（中职）《电工技术基础与技能》全册电子教案教学设计

《电工技术基础与技能》全册电子教案完整版教学

设计

项目一认识电工实训室与安全用电

任务一初识电工技术基础与技能课程（1课时）

学习目标

（1）了解电的现象。

（2）了解电工技术基础与技能课程的学习目的、内容，对本门课程形成总体认知。

一、电的由来

电是物质的一种属性。一般物质不带电，当物质中有多余负电时将带负电，

缺少负电时将带正电。

二、电的分类

电按照电荷是否可以自由移动分成静电和电流两种。

1.静电：是不能流动的电荷。

2.电流：是可以移动的电荷。当物体内部的电荷有规则地定向移动就形成电

流。

电流又分为直流电流和交流电流两大类。大小和方向都不随时间变化电流,

称为直流电流（用字母“DC”表示）；大小和方向都随时间变化的电流，称为交

流电流（用字母“AC”表示）。

三、本门课程学习内容

主要内容包括认识电工实训室与安全用电、电路的基本概念、直流电路分析、

电容、电磁应用技术、正弦交流电路、安全用电等7个项目内容

任务二认识实训设备及器材（2课时）

学习目标

（1）了解电工实训室的实训设备及器材。

（2）学会使用电工基本工具。

一、走进电工实训室（结合实训室实景讲解）

配合实训室讲解介绍高压、低压交直流电源和各种常用电工仪表（万用表、

兆欧表、钳表等）。批注［1］：钳形电流表？

二、实训设备

配合实训室讲解

实训设备包括交直流电源、各种低压电器元件、常用电工仪表与工具等。

1.交流电源

实训室能提供220V、380V、0~24V三种交流电源。

2.直流电源

实训室能提供()~3()V可变直流电源。

3.各种低压电器元件

实训室能提供各种低压电器元件，完成电动机控制线路的实训I。批注[2]:不是只完成这一项实训，调整叙述

4.常用电工仪表

实训室能提供万用表、电压表、电流表、偏口钳、螺丝刀等常用电工仪表与

工具(图1-11~图1-16),完成各项实训任务。

任务三实训室安全用电(1课时)

学习目标

掌握实训室的安全操作规程，学会急救方法，能对紧急状况进行正确处理。

一、实训室操作规程

(1)进入实训室时，应穿好工作服、绝缘鞋，不得佩戴手链等金属饰品。

(2)实训室内禁止吸烟，禁止喧哗、打闹，禁止携带食物、饮料等。

(3)进入实训室，禁止随意走动，行走时注意周边物品、线路，禁止摆弄

与本节课无关的实训器材。

(4)实训过程中，严格按照操作规程操作。先检查实训器材、导线是否完

好，发现由有缺陷应立即报告，停止使用并及时更换。

(5)严格按照仪器仪表的操作规程使用。

(6)实训操作时，严格按照指导老师要求去做。经老师检查无误后方可通

电，禁止学生私自通电。用电结束后，关闭电源。

(7)实训操作时，注意观察。出现异常应立即断电并报告老师。

(8)发现有人触电时应立即切断电源，采取必要的急救措施进行救治。

(9)定期检查实训室的安全设施，保证灭火器等应急设备能安全使用。

(10)实训完毕后，关闭电源。整理实验渊材，打扫实验室卫生，关好门窗。

二、实训室紧急救护

若出现紧急情况，应做到以下几点：

(1)遇到突发状况，不要慌乱，第一时间断电。

(2)断电之后，注意检查人身和设备的情况。

(3)发生人员触电事故，要根据情况进行救护。

(4)设备出现故障后，必须查出故障原因并排除以后，经老师检查后方可

继续实训。

(5)实训台若出现火灾，切忌使用水灭火，必须使用专门的灭火器灭火。

急救方法：

1.人工呼吸法

2.胸外按压法

项目二电路的基本概念

任务一认识电路

学习目标

（1）熟悉电路的基本组成及各部分的作用。

（2）理解电路的三种工作状态。

一、电路的组成及作用

1.电路的作用

将电能转换成其他形式的能，可以产生电信号，并对信号进行传输、转换、

控制、处理和储存。

2.电路的组成

最简单的电路是由电源、负载（用电器）、导线、开关等元器件组成。

电源是将其他形式的能量转换成电能的装置。电源分交流电源和直流电源两

大类。直流电源供电时电路中电流的方向不变，如干电池；交流电源供电时电路

中电流的方向会随时间变化，如电视机电源。

负载的作用是把电能转换成其他形式的能量。

开关用于控制电路的通断。

导线用来传输和分配电能。

3.电路图表示方式（结合电路图讲解）

电路图分为电路原理图、电路安装图和电路实物图三种。

电路原理图是指用标准化的符号绘制的，用来表明设备电气的工作原理及各

电器元件的作用、相互之间的关系的一种图纸。

电路安装图用来表明各种电气设备在机械设备上和电气控制柜中的实际安

装位置，为机械电气在控制设备的制造、安装、维护、维修提供必要的资料。

电路实物图指按照实物画出来的图纸。

4.电路的工作状态

电路的工作状态分三种：通路（闭路）、断路（开路）、短路。

（1）通路：接通的电路，电路中有电流。

（2）断路（开路）：断开的电路，电路中没有电流。

（3）短路：不经过负载（灯泡）将电源直接连接起来。

通常采用安装熔断器或低压断路器（空气开关）的措施来预防短路故障。

当电路发生短路时，它们能快速切断电路，保护线路和用电设备。

任务二认识电路的基本物理量

学习目标

掌握描述电路的基本物理量。

一、电流

导体内部的电荷(自由电子、正离子、负离子)在电场力的作用下有规则地

定向移动就会形成电流。

电流分直流电流和交流电流两大类。大小方向都不随时间变化的电流，称为

直流电。大小和方向都随时间变化的电流，称为交流电。一般直流电用字母DC

或符号“一”表示，交流电用字母AC或符号“〜”表示。

1s内通过导体横截面的电荷量称为电流强度，简称电流，用字母I表示。

电流的单位是安培，简称安，符号为A。除安培外，常用的电流单位还有千安

(kA)、毫安(mA)、微安(gA),它们之间的换算关系是：

1kA=103A=106mA=109pA

习惯上规定正电荷的移动方向为电流的方向。

为了计算方便，常常先假设一个电流方向，称为电流参考方向。若计算结果

为正值，则电流的实际方向与参考方向相同；若计算结果为负值，则电流的实际

方向与参考方向相反。

电击伤人的程度与很多因素有关，但主要还是由电流的大小决定。

电流/mA通电时间工频电流人体反应直流电流人体反应

0~0.5连续通电无感觉无感觉

0.5-5连续通电有麻刺感、疼痛、无痉挛无感觉

5Mo数分钟内痉挛、剧痛，但可摆脱电源有针刺感、压迫感及灼热感

迅速麻痹、呼吸困难、血压升高，不能摆脱电压痛、刺痛、灼热强烈，有抽

10-30数分钟内

源搐

30-50数秒至分钟心跳不规则、昏迷、强烈痉挛，心脏开式颤动感觉强烈、有剧痛、痉挛

低于心脏搏剧痛、强烈痉亲、呼吸困难或

50~数百受强烈冲击，但没发生心室颤动

动周期麻痹

高于心脏搏昏迷、心室颤动、呼吸麻痹、心脏麻痹或停跳

动周期

二、电压

电压，也称电势差或电位差，即电场中两点间的电位之差。

电压是衡量电场做功本领大小的物理量。它用字母U表示。电压的单位是

伏特,简称伏，符号为V。除伏特外，常用的电压单位还有千伏(kV)、毫伏(mV)、

微伏(UV),它们之间的换算关系是：

1kV=103V=10fimV=109nV

我们规定电压的方向由高电位指向低电位，即电位降的方向。因此电压也常

称为电压降。

为了计算方便，常常先假设一个电压方向，称为电压参考方向。若计算结果

为正值，则电压的实际方向与参考方向一致；若计算结果为负值，则电压的实际

方向与参考方向相反。

供电系统的电压中有高压、低压、安全低压这三种。

(1)高压。交流1100V以上或者直流1200V以上的电压称为高压。高压

一般用于电力系统的输配电中，电压越高，输配电线路上的电损耗越小。

(2)低压。我们日常生活或生产中用的交流220V/380V就属于低压。一般

日常生活用电电压为220V,如电视机、照明灯等；企业的动力设备常常使用380

V的电压，如起重机、电动机等。

(3)安全电压。规定对地电压低于42V的电压为安全电压。

三、电源电动势与端电压

衡量电源转换能量本领的物理量为电动势，用字母E表示，其单位为伏特

(V)«

电源两端的电压称为电源的端电压，简称端电压，用字母U表示。

电源的端电压与电源的电动势的单位相同，它们之间有区别又有联系。电压

可存在于电源的内部和外部，电动势仅存在于电源内部。

通路状态时，U<E；

开路状态时，U=E；

短路状态时，U=0

四、电阻

导体对电流的阻碍作用称为电阻。电阻用字母R表示。单位为欧姆，简称

欧，符号为除欧姆外，常用的电阻单位还有千欧(k。)、兆欧(MC),它们

之间的换算关系是：

1Mn=io3kn=io6n

电阻是物质的一种属性，任何物质都有电阻。不同物质往往电阻值不同。对

于同一种材料，在一定温度下，导体的电阻与它的横截面积成反比，与它的长度

成正比。即

R=p-(2-1)

S

式中，R为导体的电阻，C：p为导体的电阻率，Q・m；/为导体的长度，m；

S为导体的横截面积，n?。

电阻的大小除了与导体的材料、长度、横截面积有关之外，还与温度有关。

1.常见电阻器

电阻器在日常生活中一般直接称为电阻，是一种应用非常广泛的元器件，在

电路中通常用于分压或者限流。一般可分为固定变阻器、可变电阻器和敏感电阻

器等。（结合实物讲解）

2.电阻的主要参数

电阻的主要参数有标称阻值、允许偏差和额定功率等。

（1）标称阻值是在电阻器上标志的电阻值。

（2）允许偏差是指电阻器实际阻值与标称阻值之间允许的最大偏差。

（3）额定功率是指电阻器在规定的气压和温度下，长期连续工作而不损毁，

不改变电阻器性能，所允许耗散的最大功率。

3.电阻器的表示方法

电阻器的标称阻值和允许偏差的表示方法通常有三种：直标法、文字符号法、

色标法。

（1）直标法，是指将电阻器的标称阻值和允许误差直接用数字和字母印在

电阻上。若电阻上未标出误差，则表示该电阻误差为±20%。

通常用3位数字来标注片状电阻的阻值。第一位、第二位数字代表有效数字;

第三位代表阻值倍率，即两位有效数字之后0的个数。对于带小数的欧姆级片状

电阻或10。之内的整数值也用R来代表

（2）文字符号法。文字符号法是指用数字和文字符号或者二者有规律的组

合，在电阻器上标志出主要参数的表示方法。

（3）色标法。色标法是指用不同颜色的色环在电阻器表面表示出标称限值和

允许误差的方法。

普通电阻用四环法表示，精密电阻用五环法表示。

四环电阻表示方法为

电阻值=有效数字（第一、二色环表示的两位数字）x倍率（第三色环表示

的10*）+允许误差（第四色环表示）

五环电阻表示方法为

电阻值=有效数字（第一、二、三色环表示的三位数字）x倍率（第四色环

表示的10*）+允许误差（第五色环表示）

4环电阻器5环电阻器

例：如图所示的色环电阻，它的阻值是多少？

该色环电阻第一位黄色代表有效数字4,第二位紫色代表有效数字7,第三

位黑色代表有效数字0,第四位金色代表倍乘IO',第五位棕色代表允许误差±1%,

所以这个电阻的阻值是47C±l%。

黄紫*金粽

色色色色色

任务三万用表的使用

知识目标

学会使用万用表测量电路的电压、电流、电阻。

一、指针式万用表的使用

MF47型万用表是一种常见的机械式万用表，它由测量线路、表头和转换开

关等部分组成。测量线路将各种不同的被测电量转换成表头能够接受的直流电量,

并由表头表不出来。

1.表笔的使用

MF47型万用表一般配有红、黑两种颜色的表笔。使用时应将其插入相应的

位置，红表笔接端，黑表笔接“COM”端。

2.挡位的选择

万用表可以测量多个电量，具有多个量程和挡位。使用前一定先选择好相应

的被测量对象的挡位，在调整合适的量程范围进行测量。若挡位选择错误，可能

会损坏万用表。

若不知道被测量的大小，应选择最大量程挡位先测一下，再调到合适的挡位

及量程。应当注意的是，测量时指针位置靠近零位置或者满量程位置，其测量结

果的准确性较低。测量电压或者电流时，指针应尽量指在量程的后1/3或1/4处。

测量电阻时指针摆动在中央位置时读数为宜。

3.调零

在使用MF47型万用表之前.，应注意观察指针是否指在零位。若不为零，则

应调整机械调零旋钮使其指零。测量电阻时，还应将两个表笔短接看其指针是否

指在欧姆零位。若不为零，应进行欧姆调零，并且每变换一次欧姆挡的量程都要

进行一次欧姆调零。

4.测量读数

测量时将两支表笔接触待测元件或电路。测量电压或电阻时需把表笔并联在

被测电路或元件两端，测量电流时需把表笔串联在被测电路中。待表针稳定后读

数。读数时，应双眼平视表盘刻度线，根据所选量程读数(不同量程最小刻度线

表示的数值不一样)。

测量电阻时，最后读数应为指针示数乘以量程挡位。例如，指针指示为7,

若是“X100”挡，则电阻值为700。；若是“Xlk”挡，则电阻值为7k。。

测量结束后应将转换开关旋转到交流电压最高挡位。

万用表使用注意事项：

(1)测量电压或电流时注意是交流电还是直流电。若是直流电应注意极性,

红表笔接电源正极，黑表笔接电源负极。

(2)测量电阻时应断电。

(3)测量电流前应先估算电流的大小，防止超过所选的量程。

二、数字万用表的使用

数字万用表是一种多用途的电子测量仪表，其特有的蜂鸣挡，若被测电路为

接通状态则发出蜂鸣，在电路维修时更方便快捷，可以快速鉴别出电路是开路状

态或是短路状态。

1.表笔的使用

数字万用表有红、黑两支表笔。使用时黑表笔插入“COM”端，红表笔根据待

测量插入相应插孔。当测量电压或是电阻时，红表笔插入“VC”端，测量电流时根

据大小插入“A”或“mA”端。

2.挡位的选择

测量前应选择合适的量程挡位，先选择被测量再选择量程挡位。

面板操作键作用如下：

(1)Q：电阻挡，分200。、2k。、20k。、200k。、2MC、200MC六

挡。

(2)V〜：交流电压挡，分2V、20V、200V、750V四挡。

(3)V—；直流电压挡，分200mV、2V、20V、200V、1000V五挡。

(4)A—：直流电流挡，分200pA、2mA、20mA、20()mA^20A五

挡。

(5)A-：交流电流挡，分200mA、2()A两挡。

(6)hFE：三极管夕测量，有NPN和PNP两种型号管子的插孔。

⑺IEB：二极管测量，短路测量。

3.测量读数

测量时将两表笔接触待测元件或电路。测量电压或电阻时需把表笔并联在

被测电路或元件两端，测量电流时需把表笔串联在被测电路中。数字万用表可

以直接读数。测量电阻时注意查看单位。测量结束后关闭电源即可。

三、测量电路参数的步骤

1.测量电阻

(1)选好量程挡位，然后进行欧姆调零，数字万用表不需要欧姆调零。

(2)用万用表的红黑表笔接触被测电阻的两端，如图2-30所示，注意手不

要碰触笔尖的金属部分。

(3)指针稳定后在第一条刻度线上读数或数字万用表直接读数。

图2-30数字万用表测量负载电阻

2.测量电压

(1)选好量程挡位，注意选择交流电压挡还是直流电压挡。

(2)用万用表的红、黑表笔接触被测电压两端，如图2-31所示。若被测量

为直流电压，则应红表笔接电压正极,黑表笔接电压负极。若被测量为交流电压，

则不需要注意极性。

(3)指针稳定后在第二条刻度线上读数或在数字万用表上直接读数。注意

观察量程，不同的量程，同一指针位置表示的数值大小不同。

图2-31数字万用表测量交流电压

3.测量电流

(1)测量电流前应先估算一下电流的大小，再选择量程挡位。

(2)将万用表串接在被测电路中。若被测量为直流电流，则应红表笔接电

压正极，黑表笔接电压负极。

(3)指针稳定后在第二条刻度线上读数或在数字万用表上直接读数。注意

观察量程，不能的量程，同一指针位置表示的数值大小不同。

任务四分析电阻电路

一、欧姆定律

1.部分电路欧姆定律

流过导体的电流与这段导体两端的电压成正比，与这段导体的电阻成反比。

这就是部分电路欧姆定律，写成如下公式：

/=—(2-2)

R

由式(2-2)可得

R=4(2-3)

或

U=IR(2-4)

式中，/为导体中的电流，A；U为导体两端的电压，V；R为导体两端的电阻,

Q；

这个定律揭示了电路中电压、电流、电阻三者之间的关系，是电路的基本定

律之一，适用于所有的交直流线性电路。

例2-1某灯泡接在220V的电源上，正常工作时的电流为().5A,试求此灯

泡的电阻。

ArjDU220AA(\C

解：R=—=-----=440。

I0.5

例2-2有一个量程为500V(测量范围是0~500V)的电压表，它的内阻是

40k。。用它测量电压时，允许通过的最大电流是多少？

解：/=巨=50。=]2.5mA

R40K

2.全电路欧姆定律

在闭合电路里，电流与电源的电动势成正比，与整个电路的电阻成反比。这

就是全电路欧姆定律，即

将此公式进行变形：

E=I(R+r)(2-6)

E=IR+Ir

式中，/R=U是外电路的电压，也称为端电压；/右仇是内电路的电压。电源电动

势等于内、外电压之和。

U=E~Ir

当外电阻R增大时，由1=上可知，电路电流I减小，〃•即电源的内压降

R+r

减小。再由。=E-/r可得，端电压。增大。反之R减小，端电压。也会减小。

二、电阻的连接

1.电阻的串联

把两个或两个以上的电阻，一个接一个地连在一起，中间没有其他分支，这

样的连接方式称为电阻的串联。

串联电阻具有以下特点：

(1)电路中各处的电流都相等，即：

/=7I=/2=Z3=...=/„(2-7)

由于串联电路中间没有其他分支，所以通过电路中每一处的电流均相等。

(2)串联电路的总电阻等于各串联电阻之和，即

/?=&+&+&+…+R,(2-8)

(3)串联电路总电压等于各串联电阻两端电压之和，即

U=Ut+U2+U3...+U„(2-9)

(4)串联电路各电阻上的电压与各电阻的阻值成正比，即

UB=&U(2-10)

R

R"越大，它所分配的电压”也越大，式(2-10)称为分压公式。

串联电阻的应用很广泛。利用串联电阻可以获得阻值比原来阻值大的电阻；

利用串联电阻可以限制和调节电路中的电流；利用串联电阻可以扩大电压表的量

程等。

例2-3如图2-36所示分压器中，已知U=300V,4=150kC,/?2=100kfi,

R3=50kd求输出电压Us、UMo

解：ucd=u3----------------u=----------------=50V

R,+R2=R,150+100+50

Ube=U2---------2-------u=----------------x300=100V

RJ+R2=R3-----150+100+50

UM=U2+U3=50+100=150V

2.电阻的并联

把两个或两个以上的电阻并列地接在电路中的相同两点之间，使每一电阻两

端都承受相同的电压，这种电阻的连接方式称为电阻的并联。

并联电阻具有以下特点：

(1)并联各电阻两端的电压相等，并且等于电路两端的电压，即

U=Ui=U2=U3=...=U„(2-11)

(2)并联电阻总电流等于各并联电阻中的电流之和，即

/=/i+A+/3+…+/”(2-12)

(3)并联电路总电阻的倒数，等于各并联电阻倒数之和，即

(4)在并联电路中，各支路分配的电流与支路的电阻值成反比，即

/,,=&/(2-13)

R

式中，&越大，通过它的电流越小，R”越小，通过它的电流越大，式(2-13)

称为分流公式。

并联电路的应用十分广泛。凡额定电压相同的负载几乎都采用并联形式，如

路灯、各种家用电器、机床等。利用并联电阻可以获得阻值比原来阻值小的电阻；

利用并联电阻可以构成分流器，扩大电压表的量程等。

三、电阻的混联

既有电阻的串联，又有电阻的并联，这样的连接方式称为电阻的混联。

对于混联电路，需要根据电阻串、并联的特点，把电路进行化简，求得电路

的等效电阻。但对于某些较为复杂的混联电路，一般很难一下看清各电阻之间的

连接关系。那么就可以先画出等效电路图，再计算其等效电阻。求出总的等效电

阻之后，再计算电路的总电流。最后根据电阻串联的分压关系和电阻并联的分流

关系，逐步推算出各个电阻的电压和电流。

例2-4如图2-38所示电路，求电路中的总电流I,其中E=15V,

Ri=R尸R3=RA=4CO

首先在原电路中，给每一个连接点标注一个字母，同一导线连接的点用同一

字母。按顺序将各个字母沿水平方向排列，待求端的字母置于首尾两端，最后将

各电阻依次填入相应的字母之间。

解：(1)首先在原电路中标出字母A、B、C、Do

(2)将原电路进行等效，把电阻填入相应的两个字母之间。AC之间、BD之

间是导线相连的，为等电位点，如图2-39所示。R、、兆、花、&、并联接

在电源上。

(3)电路总电阻；=!+!=；+；+；+；=1。

RRi/?2勺84444

电路总电流/=^=Y=15A

四、电功与电功率

1.电功

当电流经过负载时，负载可以将电能转换成其他不同形式的能量，这个过程

称为电流做功，简称电功。用字母W表示，单位为焦耳(J)。其定义式为

W=UIt(2-14)

式中，U为导体两端的电压，V；/为导体中的电流，A；，为导体通电时间，S。

由/=且，有

R

W=—t

R(2-15)

由U=IR,有

W=PRt(2-16)

在实际应用中，焦耳是个比较小的单位，使用较少。我们常常用千瓦时(kW+)

或度作为电功单位。

1度=1kW•h=3.6xl()6J

2.电功率

我们把单位时间内电流所做的功称为电功率。它是描述电流做功快慢的物理

量。电功率用字母P表示，单位为瓦特(W)。电功率的计算公式为

P=—=UI(2-17)

由i=U有

R

p_U2

(2-18)

R

由U=IR,有

P=FR(2-19)

实际应用中，电功率的常用单位还有千瓦(kW)、毫瓦(mW)：

1kW=103W=106mW

例2-5I度电可供“220V,25W”的灯泡发光多少小时？

解：1度=1kW・h,25W=0.025kW

3.负载的额定值

负载长时间正常工作时所允许施加的最大电压、流过的最大电流称为负载的

额定电压、额定电流。额定电压和额定电流的乘积，称为额定功率。额定值用

带有下标“N”的字母表示。电气设备的额定值通常表在铭牌上。

五、焦耳定律

电流流过导体时使导体发热的现象，称为电流的热效应。

实验表明：电流流过导体产生的热量与导体的电流的平方、导体的电阻、通

电时间成正比，这一定律称为焦耳定律，即

Q=I2Rt(2-20)

式中，。为导体产生的热量，J;/为导体中的电流，A；R为导体中的电阻，Q；

f为导体通电时间，s。

实训1测量电路的基本参数

一、实训目标

学会使用万用表测量描述电路的基本参数，包括电阻、电压和电流。

二、实训器材

(1)MF47型万用表1块。

(2)小功率电阻6个。

(3)直流电源(0-30V).

(4)交流电源(0-220V).

(5)导线若干。

三、实训步骤

1.测量电阻

(1)将MF47型万用表转换到欧姆(Q)挡，并选择合适的量程。若不清楚

被测电阻的大小，则选择最大量程。

(2)选好挡位后短接调零，即将红黑表笔接在一起，看指针是否指在欧姆

的零位(第一条刻度线最右侧)。若指在零位则可开始测量，否则调节调零旋钮

使指针指零。这里需要注意的是，若更换量程挡位则需重新调零。

(3)将两表笔分别与电阻的两个管脚相接，读出电阻值，填入表。

2.测量直流电压

(1)将MF47型万用表转换到直流电压(丫)挡，并选择合适的量程。若不

清楚被测电压的大小，则选择最大量程。

(2)将万用表表笔并接在直流电源两端，红表笔接电源正极，黑表笔接电

源负极。读出电压值，填入表。

3.测量交流电压

(1)将MF47型万用表转换到交流电压(Y)挡，并选择合适的量程。若不

清楚被测电压的大小，则选择最大量程。

(2)将万用表表笔并接在交流电源两端。读出电压值，填入表。

四、实训小结

实训2欧姆定律在直流电路中的应用

一、实训目标

(1)熟练使用万用表测量电路的基本参数。

(2)掌握电压、电流、电阻三者之间的关系。

二、实训器材

(1)MF47型万用表1块。

(2)小功率电阻(100Q、400Q、800Q、1kC)。

(3)直流稳压电源(0~30V)。

三、实训步骤

(1)按图2-41接好电路。

直

流

稳

压

电

源

图2-41实验电路图

(2)当R分别为100C、400C、800C、Ikd改变直流电源输出电压，

当其分别为0V、IV、2V、4V、6V、8V、10V时，读出电流的相应数值，并

记录在表2-11中。

表2-n欧姆定律测量记录表

阻值0V1V2V4V6V8V10V

100Q

400Q

800Q

1kC

(3)根据欧姆定律，计算当R分别为100。、400。、8000,1k。，改变

直流电源输出电压，当其分别为0V、IV、2V、4V、6V、8V、10V时的电流

值，填入表入表。

表2-12欧姆定律计算结果记录表

阻值OV1V2V4V6V8V10V

100Q

400Q

800C

1kQ

(4)对比两张表格，验证欧姆定律。

①根据实验表中记录的数据，绘制电压、电流关系曲线：当R为定值时，横

坐标为电压,纵坐标为电流。绘制电流随电压变化的关系曲线，并说明曲线特点。

②根据表格记录数据，说明电压相同时，电阻与电流的关系。

③根据表格记录数据，说明电阻相同时，电压与电流的关系。

四、实训小结

项目三直流电路分析

任务一基尔霍夫定律的应用(6课时)

学习目标

掌握基尔霍夫定律，学会运用基尔霍夫定律分析复杂电路。

一、基本名词

1.支路

由一个或几个元件首尾相接构成的一段无分支电路，称为支路。

2.节点

三条或三条以上支路的连接点，称为节点。

3.回路

电路中任意一个闭合路径称为回路。

4.网孔

内部不含支路的回路称为网孔。

A

如图3-1

所示电路中，有3条支路，BPAEDB,AB、AFCB支路。A、B都是节点。

ABDE.ABCF.4ED8CF都是回路。ABDE、ABCF回路是网孔。

二、基尔霍夫定律

1.基尔霍夫电流定律(KCL)

该定律的内容是：任一瞬间，通过电路中任一节点的各支路电流的代数和恒

等于零。也就是说，流入节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。用数学式

表达，即

Z/K=O(3-1)

式中，及是连接于该节点的各支路电流，K=l,2,3,....n(设有"条支路连接

于该节点)，或者表示成

(3-2)

例3-1如图3-2所示，请列出节点电流方程。

解：假设流入节点电流为正，则

I|-h+h-h=O

例3-2如图3-3所示电路，己知4=5A,〃=1A,求人

解：先任意假设未知电流Z.的参考方向，如图中所示。由题意可知

Z2=/I=5A

在节点b应用基尔霍夫第一定律，列节点电流方程式：

I3=h+l4

则

1A=6—/2=1—5=-4A

为负值，表示/4的实际方向与参考方向相反，其实际方向应为流进节点。

2.基尔霍夫电压定律(KVL)

该定律的内容是：任一瞬间，作用与电路中任一回路各支路电压的代数和恒

等于零。用数学式表达为

ZUxO(3-3)

式中，UK是连接于该节点的各支路电流，K=l,2,3,...."(设有"条支

路组成该回路)。

该定律用于某一回路时，需先假定各支路电压的参考方向并指定回路的循环

方向(顺时针或逆时针)，当支路电压与回路方向一致时取“+”号，相反时取号。

在任意时刻，一个闭合回路中各段电阻上电压降的代数和等于各电源电动势

的代数和，公式为

gRI=ZE(3-4)

这就是基尔霍夫电压定律的另一种表达形式。

基尔霍夫定律具有普遍的适用性，它适用于由任何元件构成的任何结构的电

路，电路中的电压、电流可以是恒定的也可以是任意变化的。

任务二支路电流法的运用(4课时)

学习目标

(1)掌握支路电流法，能够应用支路电流法分析、求解电路。

(2)通过学习支路电流法，巩固基尔霍夫定律的内容及应用。

一、支路电流法求解电路的一般步骤

(1)确定电路的支路数”八节点n,任意假设各支路电流的参考方向和网孔

的绕行方向。

(2)根据基尔霍夫电流定律列出(»-1)个独立的节点电流方程。

(3)根据基尔霍夫电压定律列出(加一1)个独立的回路电压方程。

(4)代入数据，联立方程组求解各支路电流。当计算结果为正时，说明实

际方向与参考方向相同；若结果为负，则相反。

二、支路电流法具体解题

已知直流发电机的电动势Ei=7V,内阻n=0.2。，蓄电池组的电动势6=6.2

C,内阻n=0.2C,负载电阻&=3.2C。求各支路电流和负载的端电压。

A

(1)这个支路有3条支路，2个节点，即"尸3,〃=2。有三个未知量，需要

列出三个独立方程式联立求解。

(2)列出(〃-1)个独立的节点电流方程，即列1个节点电流方程。

对于A点：

h+h=h①

(3)列出(m—1)个独立回路电压方程，即列2个回路电压方程。

假设回路绕行方向如图3-10所示，则

对回路I：

I\r\—hn=E\—E2②

对回路II：

hr2+hRy=Ez③

对回路III:

I\n+hRj=Ei④

三个方程中的任何一个方程式，都可以从其他两个方程式中导出，所以只有

两个回路电压方程是独立的。

(4)联立方程组，求解各支路电流。

将数据代入①②③式，可得方程组：

解得：/,=3A,Z2=-lA,/3=2A。

负载两端的电压为：U3=/3&=2x3.2=6.4V。

三、电压源与电流源

1.电压源

用一个恒定电动势E与内阻r串联表示的电源称为电压源。电压源的内阻越

小越好。

当〃个电压源串联时，可以合并为一个等效电压源，等效电压源E等于各个

电压源的代数和，即

E=E]+E2+...+En(3-4)

方向与E相同的取正号，反之取负号。

等效电压源的内阻等于各串联电压源内阻之和，即

E+C+…+加(3-5)

2.电流源

用一个恒定电流/与内阻r并联表示的电源称为电流源。电流源的内阻越大

越好。

当〃个电流源并联时，可以合并为一个等效电流源，等效电流源，等于各个

电流源的代数和，即

l=h+I2+...+l„(3-6)

参考方向与/相同的取正号，反之取负号。

等效电流源的内阻的倒数等于各并流电流源内阻的倒数之和，即

上述两种电源之间是可以相互转化的。

实训验证基尔霍夫定律(2课时)

一、实训目标

验证基尔霍夫定律，加深对电路定律的理解。

二、实训器材

(1)双路直流稳压电源(0~30V)。

(2)直流电流表3块。

(3)MF47型万用表1块。

(4)电阻3个。批注[3]:说明大致阻他

(5)导线若干。

三、实训步骤

（1）按图3-12将电源Ei、E2接入电路，并调节，使Ei=16V,£2=6Vo

（2）将电流表接入电路，测量A、/2、人的值（注意电流的方向），将数据

填入表3-1。

表3-1测量电流值

hhh节点4上电流的代数和

（3）用导线撤换电流表，用万用表测量各段电压的数值（注意电压的方向），

将数据填入表3-2。

表3-2测量电压值

回路acdea电压降之

l/abt/M%Us人回路Hed电压降之和

和

四、实训小结

将本实训的评价与收获填入表。

项目五电磁应用技术

任务一认知磁现象（2课时）

学习目标

掌握磁的基本知识，理解磁的基本概念。

一、磁的基本概念

1.磁性

物质具有吸引铁、银、钻等物质的性质称为磁性。

2.磁体

具有磁性的物体称为磁体。磁体根据来源不同可分为天然磁体和人造磁体，

人造磁体根据形状不同可分为条形磁铁、针形磁铁、U形磁铁等。

3.磁极

磁体上磁性最强的区域称为磁极。任何物体都有两个磁极，分别为南极（S）

北极（N）.

两磁体的磁极间具有相互作用，即同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

应用：指南针、磁悬浮列车。

二、磁场与磁力线

规定在磁场中某一点自由旋转的小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁

场方向。描述磁场的几个物理量如下：

1.磁力线

为了形象地描述磁场这一概念，引入磁力线（磁感线）的概念。

磁体周围存在的磁力作用空间称为磁场。

我们规定：在磁体外部，磁力线由N极指向S极；在磁体内部，由S极指

向N极。在曲线上任意一点切线方向就是小磁针在磁力作用下静止时N极所指

方向。通常以磁力线方向来表示磁场方向。用磁力线的疏密来描述磁场的强弱，

磁力线越密集，磁场越强，反之越弱。

2.磁感应强度

垂直通过单位面积的磁力线的数目称为该点的磁感应强度,用字母B表示，

单位为特斯拉，简称特(T)。

3.磁通量

垂直通过某一面积上的磁力线的总数称为通过该面积的磁通量，简称磁通，

用字母。表示，单位为韦伯，简称韦(Wb)。

匀强磁场磁通量为

(P=BS(5-1)

任务二认知电流的磁场(2课时)

学习目标

(1)理解磁现象的电本质一一电流的磁效应。

(2)掌握右手螺旋定制，学会判断电流产生磁场的方向。

电流的周围存在磁场，即电流的磁效应。

通电导体产生的磁场方向可以用右手螺旋法则(安培定则)来判断。右手螺

旋法则(安培定则)内容：

1.直导体电流的磁场

用右手握住通电导体，让拇指指向电流方向，则弯曲的四指的指向就是磁场

方向。

2.螺线管电流的磁场

用右手握住螺旋管，弯曲的四指指向线圈的电流方向，则拇指方向就是螺旋

管内部磁场的方向。

利用电流的磁效应可以制成磁悬浮列车、电动机定子、低压电器的电磁系统、

电磁铁、电磁起重机、磁性工作台等。

任务三感知电磁力(2课时)

学习目标

(1)理解电磁力的概念。

(2)学会计算电磁力的大小，学会判断电磁力的方向。

(3)掌握电磁力的应用。

一、磁场对载流导体的作用

我们把我流导体在磁场中所受的作用力称为电磁力，用F表示。根据这一原

理制成了电动机。

实验证明：电磁力F的大小与导体电流大小、导体在磁场中的有效长度及载

流导体所在位置的磁感应强度成正比。即

F=BILs\na(5-2)

式中，尸为导体受到的电磁力，N；8为磁感应强度，T；/为导体中的电流强度，

A；L为导体有效长度，m；a为直导体与磁感应方向夹角。

当导体垂直于磁感应强度的方向时，导体受到的电磁力最大；与导体平行时

不受力。

载流导体在磁场中受到的电磁力的方向可以用左手定则判断。

左手定则内容是：伸平左手，拇指与四指垂直并在一个平面上，让磁力线穿

过手心，四指指向电流方向，则拇指所指方向是导体受力方向。

二、磁场对通电矩形线圈的作用

根据磁场对通电矩形线圈的作用制成了很多电气设备和仪表，如直流电动机、

直流电压表、直流电流表、万用表等。

怎么才能使线圈连续旋转？在直流电动机中加入换向器，使得电动机始终瞬

时针旋转。

*任务四认知铁磁材料(2课时)

学习目标

(1)了解不同的铁磁材料的特性，掌握其用途。

(2)理解磁化、磁滞现象。

一、铁磁物质的磁化

原来不具有磁性的物质，在外磁场作用下产生磁性的现象，称为磁化。

二、磁化曲线

铁磁物质从完全无磁状态进行磁化的过程中，磁感应强度B将按照一定规

律随外磁场强度H的变化而变化，这种B-H关系曲线称为磁化曲线。

三、磁滞回线

如图5-24(a)所示(上面那个实验图标号)，当铁磁材料在交变磁场中进行

反复磁化时，可以得到图5-26所示的磁滞同线。

通过反复磁化得到的B-H曲线SRDS'R'DS称为磁滞回线。铁磁材料在反

复磁化过程中，B的变化总是滞后于H的变化，这一现象称为磁滞。

四、铁磁材料的分类

1.软磁材料

软磁材料指剩磁和矫顽力都很小的铁磁材料。可用来制造电动机、变压器、

继电器的铁心等。软磁材料主要有坡莫合金、铸钢、硅钢等。

2.硬磁材料

硬磁材料指指剩磁和矫顽力都很大的铁磁材料。硬磁材料适用于制作永磁铁,

主要有铝钢、钻钢、辂钢、铝银钻合金等。

3.矩磁材料

矩磁材料的磁滞回线形状如矩形。矩磁材料主要用来制作记忆元件，如存储

器的磁芯等。

*任务五认知磁路与磁路欧姆定律(2课时)

学习目标

(1)掌握磁路的基本概念。

(2)掌握磁路欧姆定律。

一、磁路的基本概念

1.磁路

磁通经过的闭合路径称为磁路。

2.磁动势

通电线圈的电流和线圈匝数的乘积，称为磁动势(磁通势),用符号Fm表示，

单位为安培(A)。

Fe=NI(5-3)

式中，N为线圈匝数；/为通过线圈的电流，Ao

3.磁阻

磁通通过磁路时所受到的阻碍作用称为磁阻，用符号Rm表示。磁阻的大小

与构成磁路的材料的性质有关，且与磁路的长度/成正比，与磁路的横截面积S

成反比：

式中，"为磁导率，H/m；/为磁路长度，m；S为磁路横截面积，

二、磁路欧姆定律

磁路中的磁通0等于作用在该磁路上的磁动势尸m除以磁路的磁阻Rn,这

就是磁路的欧姆定律。写成公式即

中=组(5-5)

&

任务六感知电磁感应现象(2课时)

学习目标

(1)了解电磁感应现象，掌握产生感应电流的条件。

(2)掌握楞次定律，学会用楞次定律判断感应电流的方法。

(3)掌握右手定则，学会用右手定则判断感应电流的方法。

一、电磁感应现象

如图5-32所示，将磁铁插入线圈，或把磁铁从线圈中拔出，观察电流表指

针的偏转情况。

大量实验证明：当闭合线圈中的磁通发生变化或导体相对于磁场运动而切割

磁力线时，在导体或线圈中都会产生电动势。若线圈或导体构成闭合回路，则导

体或线圈中将产生电流。

这种由于磁通变化而在导体或线圈中产生感应电动势的现象称为电磁感应。

由电磁感应产生的电动势称为感应电动势(感生电动势)，由感应电动势引起的

电流称为感应电流(感生电流)。

只要穿过闭合电路的磁通发生变化，闭合电路中就有电流产生。这就是发生

电磁感应现象的条件。

二、法拉第电磁感应定律与楞次定律

1.法拉第电磁感应定律

线圈中感应电动势的大小与穿过线圈的磁通变化率成正比，这个规律称为法

拉第电磁感应定律。

设加时间内通过线圈的磁通量为A。，则单匝线圈中产生的电动势的平均

值为

对于N匝线圈，其感应电动势为

式中，e为在时间内产生的感应电动势，V：N为线圈匝数；AO为线圈中的

磁通变化量；4为磁通变化所需要的时间，S。

法拉第电磁感应定律说明线圈中感应电动势的大小取决于线圈中磁通的变

化速率，而与线圈中磁通本身的大小无关。

2.楞次定律

应用楞次定律可以判断线圈中感应电动势或感应电流的方向。