2023学年完整公开课版电工基础

项目一电路及其基本定律的认识曾应华印

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制作：曾应华

任务一电路的认识一、电路的概念

电流流过的路径叫作电路，又称为电回路。二、电路的组成

电路由电源、负载（用电器）、导线（连接装置）和辅助设备（控制元件）等组成。

用规定的电气元件符号表示电路连接情况的图，叫作电路图。如下图所示。1、电源电源是提供电能的设备，功能是将非电能转变成电能。2、负载负载是电路中消耗电能的设备，功能是将电能转换为其他形式的能量。3、导线导线是用来把电源、负载、辅助设备连接成闭合回路的装置，起传输电能的作用。4、辅助设备辅助设备是用来实现对电路的控制、分配、保护及测量等作用的装置。项目一电路及其基本定律的认识曾应华印

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(二)电子电路

电力电路是由电气设备和元器件，按一定方式联接起来，为电荷流通提供路径的总体，也叫电力线路或称电气回路；直流电通过的电路称为“直流电路”;交流电通过的电路称为“交流电路”。三、电路的分类(一)电力电路

由电子元件和电子器件组成的电路叫电子电路。通常将电子设备中的电阻器、电容器、电感器、变压器、开关等称为电子元件,而将电子管、离子管、晶体管等称为电子器件。电子电路按组成方式,可分为分立电路和集成电路二大类。不论是分立电路还是集成电路，从处理信号上来看，可分为模拟电路和数字电路两类。电子电路分立电路集成电路模拟电路数字电路模拟电路数字电路集成电路亦称IC，是通过设计，将一般电路设计到半导体材料里的电路，也称为积体电路。电工基础曾应华印项目一电路及其基本定律的认识

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3、短路

通路是电路的正常工作状态，电路导通时，电路中有电流通过、有能量转换。四、电路的状态1、通路

有一种特殊的短路叫作短接，即把电路中的某个元件两端直接短接，电流不经过该原件，但电路中应有其它元件存在，这种情况有时是允许的。

电路中某一处断开，叫作断路或开路，此时电路中没有电流通过，也无能量转换，是电路的允许状态。2、断路

电源不经过负载而直接构成回路，电能全部消耗在内阻及导线和控制设备上，叫作断路；这种情况是绝不允许的。曾应华印电工基础曾应华印1、电流的定义电荷的定向移动形成电流，在金属导体中，电荷是电子；在液体、气体或半导体中移动的电荷是正负离子。一、电路的基本物理量(一)电流注：1KA=1×103A

1A=1×103mA

1mA=103µA

1µA=10-3mA=10-6A任务二电路中基本定律的认识项目一电路及其基本定律的认识

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曾应华印2、电流强度单位时间内通过导体横截面积的电荷量叫作电流强度，及电流的大小，简称电流；用符号I来表示，单位为安培，简称安，符号用A表示。常用的单位有千安、毫安、微安。电工基础曾应华印3、电流的方向人为规定正电荷移动的方向为电流方向；在电源外部，电流方向由高电位指向低电位(此时电流做功)，在电源内部，电流的方向是由低电位指向高电位(此时电流不做功)。项目一电路及其基本定律的认识

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曾应华印4、电流的参考方向任意选定某一方向作为电流的参考方向，称为参考正方向；当电流的实际方向与参考方向一致时，则电流为正；反之，则为负。在参考方向选定之后，电流值才有正负之分，此时的正负只代表方向，不代表大小。5、电流的分类大小和方向都不随时间变化的电流称为稳恒直流电流，简称直流；大小随时间变化，但方向不变的电流称为脉动直流。大小和方向都随时间变化的电流称为交流。电工基础曾应华印项目一电路及其基本定律的认识

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曾应华印单位正电荷从a点移动到b点时电场力所做的功，叫作a、b两点间的电压，记作Uab,单位为伏特，用V表示，简称伏。计算公式为：

Uab=W/q,常用的单位有千伏（KV）、毫伏（mV)、微伏（µV）；它们的换算关系和电流的类似；即1KV=1000V,1V=1000mV,1mV=1000µV.

与电流一样，电压不但有大小，而且有方向，与参考方向一致时为正，反之为负，电压总是对电路中的两点而言。(二)电压(三)电位1、参考点参考点又叫零电位点，是在电路中任意选定的点，并规定该点的电位为零，在工程中习惯上取大地为参考点。电工基础曾应华印项目一电路及其基本定律的认识

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曾应华印(四)电能2、电位电路中某点的电位就是该点到参考点之间的电压；由定义可知，电位是相对的，参考点变化时，电位也随之变化；而电压是绝对的，是电路中两点之间的电位差。1、电能的定义电能是指一段时间内电流所做的功，故又称为电功，用符号w表示，单位是焦耳（J）；电流做功的过程实际就是电能转换成其它形式能量的过程。2、电能的计算公式电能的计算公式为：w=UIT,如果所有物理量的单位都为国际单位，则电能的单位为焦耳，焦耳这个单位较小，工程上经常用千瓦时（kw.h)做单位，也就是我们平时所说的度；换算关系为：1度=1kwh=3.6×106J。电工基础曾应华印项目一电路及其基本定律的认识

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曾应华印1、电功率的定义电功率是衡量电能转换为其他形式能量的快慢，它等于单位时间内电流所做的功，用字母p表示，单位为瓦特（w)。(五)电功率2、电功率的计算公式电功率的计算公式为：p=IU,当电压的单位为伏特，电流的单位为安培时，功率的单位为瓦特。若电流在1秒钟内所做的功为1焦耳，则电功率就是1瓦特，电工率的常用单位还有千瓦、毫瓦等，换算关系为：1千瓦=1×103瓦，1瓦=1×103毫瓦。(六)电动势1、电动势的定义即非电场力将单位正电荷从电源负极移到电源正极所做的功，它表示电源将非电能转换成电能的能力，用符号E表示，单位为伏特。和电压的单位一样。电工基础曾应华印项目一电路及其基本定律的认识

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电工基础曾应华印(七)电阻2、电动势的计算公式

如果外力将1库伦正电荷从电源负极移动到正极所做的功是1焦耳，则电源的电动势等于1伏特，计算公式为：E=w/q,(w的单位为焦耳(J)，q的单位为库伦（c)。1、电阻的定义电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的一个物理量，用R表示，单位为欧姆（Ω），简称欧。2、电阻的计算公式

导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，并与导体的材料性质有关，其计算公式为：R=ᵖL/s。电工基础曾应华印项目一电路及其基本定律的认识

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曾应华印1、欧姆定律的定义流过电阻的电流大小，与电阻两端的电压成正比，与电阻的阻值成反比，这就是欧姆定律。二、电路的基本定律2、欧姆定律的内容欧姆定律的内容包括两个部分，即全电路欧姆定律和部分电路欧姆定律，我们可以用数学式表达如下。（全电路欧姆定律）I=（部分路欧姆定律）I=电工基础曾应华印项目一电路及其基本定律的认识

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曾应华印1、通路状态电源与负载接通组成闭合回路的状态，称为通路或负载工作状态，此时电路中的电流称为负载电流，当电源的电动势E和内阻r一定时，电流的大小取决于负载电阻R的大小，电路中的电流、电压、电阻受欧姆定律的约束，其基本特征如下。三、电路各状态下的基本特征I=E/(R+r);U=E-Ir;P=IU=IE-I2r

注：①电路中电流的最大值，受电源、负载、环境等因素的影响。②掌握额定值、额定工作状态的概念。电工基础曾应华印项目一电路及其基本定律的认识

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曾应华印2、开路状态如下图所示，当开关S断开电路不通，电流为零，电路不输出功率，电路的这种状态称为空载状态。此时，电路的端电压在数值上等于电源的电动势，叫做开路电压；用UOC表示；开路状态下的基本特征为：I=0,UOC=E,P=0。3、短路状态如右图所示，当外电路的电阻为零时，整个电路中只有电源的内阻r存在，一般的电源，内阻都很小，此时电流就会很大，电路的这种状态称为短路状态。此时的电流称为短路电流，用IS表示，在短路状态下，电路对外不输出功率，电能全部消耗在内阻上，电源会因温度升高而损坏。短路状态下的基本特征为：U=0;P=0；I=E/r注：一般电源的内阻都较小，短路时电流很大，为防止电源或线路损坏，通常在电路中安装熔断器或自动保护装置。电工基础曾应华印项目二直流电路的认识

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曾应华印1、电阻串联的定义

两个以上的电阻收尾相连，中间没有分支的连接方法，称为电阻的串联。只有串联电阻和电源组成的电路，称为电阻串联电路。右图为两个灯泡串联的实物及原理电路。可以看成是两个电阻串联的电路。如下图所示。任务一学习电阻的串联一、电阻串联电路电工基础曾应华印项目二直流电路的认识

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曾应华印2、串联电路的特点③电路的总电阻等于各串联电阻之和。即：R=R1+R2+R3+.....