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文档简介

电工电子技术基础主讲贾绪制作贾绪

2014年1月1.1电路的作用及组成

电路或称网络,就是把一些电器设备或元件,按其所要完成的功能,用一定方式连接而成的电流通路。1.1.1电路的组成电源:

提供电能的装置负载:取用电能的装置中间环节:传递、分配和控制电能的作用发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线1.组成:电路由电源、负载和中间环节(包括开关、导线、控制电器及保护电器等)组成。直流电源直流电源:

提供能源信号处理:放大、调谐、检波等负载信号源:

提供信息放大器扬声器话筒

电源:将非电形态的能量转换为电能的供电设备。如:蓄电池、发电机和信号源等。2.各部分作用

中间环节:沟通电路、输送电能、控制电器设备和保障用电安全。如:导线、开关、熔断器、继电器等。

负载:将电能转换成非电形态能量的用电设备。如:电动机、照明灯、信号灯等。1.1.2电路的作用1.实现能量的传输和转换照明电路和动力电路照明电路发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线动力电路E2.实现信号的传递和转换放大器扬声器话筒测温电路传感器电路和通讯电路通讯电路mV+热电偶毫伏表1.1.3电路模型

为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模型化,用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合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。例:手电筒手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。+

-UL+

-IKESIRRo+US–手电筒的电路模型电池导线灯泡开关电池是电源元件,其参数为电动势E和内阻Ro;

灯泡主要具有消耗电能的性质,是电阻元件,其参数为电阻R;SIRRo+US–

筒体用来连接电池和灯泡,其电阻忽略不计,认为是无电阻的理想导体。

开关用来控制电路的通断。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。实际电路元件的物理性质:

有电能的产生、消耗,电场能量和磁场能量的储存。表1-3列出部分国际单位制的单位,称为SI单位。电路的工作状态1.通路2.断路(开路)3.短路目录页前一页电路的三种工作状态1.通路目录页前一页1.4

电源有载工作、开路与短路1)电压与电流1.4.1

电源有载工作

当电源内阻Ro<<R时,则UE

,表明当电流(负载)变动时电源的端电压变动不大,这说明它带负载能力强。EUIO电源的外特性曲线+-+-电源输出的功率电源产生的功率内阻损耗的功率

在一个电路中,电源产生的功率和负载取用的功率以及内阻上所损耗的功率是平衡的。2)功率与功率平衡1.5电源有载工作、开路与短路3)电源与负载的判别②U和I取非关联参考方向,若P=UI

0,电源;

若P=UI

0,负载。①U和I取关联参考方向,若P=UI0,负载;

若P=UI

0,电源。

⑴方法一:根据U和I的实际方向判别⑵方法二:根据U和I的参考方向判别电源:U和I的实际方向相反,电流从“+”端流出,

发出功率;负载:U和I的实际方向相同,电流从“+”端流入,

取用功率。1.5电源有载工作、开路与短路4)额定值与实际值额定值:电气设备的额定电压、额定电流和额定功率及其他标准使用规定值称为电气设备的额定值。分别用UN、IN、PN表示。

制造厂在制定产品的额定值时,要全面考虑使用的经济性、可靠性及寿命等因素,特别要保证设备的工作温度不超过规定的容许值。

使用时,电压、电流和功率的实际值不一定等于它们的额定值。1.5电源有载工作、开路与短路2.断路(开路)目录页前一页

当开关断开时,电源处于开路(空载)状态,不输出电能,其特征如下:1.4.2

电源开路电源端电压(

即开路电压)等于电源电动势负载功率为零开路电流为零1.5电源有载工作、开路与短路+-+-3.短路目录页前一页1.4.3

电源短路电源端电压为零负载功率为零电源产生的电能全被内阻所消耗短路电流(很大)短路通常是一种严重事故,应该尽力预防1.5电源有载工作、开路与短路+-+-当电源的两端被短接时,其特征如下:练习与思考1.4.4

如图,方框代表电源或负载。已知U=220V,I=-1A,试问哪些方框是电源,哪些是负载?解:(a)+

U-I

-U+I+

U-I

-U+I(b)(c)(d)(a)图P=UI=220×(-1)=-220W<0,电源(b)图P=-UI=220×(-1)=220W>0,负载(c)图P=-UI=220×(-1)=220W>0,负载(d)图P=UI=220×(-1)=-220W<0,电源1.5电源有载工作、开路与短路1.1电路观察图1.1可以得到以下结论电流所流过的路径称为电路。它是为了某种需要由电工设备或元件按一定方式组合起来的。电路的基本组成包括:电源、负载、导线及开关。电源:将非电能形态的能量转换成电能的供电设备。如发电机、电池等。负载:将电能转换成非电能形态能量的用电设备。如电动机、照明灯等。连接导线:传递信号、传输电能。实际应用中,电路还必须有一些辅助设备,如控制电路通、断的开关及保障安全用电的熔断器等。1.1电路电路图中几种常见器件的图形符号及文字符号1.2电路的常用基本物理量1.2.1电流电流的定义:电路中带电粒子有规则地定向移动形成电流。电解液中的正、负离子(正、负电荷)带电粒子金属导体中的自由电子(负电荷){规定正电荷移动的方向为电流的实际方向。1.2电路的常用基本物理量1.2.1电流电流的实际方向有时难以确定,为此可以预先假定一个电流方向,称为参考方向,在电路中用箭头标出。求解电路时应根据假定的电流参考方向进行。如果电流值为正,表示电流的实际方向与参考方向一致;如果电流值为负,表示实际方向与参考方向相反,如图1.2所示。

电路图中标注的电流方向通常都是参考方向,参考方向可以任意规定。图1.2电流的方向1.2电路的常用基本物理量1.2.1电流电流既是一种物理现象,又是一种表示带电粒子定向运动强弱的物理量。电流的大小等于通过导体横截面积的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值。电流的单位是安(A);毫安(mA)、微安(A)1A=103mA=106

A1.2电路的常用基本物理量1.2.1电流电流对负载的作用和效应如表1.2所示1.2电路的常用基本物理量1.2.2电位与电压1.电位空间中的每一点都有一定的高度,电路中的每一点都有一定的电位。电位的表示方法:用字母V表示,不同点的电位用字母V加下标表示,如VA。计算电位时应指定一个参考点,规定参考点的电位为0,原则上零电位点是可以任意指定的。在实际应用中,对于强电的电路,以大地为参考点,用符号表示;在弱点中以装置的外壳或底板为参考点,用符号表示。1.2电路的常用基本物理量1.2.2电位与电压2.电压电压的定义:电路中A、B两点之间的电位差称为电压。电压的方向:规定由高电位点(标“+”)指向低电位点(标“-”)。电压(电位)的单位:国际单位制为伏特(用V表示),常用的还有毫伏(mV)、微伏(μV)。图1.3电压及电动势的方向1.2电路的常用基本物理量例1.1如图1.4所示,求分别以C点和A点为参考点时,A、B、C三点的电位以及UAB。结论:参考点选择不同,电位也不同,但两点之间的电压不变,即电位与参考点有关,而电压与参考点无关。图1.4例1.1附图1.2电路的常用基本物理量1.2.3电动势电动势的定义:在电源内部,非静电力将正电荷从电源负极移到正极所做的功W与其电量Q之比称为电动势,用E

表示,即E的单位是伏(V)W的单位是焦(J)

Q的单位是库(C)电动势的方向:规定从电源负极指向电源正极即非静电力移动正电荷方向,如图1.5所示。图1.5带电源的电路示意图总结结论电流与电压、电阻的关系:一、保持电阻不变时,电流与电压成正比。二、保持电压不变时,电流与电阻成反比。思考与拓展:如何用图像法来描述这个规律,请同学们课后用教材14-9图描述出来。欧姆定律欧姆定律欧姆定律:一段导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。欧姆定律的公式形式:I=U___R注意:2.公式中各物理量的对应性1.公式中单位的统一性3.公式的扩展性1A=1V___

欧姆(G.S.Ohm,1787~1854)是德国物理学家。他在物理学中的主要贡献是发现了后来以他的名字命名的欧姆定律。欧姆的研究,主要是在1817~1827年担任中学物理教师期间进行的。现在我们看到欧姆定律的公式那么简单,却不要忘记欧姆当时为了信息窗解决这一难题,付出了艰辛的劳动,当时的实验条件很差,那些测量电流的仪器和电阻值不同的导体,都要自己设计制造。他能够完成这些精细的制作和精确的实验,主要得益于强烈的好奇心、执着的探究精神。公式的对应性欧姆定律U、R、I必须对应的是同一段电路(同一个元件)同一状态的电压、电阻、电流。例如:RUI×R灯U灯I灯欧姆定律公式的扩展性I=___RUU=IR主要用于已知电压和电流求电阻.__R=IU主要用于已知电流和电阻求电压.拓展:能否说电压与电流成正比呢?拓展:能否说电阻与电压成正比,与电流成反比呢?例1:某同学用一只电流表跟一只灯泡串联,灯泡正常发光时电流表示数为0.28A,再用电压表测量灯泡两端电压为220V,试计算灯泡正常发光时的电阻。已知:U=220V,I=0.28A求:R.解:根据欧姆定律的变形公式得=I0.28A=R=_U220V答:灯丝正常发光时的电阻值是786欧姆U=220VI=0.28A1:一只阻值为的电阻,接在15V的电源上时,流过的电流为_____A;若电源电压变为10V,电阻的阻值为______,流过电阻的电流为_____A.0.150.1I=U/R=15/100=0.15电阻是导体本身所具有的性质,与电压,电流无关I=U/R=10/100=0.12:下列说法中正确的是:()A.导体两端的电压越大,导体的电阻就越大。B.导体中通过的电流越大,导体的电阻就越小C.在电压一定时,通过导体的电流越小,导体的电阻就越大。D.以上说法均不对。C反馈练习1.3电阻元件与欧姆定律1.3.1电阻导体对电流阻碍作用的大小用电阻表示。在温度不变的条件下,电阻R与导体的长度l成正比,与导体的横截面积A成反比,即ρ为比例系数,称为电阻率,单位是欧·米(·m)电阻率ρ与导体的材料和温度有关。导体的电阻率<10-6

·m,绝缘体的电阻率>107

·m,半导体的电阻率在10-6

·m和107

·m之间。1.3电阻元件与欧姆定律1.3.1电阻1.3电阻元件与欧姆定律1.3.1电阻1.3电阻元件与欧姆定律1.3.2常用电阻元件图1.7常见电阻元件的外形1.3电阻元件与欧姆定律1.3.2常用电阻元件1.3电阻元件与欧姆定律1.3.2常用电阻元件图1.8色环标记表示电阻参数1.3电阻元件与欧姆定律1.3.3欧姆定律1.欧姆定律:由实验可知,电阻元件中的电流与电阻两端的电压成正比,与其电阻值成反比。1.3电阻元件与欧姆定律1.3.3欧姆定律2.电阻元件的电流、电压关系图1.9电阻的电流、电压关系特性1.3电阻元件与欧姆定律1.3.4线性电阻和非线性电阻如果电阻是固定值,遵循欧姆定律,这样的电阻称为线性电阻,它是一个表示该段电路特性而与电压和电流无关的常数,否则就是非线性电阻。图1.10线性电阻和非线性电阻的电流、电压特性1.5基尔霍夫定律1.5.1基尔霍夫第一定律——电流定律(KCL)支路:一段不分叉的电路。节点:三条或三条以上支路的连接点。KCL定律的内容:对于电路中的任意节点上,任一瞬时,电路在该节点处电流的代数和为零,即[例]

列出图1.21中所示电路中节点A的基尔霍夫第一定律表达式。[解]

对于节点

A上的电流,假设流入节点电流为正,流出节点电流为负,那么,根据公式(1.18)可得或KCL定律的另一种描述:流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。1.5基尔霍夫定律1.5.2基尔霍夫第二定律——电压定律(KVL)回路:在电路中由支路组成的任一闭合路径。KVL定律的内容:任一瞬时沿回路绕行一周,各段电路(或各元件)电压的代数和等于零。注意事项:使用时应先选定回路的绕行方向,可以是顺时针,也可以是逆时针若电压的参考方向与回路的绕行方向一致,则该项电压取正,反之取负。如图1.21所示,回路Ⅰ的KVL方程ThankYou!1.无源元件(1)种类包括理想电阻元件、理想电容元件和理想电感元件三种,通常简称为电阻、电容和电感元件。(2)元件性质电阻:表征电路中电能消耗的理想元件;电容:表征电路中电场能储存的理想元件;电感:表征电路中磁场能储存的理想元件。--耗能元件---储能元件---储能元件RLC1.2电路的三种状态1.电流定义:单位时间内通过导体横截面的电量。直流电路中:交流电路中:单位:安[培](A)库[仑](C)秒(s)变化率1.2.1电路的主要物理量

方向规定:实际方向规定为正电荷运动的方向,在内电路中由电源负极流向正极,在外电路中由高电位流向低电位。2.电动势概念:数值上等于电源中的非静电力将单位正电荷从电源负极移至电源正极时所转换而来的电能。

方向规定:实际方向规定为由低电位指向高电位,即电位升高的方向。也就是电源负极指向正极方向。单位:伏[特](V)3.电压概念:数值上等于电场力将单位正电荷从某一高电位处移至另一低电位处时转换成非电形态能量的电能电源端电压:电源两端的电位差。负载端电压:负载两端的电位差。

方向规定:实际方向规定为由高电位指向低电位,即电位降的方向。电压有时也称为电压降。单位:伏[特](V)表示方法:用“+”和“-”极性表示。4.功率概念:

电源功率:US

和I的乘积;电源输出功率:电源端电压

与I乘积;负载取用(消耗)功率:负载端电压与I乘积。单位:瓦[特](W)电源产生的电功率应该等于电路各部分消耗的电功率之和,电源输出的电功率应等于外电路中各部分消耗的电功率之和。功率平衡:1.意义知道电路中电流和电压的方向是电路分析和计算的任务之一。

简单直流电路可直接判断出电压和电流的实际方向。复杂直流电路中电流和电压的实际方向无法预知AB?BA?交流电路中电压和电流的实际方向随时间而变化。2.概念电路分析和计算时假定的方向称为参考方向或正方向。1.2.2电路中物理量的参考方向I2U1+-I1I2U1+-I1AB实际方向与参考方向一致,电流(或电压)值为正值;实际方向与参考方向相反,电流(或电压)值为负值。3.实际方向与参考方向的关系注意:在参考方向选定后,电流(或电压)值才有正负之分。若I=5A,则电流从a流向b;例:若I=–5A,则电流从b流向aabRIabRU+–若U=5V,则电压的实际方向从a指向b;若U=–5V,则电压的实际方向从b指向a。4.关联参考方向(1)概念:电路分析与计算时,把元件的电压与电流的参考方向联系起来进行选择。

为了分析与计算的方便,通常选电压与电流的参考方向一致。IU+-UE-+I(2)公式和参考方向的关系

欧姆定律:U、I参考方向一致时,I=U/R;相反时,I=-U/R;

功率公式:U、I参考方向一致时,P=UI;相反时,P=-UI。U、I参考方向相反:

P=UI

0,电源性质,电源产生功率;

P=UI

0,负载性质,取用电源功率。U、I参考方向相同:

P=UI0,负载性质,取用电源功率;

P=UI

0,电源性质,电源产生功率。

5.电源与负载的判别(1)根据U、I的实际方向判别U、I实际方向相反,即电流从“+”端流出--

发出功率--电源

U、I实际方向相同,即电流从“-”端流出--

吸收功率--

负载:。(2)根据U、I的参考方向判别6.参考方向的表示方法电流:Uab

双下标电压:Iab

双下标箭标abRI正负极性+–abU1.2.3电位及其计算1.电位的概念在分析和计算电路时,特别是在电子技术中,常常将电路中的某一点选作参考点,并规定其电位为零。电路中某点与参考点之间的电压。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。2.参考点的选择

原则上,参考点的选择是任意的。工程上常选大地为参考点。有些电子设备机壳作电位的参考点;在电路中把元件汇集的公共端或公共线作为参考点,也称“地”,在电路图中用“”表示。电位具有单值性1.2.4电路的三种工作状态电路有负载、空载和短路三种工作状态。1.负载状态负载状态亦即电源有载工作

开关闭合,接通电源与负载,电路中有了电流及能量的输送和转换。IR0R+

-USU+

-负载端电压U=IR①

电流的大小由负载决定。或U=US

–IR0特征:②在电源有内阻时,IU。US电源的外特性UI0当

R0<<R时,则UUS

,表明当负载变化时,电源的端电压变化不大,即带负载能力强。IR0R+

-USU+

-P=PUS

–P负载取用功率电源产生功率内阻消耗功率③电源输出的功率由负载决定。负载大小的概念:

负载增加指负载取用的电流和功率增加(电压一定)。U=US

–IR02.空载状态空载状态又称断路或开路状态。电路空载时,外电路电阻可视为无穷大。特征:开关断开I=0电源端电压

(开路电压)负载功率U

=U0=USP

=0IRoR+

-USU0+

-开路处的电流等于零;I

=0开路处的电压U视电路情况而定。电路中某处断开时的特征:I+–U有源电路3.短路状态

电源短路时,外电路电阻可视为零。电源外部端子被短接IR0R+

-USU0+

-特征:电源端电压负载功率电源产生的能量全被内阻消耗掉短路电流(很大)U

=0

PUS=P=I²R0P

=0短路处的电压等于零;U

=0短路处的电流I视电路情况而定。电路中某处短路时的特征:I+–U有源电路

概念:电气设备在正常运行时,其电压、电流和功率都有一定的限额,该限额即为额定值。额定值反映电气设备的使用安全性;额定值表示电气设备的工作条件和能力。意义:确定依据:安全性、可靠性和经济性等。表示方法:大写字母角标加“N”。如IN、UN、PN等。1.2.5电器设备的额定值例:灯泡:UN=220V

,PN=60W电阻:RN=100

,PN=1W

电气设备的三种运行状态:欠载(轻载):I<IN

,P<PN过载(超载):

I>IN

,P>PN额定工作状态(满载):I=IN

,P=PN

(经济合理安全可靠)

(设备易损坏)(不经济)

1.3电路的基本规律1.3.1电阻、电容、电感元件及其特性1.电阻元件基本电路:基本规律:u+-iRu+-iRuio线性电阻的伏安特性关联时u=Ri非关联时u=-Ri电阻是耗能元件2.电感元件u+-+-eL+-L

线圈通有电流时产生磁场、储存磁场能量。电感:(H、mH)线性电感:L为常数。电流通过N匝线圈产生(磁链)电流通过一匝线圈产生(磁通)

线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附近的介质的导磁性能等有关。电路符号即:电感将电能转换为磁场能储存在线圈中,当电流增大时,磁场能增大,电感元件从电源取用电能;当电流减小时,磁场能减小,电感元件向电源放还能量。

在稳态直流电路中,电感相当于短路,即电感有使直流短路的作用,简称短直作用。3.电容元件uiC+_uiC+_+q_q++--当电容两端加电源后,其两个极板上分别聚集起等量异号的电荷,在介质中建立起电场,并储存电场能量。电容:代入i=dq/dt

得:瞬时功率1.3.3基尔霍夫定律(一)基尔霍夫电流定律(KCL)

用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系,其中包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。1.两个概念结点:电路中3个或3个以上电路元件的连接点支路:两结点之间的每一条分支路。

2.定律内容:在电路的任何一个结点上,同一瞬间电流的代数和等于零。即+-US2R2+-R1US1baI3R3I1I2可以理解为:流入结点的电流之和等于流出结点的电流之和。即:

如右图有:I1+I2

=I3或写成:I1+I2-I3=0I入=

I出基尔霍夫电流定律(KCL)反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。3.实质:I1I2I3ba+-US2R2+-R3R1US1电流连续性的体现(二)基尔霍夫电压定律(KVL)1.两个概念回路:由电路元件组成的闭合路径。网孔:未被其它支路分割的单孔回路。

2.定律内容:在电路的任何一个回路中,沿同一方向循行,同一瞬间电压的代数和等于零。即

回路循行方向任意选择:或顺时针,或逆时针。和循行方向一致的电压取正,和循行方向相反的电压取负。I1I2I3ba+-US2R2+-R3R1US112对回路1:对回路2:

US1=I1R1+I3R3I2R2+I3R3=US2或I1R1+I3R3–US1=0或I2R2+I3R3–US2=0基尔霍夫电压定律(KVL)反映了电路中任一回路中各段电压间相互制约的关系。I1I2I3ba+-US2R2+-R3R1US1123.实质4.推广电压定律可以推广应用于电路中任一个假设的一段闭合电路。(1)列方程前标注回路循行方向;

电位升=电位降

U

=US+IRU=0–U

+

US

+I2R2

=0(2)应用

U=0列方程时,项前符号的确定:

(3)开口电压可按回路处理注意:对回路:或Ea+U+–USRI_b广义回路

回路循行方向任意选择:或顺时针,或逆时针。和循行方向一致的电压取正,和循行方向相反的电压取负。例:请确认下图中的支路、结点、回路和网孔数。支路:ab、bc、ca、…(共6条)回路:abda、abca、

adbca…

(共7个)结点:a、b、c、d

(共4个)网孔:abd、

abc、bcd

(共3个)adbcE–+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I[例1-9]如图所示为一闭合回路,各支路的元件是任意的,已知Uab=10V,Ubc=-6V,Uda=-5V,试求Ucd和Uca。Uda+–+–UbcUab+-abcdUcd-+-

Uca+解:由KVL得若abca不是闭合回路,也可用KVL得[例1-10]求如图所示的开路电压。解:在回路1中有126I=12-6所以I=1A在回路2中,由KVL得Uac+Ucb

-Uab=0-2+12–3×1-Uab=0则Uab=7VIba+-+-+-6V12V3Ω3Ω+-2V2Ωc1.2电路的常用基本物理量1.2.4电能电场力做的功就是电路所消耗的电能。W=QU=UIt电能的单位:焦耳,用J表示;实际应用中也用千瓦时(kWh)(俗称度)表示。1kWh表示功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能。1.2电路的常用基本物理量1.2.4电能电能的测量图1.6所示为家用电能表的表盘,它是记录用电设备消耗电能的仪表。图1.6家用电能表及接线1.2电路的常用基本物理量1.2.5电功率用电设备单位时间消耗的电能叫做电功率,用字母P

表示,即电功率的单位:瓦(W)或千瓦(kW)1.2电路的常用基本物理量1.2.5电功率1.4电路的基本分析方法一、概念

是以支路电流为求解对象,直接应用基尔霍夫定律,分别对结点和回路列出所需的方程组,然后解出各支路电流。I2I3I1ba+-US2R2+-R3R1US1123如图电路支路数:b=3结点数:n=2回路数=3单孔回路(网孔)=2若用支路电流法求各支路电流应列出三个方程1.4.1支路电流法二、支路电流法的解题步骤:

1.在图中标出各支路电流的参考方向,对选定的回路标出回路循行方向。

2.应用KCL对结点列出

(n-1)个独立的结点电流方程。

3.应用KVL对回路列出

b-(n-1)

个独立的回路电压方程(通常可取网孔列出)

4.联立求解b

个方程,求出各支路电流。对结点a:ba+-US2R2+-R3R1US1I1I3I2123I1+I2–I3=0对网孔1:I1R1+I3R3-US1=0对网孔2:I2R2+I3R3-US2=0[例1-12]如图所示,已知US1=6V,US2=16V,IS=2A,R1=R2=R3=2Ω,试求各支路电流I1`I2`I3`I4和I5。+-US2R2R1US1I1I4I3I2R2I5+-IS解:由KCL和KVL得IS+I1+I3=0I2=I3+I4I4+I5=ISUS1-I3R2+I2R1=0US2-I5R3+I2R1=0代入数据得2+I1+I3=0I2=I3+I4I4+I5=26-2I3+2I2=016-2I5+2I2=0解之得:

I1=-6A,I2=-1A,

I3=4A,I4=-5A,

I5=7A。1.4电阻的连接1.4.1电阻的串联电阻的串联是指负载电阻没有分支路地依次相连,使电流只有一条通路。串联电路的规律图1.14电阻的串联电阻的串联电阻的串联:将电阻首尾依次相联,使电流只有一条通路的连接方式,叫做电阻的串联。串联电路的特点:1、串联电路中各流过的电流都相等

I=I1=I22、电路两端总电压等于各电阻两端电压之和。3、串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。4、各电阻值分配的电压与各电阻值成正比。电阻串联电路图例n个电阻串联可等效为一个电阻电阻的并联电阻的并联:两个或两个以上电阻连接在一起,各电阻承受同一电压,这种连接方式叫并联。电阻并联的特征:1、并联电路中各电阻两端的电压相等U=U1+U2+U32、并联电路的总电流等于各电阻中的电流之和I=I1+I2+I33、并联电路中的总电阻的倒数,等于各电阻中的倒数之和

1/R=1/R1+1/R2+1/R34、并联电路中,各支路分配的电流与各支路电阻值成反比

I1=IR/R1I2=IR/R21.4电阻的连接1.4.2电阻的并联并联电路的规律图1.16电阻的并联1.4电阻的连接1.4.2电阻的并联1.4电阻的连接1.4.2电阻的并联1.4电阻的连接1.4.3电阻的混联串联和并联同时存在的电路称为混联电路。1.4电阻的连接电阻并联图例电阻的混联电阻的混联:在一个电路中,既有电阻的串联,又有电阻的并联,这种联接称方式称为电阻的混联。1.4电阻的连接电功和电功率第十四课时电功的概念:电流所做的功叫电功。电功的公式:W=UIt,W=Pt,W=——W=I2Rt电功的单位国际单位:生活中常用单位:1度=1千瓦时=3.6X106焦耳电功的测量仪表:电能表,俗称电度表焦耳(J)度或千瓦时(KWh)其换算关系:U2Rt电功率

电功率的物理意义:电功率的定义:电功率的公式:定义式:计算式:其它公式:电功率的单位:国际单位:瓦特(W),常用单位:千瓦(KW),其换算关系:1KW=1000W表示电流做功快慢的物理量电流在单位时间内所做的功叫电功率P=——P=UIP=I2R,P=——WtU2R实际电压与额定电压实际电压:用电器工作时两端所加的电压为实际电压,一般用U实表示额定电压:用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用U额表示实际功率与额定功率实际功率:用电器在实际电压下工作时的功率叫实际功率,用P实表示;额定功率:用电器在额定电压下正常工作时的功率叫额定功率,用P额表示说明:

当U实>U额时,P实>P额;3、用电器的电阻我们认为不变,所以会有:1、当U实=U额时,P实=P额当U实<U额时,P实<P额;————P实P额=UU实额22典型例析例1一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏,线圈电阻为2欧,线圈中电流为10安,这台电动机正常工作1秒消耗的电能是多少?说明:电动机工作时是电能转化为机械能,所以消耗的电能也就是电流所做的电功只能利用W=UIt进行计算,不能利用其他的公式进行计算。W=UIt=380V×10A×1S=3.8×103J例2:一个灯泡标有“220V40W”,它正常工作时的电流和电阻各为多少?如果把它接入110V电路中消耗的电功率是多少?已知:U额=220VP额=40WU实=110V

求:IRP实

例3:两只标有“6V3W”的小灯泡甲和“6V4W”的小灯泡乙串联后接在6V的电源上发光谁更亮一些?若将它们并联后接在4V的电源上发光谁亮一些?分析:

电灯发光的明亮程度跟它们的实际功率有关,实际功率大的发光亮,反之则暗。由R=U2/P可知,小灯泡甲的电阻大于乙的电阻。在串联电路中,由P实=I2R可知,甲的实际功率大于乙的实际功率,所以甲反而亮。在并联电路中,由P实=U2/R可知,乙的实际功率大于甲的实际功率,所以乙要亮。例4图3中的定值电阻R1与滑动变阻器R2组成串联电路,当电源电压U不变时,滑动变阻器的滑片P向右移动过程中,定值电阻两端电压U1、电功率P1,将如何变化?分析:当滑片P向右移动时,变阻器连入电路中电阻变大,电路中的电流变小,由U=IR可知,定值电阻R1两端的电压变小;由P=I2R可知,定值电阻消耗的电功率变小。巩固练习1、加在阻值为12欧的电阻器两端的电压是12伏,5分钟内电流通过这个电阻做了______焦的功。2、标有“12V6W”字样的小灯泡,它的灯丝在正常工作时的电阻是____欧,接到电路中通过它的电流是0.2安,则这盏灯的实际功率是_____瓦。3.6×103240.963、一只额定电压是220伏的灯泡,把它接在电压是110伏的电路上时,实际功率是25瓦,则此灯泡的额定功率是____瓦。4、1千瓦时的电可供“PZ220—40”的电灯正常工作____小时。100255、甲、乙两灯的电

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