为11盏灯并联后的总电流为：

“220V，60W”白炽灯的额定电流为：22盏灯并联后的总电流为：线路中的总电流为：[例题4]如下图所示，有一个表头，满刻度电流Ig=100μA，内阻Rg

=1kΩ。若要改装为量程1A的电流表，怎么办？可求得分流电阻大小为解：根据并联电路特点可知三、混联电路即有串联又有并联的电路叫混联电路。R1R2R3U+_R1R2R3U+_[例题1]如图所示，R1=20Ω，R2=R3=10ΩU=50V，试求电路中总电阻R和总电流I1．如图(1)，I1

I2，总电压U=U1

U2，总电阻R=

。R1R2U1U2I1I22．如图(2)，I=I1

I2，电压U1

U2，总电阻R=

。图（1）R1U1I1R2U2I2I图（2）课堂练习

3.把三只电阻值均为R的电阻作不同方式的连接，可以得到的等效电阻值为

、

、

、和

。

4.电路如图所示，已知I=18A，I1=6A，R1=8Ω，

R2=12Ω，那么

U1=

，U2=

，U3=

，I2=

，I3=

，R3=

，电路总电阻R=

。I2I35.电路如图所示，电流表A1、A2、A3的读数均为1A，电流表A的读数为3A。当R2断开时，各电流表读数分别为

Al

、A2

、A3

、A

。1.电路如图所示，已知I=18A，I1=6A，R1=8Ω，

R2=4Ω，求U1，U2，

I2，电路总电阻R。作业R1U1I1R2U2I2I2.电路如图所示，已知I1=3A，R1=3Ω，

R2=12Ω，求U1，I2，U2，

电路总电阻R，电路总电压U。作业R1R2U1U2I1I2谢谢同学们任务五

学习电功与电功率电流在电路中流动，通过负载时要对负载做功一、电功对纯电阻电路公式可改写为：在工程上电功又称电能，常用kW·h(千瓦时)表示，1kW·h就是通常说的1度电。它与焦耳之间的换算关系为1度=1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J电能是由电能表进行测量的，俗称电度表，如右图。电能表二、电功率电流在单位时间内所做的功称为电功率，用P来表示。其表达式为:电功率的单位:W（瓦特）1KW=1000W1W=1000mW纯电阻电路：三、额定功率与实际功率1、额定功率为了使电器能安全、可靠地工作，对电器的工作电压和电流都有一个规定值。这个规定值就称为电器的额定电压和额定电流。额定电压和额定电流的乘积，称为电器的额定功率。

在应用时，用电器所加电压和电流不能高于或低于额定值。2．实际功率用电器在实际电压下工作时所消耗的功率为实际功率。

用电器实际消耗的功率，分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流的乘积。任务六

认识电源的连接方式一、电池的串联电池串联后：1、总电动势为2、总内阻为R03、流过每一个电池的电流相等应当指出:

用电器的额定电流必须小于电池允许通过的最大电流；

电池的极性不能接反。二、电池的并联电池并联后：1、总电动势等于每个电池的电动势2、总内阻等于每节电池内阻的1/n3、额定电流等于各电池的额定电流之和三、电池的混联当用电器的额定电压高于单个电池的电动势，额定电流大于单个电池的额定电流时，可用混联电池组供电。[例题]某用电设备的额定工作电压是9V，额定工作电流800mA。现有若干节电动势为1.5V、额定电流为300mA的电池，请问应选多少节电池，连接成何种电池组才能满足用电设备的要求？模块3直流电路任务一学习闭合电路的欧姆定律任务二计算电压与电位任务三学习基尔霍夫定律任务四认识电压源于电流源任务一

学习闭合电路的欧姆定律1、闭合电路（全电路）电源外部电路，称为外电路电源内部电路，称为内电路外电路的电阻称外阻内电路电阻称内阻2、闭合电路欧姆定律最简单的闭合电路如图下所示，图中E

为电动势，RO为电源的内阻，R为外电路负载电阻。全电路的欧姆定律可表述为：通过全电路的电流与电源的电动势成正比，与电路中的总电阻成反比，其表达式为：

或IR为外电路电阻上的路端电压，也是电源的端电压，所以表达式可写为：1．如图，已知E=6V，内阻R0=2Ω，负载电阻R=10Ω，求电路中的电流、负载两端的电压、电源内阻上的电压降。课堂练习3、电源外特性（1）电路正常工作时：根据R减小，负载电流I增大，电源端电压U减小R增大，负载电流I减小，电源端电压U增大R0RE+-I负载正常工作时：

实际值等于额定值时：电源满载

实际值超过额定值时：电源过载

实际值低于额定值时：电源轻载

（2）开路(电源空载状态）

负载与电源断开，如图：此时电路特征:R0E+-I=0RUI=0电源端电压最大负载功率为零U

=EP

=0R

∞（3）短路R0RE+-IU此时电路特征:电源内阻R0很小,所以短路电流I很大，会烧坏电源，引起火灾。U

=0R

=0发生电源短路时，应及时切断电路，否则将会引起剧烈发热而使电源、导线等烧毁。可以在电路中接入过电流保护装置，如在房屋的电源进线处安装熔断器(保险丝)或断路器就是这个目的。[例题2]两个蓄电池的电源电动势都为12V,其内阻R01=0.5Ω、R02=0.1Ω,试分别计算当负载电流为10A时的负载端电压。

解:根据进行计算：(1)当内电阻R01=0.5Ω时，有U1=(12–0.5×10)V=7V(2)当内电阻R02=0.1Ω时，有U2=(12–0.1×10)V=11V由计算结果可见，内电阻小的电源，在输出电流相同的情况下，能够输出更高的电源电压.这是由于它的内部损耗(内部电压降)降底，电源效率得到提高的结果。1．如图，已知E=12V，内阻R0=2Ω，负载电阻R=10Ω，求电路中的电流、负载两端的电压、电源内阻上的电压降。作业2．如图，已知E=18V，内阻R0=1Ω，负载电阻R1=5Ω，R2=3Ω，求电路中的电流、R1两端的电压U1、R2两端的电压U2，电源内阻上的电压降。作业R0R1E+-IR2任务三基尔霍夫定律一.复杂电路中的基本概念图中有:ACB支路、ADB支路和AEB支路。其中ACB、ADB为有源支路，AEB为无源支路。1、支路：由一个或几个元件组成的无分支电路叫做支路。2、节点：三条或三条以上支路的连接点叫做节点。图中A、B3、回路：电路中任何一个闭合路径叫做回路。

如图中：ACBDA回路、ADBEA回路、ACBEA回路4、网孔：中间无支路穿过的回路叫做网孔如图中：ACBDA回路、ADBEA回路都是网孔。二.基尔霍夫第—定律——电流定律内容：在任一时刻，对电路中的任一节点，流入节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。

即∑Ⅰ流入=∑Ⅰ流出I1I3I5I2I4如图：I1、I3、I5流入节点A，I2、I4流出节点A

即I1+I3+I5=I2+I4

移项得：I1+I3+I5-I2-I4=0I1I3I5I2I4练习：如图，列出节点电流方程

I2+I4+I5=I3I2I5I4I3三.基尔霍夫第二定律——电压定律内容：在任一时刻，对任一闭合回路，沿回路绕行一周，各段电压的代数和为零。其数学表达式为：∑U=0I1I2I3I4E1E2+-+-如图：列出电压方程为I1R1+I2R2+E2-I3R3-I4R4-E1=0I1I2I3I4E2+-R3R4ABCDR2R1E2+-注意：列回路电压方程注意的几个问题：(1)任意选定电流的参考方向。(2)任意选定回路的绕行方向。(3)确定电阻两端电压的符号。绕行方向与电流参考方向相同时，电压取正值，反之取负值(4)确定电源电动势的符号。当选定的绕行方向从“+”极到“—”极，电动势取正值；反之取负值。如图，列出电压方程E2+-R3R4ABCDR2R1E2+-课堂练习（1）选定电流方向，用箭头标出（2）选定回路绕行方向，用虚线箭头标出（3）确定电阻两端电压方向（4）确定电动势方向（5）列方程I2R2+E2-I3R3-I4R4-E1+I1R1