電路基礎(chǔ)知識(shí)中專分析PPT課件

1、1.了解電路的基本組成和基本功能。2.了解電路圖的基本類型。3.能說(shuō)出電路圖中常用電氣元件圖形符號(hào)的含義。第1頁(yè)/共58頁(yè)一、電路的基本組成手電筒電路手電筒電路 電風(fēng)扇電路電風(fēng)扇電路電路的組成電路的組成電路由電源、負(fù)載、控制裝置及導(dǎo)線組成。電路的組成電路的組成第2頁(yè)/共58頁(yè)1 1、電源是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能的裝置。2 2、負(fù)載是消耗電能的裝置, , 也稱為用電器。負(fù)載的作用是把電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能量。3 3、控制裝置及導(dǎo)線用于連接電源和負(fù)載, ,使它們構(gòu)成電流的通路, ,把電源的能量輸送給負(fù)載, ,并根據(jù)需要控制電路的通、斷。4、 保護(hù)裝置保證電路的安全運(yùn)行。一、電路各組成部分的功能

2、第3頁(yè)/共58頁(yè)電路的基本功能有。一是進(jìn)行能量的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。二、電路的基本功能第4頁(yè)/共58頁(yè)負(fù)載: 取用電能的裝置中間環(huán)節(jié)：傳輸、分配和轉(zhuǎn)換電能的作用發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動(dòng)機(jī)電爐.輸電線第5頁(yè)/共58頁(yè)二是進(jìn)行信息的傳遞和處理。擴(kuò)音器電路示意圖電路在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用電路在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用第6頁(yè)/共58頁(yè)直流電源: 提供能源負(fù)載信號(hào)源: 提供信息放放大大器器揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器話筒話筒信號(hào)處理：放大、調(diào)諧、檢波等第7頁(yè)/共58頁(yè)三、電路圖 用電氣符號(hào)描述電路連接情況的圖稱為電路原理圖, ,簡(jiǎn)稱電路圖或原理圖。它主要反映電路中各元件之間的連接關(guān)系, ,并不考慮各元件的實(shí)際大小和相互之間

3、的位置關(guān)系。1.電路原理圖手電筒電路原理圖 電風(fēng)扇電路原理圖第8頁(yè)/共58頁(yè)原理框圖也簡(jiǎn)稱框圖,它是一種用矩形框、箭頭和直線等來(lái)表示電路工作原理和構(gòu)成概況的電路圖?？驁D主要用來(lái)體現(xiàn)電路的大致組成情況和工作流程,更多應(yīng)用于描述較為復(fù)雜的電氣系統(tǒng)。2.2.原理框圖第9頁(yè)/共58頁(yè)在一定條件下對(duì)實(shí)際電氣元件加以理想化, ,只考慮其中起主要作用的某些性能時(shí), ,稱其為理想元件。一個(gè)實(shí)際電路由一些理想元件連接而成, ,成為實(shí)際電路的電路模型。四、電路原理圖常用圖形符號(hào)第10頁(yè)/共58頁(yè) 為了便于用數(shù)學(xué)方法分析電路, 一般要將實(shí)際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來(lái)模擬實(shí)際電路中的器件

4、，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型。手電筒由電池、燈泡、開(kāi)關(guān)和筒體組成。 理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等。第11頁(yè)/共58頁(yè)+R0R開(kāi)關(guān)EI電珠+U干電池 導(dǎo)線 電池是電源元件，其參數(shù)為電動(dòng)勢(shì) E 和內(nèi)阻Ro； 燈泡主要具有消耗電能的性質(zhì)，是電阻元件，其參數(shù)為電阻R； 筒體用來(lái)連接電池和燈泡，其電阻忽略不計(jì)，認(rèn)為是無(wú)電阻的理想導(dǎo)線。 開(kāi)關(guān)用來(lái)控制電路的通斷。第12頁(yè)/共58頁(yè)常用電氣元件的圖形符號(hào)及文字符號(hào)常用電氣元件的圖形符號(hào)及文字符號(hào)第13頁(yè)/共58頁(yè)常用電氣元件的圖形符號(hào)及文字符號(hào)常用電氣元件的圖形符號(hào)及文字符號(hào)第14頁(yè)/共58頁(yè)常用電氣元件的圖形符號(hào)及文字

5、符號(hào)常用電氣元件的圖形符號(hào)及文字符號(hào)第15頁(yè)/共58頁(yè)常用電氣元件的圖形符號(hào)及文字符號(hào)常用電氣元件的圖形符號(hào)及文字符號(hào)第16頁(yè)/共58頁(yè)1212電流和電壓1.1.了解穩(wěn)恒直流電、脈動(dòng)直流電和交變電流的特點(diǎn)。2.2.理解電壓、電位和電動(dòng)勢(shì)的概念3.3.理解電流、電壓的參考方向和實(shí)際方向的概念。4.4.能用萬(wàn)用表正確測(cè)量電流和電壓。第17頁(yè)/共58頁(yè)一、電流1.1.電流的方向 金屬導(dǎo)體中 電解液中習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍虼穗娏鞯姆较驅(qū)嶋H上與自由電子移動(dòng)的方向相反。電荷的定向移動(dòng)形成電流, ,移動(dòng)的電荷又稱載流子。第18頁(yè)/共58頁(yè)電流的大小稱為電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱電流，是指單位時(shí)間內(nèi)通

6、過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量, ,即: :式中, ,I I、Q Q、t t的單位分別為安培(A)(A)、庫(kù)侖(C)(C)、秒(s)(s)。常用的電流單位還有毫安(mA)(mA)和微安( (A)A)。2.2.電流的大小第19頁(yè)/共58頁(yè)若電流的方向不隨時(shí)間的變化而變化，則稱其為直流電流, ,簡(jiǎn)稱直流，用符號(hào)DCDC表示。其中，電流大小和方向都不隨時(shí)間變化而變化的電流，稱為穩(wěn)恒直流電；電流大小隨時(shí)間的變化而變化，但方向不變的電流，稱為脈動(dòng)直流電。若電流的大小和方向都隨時(shí)間而變化，則稱其為交變電流，簡(jiǎn)稱交流，用符號(hào)ACAC表示。3.3.直流和交流第20頁(yè)/共58頁(yè)電流的分類電流的分類第21頁(yè)/共58頁(yè)小燈泡

7、電路是由直流電源( (干電池) )供電的，稱為直流電路；電風(fēng)扇電路是由交流電源供電的，稱為交流電路。直流電路交流電路第22頁(yè)/共58頁(yè)可先任意假定一個(gè)電流的參考方向，然后根據(jù)電流的參考方向列方程求解。電流的參考方向和實(shí)際方向第23頁(yè)/共58頁(yè)電流：Uab 雙下標(biāo)電壓： 在分析與計(jì)算電路時(shí)，對(duì)電量任意假定的方向。Iab 雙下標(biāo)箭 標(biāo)abRI正負(fù)極性+abU注意： 在參考方向選定后,電流(或電壓)值才有正負(fù)之分。 第24頁(yè)/共58頁(yè)4.4.電流的測(cè)量電流表的接法第25頁(yè)/共58頁(yè)電場(chǎng)力將單位正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)所做的功，稱為a、b兩點(diǎn)間的電壓，用Uab表示。電壓?jiǎn)挝坏拿Q是伏特，簡(jiǎn)稱伏，用V 表示

8、。二、電壓、電位和電動(dòng)勢(shì)1.1.電壓第26頁(yè)/共58頁(yè)電壓的實(shí)際方向即為正電荷在電場(chǎng)中的受力方向。已知電流參考方向，則電壓參考方向最好選擇與電流一致，稱為關(guān)聯(lián)參考方向。電壓的參考方向有3 3種表示方法。箭頭表示 極性符號(hào) 雙下標(biāo)表示 參考方向由正指向負(fù) 參考方向由a指向b表示 實(shí)際方向與參考方向一致，電流(或電壓)值為正值；實(shí)際方向與參考方向相反，電流(或電壓)值為負(fù)值。第27頁(yè)/共58頁(yè)通常規(guī)定交流通常規(guī)定交流36V 36V 以下及直流以下及直流48V 48V 以下為安全電以下為安全電壓，在潮濕、高溫、有導(dǎo)電塵埃的環(huán)境中應(yīng)使用壓，在潮濕、高溫、有導(dǎo)電塵埃的環(huán)境中應(yīng)使用12V 12V 電壓。電

9、壓。在電路中任意選定一點(diǎn)作為參考點(diǎn)( (即零電位點(diǎn)) )，則電路中某一點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓即為該點(diǎn)的電位。電位的單位是伏特(V)(V)。通常用V V 或 表示。2.2.電位電路符號(hào)第28頁(yè)/共58頁(yè)電路中任意兩點(diǎn)之間的電位差就等于這兩點(diǎn)之間的電壓, ,即U Uabab= =U Ua a- -U Ub b, ,故電壓又稱電位差。電路中某點(diǎn)的電位與參考點(diǎn)的選擇有關(guān)，但電路中某點(diǎn)的電位與參考點(diǎn)的選擇有關(guān)，但第29頁(yè)/共58頁(yè)3. 3. 電動(dòng)勢(shì)電源力將單位正電荷從電源經(jīng)電源內(nèi)部移到正極所做的功稱為電源的電動(dòng)勢(shì)，用E E 表示，單位為伏特(V)(V)。電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電

10、壓。電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為在電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極。外力克服電場(chǎng)力做功直流電動(dòng)勢(shì)的方向第30頁(yè)/共58頁(yè)4.4.電壓的測(cè)量直流電壓表的接法第31頁(yè)/共58頁(yè)1313 電 阻1.1.了解電阻率的概念和電阻的計(jì)算式。2.2.了解常用電阻器的主要參數(shù)及部分敏感電阻器的特點(diǎn)。3.3.能用萬(wàn)用表正確測(cè)量電阻, ,并能用兆歐表正確測(cè)量絕緣電阻。第32頁(yè)/共58頁(yè)一、電阻和電阻率當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，由于作定向移動(dòng)的電荷會(huì)和導(dǎo)體內(nèi)的帶電粒子發(fā)生碰撞，所以導(dǎo)體在通過(guò)電流的同時(shí)也對(duì)電流起著阻礙作用，這種對(duì)電流的阻礙作用稱為電阻。導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度和橫截面積，計(jì)算公式: :式中

11、的比例常數(shù) 稱為材料的電阻率，單位名稱為歐姆米, ,簡(jiǎn)稱歐米，用符號(hào)m m 表示；l l、S S 的單位分別為m m、m m2 2。第33頁(yè)/共58頁(yè)電阻率的大小反映了物體的導(dǎo)電能力。電阻率很小、容易導(dǎo)電的物體稱為導(dǎo)體；電阻率很大、幾乎不能導(dǎo)電的物體稱為絕緣體。典型物質(zhì)的電阻率第34頁(yè)/共58頁(yè)有一類導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體，它們的導(dǎo)電性能受外界條件的影響很大，溫度的變化、光照的變化、摻入微量其他物質(zhì)等都可能使其導(dǎo)電性能發(fā)生顯著的變化，這類物體稱為半導(dǎo)體。第35頁(yè)/共58頁(yè)二、常用電阻器 1. 1.常用電阻器的外形和符號(hào)第36頁(yè)/共58頁(yè)第37頁(yè)/共58頁(yè)（1 1）標(biāo)稱阻值標(biāo)稱阻值即

12、電阻器的標(biāo)準(zhǔn)電阻值。（2 2）允許偏差允許偏差是指電阻真實(shí)值與標(biāo)稱值之間的誤差值。（3 3）額定功率額定功率也稱標(biāo)稱功率，是指在一定的條件下，電阻器長(zhǎng)期連續(xù)工作所允許消耗的最大功率。2.2.電阻器的主要參數(shù)第38頁(yè)/共58頁(yè)敏感電阻器是指電阻值隨溫度、電壓、濕度、光照程度、氣體環(huán)境、磁場(chǎng)強(qiáng)度、壓力等狀態(tài)的變化而顯著變化的電阻器，如熱敏電阻、壓敏電阻、濕敏電阻、光敏電阻等。三、敏感電阻器第39頁(yè)/共58頁(yè)14 14 電功和電功率1.1.理解電功、電功率的概念。2.2.掌握電功、電功率和焦耳熱的計(jì)算方法。3.3.能正確識(shí)讀電氣設(shè)備所標(biāo)額定值的含義。第40頁(yè)/共58頁(yè)電流做功的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上就是將電能

13、轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程。一、電功電流所做的功，稱為電功，用字母W W 表示。電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U U 、電路中的電流I I和通電時(shí)間t t三者的乘積, ,即: :電功的常用單位是千瓦時(shí)，用符號(hào)kWhkWh表示，即通常所說(shuō)的1 1度電，它和焦耳的換算關(guān)系為: :第41頁(yè)/共58頁(yè)用來(lái)測(cè)量電流做功多少( (也就是電路消耗電能多少) )的儀表稱為電能表。機(jī)械式電能表 電子式電能表 預(yù)付費(fèi)IC卡式 智能電表 電能表第42頁(yè)/共58頁(yè)二、電功率電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功稱為電功率，用字母P P 表示，單位是瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，用符號(hào)W W 表示，其計(jì)算式為上式還可以寫為第43頁(yè)/共

14、58頁(yè)（1 1）只有在只有在U U 和和I I 為關(guān)聯(lián)參考方向的情況下為關(guān)聯(lián)參考方向的情況下，才，才能應(yīng)用能應(yīng)用P =UI P =UI 來(lái)計(jì)算電功率，否則應(yīng)添加一個(gè)負(fù)號(hào)來(lái)計(jì)算電功率，否則應(yīng)添加一個(gè)負(fù)號(hào), ,即即P P = - = -UIUI。（2 2）公式選定后，）公式選定后，U U 和和I I 的代入值應(yīng)包括其正、的代入值應(yīng)包括其正、負(fù)號(hào)負(fù)號(hào)。（3 3）無(wú)論應(yīng)用哪個(gè)公式計(jì)算的結(jié)果，只要）無(wú)論應(yīng)用哪個(gè)公式計(jì)算的結(jié)果，只要P P 為正為正值，就表明元件吸收功率，處于負(fù)載狀態(tài)；若值，就表明元件吸收功率，處于負(fù)載狀態(tài)；若P P 為為負(fù)值，則表明元件發(fā)出功率，處于電源狀態(tài)。負(fù)值，則表明元件發(fā)出功率，處

15、于電源狀態(tài)。第44頁(yè)/共58頁(yè)電路的功率電路的功率U、I 參考方向相同時(shí)RU+IRU+I 表達(dá)式中有兩套正負(fù)號(hào)：(1) 式前的正負(fù)號(hào)由U、I 參考方向的關(guān)系確定； (2) U、I 值本身的正負(fù)則說(shuō)明實(shí)際方向與參考方向 之間的關(guān)系。 通常取 U、I 參考方向相同。U = I R第45頁(yè)/共58頁(yè) 解: 對(duì)圖(a)有, U = IR 例: 應(yīng)用歐姆定律對(duì)下圖電路列出式子，并求電阻R。對(duì)圖(b)有, U = IR326 : IUR所以所以326: IUR所以所以RU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A電流的參考方向與實(shí)際方向相反電壓與電流參考方向相反第46頁(yè)/共58頁(yè) 遵循歐姆定律的電阻稱為線

16、性電阻，它表示該段電路電壓與電流的比值為常數(shù)。I/AU/Vo線性電阻的伏安特性常數(shù)常數(shù)即：即： IUR 第47頁(yè)/共58頁(yè) U、I 參考方向不同，P = UI 0，電源； P = UI 0，負(fù)載。U、I 參考方向相同，P = UI 0，負(fù)載； P = UI 0，電源。 電源： U、I 實(shí)際方向相反，即電流從“+”+”端流出， （發(fā)出功率） 負(fù)載： U、I 實(shí)際方向相同，即電流從“- -”端流出。 （吸收功率）第48頁(yè)/共58頁(yè)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)使導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象稱為電流的熱效應(yīng)。也就是說(shuō)，電流的熱效應(yīng)就是電能轉(zhuǎn)換成熱能的效應(yīng)，電流與它流過(guò)導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的熱量之間的關(guān)系可用下式表示Q Q 的單位是焦耳（

17、J J），這種熱也稱焦耳熱。三、電流的熱效應(yīng)第49頁(yè)/共58頁(yè)【例】 某電烤箱電阻是55，工作電壓是220V220V，將其看作純電阻負(fù)載，通電15min15min能放出多少能量? ? 消耗的電能是多少度? ?解: :熱量電能第50頁(yè)/共58頁(yè) 例：一只220V, 60W的白熾燈, 接在220V的電源上，試求通過(guò)電燈的電流和電燈在220V電壓下工作時(shí)的電阻。如果每晚工作3h(小時(shí))，問(wèn)一個(gè)月消耗多少電能? A0.273A22060 UPI解: 通過(guò)電燈的電流為在220V電壓下工作時(shí)的電阻 0680.273220IUR一個(gè)月用電W = Pt = 60W (3 30) h = 0.06kW 90h

18、= 5.4kW. h第51頁(yè)/共58頁(yè)電氣設(shè)備長(zhǎng)期安全工作時(shí)各個(gè)參數(shù)所允許的最大值稱為額定值。常見(jiàn)的額定值有額定電流、額定電壓、額定功率等。電氣設(shè)備在額定功率下的工作狀態(tài)稱為額定工作狀態(tài), ,也稱滿載；低于額定功率的工作狀態(tài)稱為輕載；高于額定功率的工作狀態(tài)稱為過(guò)載或超載。四、負(fù)載的額定值第52頁(yè)/共58頁(yè)電動(dòng)機(jī)的額定值通常標(biāo)在其外殼的銘牌上，故其額定值也稱銘牌數(shù)據(jù)。電燈泡額定值的標(biāo)志 電動(dòng)機(jī)的銘牌第53頁(yè)/共58頁(yè)【例】 額定值為100/1W 100/1W 的電阻, ,兩端允許加的最大直流電壓為多少? ? 允許流過(guò)的直流電流又是多少? ?解: :根據(jù)式 可得, ,電阻兩端允許加的最大直流電壓為電阻允許流過(guò)的最大直流電流為第54頁(yè)/共58頁(yè)本章小結(jié)1.1.電路的主要物理量第55頁(yè)/共58頁(yè)本章小結(jié)2.2.形成電流必須具備兩個(gè)條件: :要有能自由移動(dòng)的電荷載流子；導(dǎo)體兩端必須保持一定的電壓, ,電路必須閉合。3.3.電路中任意兩點(diǎn)之間的電位差就等于這兩點(diǎn)之間的電壓, ,故電壓又稱電位差。電位是相對(duì)的數(shù)值, ,隨參考點(diǎn)的改變而改變, ,但電壓是絕對(duì)的數(shù)值, ,不隨