電工培訓2.2(直流電路)

1、 電工基礎知識維修電工培訓維修電工培訓第一節(jié) 直流電路第一章 電工基礎知識 1、電路的組成及作用 電路：電流所通過的路徑。 電路的作用是進行電能的傳輸和轉換，或是實現(xiàn)信號的傳遞和處理。 電路是由某些電氣設備和元器件按一定方式連接組成。 電路可分成電源、負載和中間環(huán)節(jié)三個部分 電源是提供電能的設備，是電路工作的能源，電源的作用是將非電能轉換成電能。 負載是用電設備，是電路中的主要耗電器件。負載的作用是將電能轉換成非電能。 中間環(huán)節(jié)是指電源與負載之間的部分。一、一、 電路的組成及各部分的作用電路的組成及各部分的作用電池電池燈泡燈泡EIRU+_電源電源 2、電路的工作狀態(tài) （1）開路狀態(tài) （2）斷路

2、狀態(tài) （3）短路狀態(tài) 忽略電路元器件的次要因素，將其理想化，并用規(guī)定的電氣圖形符號表示所組成的電路，稱為電路二、電流二、電流1、電流的概念與分類帶電粒子（電荷）的定向運動形成電流。電流的方向不變?yōu)橹绷鱅(DC)。方向和大小都變化為交流i(AC)。 IQ/t （取決于在一定時間內，通過導體橫截面的電荷量） I 電流強度（A） Q 電荷量（C） t 時間（S） 2 2、電流的單位、電流的單位 安培（安培（A A） 電流單位換算1A103mA 1mA103A， 1 kA103A3、電流的方向 規(guī)定：正電荷運動的方向為電流的實際方向。 假設的電流流向稱為電流的參考方向。分析：當參考方向與實際方向相同時

3、，則I0 當參考方向與實際方向相反時，則I0，負值表示方向相反而不是負電流值）1、電動勢的定義電動勢是衡量電源力移動電荷做功能力的物理量電動勢：電源力將單位正電荷從電源的負極移到正極所做的功。 E=W電源力/Q三、電動勢三、電動勢2、單位字母符號：E 單位：V（伏）3、電動勢的方向E的方向是從低電位（電源負極）指向高電位（電源正極）四、四、 電壓與電位電壓與電位1、電壓（1）電壓的電壓是衡量電場力作功率領的大小 在電場中，電場力F的將電荷Q由A點移動至B點.到做的功WAB與電荷的比值。 UAB=WAB/Q 電場力將單位正電荷從電場中的a 點移到b點所做的功，稱其為a、b兩點間的電壓。（2）電壓

4、的方向電壓方向規(guī)定為由高電位指向低電位三種表示法：箭頭表示 雙下標表示 UAB習慣上把電位降低的方向作為電壓的實際方向。（3）電壓的單位 伏特（V）1V103mV 1mV103V 1kV103V2、電位電位：某點與參考點之間的電壓：用U（或）表示 單位V把參考點的位稱為零電位。即如A點參考點則A 0V）通常選大地為參考點，把大地的電位作為零電位點。任意兩點間的電位差：UABUA-UB或ABA-B 電壓與電位的異同點： 電位是某點對參考點的電壓，電壓是某兩點間的電位差； 電位是相對量，隨參考點的改變而改變，而電壓是絕對 量，不隨參考點的改變而改變。例1-1已知 VA=10V，VB=10V，VC=

5、5V，求UAB和UBC各為多少？n解：根據(jù)電位差與電位的關系n UAB=VA-VB=10-（-10）=20Vn UBC=VB-VC=（-10）-5=-15V五、五、 電阻器電阻器1、電阻器的概念 電阻器反映導體對電流起阻礙作用的大小，簡稱電阻 “R”符號表示。 RL/S L：導體長度（m）S：橫截面積（MM的平方）：導體的電阻率（ M）3、電阻器分類： 固定電阻 可變電阻 碳膜電阻 線繞 金屬膜電阻2、單位：為歐姆（）1K=103 1M=1064、主要指標：標稱阻值承受功率允許偏差 5、標志方法：色環(huán)法色標符號方法： 棕（偏差） 金（倍乘） 黃（第三位） 紫（第二位） 棕（第一位）黑黑0棕棕1

6、紅紅2橙橙3黃黃4綠綠5藍藍6紫紫7灰灰8白白9銀銀10-2金金10-11、部分電路歐姆定律部分電路歐姆定律：（不含電源電路）內容：流過導體的電流與這段導體兩端電壓成正比，與導體的電阻成反比 I=U/R式中R為電阻，單位為歐姆， 電阻一定時，電壓愈高電流愈大； 電壓一定，電阻愈大電流就愈小。六、六、 歐姆定律歐姆定律2、全電路歐姆定律全電路歐姆定律（含源電路）內容：電路中電流與電源電動勢成正比，與內外電阻之和成反比/（+）公式變形：E=IR+Ir=I(R+r)=U=U0分析：由U=E-Ur=E-Ir可知： 當電阻R為無窮大，I=0 U=E（最高） 當電阻R變小，I 增大 U減小 當電阻R變大，

7、I 減小 U增大七、七、 電阻的連接電阻的連接1 1、電阻的串聯(lián)、電阻的串聯(lián) 兩個或多個電阻頭尾依次相連，稱為電阻的串聯(lián)。電阻串聯(lián)的特點： （1）電流相等 I I1=I2=In ； （2）總電壓等于各個電壓之和 U=U1+U2=IR1+IR2； （3）R=R1+R2-+Rn；總電阻等于各個電阻之和， （4）串聯(lián)電阻有分壓作用。 分壓式：U1=R1U/R1+R2；U2=R2U/R1+R2 。2、電阻并聯(lián)兩個或兩個以上電阻接在電路中相同的兩點之間，并承受相同的電壓。 電阻并聯(lián)的特點：（1）電壓相同， U=U1=U2-=Un；（2）總電流等于各個電流之和， I=I1+I2-+In；（3）總電阻的倒數(shù)

8、等于各個電阻倒數(shù)之和。 1/R=1/R1+1/R2-+1/Rn， 若只有兩個電阻并聯(lián)即R=R1并R2=R1R2/R1+R2；（4）電阻并聯(lián)具有分流作用，分流式： I1=R2I/R1+R2 I2=R1I/R1+R2 八、八、 電功與電功率電功與電功率1、電功電能轉化為其他形式能的過程稱為電流做功，簡稱為電功 用字母W表示。 W=UIT 式中：W 電功 J；U 電壓 V；I 電流 A； t 時間 S W=I2Rt=U2t/R實際中：電功的單位常用千瓦小時（KWh），俗稱“度”常生活電能的計算：3.6106J=1KW.h=1度 有一個電飯鍋，額定功率為750W，每天使用2小時；一臺25吋電視機，功率

9、為150W，每天使用4小時；一臺電冰箱，輸入功率為120W，電冰箱的壓縮機每天工作8小時。計算每月（30天）耗電多少度？解：解：（0.75kW2 h0.15kW4h 0.12kW8h）30天 （1.5度 0.6度 0.96度）30 91.8度 答:每月耗電91.8度【例例】3、電流的熱效應電流通過導體時，使導體發(fā)熱的現(xiàn)象叫電流的熱效應。焦耳楞定律 Q=I2Rt=U2t/R=UIt單位：Q-J, I-A, R-, t-S。 2、電功率電流在單位時間內能做的功叫電功率，簡稱功率用字母P表示，單位：瓦特（W）, mW， KW； P=W/t=IU=I2R=U2/R式中：P 電功率 W； U 電壓 V；

10、 I 電流 A；10、基爾霍夫定律、基爾霍夫定律n1.有關電路結構的一些名詞有關電路結構的一些名詞支路：通以相同的電流無分支的一段電路叫支路。支路：通以相同的電流無分支的一段電路叫支路。節(jié)點：三條或三條以上支路的連接點稱為節(jié)點。節(jié)點：三條或三條以上支路的連接點稱為節(jié)點。回路：電路中任一閉合路徑稱為回路。回路：電路中任一閉合路徑稱為回路。網(wǎng)孔：不含交叉支路的回路稱為網(wǎng)孔網(wǎng)孔：不含交叉支路的回路稱為網(wǎng)孔3條支路條支路2個節(jié)點個節(jié)點3個回路個回路2個網(wǎng)孔個網(wǎng)孔10、基爾霍夫定律基爾霍夫定律1.有關電路結構的一些名詞有關電路結構的一些名詞支路：支路：ab、ad、 .（共（共6條）條）回路：回路：abd

11、a、bcdb .（共（共7 個）個）節(jié)點：節(jié)點：a 、 b、c 、d (共共4個）個）I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-網(wǎng)孔：網(wǎng)孔：abdca、bcda .（共（共3 個）個）練習練習:試判斷下列電路圖有幾條支路試判斷下列電路圖有幾條支路?幾個結點幾個結點?幾幾 個回路個回路?幾個網(wǎng)孔幾個網(wǎng)孔? 10、基爾霍夫定律基爾霍夫定律2.基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律（KCL） 內容為內容為: :對于電路中任何一個節(jié)點，在任一瞬間流入節(jié)點的電對于電路中任何一個節(jié)點，在任一瞬間流入節(jié)點的電流等于由節(jié)點流出的電流?；蛘哒f，在任一瞬間流入流等于

12、由節(jié)點流出的電流?；蛘哒f，在任一瞬間流入( (或流出或流出) )該該節(jié)點的電流的代數(shù)和恒為節(jié)點的電流的代數(shù)和恒為0 0。 0i出入ii或或定律的依據(jù)：電流連續(xù)性原理定律的依據(jù)：電流連續(xù)性原理 電荷守恒法則電荷守恒法則I1I2I3I4例例4231IIII或：或：04231IIII（基爾霍夫第一定律（基爾霍夫第一定律)10、基爾霍夫定律基爾霍夫定律2.基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律（KVL）（基爾霍夫第二定律（基爾霍夫第二定律) 內容為內容為: :對于電路中的任一回路對于電路中的任一回路, ,在任一瞬時在任一瞬時, ,沿任意循行方沿任意循行方向轉一周，各段電壓的代數(shù)和為向

13、轉一周，各段電壓的代數(shù)和為 0 0。0u例如：回路例如：回路a-d-c-aa-d-c-a33435544RIEERIRI電位升電位升電位降電位降033435544RIEERIRI34335544EERIRIRI電位降電位降電位升電位升基爾霍夫電壓定律（另敘）基爾霍夫電壓定律（另敘）對于電路中的任一回路對于電路中的任一回路, ,在任一瞬時在任一瞬時, ,沿任意循行方向轉一周，所有電位升沿任意循行方向轉一周，所有電位升高恒等于電位降落。高恒等于電位降落。任一回路任一回路, , 任一瞬時任一瞬時, ,沿任意循行方向轉一沿任意循行方向轉一周，電阻上的電壓和恒等于電源電動勢和。周，電阻上的電壓和恒等于電

14、源電動勢和。I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-降升uuEIR10、基爾霍夫定律基爾霍夫定律例：例：對網(wǎng)孔對網(wǎng)孔abda：對網(wǎng)孔對網(wǎng)孔acba：對網(wǎng)孔對網(wǎng)孔bcdb：I6 R6 I3 R3 +I1 R1 = 0I2 R2 I4 R4 I6 R6 = 0I4 R4 + I3 R3 = E對回路對回路 adbca，沿逆時針方向循行：，沿逆時針方向循行： I1 R1 + I3 R3 + I4 R4 I2 R2 = 0應用應用 IR= E列方程列方程對回路對回路 cadc，沿逆時針方向循行：，沿逆時針方向循行： I2 R2 I1 R1 = - ER6adbcE+R3

15、R4R1R2I2I4I6I1I3I10、基爾霍夫定律基爾霍夫定律例例3：12102030510SSRRIAUV3、R、。求圖示電路中求圖示電路中R R3 3的端電壓的端電壓U U3 3和功率。和功率。已知：已知：解：解：選定電流選定電流I I1 1、I I2 2、I I3 3的參的參考方向如圖?？挤较蛉鐖D。 對于對于B B節(jié)點，根據(jù)節(jié)點，根據(jù)KCLKCL有：有： I I1 1+I+I2 2-I-I3 3-I-IS S=0=0 因為因為R R1 1、R R2 2為并聯(lián)關系，有：為并聯(lián)關系，有： U U2 2=I=I1 1R R1 1=I=I2 2R R2 2 選定回路選定回路1 1的繞行方向及的

16、繞行方向及U U2 2的參考方向的參考方向如圖，對回路如圖，對回路1 1根據(jù)根據(jù)KVLKVL得到得到 I I2 2R R2 2+I+I3 3R R3 3=U=US S I1I2I3U3=30I3=-30VP P3 3=I=I3 3U U3 3=30W=30W（吸收功率）（吸收功率）解得解得:I3=-1A疊加定理在線性電路中，任何一條支路的電流（或電壓），在線性電路中，任何一條支路的電流（或電壓），都是各個電源單獨單獨作用時在該支路中所產(chǎn)生的電都是各個電源單獨單獨作用時在該支路中所產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和。這就是流（或電壓）的代數(shù)和。這就是。：當某一獨立源單獨作用時，其他獨立源置零當某一獨立

17、源單獨作用時，其他獨立源置零。開路短路0 0SSIu例：例：求求 I解：應用疊加定理解：應用疊加定理R12AIR2A224 IA12222 IA211I4VR1R22A22IR1R2I4V對外電路來說，任何一個線性有源二端網(wǎng)對外電路來說，任何一個線性有源二端網(wǎng)絡，都可以用一條含源支路即電壓源和電阻串絡，都可以用一條含源支路即電壓源和電阻串聯(lián)的支路來代替，其電壓源電壓等于線性有源聯(lián)的支路來代替，其電壓源電壓等于線性有源二端網(wǎng)絡的開路電壓二端網(wǎng)絡的開路電壓uOC，電阻等于線性有源，電阻等于線性有源二端網(wǎng)絡除源后兩端間的等效電阻二端網(wǎng)絡除源后兩端間的等效電阻Ro。這就是。這就是。NabusRoab+(a) 電路(b) 求開路電壓的電路3+ 24V663 I3+ 24V662A+UOC2A例：用戴維南定理求圖示電路的電流例：用戴維南定理求圖示電路的電流I。解：解：(1)斷開待求支路，得有源二端網(wǎng)絡如斷開待求支路，得有源二端網(wǎng)絡如圖圖(b)所示。由圖可求得開路電壓所示。由圖可求得開路電壓UO