第一章電工基礎知識高壓進網(wǎng)版本

1、第一章第一章 電工基礎知識電工基礎知識 本章主要介紹電常用基本物理量、直流電路、交流電路、本章主要介紹電常用基本物理量、直流電路、交流電路、 電磁感應等基本概念、定律，以及有關物理量間的相互關系，電磁感應等基本概念、定律，以及有關物理量間的相互關系， 為識圖、讀圖、分析電路、電路設計打基礎。為識圖、讀圖、分析電路、電路設計打基礎。 ： 、了解電的各主要物理量及基本公式的含義，弄清有、了解電的各主要物理量及基本公式的含義，弄清有 關公式物理量以及各符號的意義和單位。關公式物理量以及各符號的意義和單位。 、掌握各定律的內容及有關量間的關系，逐步學會分、掌握各定律的內容及有關量間的關系，逐步學會分

2、析電路的方法。析電路的方法。 、充分重視理論結合實際，將學到的基礎理論做為實、充分重視理論結合實際，將學到的基礎理論做為實 際設計、安裝、維修的理論依據(jù)。際設計、安裝、維修的理論依據(jù)。 E E E E E E 短路短路 開路開路 I U t t Q Q I I 2 2 S S I I J J 2 2 62.5mm62.5mm 2A2A 125A125A J J I I S S a b c o I1I2 I 可用箭頭表示：可用箭頭表示： I1 I2 I 或用下標表示：或用下標表示： Iao Ibo Ioc 在分析和計算電路時，常常要求出電流方向，尤其是在分析和計算電路時，常常要求出電流方向，尤其

3、是 較復雜電路，某段電路中實際電流方向難以確定，在這種較復雜電路，某段電路中實際電流方向難以確定，在這種 情況下，要設定參考方向，參考方向任意任意設定，當計情況下，要設定參考方向，參考方向任意任意設定，當計 算結果大于零時（即為正值），假設參考方向與實際電流算結果大于零時（即為正值），假設參考方向與實際電流 方向相同；如果計算結果小于零時（即為負值），那么假方向相同；如果計算結果小于零時（即為負值），那么假 設參考方向與實際電流方向相反。設參考方向與實際電流方向相反。 a b c o 4A 3A 例：如圖所示電路，例：如圖所示電路， 求出求出I Iao ao的大小和方向。 的大小和方向。 解：

4、解： 先設定先設定 I Iao ao的方向，如圖所示 的方向，如圖所示 根據(jù)基爾霍夫節(jié)點電流定律：根據(jù)基爾霍夫節(jié)點電流定律： I Iao ao+I +Ibo bo=I =Ioc oc I Iao ao=I =Ioc oc-I -Ibo bo 將已知數(shù)代入將已知數(shù)代入 I Iao ao=3-4=-1A =3-4=-1A 得數(shù)為負值，實際電流方得數(shù)為負值，實際電流方 向為向為I Ioa oa。 。 i 0t ： 無論無論t在什么時間段，在什么時間段， 電流電流i大小幅度不變、方向大小幅度不變、方向 不變，始終在正半周。不變，始終在正半周。 ： 雖方向不變，始終在雖方向不變，始終在 正半周，但大小幅

5、度隨正半周，但大小幅度隨t的的 變化而不斷變化，有一定變化而不斷變化，有一定 的交變成分。的交變成分。 i 0t ： 直流電在接通和斷開的瞬間都有個交變（即電流變化）直流電在接通和斷開的瞬間都有個交變（即電流變化） 過程。過程。 i 0t 電阻是電阻是反映物體對電流起阻礙作用大小反映物體對電流起阻礙作用大小的一個物理量。的一個物理量。 電阻這一物理量可衡量物體的導電能力，物體電阻小電阻這一物理量可衡量物體的導電能力，物體電阻小 導電能力就強，反之就弱。導電能力就強，反之就弱。 電阻用字母電阻用字母R、r表示。表示。 電阻的單位：電阻的單位：歐姆歐姆，簡稱歐，用字母，簡稱歐，用字母表示。表示。

6、物體的電阻是客觀存在的，物體的電阻是客觀存在的，不隨電壓的高低而變化不隨電壓的高低而變化。 ： 物體的電阻跟物體長度成正比，跟物體截面積成反比，物體的電阻跟物體長度成正比，跟物體截面積成反比， 并與物體的材料（電阻率）和溫度有關，可用以下公式表并與物體的材料（電阻率）和溫度有關，可用以下公式表 達達 S S L L R R R R：電阻（：電阻（） ：電阻率（：電阻率（m m） L L：長度（）：長度（） S S：截面積（：截面積（m m2 2） ：是與物體材料性質有關的物理量，稱為電：是與物體材料性質有關的物理量，稱為電 阻系數(shù)或電阻率。它是指長度阻系數(shù)或電阻率。它是指長度1 1米，橫截面米

7、，橫截面1 1平方毫米的某平方毫米的某 種材料的物體在種材料的物體在2 2時的電阻值。單位：時的電阻值。單位：m m。 不同的材料其電阻率也不同，下表列出幾種常用金屬不同的材料其電阻率也不同，下表列出幾種常用金屬 的電阻率。的電阻率。 ： 表中溫度系數(shù)表中溫度系數(shù)，說明電阻率與溫度有關，實驗證明，說明電阻率與溫度有關，實驗證明， 物體的溫度變化，電阻也隨之變化，一般導體溫度升高后，物體的溫度變化，電阻也隨之變化，一般導體溫度升高后， 導體的電阻值隨之增大，相對導電能力下降。（注：導體導體的電阻值隨之增大，相對導電能力下降。（注：導體 碳相反）碳相反） 我們把溫度升高我們把溫度升高1時，電阻所產(chǎn)

8、生的變動值與原電時，電阻所產(chǎn)生的變動值與原電 阻值的比值，稱為電阻溫度系數(shù)，用阻值的比值，稱為電阻溫度系數(shù)，用表示，單位表示，單位1/ t t1 1：變化前溫度：變化前溫度 t t2 2：變化后溫度：變化后溫度 R R1 1：t1t1時電阻值時電阻值 R R2 2：t2t2時電阻值時電阻值 ) )t t(t(tR R R RR R 1 12 21 1 1 12 2 一般金屬材料電阻溫度系數(shù)很小，但溫度很高時，電一般金屬材料電阻溫度系數(shù)很小，但溫度很高時，電 阻變化顯著，不可忽視。阻變化顯著，不可忽視。 在實際工作中，我們不但用電阻去衡量物體的導電能在實際工作中，我們不但用電阻去衡量物體的導電能

9、 力，我們還將具有一定阻值物質制作成實體元件，稱為電力，我們還將具有一定阻值物質制作成實體元件，稱為電 阻器。阻器。 電阻元件電阻元件：電阻：電阻 值、功率、允許偏差等。值、功率、允許偏差等。 ：在直流電：在直流電 路中，常用于分壓、分流、阻路中，常用于分壓、分流、阻 抗匹配等；交流電路中，電阻抗匹配等；交流電路中，電阻 器常用于限流。器常用于限流。 ： 電阻：電阻： 可變電阻：可變電阻： 電位器：電位器： L1 L2 L3 R1 R2 R3 R4 R5 R6 a bc d ub ua uc ud F F a bo Lao LboLab +- 電場方向電場方向 參參 考考 點點 F F a b

10、o Lao LboLab +- 電場方向電場方向 參參 考考 點點 F F a bo Lao LboLab +- 電場方向電場方向 參參 考考 點點 Q Q A A Q Q A A b bo o b b a ao o a a F F a bo Lao LboLab +- 電場方向電場方向 參參 考考 點點 F F a bo Lao LboLab +- 電場方向電場方向 參參 考考 點點 a b o R1R2 b a c d U=6V acacbcbc ababacacbcbc adadbdbd ababadadbdbd 我們已知道，電源是將非電能轉換為電能的裝置，那我們已知道，電源是將非電能轉

11、換為電能的裝置，那 么么衡量電源轉換本領大小的物理量衡量電源轉換本領大小的物理量稱為稱為電動勢。電動勢。 為了進一步分析，我們以發(fā)電機中為了進一步分析，我們以發(fā)電機中 的一段導體為例，簡述的一段導體為例，簡述。 金屬導體內部存在著大量的自由電金屬導體內部存在著大量的自由電 子，如對這些自由電子施加外力子，如對這些自由電子施加外力FW（如：（如： 磁場、摩擦等）會使其向導體的一端移磁場、摩擦等）會使其向導體的一端移 動，動， - - - FW 我們已知道，電源是將非電能轉換為電能的裝置，那我們已知道，電源是將非電能轉換為電能的裝置，那 么衡量電源轉換本領大小的物理量稱為么衡量電源轉換本領大小的物

12、理量稱為電動勢。電動勢。 電子移動的結果電子移動的結果, ,使導使導 體的這一端積累了負電荷，體的這一端積累了負電荷， 而導體的另一端則因缺少而導體的另一端則因缺少 電子呈現(xiàn)出正電荷積累，電子呈現(xiàn)出正電荷積累， 導體內正負電荷的分離，導體內正負電荷的分離， 在內部就產(chǎn)生了電場。在內部就產(chǎn)生了電場。 - - - FW 這時電子除了受外力作用外，還要受到電場力這時電子除了受外力作用外，還要受到電場力FD的作的作 用，電場力和外力方向相反，對電子的繼續(xù)移動起阻礙作用，電場力和外力方向相反，對電子的繼續(xù)移動起阻礙作 用。用。 - FW FD + - 我們已知道，電源是將非電能轉換為電能的裝置，那我們已

13、知道，電源是將非電能轉換為電能的裝置，那 么衡量電源轉換本領大小的物理量稱為么衡量電源轉換本領大小的物理量稱為電動勢。電動勢。 - - - FW - FW FD + - 開始時，外力大于電場力，電子向一端移動，當兩端開始時，外力大于電場力，電子向一端移動，當兩端 電荷積累到一定程度，就是當電場力電荷積累到一定程度，就是當電場力FD與外力與外力FW相等時，相等時， 電子停止了定向移動，導體兩端電荷的積累處于穩(wěn)定狀態(tài)。電子停止了定向移動，導體兩端電荷的積累處于穩(wěn)定狀態(tài)。 - FW FD + - 我們已知道，電源是將非電能轉換為電能的裝置，那我們已知道，電源是將非電能轉換為電能的裝置，那 么衡量電源

14、轉換本領大小的物理量稱為么衡量電源轉換本領大小的物理量稱為電動勢。電動勢。 可以看出，在外力作用下，電子在導體中定向移動需可以看出，在外力作用下，電子在導體中定向移動需 要做功。正電荷與電子相對運動，在外力的作用下，單位要做功。正電荷與電子相對運動，在外力的作用下，單位 正電荷從電源的負極經(jīng)電源內部移到正極所做的功，稱為正電荷從電源的負極經(jīng)電源內部移到正極所做的功，稱為 該電源的電動勢，用字母該電源的電動勢，用字母E、e表示。表示。 電動勢的單位是伏特。電動勢的單位是伏特。 電動勢方向是從低電位（電源負極）指向高電位（電電動勢方向是從低電位（電源負極）指向高電位（電 源正極）。源正極）。 電動

15、勢可稱為電位升。電動勢可稱為電位升。 通過電動勢產(chǎn)生過程的分析得知，電源兩端具有不同通過電動勢產(chǎn)生過程的分析得知，電源兩端具有不同 的電位差，這電位差稱電源端電壓，簡稱電源電壓，實際的電位差，這電位差稱電源端電壓，簡稱電源電壓，實際 上電源電動勢等于電源兩端的開路電壓。上電源電動勢等于電源兩端的開路電壓。 ： 電動勢僅存在于電源內部，而電源電壓不僅存在于電電動勢僅存在于電源內部，而電源電壓不僅存在于電 源兩端，而且也存在于電源外部，且兩者方向相反。源兩端，而且也存在于電源外部，且兩者方向相反。 EU U E + - 歐姆定律是電工理論中一個最基本、也是最重要的一歐姆定律是電工理論中一個最基本、

16、也是最重要的一 個定律，我們用它來分析計算線性電路中電流、電壓、電個定律，我們用它來分析計算線性電路中電流、電壓、電 阻三者的關系和大小。阻三者的關系和大小。 部分電路歐姆定律，它部分電路歐姆定律，它用于一個閉合電路中的某一段用于一個閉合電路中的某一段 含電阻的電路，不包括電源含電阻的電路，不包括電源，故又稱，故又稱無源支路歐姆定律無源支路歐姆定律。 ： 通過一段無源支路的電流，與支路兩端電壓成正比，通過一段無源支路的電流，與支路兩端電壓成正比， 與支路電阻成反比。與支路電阻成反比。 要滿足以上條件，導體及電阻溫度不變，電流與電壓要滿足以上條件，導體及電阻溫度不變，電流與電壓 方向一致。方向一

17、致。 ： R R U U I I 式中：式中： I支路電流（支路電流（A） U支路兩端電壓（支路兩端電壓（V） R電阻（電阻（） 上式也可表達成：上式也可表達成： I IR RU U I I U U R R 我們在實際工作中常用歐姆定律進行簡單計算，如：我們在實際工作中常用歐姆定律進行簡單計算，如： 一晶體管放大電路中，我們需測量其中某一個三極管的基一晶體管放大電路中，我們需測量其中某一個三極管的基 極、集電集、發(fā)射極電流，利用歐姆定律和萬用表，可在極、集電集、發(fā)射極電流，利用歐姆定律和萬用表，可在 不改動線路的情況下，測量并計算出各極電流。不改動線路的情況下，測量并計算出各極電流。 ： 先用

18、萬用表測出先用萬用表測出Rb、Rc、Re上降上降 壓，再利用支路歐姆定律求得：壓，再利用支路歐姆定律求得： b c e Uc Ub Ue b b b b b b R R U U I I c c c c c c R R U U I I e e e e e e R R U U I I 再如：再如： 某設備中，直流某設備中，直流24伏電源需用發(fā)光二極管做電源指示，伏電源需用發(fā)光二極管做電源指示， 發(fā)光二極管的發(fā)光參數(shù)：電壓發(fā)光二極管的發(fā)光參數(shù)：電壓3V，電流，電流10mA。應串多少。應串多少 歐姆的電阻歐姆的電阻R才能使發(fā)光二極管正常工作。才能使發(fā)光二極管正常工作。 已知：已知：UR+UV=24V

19、那么那么UR=24-UV=24-3=21V IR=IV=10mA ： + - DC24V R V 應選電阻值：應選電阻值： 由已知電流、電壓，根由已知電流、電壓，根 據(jù)歐姆定律算出電阻。據(jù)歐姆定律算出電阻。 21002100 0.010.01 2121 I I U U R R R R R R 應串接應串接2100電阻電阻 器對指示支路進行降壓、器對指示支路進行降壓、 限流。限流。 前面講過，如直流電路的極性不知，計算前可對電流、前面講過，如直流電路的極性不知，計算前可對電流、 電壓方向假設標定，在電流、電壓方向一致的基礎上任意電壓方向假設標定，在電流、電壓方向一致的基礎上任意 假定，看計算結果

20、，確定實際方向，正值，假定與實際相假定，看計算結果，確定實際方向，正值，假定與實際相 同；負值，則假定與實際相反。同；負值，則假定與實際相反。 全電路是指全電路是指有源的閉合回路有源的閉合回路，電源內部都存在內阻，電源內部都存在內阻ro。 兩公式比較，全電路歐姆定律與部公支路歐姆定律所兩公式比較，全電路歐姆定律與部公支路歐姆定律所 明顯不同的是，由于電路中含源，所以將電壓明顯不同的是，由于電路中含源，所以將電壓U換為電動換為電動 勢勢E，并且全電路歐姆定律還要考慮，并且全電路歐姆定律還要考慮電源內阻電源內阻ro的存在。的存在。 R R U U I I o o r rR R E E I I ro

21、 R I ： 通過該閉合回路的電流與回路的電動勢成正比，與回通過該閉合回路的電流與回路的電動勢成正比，與回 路中全部電阻成反比。（這里的全部電阻，除要考慮電源路中全部電阻成反比。（這里的全部電阻，除要考慮電源 內阻外，實際工作計算有時還需要考慮線路電阻）。內阻外，實際工作計算有時還需要考慮線路電阻）。 它們的關系式：它們的關系式： r ro o R Rr rR R E E I I I：回路電流（：回路電流（A） E：電源電動勢（：電源電動勢（V） R：負載電阻（：負載電阻（） ro：電源內阻（：電源內阻（） Rr：線路電阻（：線路電阻（） ro R I Rr 例：已知：例：已知：E=110V，

22、ro=0.2，Rr=0.4，R=9 求：求：工作正常時的電流工作正常時的電流I I； 負載兩端短路時的電流負載兩端短路時的電流I I； 電源兩端短路時電源兩端短路時I I”。 解：利用全電路歐姆定律可得解：利用全電路歐姆定律可得 roR Rr Rr G 1 11 1A A 9 90 0. .4 42 20 0. .2 2 1 11 10 0 R R2 2R Rr r E E I I r ro o 正常工作時正常工作時 例：已知：例：已知：E=110V，ro=0.2，Rr=0.4，R=9 求：求：工作正常時的電流工作正常時的電流I I； 負載兩端短路時的電流負載兩端短路時的電流I I； 電源兩端

23、短路時電源兩端短路時I I”。 解：利用全電路歐姆定律可得解：利用全電路歐姆定律可得 roR Rr Rr G 負載兩端短路時負載兩端短路時 1 11 10 0A A 0 0. .4 42 20 0. .2 2 1 11 10 0 2 2R Rr r E E I I r ro o 如無保護措施，發(fā)電機與線路均會短路時燒毀。如無保護措施，發(fā)電機與線路均會短路時燒毀。 例：已知：例：已知：E=110V，ro=0.2，Rr=0.4，R=9 求：求：工作正常時的電流工作正常時的電流I I； 負載兩端短路時的電流負載兩端短路時的電流I I； 電源兩端短路時電源兩端短路時I I”。 解：利用全電路歐姆定律可

24、得解：利用全電路歐姆定律可得 roR Rr Rr G 電源兩端短路時電源兩端短路時 如無有效保護措施，發(fā)電機將迅燒毀。如無有效保護措施，發(fā)電機將迅燒毀。 550A550A 0.20.2 110110 r r E E I I o o 有時在實際計算時，還會碰到一段含源支路電路。通有時在實際計算時，還會碰到一段含源支路電路。通 過一段含源支路的電流，不僅與支路電阻過一段含源支路的電流，不僅與支路電阻R R和端電壓和端電壓U U有關，有關， 還與支路電動勢有關。還與支路電動勢有關。 它們之間的關系式，根據(jù)電流、電壓、電動勢的方向它們之間的關系式，根據(jù)電流、電壓、電動勢的方向 來確定不同的表達式：來確

25、定不同的表達式： E E、U U、I I三者方向一致三者方向一致 E E、與、與U U、I I方向相反方向相反 U U與與I I 、E E三方向相反三方向相反 E E、U U方向與方向與I I方向相反方向相反 R R U UE E I I R R U UE E I I R R U UE E I I R R U UE E I I 以上可看出以上可看出U、E這兩個物理量，若與電流方向一致取這兩個物理量，若與電流方向一致取 “正正”，若與電流方向相反取，若與電流方向相反取“負負”。 電路中，二個以上電阻（可視為阻性負載）首尾依次電路中，二個以上電阻（可視為阻性負載）首尾依次 連接成串，這種連接方式叫

26、串聯(lián)。以這種方式組成的電路連接成串，這種連接方式叫串聯(lián)。以這種方式組成的電路 稱為稱為，它沒有分支，只有一條電路通道。，它沒有分支，只有一條電路通道。 1、串聯(lián)電路中流過每個串聯(lián)電路中流過每個 電阻的電流都相等電阻的電流都相等。 I=I1=I2=I3 因為在電壓因為在電壓U的作用下，每個電阻都有電流流過，由的作用下，每個電阻都有電流流過，由 于串聯(lián)電路無分支路，只有一條電流通路，且電流有不可于串聯(lián)電路無分支路，只有一條電流通路，且電流有不可 蓄存特性（蓄存特性（I入 入= I出 出），所以流過每個電阻上的電流都 ），所以流過每個電阻上的電流都 等于流入或流出電流。等于流入或流出電流。 在實際工

27、作中，我們利用這一特點對線路、設備限流。在實際工作中，我們利用這一特點對線路、設備限流。 如：電動機串電阻降壓啟動控制，就是利用串電阻來限制如：電動機串電阻降壓啟動控制，就是利用串電阻來限制 電動機的起動電流。電動機的起動電流。 2、串聯(lián)電路兩端的總電串聯(lián)電路兩端的總電 壓等于各電阻兩端電壓之和壓等于各電阻兩端電壓之和。 U=U1+U2+U3 由電壓和電位的關系可知：由電壓和電位的關系可知： UAB=A-BUBC=B-CUCD=C-D 將上面三式相加得：將上面三式相加得： UAB+ UBC +UCD=A-B+B-C+C-D=A-D 因為因為A-D= UAD，所以，所以 UAB+ UBC +UC

28、D= UAD 即：即： U1+U2+U3 =U 2、串聯(lián)電路兩端的總電串聯(lián)電路兩端的總電 壓等于各電阻兩端電壓之和壓等于各電阻兩端電壓之和。 U=U1+U2+U3 在實際工作中，我們利用在實際工作中，我們利用串聯(lián)電阻具有分壓串聯(lián)電阻具有分壓這一特性，這一特性， 在電路中串聯(lián)不同的電阻，就能取得不同的信號電壓。在電路中串聯(lián)不同的電阻，就能取得不同的信號電壓。 例如：我們只有例如：我們只有110V、 60W的兩只白熾燈，照明電壓為的兩只白熾燈，照明電壓為 220V，這時我們將兩燈串聯(lián)連，這時我們將兩燈串聯(lián)連 接即可使用，只要燈的功率相等，接即可使用，只要燈的功率相等， 兩燈上的降壓為額定電壓兩燈上

29、的降壓為額定電壓110V。 220V N L 3、串聯(lián)電路總電阻（等串聯(lián)電路總電阻（等 效電阻）等于各串聯(lián)電阻之效電阻）等于各串聯(lián)電阻之 和和。 R=R1+R2+R3 在分析電路時，為了在分析電路時，為了 方便，常用一個電阻來代方便，常用一個電阻來代 替幾個串聯(lián)電阻的總電阻，替幾個串聯(lián)電阻的總電阻， 我們稱之為我們稱之為。等。等 效后應符合歐姆定律的要效后應符合歐姆定律的要 求，即求，即 I I U U R R 3、串聯(lián)電路總電阻（等、串聯(lián)電路總電阻（等 效電阻）等于各串聯(lián)電阻之效電阻）等于各串聯(lián)電阻之 和。和。 R=R1+R2+R3 前面講過串聯(lián)電路總電流等于各電阻電流，總電壓等前面講過串聯(lián)

30、電路總電流等于各電阻電流，總電壓等 于各電阻降壓之和，那么于各電阻降壓之和，那么 要實際工作中，阻抗匹配時，通常無法達到標準電阻要實際工作中，阻抗匹配時，通常無法達到標準電阻 器的阻值，常采用若干個電阻器串聯(lián)，得到所需要的電阻器的阻值，常采用若干個電阻器串聯(lián)，得到所需要的電阻 值。值。 3 32 21 1 3 32 21 1 R RR RR R I I I IR RI IR RI IR R I I U U R R 4、在串聯(lián)電路中，各電在串聯(lián)電路中，各電 阻上分配的電壓與其電阻值正阻上分配的電壓與其電阻值正 比比。 U1：U2：U3=R1：R2：R3 串聯(lián)電路中，串聯(lián)電路中，串聯(lián)的電阻值越高，

31、分配的電壓就越大串聯(lián)的電阻值越高，分配的電壓就越大， 也就是說串聯(lián)電路中各電阻上降壓的大小與這個電阻占總也就是說串聯(lián)電路中各電阻上降壓的大小與這個電阻占總 電阻的比重有直接關系。這就是串聯(lián)電阻的分壓作用。電阻的比重有直接關系。這就是串聯(lián)電阻的分壓作用。 因為串聯(lián)電路的分壓比：因為串聯(lián)電路的分壓比： R Rn 那么那么 U U R R R R U U 1 1 1 1 U U R R R R U U 2 2 2 2 U U R R R R U U 3 3 3 3 在實際工作中，我們利用在實際工作中，我們利用 這一特點，可在一個電源上取這一特點，可在一個電源上取 出不同電壓等級的多個電源。出不同電壓

32、等級的多個電源。 先根據(jù)歐姆定律算出總電阻先根據(jù)歐姆定律算出總電阻 例如：有一個直流例如：有一個直流50V電源，實際需要電源，實際需要20V、18V、 12V三組電源。我們可用串聯(lián)電阻的方法來達到。三組電源。我們可用串聯(lián)電阻的方法來達到。 10001000 0.050.05 5050 I I U U R R 由于串聯(lián)電阻，由于串聯(lián)電阻，I=I1=I2=I3， 那么那么 4 40 00 0 0 0. .0 05 5 2 20 0 I I U U R R 1 1 1 1 3 36 6 0 0. .0 05 5 1 18 8 I I U U R R 2 2 2 2 2 24 40 0 0 0. .0

33、 05 5 1 12 2 I I U U R R 3 3 3 3 這種電路又稱為分配器。（功能近似于交流變壓器）這種電路又稱為分配器。（功能近似于交流變壓器） U1=20V U=50V U3=12VU2=18V I=50mA 又例如：有一指針式表頭，又例如：有一指針式表頭， 其參數(shù)為其參數(shù)為Ia=50A （即滿刻（即滿刻 度），內阻度），內阻Ra=3k。若要改。若要改 裝成能測量裝成能測量10V電壓的電壓表，電壓的電壓表， 應串聯(lián)多大電阻。應串聯(lián)多大電阻。 首先，算出此表頭可測量最大電壓：（表頭滿刻度降壓）首先，算出此表頭可測量最大電壓：（表頭滿刻度降壓） Ua=Ia Ra=5010-6310

34、3=0.15伏伏 顯然，它直接測量顯然，它直接測量10V是不行的，需串聯(lián)分壓電阻擴大量程。是不行的，需串聯(lián)分壓電阻擴大量程。 需串聯(lián)一個需串聯(lián)一個197k電阻就能把表頭改裝成測量電阻就能把表頭改裝成測量10V10V電電 壓的電壓表。壓的電壓表。 1 19 97 7k k 1 10 05 50 0 0 0. .1 15 51 10 0 I I U UU U I I U U R R 6 6 a a a a a a L L L L Ia U=0V ULUa RaRL 兩個以上電阻的兩端分別連在一起，這種連接方法叫兩個以上電阻的兩端分別連在一起，這種連接方法叫 并聯(lián)。并聯(lián)。 兩個以上電阻的兩端分別連兩

35、個以上電阻的兩端分別連 在一起，這種連接方法叫并聯(lián)。在一起，這種連接方法叫并聯(lián)。 并聯(lián)這種連接方式在實際工并聯(lián)這種連接方式在實際工 作中運用的極為普遍，一般在生作中運用的極為普遍，一般在生 產(chǎn)生活中所用的電氣設備都是并產(chǎn)生活中所用的電氣設備都是并 聯(lián)安裝。聯(lián)安裝。 220 3 3 3 L1 L2 L3 1、在并聯(lián)電路中，各電阻在并聯(lián)電路中，各電阻 兩端的電壓相等，且等于電路兩兩端的電壓相等，且等于電路兩 端電壓端電壓。 U=U1=U2=U3 在實際工作中，并聯(lián)安裝用電設備所需電壓等級相同，在實際工作中，并聯(lián)安裝用電設備所需電壓等級相同， 可使廠家生產(chǎn)設備額定電壓標準化，電力部門供電、配電可使廠

36、家生產(chǎn)設備額定電壓標準化，電力部門供電、配電 也可按標準統(tǒng)一。也可按標準統(tǒng)一。 2、并聯(lián)電路中，總電流等并聯(lián)電路中，總電流等 于各電阻中的電流之和于各電阻中的電流之和。 I= I 1+ I 2+ I 3 不難看出，電流從正極流出后，分三條支路繼續(xù)流動，不難看出，電流從正極流出后，分三條支路繼續(xù)流動， 由于電流的不可蓄存性（由于電流的不可蓄存性（I入 入= I出 出），三個支路的電流 ），三個支路的電流 在負極匯合流回電源，所以我們說并聯(lián)電路有分流作用。在負極匯合流回電源，所以我們說并聯(lián)電路有分流作用。 2、并聯(lián)電路中，總電流等并聯(lián)電路中，總電流等 于各電阻中的電流之和于各電阻中的電流之和。 I

37、= I 1+ I 2+ I 3 在實際工作中，在實際工作中， 測量較大的直流電流測量較大的直流電流 時，我們常選用的分時，我們常選用的分 流器，就是利用并聯(lián)流器，就是利用并聯(lián) 電路這一特點。電路這一特點。 a 分流器分流器 a 3、并聯(lián)電路的總電阻（等并聯(lián)電路的總電阻（等 效電阻）的倒數(shù)等于各電阻的倒效電阻）的倒數(shù)等于各電阻的倒 數(shù)之和數(shù)之和。 并聯(lián)后總電壓與各支路電壓相等，總電流為各支路電并聯(lián)后總電壓與各支路電壓相等，總電流為各支路電 流相加，根據(jù)歐姆定律。流相加，根據(jù)歐姆定律。 3 32 21 1 R R 1 1 R R 1 1 R R 1 1 R R 1 1 3、并聯(lián)電路的總電阻（等并聯(lián)

38、電路的總電阻（等 效電阻）的倒數(shù)等于各電阻的倒效電阻）的倒數(shù)等于各電阻的倒 數(shù)之和數(shù)之和。 I I U U R R 3 32 21 1 R R U U R R U U R R U U U U R R 得出得出 同乘得出同乘得出 U 1 3 32 21 1 R R 1 1 R R 1 1 R R 1 1 1 1 R R 3 32 21 1 R R 1 1 R R 1 1 R R 1 1 R R 1 1 在并聯(lián)電路計算中在并聯(lián)電路計算中,我們常用我們常用 “”作為并聯(lián)記號。作為并聯(lián)記號。 如：兩個電阻并聯(lián)，可寫成如：兩個電阻并聯(lián)，可寫成 R1R2= 21 21 RR RR 三個電阻并聯(lián)三個電阻并聯(lián)

39、 R1R2R3= 133221 321 RRRRRR RRR 在并聯(lián)電路計算中在并聯(lián)電路計算中,我們常用我們常用 “”作為并聯(lián)記號。作為并聯(lián)記號。 若多電阻并聯(lián)，且電阻值相若多電阻并聯(lián)，且電阻值相 等。等。 n n R R R R 1 1 n 總電阻等于其中一個電阻的電阻值除電阻數(shù)。總電阻等于其中一個電阻的電阻值除電阻數(shù)。 4、并聯(lián)電路中，通過各個并聯(lián)電路中，通過各個 電阻的電流與它的阻值成反比電阻的電流與它的阻值成反比。 3 32 21 1 3 32 21 1 R R 1 1 : : R R 1 1 : : R R 1 1 :I:I:I:II I 1 1 1 1 R R U U I I 2

40、2 2 2 R R U U I I 3 3 3 3 R R U U I I 4、并聯(lián)電路中，通過各、并聯(lián)電路中，通過各 個電阻的電流與它的阻值成個電阻的電流與它的阻值成 反比。反比。 由于并聯(lián)電路由于并聯(lián)電路U=Un，而，而U=IR，Un=InRn IR=InRn其中：其中： R=R1R2R3Rn I n n n n R R R R I I n U 1234n 為并聯(lián)電路的分流比為并聯(lián)電路的分流比 n R R 并聯(lián)電路中，并聯(lián)支并聯(lián)電路中，并聯(lián)支 路電阻越大，電流分配到路電阻越大，電流分配到 的就越小的就越小。 在并聯(lián)電路的分析與計算中，在并聯(lián)電路的分析與計算中， 最常見的為兩條支路的電路。最

41、常見的為兩條支路的電路。 根據(jù)分流公式：根據(jù)分流公式： I n n n n R R R R I I U 12 I I ) )R R( (R R R R I I ) )R R( (R RR R R RR R I I R R R RR R R RR R I I 2 21 1 2 2 2 21 11 1 2 21 1 1 1 2 21 1 2 21 1 1 1 I I ) )R R( (R R R R I I ) )R R( (R RR R R RR R I I R R R RR R R RR R I I 2 21 1 1 1 2 21 12 2 2 21 1 2 2 2 21 1 2 21 1 2

42、 2 并聯(lián)電路的分析與計算并聯(lián)電路的分析與計算 中，兩條支路以上的電路，中，兩條支路以上的電路， 計算其電流分配，應用分流計算其電流分配，應用分流 公式：公式： I n n n n R R R R I I 我們常見的指針式儀表我們常見的指針式儀表 其表頭（測量機構）一般都其表頭（測量機構）一般都 是電流表，在表頭內一定有是電流表，在表頭內一定有 一個分流電阻與測量機構并一個分流電阻與測量機構并 聯(lián)，作用就是為了分流。聯(lián)，作用就是為了分流。 n U 1234n a 分流電阻分流電阻 1. 1. 運用歐姆定律及電阻串、并聯(lián)能運用歐姆定律及電阻串、并聯(lián)能 進行化簡、計算的直流電路，叫簡單直流電路。進

43、行化簡、計算的直流電路，叫簡單直流電路。 2.2. 不能用電阻串、并聯(lián)化簡的直流不能用電阻串、并聯(lián)化簡的直流 電路叫復雜直流電路。電路叫復雜直流電路。 電路的幾個基本術語電路的幾個基本術語 1 1.電路中的每一個分支叫電路中的每一個分支叫 支路。它由一個或幾個相互串聯(lián)的電支路。它由一個或幾個相互串聯(lián)的電 路元件所構成。路元件所構成。 2 2.：三條或三條以上支路：三條或三條以上支路 所匯成的交點叫節(jié)點。所匯成的交點叫節(jié)點。 3 3.電路中任一閉合路徑都叫回路。一個回路可能電路中任一閉合路徑都叫回路。一個回路可能 只含一條支路，也可能包含幾條支路。其中最簡單的回路又只含一條支路，也可能包含幾條支

44、路。其中最簡單的回路又 叫獨立回路或網(wǎng)孔。叫獨立回路或網(wǎng)孔。 基爾霍夫第一定律基爾霍夫第一定律 在任一瞬間，流進某一節(jié)點的電流之和恒等于流出在任一瞬間，流進某一節(jié)點的電流之和恒等于流出 該節(jié)點的電流之和，即該節(jié)點的電流之和，即 ，又名，又名。 出進 II 對于節(jié)點對于節(jié)點 A： 321 III 0III 321 0I 即對于任一節(jié)點來說，流即對于任一節(jié)點來說，流 入（或流出）該節(jié)點電流的代入（或流出）該節(jié)點電流的代 數(shù)和恒等于零。數(shù)和恒等于零。 分析方法：分析方法： 1.1.先任意假設支路電流的參考方向，列出節(jié)點電流方先任意假設支路電流的參考方向，列出節(jié)點電流方 程。通?？蓪⒘鬟M節(jié)點的電流取為

45、正值，流出節(jié)點的電流程。通?？蓪⒘鬟M節(jié)點的電流取為正值，流出節(jié)點的電流 取為負值。取為負值。 如圖所示，已知如圖所示，已知 I1=2A，I2=-3A， I3=-2A 。試求。試求I4 。 解：解：由基爾霍夫第一定律可知由基爾霍夫第一定律可知 0IIII 4321 02)(3)(2 4 I 3A 4 I 舉例：舉例： 2.2.根據(jù)計算值的正負確定未知電流的實際方向。根據(jù)計算值的正負確定未知電流的實際方向。 基爾霍夫第一定律的推廣應用：基爾霍夫第一定律的推廣應用： 基爾霍夫第一定律可以推廣應用于任一假設的閉合面，基爾霍夫第一定律可以推廣應用于任一假設的閉合面， 即：在任一瞬間，流入某一閉合曲面的電

46、流恒等于流出該即：在任一瞬間，流入某一閉合曲面的電流恒等于流出該 閉合曲面的電流。閉合曲面的電流。 舉例：圖示電路中閉合面包含一個三角形電路，它有舉例：圖示電路中閉合面包含一個三角形電路，它有 三個節(jié)點。應用基爾霍夫第一定律可以列出：三個節(jié)點。應用基爾霍夫第一定律可以列出： CAABA III ABBCB III BCCAC III 此三式相加，得此三式相加，得 0III CBA 0I即即 基爾霍夫第二定律基爾霍夫第二定律 在任一閉合回路中，各段電路電壓降的代數(shù)和恒等于在任一閉合回路中，各段電路電壓降的代數(shù)和恒等于 零，即，又名零，即，又名。 0U 基爾霍夫第二定律基爾霍夫第二定律 基爾霍夫第

47、二定律的等價表示形式基爾霍夫第二定律的等價表示形式 如圖所示，按虛線方向循環(huán)一周，根據(jù)電壓與電如圖所示，按虛線方向循環(huán)一周，根據(jù)電壓與電 流的參考方向可列出：流的參考方向可列出： 即：即：0 122211 EERIRI 221121 RIRIEE 可得基爾霍夫第二可得基爾霍夫第二 定律的另一種表示形式定律的另一種表示形式 IRE 0 bcdbadca UUUU 基爾霍夫第二定律基爾霍夫第二定律 基爾霍夫第二定律的等價表示形式基爾霍夫第二定律的等價表示形式 基爾霍夫第二定律的基爾霍夫第二定律的 另一種表示形式另一種表示形式 IRE 含義：在任一回路的含義：在任一回路的 循環(huán)方向上，回路中電動循環(huán)

48、方向上，回路中電動 勢的代數(shù)和恒等于電阻上勢的代數(shù)和恒等于電阻上 電壓降的代數(shù)和。電壓降的代數(shù)和。 基爾霍夫第二定律的推廣應用：基爾霍夫第二定律的推廣應用： 可推廣應用于不完全由實際元件構成的假想回路。可推廣應用于不完全由實際元件構成的假想回路。 如圖所示，可得如圖所示，可得 0 ABBA UUUU 或或 BAAB UUU 所謂支路電流法是以各支路電流為未知數(shù)，根據(jù)基所謂支路電流法是以各支路電流為未知數(shù)，根據(jù)基 爾霍夫定律列出方程組，然后聯(lián)立方程組，求得各支路爾霍夫定律列出方程組，然后聯(lián)立方程組，求得各支路 電流。電流。 ： 1 1.標出各支路的電流參考方向和獨立回路的循環(huán)方向。標出各支路的電

49、流參考方向和獨立回路的循環(huán)方向。 2 2.用基爾霍夫第一、第二定律列出節(jié)點電流方程式和回用基爾霍夫第一、第二定律列出節(jié)點電流方程式和回 路電壓方程式。路電壓方程式。 3 3.代入已知解聯(lián)立方程式，求出各支路電流的大小，并代入已知解聯(lián)立方程式，求出各支路電流的大小，并 確定各支路電流的實際方向。確定各支路電流的實際方向。 如圖所示為兩個電源并聯(lián)對負載供電的電路。已知：如圖所示為兩個電源并聯(lián)對負載供電的電路。已知： E1=18V， E2=9V ， R1=R2=1 ， R3 =4 ，求各支路電流。 ，求各支路電流。 解：解： 321 III （1 1）假設各支路）假設各支路 電流方向和回路循環(huán)方向。

50、電流方向和回路循環(huán)方向。 （2 2）電路中只有兩個節(jié)點，）電路中只有兩個節(jié)點， 只能列出一個獨立的節(jié)點只能列出一個獨立的節(jié)點 電流方程式。電流方程式。 對于節(jié)點對于節(jié)點A： 33111 RIRIE 33222 RIRIE 另外，兩個方程式由基爾霍夫第二定律列出。另外，兩個方程式由基爾霍夫第二定律列出。 對于回路對于回路1 1：對于回路對于回路2 2： （3）代入已知解聯(lián)立方程式）代入已知解聯(lián)立方程式 321 III 31 418II 32 4II9 解得解得 6A 1 I 3A 2 I 3A 3 I （實際方向與假設方向相同）（實際方向與假設方向相同） （實際方向與假設方向相反）（實際方向與假

51、設方向相反） （實際方向與假設方向相同）（實際方向與假設方向相同） 321 III 33111 RIRIE 33222 RIRIE t t R R U U W W 2 2 t t W W P P t t U UI It t t t W W P P U UI IP P R R U U P P 2 2 R R U U P P 2 2 ro 0 0. .1 18 8A A 2 22 20 0 4 40 0 U U P P I I t t R R U U Q Q 2 2 人們把具有吸引鐵、鎳、鈷等物質的性質稱為人們把具有吸引鐵、鎳、鈷等物質的性質稱為。 具有磁性的物體叫具有磁性的物體叫。 使原來不帶有

52、磁性的使原來不帶有磁性的 物體具有磁性的過程，叫物體具有磁性的過程，叫 天然存在的磁鐵（磁鐵礦）叫天然存在的磁鐵（磁鐵礦）叫。經(jīng)過一定工。經(jīng)過一定工 藝磁化過的磁鐵，叫藝磁化過的磁鐵，叫。在電氣設備上使用的絕大。在電氣設備上使用的絕大 部分為人造磁鐵。部分為人造磁鐵。 磁不但能通過永久磁鐵產(chǎn)生，而且還可以通過電流通磁不但能通過永久磁鐵產(chǎn)生，而且還可以通過電流通 過導體產(chǎn)生。只要有電流存在就有磁的存在，電的磁效應過導體產(chǎn)生。只要有電流存在就有磁的存在，電的磁效應 和熱效應一樣，是在產(chǎn)生電流的同時隨之產(chǎn)生的。和熱效應一樣，是在產(chǎn)生電流的同時隨之產(chǎn)生的。 磁鐵兩端磁性最強的區(qū)域我們稱磁鐵兩端磁性最強

53、的區(qū)域我們稱。人們常用的指。人們常用的指 北針，無論如何移動、轉動，針頭所指方向不變，指北針北針，無論如何移動、轉動，針頭所指方向不變，指北針 的的N極指向北面，極指向北面，S極指向南面。極指向南面。 磁極分磁極分和和。磁極具有。磁極具有， 的特性。磁極間相互作用力我們稱之為的特性。磁極間相互作用力我們稱之為。 實驗證明，如果把一條磁鐵分成幾段，折斷處會出現(xiàn)實驗證明，如果把一條磁鐵分成幾段，折斷處會出現(xiàn) 兩個相異的磁性。繼續(xù)下去，會具有同樣現(xiàn)象，我們永遠兩個相異的磁性。繼續(xù)下去，會具有同樣現(xiàn)象，我們永遠 找不到一個單獨存在的磁極，也就是說找不到一個單獨存在的磁極，也就是說N極和極和S極總是相極

54、總是相 對存在的對存在的。 磁體周圍存在磁力作用的空間稱為磁體周圍存在磁力作用的空間稱為。 互相不接觸的磁體之間具有的相互作用力，就是通過互相不接觸的磁體之間具有的相互作用力，就是通過 磁場這一特殊物質進行傳遞的。磁場這一特殊物質進行傳遞的。 （磁場和電場一樣，都是一種特殊物質，之所以被稱（磁場和電場一樣，都是一種特殊物質，之所以被稱 為特殊物質，是因為他們不是由分子和原子所組成。）為特殊物質，是因為他們不是由分子和原子所組成。） 為了形象地描述磁場，人們抽象的引出為了形象地描述磁場，人們抽象的引出這一概這一概 念。念。 我們規(guī)定，我們規(guī)定， ，我們通常以磁力線方向表示磁場方向。，我們通常以磁

55、力線方向表示磁場方向。 圖中圖中a、b磁場面積相同，圖磁場面積相同，圖b的磁力線根數(shù)多于圖的磁力線根數(shù)多于圖a， 而且圖而且圖b磁力線的密度也大于磁力線的密度也大于a，可以認為圖，可以認為圖b磁場強于磁場強于a。 N S 圖圖a N S 圖圖b 磁力線是人們假設想出來的，我們用磁力線根數(shù)的多磁力線是人們假設想出來的，我們用磁力線根數(shù)的多 少和疏密度來描繪磁場的強弱。少和疏密度來描繪磁場的強弱。 前面講到磁場強度可以用磁力線的多少和疏密程度來前面講到磁場強度可以用磁力線的多少和疏密程度來 描述，但它只能定性分析、相對比較，具體數(shù)量無法確定。描述，但它只能定性分析、相對比較，具體數(shù)量無法確定。 計

56、論磁感應強度前，計論磁感應強度前， 我們先引出磁中很重要的我們先引出磁中很重要的 物理量物理量。 N S 圖圖a N S 圖圖b 通過與磁場方向垂直的某一面積上的磁力線的總數(shù)，通過與磁場方向垂直的某一面積上的磁力線的總數(shù)， 叫做通過該面積的叫做通過該面積的，簡稱，簡稱，用字母，用字母表示。它表示。它 的單位是韋伯（的單位是韋伯（Wb），簡稱韋。工程上常用比韋小的單），簡稱韋。工程上常用比韋小的單 位是麥（麥克斯韋）位是麥（麥克斯韋），用，用Mx表示。表示。 1 1韋（韋（WbWb）=10=108 8麥（麥（MxMx） 為此引入了磁通這一為此引入了磁通這一 物理量來定量描述磁場在物理量來定量描述

57、磁場在 一定面積上的分布情況。一定面積上的分布情況。 N S 圖圖a N S 圖圖b 。 這一點在工程上有極其重要的意義，如：變壓器、電磁鐵這一點在工程上有極其重要的意義，如：變壓器、電磁鐵 提高效率的重要因數(shù)之一就是減小漏磁通，也就是希望全提高效率的重要因數(shù)之一就是減小漏磁通，也就是希望全 部磁力線盡可能多的通過鐵芯的截面積，以減少漏磁損耗，部磁力線盡可能多的通過鐵芯的截面積，以減少漏磁損耗， 提高效率。所以變壓器、電磁鐵的鐵芯都用高導磁材料制提高效率。所以變壓器、電磁鐵的鐵芯都用高導磁材料制 成，以降低磁阻，增加磁通量。成，以降低磁阻，增加磁通量。 為此引入了磁通這一為此引入了磁通這一 物

58、理量來定量描述磁場在物理量來定量描述磁場在 一定面積上的分布情況。一定面積上的分布情況。 N S 圖圖a N S 圖圖b 磁感應強度的磁感應強度的： 垂直通過單位面積的磁力線數(shù)目（磁通）叫做該點的垂直通過單位面積的磁力線數(shù)目（磁通）叫做該點的 磁感應強度，簡稱磁感應。磁感應強度，簡稱磁感應。 在均勻磁場中，磁感應強度要表示為在均勻磁場中，磁感應強度要表示為 磁感應強度又稱磁感應強度又稱，是研究磁場中各點的強弱，是研究磁場中各點的強弱 和方向的一物理量，用字母和方向的一物理量，用字母B 表示。表示。 S S B B 式中：式中： B：磁感應強度（韋：磁感應強度（韋/米米2） ：磁通（韋）：磁通（

59、韋） S：面積（米：面積（米2） 磁感應強度的磁感應強度的： 垂直通過單位面積的磁力線數(shù)目（磁通）叫做該點的垂直通過單位面積的磁力線數(shù)目（磁通）叫做該點的 磁感應強度，簡稱磁感應。磁感應強度，簡稱磁感應。 在均勻磁場中，磁感應強度要表示為在均勻磁場中，磁感應強度要表示為 磁感應強度又稱磁感應強度又稱，是研究磁場中各點的強弱，是研究磁場中各點的強弱 和方向的一物理量，用字母和方向的一物理量，用字母B 表示。表示。 S S B B 磁感應強度的單位常用的有：韋磁感應強度的單位常用的有：韋/米米2（T）稱做特斯拉，）稱做特斯拉， 簡稱特。和麥簡稱特。和麥/厘米厘米2叫做高斯（叫做高斯（Gs），簡稱高

60、。它們間關），簡稱高。它們間關 系：系： 1特（特（T）=104高斯（高斯（Gs） 此式表明，通過單位面積的磁通數(shù)越此式表明，通過單位面積的磁通數(shù)越 多，磁力線越密，磁場也越強。多，磁力線越密，磁場也越強。 S S B B 磁感應強度不但表示了磁場中某點的磁感應強度不但表示了磁場中某點的 強弱，而且還能表示出該點的磁場方向，強弱，而且還能表示出該點的磁場方向， 可以說它是一個矢量?？梢哉f它是一個矢量。 若磁場中各點的磁感應強度的大小、若磁場中各點的磁感應強度的大小、 方向相同，我們稱之為方向相同，我們稱之為，在均勻，在均勻 磁場中，磁力線是等距離平行直線。磁場中，磁力線是等距離平行直線。 N