直流电路教学li

第1章直流电路1.1

电路和电路主要物理量1.2

电路的基本定律1.3

电路的几种状态和电气设备额定值1.4

电路中电位的分析1.1

电路和电路主要物理量1.电路和电路模型

电路是电流流经的路径，实际电路由电气设备和元件组成。

电源:

提供电能的装置控制和保护装置负载:取用电能的装置连接导线

为了便于分析电路,一般要将实际电路模型化，用理想元件来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。

理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。电路电路模型电池灯泡

今后分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号表示。导线2.电路的主要物理量(1)电流（I）大小：单位：安培(A),千安(kA),毫安(mA),微安(μA)定义：电路中电荷的定向有规则运动形成电流+-URabI电流的实际方向：正电荷运动的方向，即从电源的正极到电源的负极1A=1000mA1mA=1000uA电子流的方向：从电源的负极到电源的正极电流的参考方向：分析计算时，任意设定的假想方向.+-E0RRabIIab

双下标箭标abRI

参考方向的表示方法参考方向与实际方向一致，电流值为正值；参考方向与实际方向相反，电流值为负值。参考方向与实际方向的关系注意：在参考方向选定后，电流值才有正负之分。若I=2A，则电流从a流向b；例：若I=–2A，则电流从b流向a。abRI电流和水流的区别和联系：水往往是从水位高的地方流向水位低的地方，电也是从电位高的地方流向电位低的地方水在流动的时候，会发生堆积和滞留现象，而电流不会。直流电源正极是高电位端，负极是低电位端(2)电压（U

）单位：伏(V)，千伏(kV)，毫伏(mV)，微伏(μV)定义：描述电场力移动电荷作功本领的物理量大小：IRUab+_abE+_电压方向：从高电位指向低电位。（电位降低方向）和电流的方向一直。1KV=1000V1V=1000mV1mV=1000uV参考方向：分析计算时，任意设定的假想方向。

参考方向的表示方法Uab

双下标正负极性+–abUIRUab+_abE+_参考方向与实际方向一致，电压值为正值；参考方向与实际方向相反，电压值为负值。参考方向与实际方向的关系注意：在参考方向选定后，电压值才有正负之分。例：abRU+–若Uab=5V，则电压的实际方向从a指向b；若Uab=–5V，则电压的实际方向从b指向a。电压的分类直流电压：大小和方向均不随时间发生变化的电压。脉动直流电压：大小随时间变化，方向不随时间变化的电压。交流电压：大小和方向均随时间发生变化的电压。Ut0(3)、电动势（E

）单位：伏(V)，千伏(kV)，毫伏(mV)，微伏(μV)大小：电池灯泡ab实际方向：电源内部从低电位指向高电位。即从电源的负极到正极。IRUab+_abEba+_ab电动势存在于电源的内部(4)、电功率（P

）电阻消耗功率,起负载作用;是耗能元件。单位:

WmWkWIRUab+_abEba+_ab定义：负载在单位时间内消耗的电能，或做的功。(5)、电能（W）单位:定义：负载在一段时间内消耗的电能或电流在一段时间内做的功。电阻定律定义：电路中，导体对电流呈现的阻碍作用，叫电阻，用R表示，单位为欧姆，简称为欧，用Ω表示。常用的其他单位：千欧KΩ，兆欧MΩ单位关系：1KΩ=1000Ω1MΩ=1000KΩ导体电阻的大小是由导体本身决定的，和导体本身的长度L成正比，和导体的横截面积S成反比，另外还和导体的制造材料ρ，环境温度t有关。欧姆定律及其应用电阻上的电流和电压电阻的关系实验次数电阻R（）电压U（V）电流I（A）1510.22520.43530.641010.151020.261030.3

分析数据：探究电流和电压电阻的关系讲述定律：明确电路中电流和电压电阻关系电流与电压和电阻的关系：当电阻R一定时，电流I与电压U成正比。当电压U一定时，电流I与电阻R成反比。欧姆定律内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。揭示了电流与电压；电流与电阻的关系。对应于同一导体，注意同一性。欧姆定律的公式：IRU＝R（Ω）单位：I（A）U（V）变换公式：U=IRR=IURUI（必须对应于同一段电路）

欧姆定律是从实验中总结出来的规律，它适用于任何情况下的电流计算。

欧姆定律公式中各个物理量只能是同一导体在同一时刻所具有的量，也就是说不能用甲导体的电压、电阻去求乙导体的电流。

欧姆(1789-1854)

乔治·西蒙·欧姆生于德国埃尔兰根城，父亲是锁匠。父亲自学了数学和物理方面的知识，并教给少年时期的欧姆，唤起了欧姆对科学的兴趣。16岁时他进入埃尔兰根大学研究数学、物理与哲学，由于经济困难，中途缀学，到1813年才完成博士学业。

科学家简介

例：某实验中测得一个未知电阻的电压为4.8V，流过的电流是320mA，求该电阻的阻值。注意：（1）欧姆定律公式当中的三个物理量，只有知道其中的两个，才能够求出第三个。（2）公式当中的三个物理量，必须是针对同一个导体在同一时刻的。（3）若是求U和R，公式应该变形为U＝IR，R＝U/I解：R=U/I=4.8V/0.32A=15小结

欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。

公式：I=U/R

变形公式：U=IRR=U/I

欧姆定律公式中各个物理量具有同一性，公式中的I、U、R是指同一导体、同一时刻的电流、电压、电阻。计算时注意单位要统一。

电阻是导体本身固有的一种性质，电阻跟电压、电流无关，不存在正、反比的关系。

欧姆定律适用与任何情况下的电流计算。闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律§闭合电路的欧姆定律一、闭合电路1、闭合电路的组成：电源．用电器（负载）．导线2．欧姆定律：I=U/R外电路内电路内电路二、闭合电路的欧姆定律外电阻内电阻EU外U内E=U外

+U内二、闭合电路的欧姆定律E=U外

+U内E=IR+IrI=E/(R+r)闭合电路里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。（闭合电路的欧姆定律）二、闭合电路的欧姆定律三．路端电压跟负载的关系

1、路端电压：即外电路上的电压降，是电源加在负载（用电器）上的“有效”电压。2、U=E—Ir断路：R无穷大，I为0，Ir也为0，U=E

。（电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压）短路：R=0，I=E/r。r很小（蓄电池0.005~0.1Ω，干电池小于1Ω），电流太大，烧坏电源，还可能引起火灾。三．路端电压跟负载的关系

2.3电阻的串联、并联及其应用一、基本电路：串联：把几个导体依次首尾相连接入电路并联：把几个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路0123活动：观察上面两种电路，分别分析出两种电路的电流、电压、电阻的关系并填在教材活动表格内UR2R3R1I2I1I3R1R2R3UU1U2U3O123连接性质数学表达式物理意义串联电流关系电压关系电阻关系电压分配规律1、电阻的串联I0=I1=I2=I3各处的电流相同U总=U1+U2+U3总电压等于各部分电路电压之和R1R2R3123总电阻等于各部分电路电阻之和R总=R1+R2+R3电压的分配与电阻值成正比URI连接性质数学表达式物理意义并联电流关系电压关系电阻关系电流分配规律2、电阻的并联I总=I1+I2+I3总电流等于各支路的电流之和U总=U1=U2=U3总电压与各支路的电压相等总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和IR=I1R1=I2R2=I3R3电流的分配与电阻值成反比UR2R3R1I2I1I3URIII

=I1=I2=I3串联电路各处的电流相同2.并联电路:并联电路的总电流等于各支路的电流之和二、电流特点I1I2I31.串联电路:I

=I1+I2+I3I1I2I3讨论：如果有更多的导体串联或并联，结论如何？IIU=U1+U2+U3结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和三、电压特点231.串联电路:比较电压关系U=U1=U2=U3结论：并联电路的总电压与各支路的电压相等2.并联电路:0比较电压关系U

UU1U2U3U1U2U3串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和四、电阻特点1.串联电路:讨论：多个电阻串联呢？R1R2UU1U2I2.并联电路:UR2R1II1I2讨论：多个电阻并联呢？并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和R1IRI11、电压一定时，在电路中串联一个阻值相同的电阻R后，串联电阻R起到了什么作用？思考：2、使总电流不变的前提下，电路中并联一个阻值相同电阻R后，并联电阻R起到了是什么作用？分压作用分流作用U1URIR1URIR二、电流表(表头)3.主要参数①内阻:电流计内阻Rg②量程：满偏电流Ig满偏电压Ug2.电路图符号：1.作用：测量微小电流0123mAG问题：用所给表头如何才能测量较大的电压呢？45例：一表头的内阻Rg为100Ω，满偏电流Ig为5mA,求此表头的满偏电压Ug为多少？0.5V三、电压表（电流计改装电压表）例:有一个表头，内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=500µA，要把它改成量程为5V的电压表，求所串联的电阻的阻值?在表头串联一个

电阻IgRgRUUgURVUG阻值较大的5304IxRgRUxU1URVUxG125004000100200300µA满偏电流500µA的表头，已知Rg=100Ω，串联9900Ω电阻改装成量程为5V电压表后，当指针分别指向刻度100、200、500时.1.请分析通过表头的电流和通过改装电压表的电流的关系？2.求出加在改装电压表两端的电压分别是多少？VUx与Ix之间满足怎样的关系呢？Ux=Ix(R+Rg)IxV_0．65V1765432890176543289017654328901765432890G+G×1000×100×10×1U检验：特别提醒：表头改装为大量程电压表时没有改变表头G的满偏电流Ig、满偏电压Ug、内阻Rg，即改装后电表达到满量程时，表头的电流、电压仍为Ig、Ug，电阻Rg也没变，只是表头与分压电阻总的电压比表头分得的电压变大了．IgRgRUUgURVUG四、电流表（电流计改装电流表）在表头并联一个阻值较小的电阻UIRgIgIRRAUIG课后思考：如何计算这个并联电阻阻值？一、串并联电路特点1.串联电路2.并联电路小结三、电表改装若要将灵敏电流计G改装成一个电流表A，需要并联一个较小的电阻若要将灵敏电流计G改装成电压表V，需要串联一个阻值较大的电阻二、电流计（表头）满偏电流Ig满偏电压Ug2

基尔霍夫定律支路：电路中的每一个分支。一条支路流过一个电流，称为支路电流。节点：三条或三条以上支路的连接点。回路：由支路组成的闭合路径。I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1312（1）基尔霍夫电流定律(KCL)---应用于节点

在任一瞬间，流向任一节点的电流等于流出该节点的电流。对节点a：I1+I3=I2+I4或I1+I3–I2–I4=0例基尔霍夫电流定律的依据：电流的连续性I=0即：若流入为正则流出为负I1I2I3I4

a

电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。I=?广义节点I=0I1+I2+I3=0例:ABCI1I2I31+_+_I42878V2V（2）基尔霍夫电压定律（KVL)---应用于回路即：U=0

在任一瞬间，沿任一回路绕行一周，各段电压降的代数和恒等于零。回路1：回路2：I1R1+I3R3–E1=0I2R2+I3R3–E2=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1121.5

电路中电位的分析1.电位的概念电位：电路中任选一点，设其电位为零（用标记），此点称为参考点。电路中的某点至参考点的电压，便是该点的电位，记为“UX”。

R12V+Iab右图中：a为电源正极，a的电位Ua最高，b为负极，并接地，b为参考点，电位Ub=0V。电流I由高电位a流向低电位b，即从高电位流向低电位。a的电位比b的电位高12V，所以a的电位为Ua=12V。某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为负，说明该点电位比参考点低。12V+Iab电路中电位的分析电压就是两点之间的电位之差。如图：a的电位为12V,b的电位为0V,那么ab之间的电压Uab=Ua-Ub=12V-0V=12V,由于b为参考点，因此就有ab之间的电压和a点的电位相等，即Uab=Ua电路中电位的分析在电路中，如果Uab＞0，表明Ua＞Ub；Uab=0,表明Ua=Ub，等电位Uab＜0，表明Ua＜Ub12V+IabcR