電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能

《電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能》教案電氣教研組董升華莊浪縣職教中心2014 年2月9日星期日第一節(jié) 電路一、電路的組成1．電路：由電源、用電器、導(dǎo)線和開關(guān)等組成的閉合回路。2．電路的組成：電源、用電器、導(dǎo)線、開關(guān)（畫圖講解）。電源：把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。如：干電池、蓄電池等。用電器：把電能轉(zhuǎn)變成其他形式能量的裝置，常稱為電源負(fù)載。如電燈等。導(dǎo)線：連接電源與用電器的金屬線。作用：把電源產(chǎn)生的電能輸送到用電器。開關(guān)：起到把用電器與電源接通或斷開的作用。二、電路的狀態(tài)（畫圖說明）1．通路（閉路）：電路各部分連接成閉合回路，有電流通過。2．開路（斷路）：電路斷開，電路中無電流通過。3．短路（捷路）：電源兩端的導(dǎo)線直接相連。短路時(shí)電流很大，會(huì)損壞電源和導(dǎo)線，應(yīng)盡量避免。三、電路圖1．電路圖：用規(guī)定的圖形符號(hào)表示電路連接情況的圖。2．幾種常用的標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)。第二節(jié) 電流一、電流的形成1．電流：電荷的定向移動(dòng)形成電流。（提問）2．在導(dǎo)體中形成電流的條件要有自由電荷。必須使導(dǎo)體兩端保持一定的電壓（電位差）。二、電流1．電流的大小等于通過導(dǎo)體橫截面的電荷量與通過這些電荷量所用時(shí)間的比值。I=qt3 62．單位：1A1C/s；1mA10A；1A10A3．電流的方向?qū)嶋H方向—規(guī)定：正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?。提問：金屬?dǎo)體、電解液中的電流方向如何參考方向：任意假定。4．直流電：電流方向和強(qiáng)弱都不隨時(shí)間而改變的電流。（畫圖說明）第三節(jié) 電阻一、電阻1．導(dǎo)體對(duì)電流所呈現(xiàn)出的阻礙作用。不僅金屬導(dǎo)體有電阻，其他物體也有電阻。2．導(dǎo)體電阻是由它本身的物理?xiàng)l件決定的。例：金屬導(dǎo)體，它的電阻由它的長(zhǎng)短、粗細(xì)、材料的性質(zhì)和溫度決定。3．電阻定律：在保持溫度不變的條件下，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比，跟導(dǎo)體的橫截面積成反比，并與導(dǎo)體的材料性質(zhì)有關(guān)。RlS式中：－導(dǎo)體的電阻率。它與導(dǎo)體的幾何形狀無關(guān)，而與導(dǎo)體材料的性質(zhì)和導(dǎo)體所處的條件有關(guān)（如溫度）。2單位：R－歐姆（Ω）；l－米（m）；S－平方米（m）；－歐米（m）。4．(1) 閱讀P6表1-1，得出結(jié)論。結(jié)論：電阻率的大小反映材料導(dǎo)電性能的好壞，電阻率愈大，導(dǎo)電性能愈差。導(dǎo)體：＜10-6m絕緣體：＞107m半導(dǎo)體：10-6m＜＜107m舉例說明不同導(dǎo)電性能的物質(zhì)用途不同。二、電阻與溫度的關(guān)系1．溫度對(duì)導(dǎo)體電阻的影響：溫度升高，自由電子移動(dòng)受到的阻礙增加；溫度升高，使物質(zhì)中帶電質(zhì)點(diǎn)數(shù)目增多，更易導(dǎo)電。隨著溫度的升高，導(dǎo)體的電阻是增大還是減小，看哪一種因素的作用占主要地位。2．一般金屬導(dǎo)體，溫度升高，其電阻增大。少數(shù)合金電阻，幾乎不受溫度影響，用于制造標(biāo)準(zhǔn)電阻器。超導(dǎo)現(xiàn)象：在極低溫（接近于熱力學(xué)零度）狀態(tài)下，有些金屬（一些合金和金屬的化合物）電阻突然變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象。3．電阻的溫度系數(shù)：溫度每升高 1οC時(shí)，電阻所變動(dòng)的數(shù)值與原來電阻值的比。若溫度為t1時(shí)，導(dǎo)體電阻為R1，溫度為t2時(shí)，導(dǎo)體電阻為R2，則R2R1R1(t2t1)即R2R1[1(t2t1)]例1：一漆包線（銅線）繞成的線圈，15οC時(shí)阻值為20，問30οC時(shí)此線圈的阻值R為多少例2：習(xí)題（《電工基礎(chǔ)》第2版周紹敏主編）計(jì)算題(3)。第四節(jié) 歐姆定律一、歐姆定律1．內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流與它兩端的電壓成正比，與它的電阻成反比。UR2．單位：U－伏特（V）；I－安培（A）；R－歐姆（）。注：R、U、I須屬于同一段電路；雖RU，但絕不能認(rèn)為R是由U、I決定的；R適用條件：適用于金屬或電解液。例3：給一導(dǎo)體通電，當(dāng)電壓為20V時(shí)，電流為A，問電壓為30V時(shí)，電流為多大電流增至A時(shí)，導(dǎo)體兩端的電壓多大當(dāng)電壓減為零時(shí)，導(dǎo)體的電阻多大二、伏安特性曲線1．定義：以電壓為橫坐標(biāo)，電流為縱坐標(biāo)，可畫出電阻的U－I關(guān)系曲線，叫電阻元件的伏安特性曲線。2．線性電阻：電阻元件的伏安特性曲線是直線。KI；RU 1U RK3．非線性電阻：若電阻元件的伏安特性曲線不是直線，例：二極管。課前復(fù)習(xí)電阻定律和部分電路歐姆定律。第五節(jié)電能和電功率一、電能1．設(shè)導(dǎo)體兩端電壓為 U，通過導(dǎo)體橫截面的電量為 q，電場(chǎng)力所做的功為：WqU而qIt ，所以WUIt單位：W－焦耳（J）；U－伏特（V）；I－安培（A）；t－秒（s）。61度1kWh10J2．電場(chǎng)力所做的功即電路所消耗的電能 WUIt。3．電流做功的過程實(shí)際上是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程。二、電功率1．在一段時(shí)間內(nèi)，電路產(chǎn)生或消耗的電能與時(shí)間的比值。PWt或PUI單位：P－瓦特（W）。2．額定功率、額定電壓：用電器上標(biāo)明的電功率和電壓，叫用電器的額定功率和額定電壓。若給用電器加上額定電壓，它的功率就是額定功率，此時(shí)用電器正常工作。若加在它上面的電壓改變，則它的實(shí)際功率也改變。例1：有一220V60W的白熾燈接在220V的供電線路上，它消耗的功率為多大若加在它兩端的電壓為110V，它消耗的功率為多少（不考慮溫度對(duì)電阻的影響）例2：P8例題。三、焦耳定律1．電流的熱效應(yīng)2．焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間成正比。QI2Rt3．單位：Q－焦耳（J）；I－安培（A）；R－歐姆 （）；t－秒（s）第二章 簡(jiǎn)單直流電路第一節(jié)閉合電路的歐姆定律一、電動(dòng)勢(shì)1．電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓。用符號(hào) E表示。2．單位：伏特（V）注意點(diǎn)：電動(dòng)勢(shì)由電源本身決定，與外電路無關(guān)。(2）電動(dòng)勢(shì)的規(guī)定方向：自負(fù)極通過電源內(nèi)部到正極的方向。二、閉合電路的歐姆定律1．復(fù)習(xí)部分電路的歐姆定律UR2．閉合電路歐姆定律的推導(dǎo)(1)電路(2)推導(dǎo)設(shè)t時(shí)間內(nèi)有電荷量q通過閉合電路的橫截面。電源內(nèi)部，非靜電力把q從負(fù)極移到正極所做的功WEqEIt，電流通過R和R0時(shí)電能轉(zhuǎn)化為熱能22QIRtIRt0因?yàn)閃Q所以EItI22RtRtI0EIRIR0或IERR0(3）閉合電路歐姆定律閉合電路內(nèi)的電流，與電源電動(dòng)勢(shì)成正比，與整個(gè)電路的電阻成反比。其中，外電路上的電壓降（端電壓）UIREIR0內(nèi)電路上的電壓降UIR0電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路壓降之和EIRIR0UU例1：如上圖，若電動(dòng)勢(shì)E24V，內(nèi)阻R04，負(fù)載電阻R20，試求：（1）電路中的電流；（2）電源的端電壓；（3）負(fù)載上的電壓降；（4）電源內(nèi)阻上的電壓降。例2：電源電動(dòng)勢(shì)為V，內(nèi)電阻為，外電路電阻為，求電路中的電流和端電壓。例3：電動(dòng)勢(shì)為V的電源，與8的電阻接成閉合電路，電源兩極間的電壓為V，求電源的內(nèi)電阻。三、端電壓1．電動(dòng)勢(shì)與外電路電阻的變化無關(guān)，但電源端電壓隨負(fù)載變化，隨著外電阻的增加端電壓增加，隨著外電阻的減少端電壓減小。E證明：IR0當(dāng)R增加時(shí)，（RR0）增加，電流I減小，UEIR0增加；同理可證，當(dāng)R減小時(shí)，U也減小。2．兩種特例：（1）當(dāng)外電路斷開時(shí)，R趨向于無窮大。I0UEIR0E即UE應(yīng)用：可用電壓表粗略地測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)（2）當(dāng)外電路短路時(shí)，R趨近于零，IE趨向于無窮大，U趨近于零。短RR0路時(shí)電流很大，會(huì)燒壞電源，引起火災(zāi)，決不允許將導(dǎo)線或電流表直接接到電源上，防止短路。應(yīng)用：測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和電源內(nèi)阻。例4：例1（《電工基礎(chǔ)》第 2版周紹敏主編）。例5：有一簡(jiǎn)單閉合電路，當(dāng)外電阻加倍時(shí)，通過的電流減為原來的2/3，求內(nèi)阻與外阻的比值。四、電源向負(fù)載輸出的功率1．P電源IE；P負(fù)載IU；P內(nèi)阻I2R0；UER0同乘以I，得UIIEI2R0IEIUI2R0P電源P負(fù)載P內(nèi)阻在何時(shí)電源的輸出功率最大設(shè)負(fù)載為純電阻當(dāng) RR0時(shí)，E2Pmax4R0這時(shí)稱負(fù)載與電源匹配。2．電源輸出功率 P與負(fù)載電阻R的變化關(guān)系曲線3．注意：當(dāng)RRO時(shí)，電源輸出功率最大，但此時(shí)電源的效率僅為 50%。課前復(fù)習(xí)：1．閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式。2．端電壓隨外電阻的變化規(guī)律。3．電源輸出最大功率的條件。第二節(jié) 電池組一個(gè)電池所能提供的電壓不會(huì)超過它的電動(dòng)勢(shì)，輸出的電流有一個(gè)最大限度，超出這個(gè)極限，電源就要損壞。對(duì)于要求較高電壓或較大電流的場(chǎng)合，就要用到多個(gè)電池的串聯(lián)和并聯(lián)及混聯(lián)。一、電池的串聯(lián)1．當(dāng)負(fù)載需要較高電壓時(shí)，可使用串聯(lián)電池組供電。設(shè)串聯(lián)電池組n個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為R0的電池組成，則：E串nEr串nR02．特點(diǎn)：電動(dòng)勢(shì)等于單個(gè)電池電動(dòng)勢(shì)之和。內(nèi)阻等于單個(gè)電池內(nèi)電阻之和。3．注：用電器的額定電流必須小于單個(gè)電池允許通過的最大電流。二、電池的并聯(lián)1．當(dāng)負(fù)載需要較大電流時(shí)，可使用并聯(lián)電池組供電。設(shè)并聯(lián)電池組n個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為R0的電池組成，則E并E；R0并R0n2．特點(diǎn)：電動(dòng)勢(shì)等于單個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)。內(nèi)阻等于單個(gè)電池內(nèi)阻的1。n3．注：用電器的額定電壓必須低于單個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)。三、電池的混聯(lián)1．當(dāng)單個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和允許通過的最大電流都小于用電器額定電壓和額定電流時(shí)，可采用混聯(lián)電池組供電。例1：有3個(gè)電池串聯(lián)，若每個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)EV，內(nèi)阻R0，求串聯(lián)電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。例2：有5個(gè)相同的電池，每個(gè)電池的EV，R0，將它們串聯(lián)后,外接電阻為，求電路的電流及每個(gè)電池兩端的電壓。課前復(fù)習(xí)1．串、并聯(lián)電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的計(jì)算。2．串、并聯(lián)電池組的應(yīng)用場(chǎng)合。第三節(jié)電阻的串聯(lián)一、定義1）電阻的串聯(lián)——把兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻依次連接起來，使電流只有一條通路。2）特點(diǎn)①電路中電流處處相等。②電路總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和。二、重要性質(zhì)1．總電阻UIR；U1IR1；U2IR2；；UnIRnUU1U2U3UnIRIR1IR2IR3+RnRR1R2R3++Rn結(jié)論：串聯(lián)電路的總電阻等于各個(gè)電阻之和。2．電壓分配U1；IU2；IU3；；IUnR1R2R3RnU1U2U3UnIR1R2R3Rn結(jié)論：串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓與它的阻值成正比。若兩個(gè)電阻串聯(lián)，則U1IR1；U2IR2；I UR1R2R1R2UU1U；U2R1R2R1R23．功率分配PIUI2RP1=I2R1；P2I2R2；P3I2R3；；PnI2RnP1 P2 P3 PnR1R2 R3 Rn結(jié)論：串聯(lián)電路中各電阻消耗的功率與它的阻值成正比。例1：有４個(gè)電阻串聯(lián)，其中R120，R215，R310，R410，接在110V的電壓上。求（1）電路的總電阻及電流；（2）R1電阻上的電壓。例2：例1（《電工基礎(chǔ)》第2版周紹敏主編）。例3：R1、R2為兩個(gè)串聯(lián)電阻，已知 R14R2，若R1上消耗的功率為消耗的功率。

1W，求R2上三、電壓1）常用的電壓表是用微安表或毫安表改裝成的。2）毫安表或微安表的重要參數(shù)：Ig——滿偏電流Rg表頭內(nèi)阻UIR，則毫安表（3）電流越大，毫安表或微安表指針的偏角就越大。由于或微安表兩端的電壓越大，指針偏角也越大。4）如果在刻度盤上直接標(biāo)出電壓值，就可用來測(cè)電壓，但這時(shí)能測(cè)的電壓值很小。為了能測(cè)較大的電壓，可串聯(lián)一電阻，分擔(dān)部分電壓，就完成了電壓表的改裝。5）測(cè)量時(shí)要與被測(cè)電路并聯(lián)。（6）關(guān)鍵：會(huì)計(jì)算串聯(lián)的電阻R的大小。設(shè)電流表的滿偏電流為Ig，內(nèi)阻為Rg，要改裝成量程為U的電壓表，求串入的RRURUIgRgIgIg例4：例2（《電工基礎(chǔ)》第 2版周紹敏主編）。課前復(fù)習(xí)：1．串聯(lián)電路中電流、電壓的基本特點(diǎn)。2．串聯(lián)電路的總電阻、電流分配和功率分配。3．串聯(lián)電阻的分壓作用。第四節(jié)電阻的并聯(lián)一、定義1．電阻的并聯(lián)：把若干個(gè)電阻一端連在一起，另一端連接在一起。2．特點(diǎn)：①電路中各支路兩端的電壓相等；②電路中總電流等于各支路的電流之和。二、重要性質(zhì)1．總電阻設(shè)電壓為

U，根據(jù)歐姆定律，則I

=

U

；I

1

U

；I2

U

；；I

n

UR

R1

R2

Rn因?yàn)镮I1I2I3In所以1 1 1 1 1RR1R2R3Rn結(jié)論：并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各個(gè)電阻的倒數(shù)之和。2．電流分配UI1R1；UI2R2；UI3R3；；UInRnI1R1I2R2I3R3IRnU結(jié)論：并聯(lián)電路中通過各個(gè)電阻的電流與它的阻值成反比。R2I；I2R1I當(dāng)只有兩只電阻并聯(lián)時(shí)I1R1R2R1R23．功率分配2PKUIKURKP1R1P2R2P3R3PnRn結(jié)論：并聯(lián)電路中各個(gè)電阻消耗的功率與它的阻值成反比。例1：R124，R2=8，U12V，求總電阻及各電阻上的電流。例2：5個(gè)25的電阻并聯(lián)，總電阻為多少例3：兩只電阻并聯(lián)，其中R為100，通過R的電流I1為0.4A，通過整11個(gè)并聯(lián)電路的電流I為1A，求R2和通過R2的電流I2。例4：在240V的線路上并接15、30、40電熱器各一個(gè)，求（1）各電熱器上的電流；（2）總電流及總電阻；（3）總功率及各電熱器消耗的電功率。例5：例1（《電工基礎(chǔ)》第2版周紹敏主編）。三、電流表利用并聯(lián)電路的分流原理，在微安表或毫安表上并聯(lián)一分流電阻，按比例分流一部分電流，則可以利用微安表和毫安表測(cè)量大的電流（擴(kuò)大量程）。URIgRgRIIg其中：IIR為電流表的滿偏電流；R為電流表內(nèi)阻；I為電流表的量程；R為分gg流電阻。例5：P26例2。課前復(fù)習(xí)：電阻串、并聯(lián)的基本特點(diǎn)和重要性質(zhì)。第五節(jié)電阻的混聯(lián)一、混聯(lián)既有電阻的串聯(lián)又有電阻的并聯(lián)，叫電阻的混聯(lián)。二、混聯(lián)的計(jì)算步驟1．把電路進(jìn)行等效變換；2．先計(jì)算各電阻串聯(lián)和并聯(lián)的等效電阻值，再計(jì)算電路的總的等效電阻；3．由電路的總的等效電阻值和電路的端電壓計(jì)算電路的總電流；4．利用電阻串聯(lián)的分壓和電阻并聯(lián)的分流關(guān)系，計(jì)算各部分電壓及電流。三、進(jìn)行電路等效變換的兩種方法方法一：利用電流的流向及電流的分合，畫出等效電路圖。例1：已知：R1R28，R3R46，R5R64，R7R824，R916，U224V，求：通過R9的電流和R9兩端的電壓。例2：例2。（《電工基礎(chǔ)》第2版周紹敏主編）第六節(jié)萬用表的基本原理一、表頭簡(jiǎn)述表頭原理。表頭的參數(shù)：Ig——滿偏電流；Rg——表頭內(nèi)阻。二、直流電壓的測(cè)量1．IURgRI正比于U－可以用來測(cè)量電壓。2．分壓電阻的計(jì)算當(dāng)UUL(UL為電壓表的量程)則IIgUlUlIgRgIgRRgRIg3．多量程的電壓表例：例題。（《電工基礎(chǔ)》第 2版周紹敏主編）三、交流電壓的測(cè)量1．補(bǔ)充：二極管的單向?qū)щ娦酝〝鄺l件（二極管圖）2．工作原理四、直流電流的測(cè)量1．利用并聯(lián)分流原理IgRIRgR2．工作原理五、電阻的測(cè)量1．A－滿偏電流為 Ig、內(nèi)阻為Rg的電流表；R－調(diào)零電阻2．調(diào)零紅、黑表筆短接，調(diào) R，使Ig

ERg R R0則指針滿偏，紅、黑筆間電阻為 0。3．測(cè)量接入電阻Rx，I ERg Rx R R0隨Rx變化，I也變化，每個(gè) Rx對(duì)應(yīng)一個(gè)I。4．注意（1）刻度不均勻；（2）測(cè)量隨電池內(nèi)阻 r的變化有影響，不精確。六、使用萬用表的注意事項(xiàng)1．了解性能及各符號(hào)字母的含義，會(huì)讀數(shù)，了解各部件作用及用法。2．觀察表頭指針是否處于零位。3．測(cè)量前選擇正確的位置：量程選擇：應(yīng)使表頭指針偏倒?jié)M刻度三分之二左右。無法估算測(cè)量值時(shí)可從最大量程當(dāng)逐漸減少到合適量程。4．讀數(shù)1）對(duì)有弧形反射鏡的表盤，應(yīng)使像、物重合。（2）估讀一位小數(shù)。（3）了解每一刻度的值。5．被測(cè)位正、負(fù)要分清。6．測(cè)電流要串聯(lián)。7．測(cè)電壓時(shí)要并聯(lián)在被測(cè)電路兩端。8．測(cè)電阻時(shí)不可帶電測(cè)量。9．測(cè)量過程中不允許撥動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇量程。10．使用結(jié)束后，要置于最高交流電壓擋或 off 擋。課前復(fù)習(xí)：使用萬用表進(jìn)行測(cè)量時(shí)要注意的問題。第七節(jié)電阻的測(cè)量一、伏安法1．利用UIR（歐姆定律）來測(cè)量電阻2．步驟：（1）用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓。（2）用電流表測(cè)出通過電阻的電流。（3）用RU公式計(jì)算電阻值。I3．方法有兩種電流表內(nèi)接法II電流表外接法（1）電流表外接法R測(cè)R實(shí)適用條件：待測(cè)電阻值比電壓表內(nèi)阻小得多（ RRv）。（2）電流表內(nèi)接法R測(cè)R實(shí)適用條件：待測(cè)電阻阻值比電流表內(nèi)阻大得多（ RRa）。二、惠斯通電橋1．原理1）P32圖2-26R1、R2、R3、R4是電橋的4個(gè)臂，其中R4為待測(cè)電阻，其余3個(gè)為可調(diào)已知電阻，G是靈敏電流計(jì)，比較B、D兩點(diǎn)的電位。（2）調(diào)節(jié)已知電阻的阻值，使 Ig0I1I2；I3I4當(dāng)R1和R3上電壓降相等，R2和R4上的電壓降也相等，既I1R1I3R3，I2R2I4R4時(shí)，兩式相除，得R1R3R2R4RR2R34R12．測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確程度由下面的因素決定：（1）已知電阻的準(zhǔn)確程度。（2）電流計(jì)的靈敏度。3．學(xué)校常用的滑線式電橋計(jì)算方式Rxl2Rl1課前復(fù)習(xí)1．伏安法測(cè)量電阻的原理。2．伏安法測(cè)量電阻產(chǎn)生誤差的原因。3．電橋平衡的條件。第八節(jié)電路中各點(diǎn)電位的計(jì)算一、電位的概念1．零電位點(diǎn)計(jì)算電位的起點(diǎn)。習(xí)慣上規(guī)定大地的電位為零或電路中的某一公共點(diǎn)為零電位。2．電位電路中任一點(diǎn)與零電位點(diǎn)之間的電壓就是該點(diǎn)的電位。二、電位的計(jì)算方法1．確定零電位點(diǎn)。2．標(biāo)出電路中的電流方向，確定電路中各元件兩端電壓的正、負(fù)極。3．從待求點(diǎn)通過一定的路徑繞到零電位點(diǎn)，則該點(diǎn)的電位等于此路徑上全部電壓降的代數(shù)和。如果在繞行過程中從元件的正極到負(fù)極，此電壓便為正的，反之，從元件的負(fù)極到正極，此電壓則為負(fù)。三、舉例例1：如圖，求VA、VB、VC、VD、UAB、UBC、UDC例2：已知：E145V，E212V，內(nèi)阻忽略，R15，R24，R32，求：B、C、D三點(diǎn)的電位。結(jié)論：1）電位與所選擇的繞行路徑無關(guān)。2）選取不同的零電位點(diǎn)，各電位將發(fā)生變化，但電路中任意兩點(diǎn)間的電壓將保持不變。第三章 復(fù)雜直流電路第一節(jié)基爾霍夫定律一、基本概念1．復(fù)雜電路。2．支路：由一個(gè)或幾個(gè)元件首尾相接構(gòu)成的無分支電路。節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上的支路匯聚的點(diǎn)?；芈罚弘娐分腥我婚]合路徑。網(wǎng)孔：沒有支路的回路稱為網(wǎng)孔。3．舉例說明上述概念。4．提問：圖 3-1中有幾個(gè)節(jié)點(diǎn)、幾條支路、幾條回路、幾個(gè)網(wǎng)孔5．舉例二、基爾霍夫電流定律1．形式一：電路中任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，流入節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出節(jié)點(diǎn)的電流之和。I入I出形式二：在任一電路的任一節(jié)點(diǎn)上，電流的代數(shù)和永遠(yuǎn)等于零。I0規(guī)定：若流入節(jié)點(diǎn)的電流為正，則流出節(jié)點(diǎn)的電流為負(fù)。2．推廣：應(yīng)用于任意假定的封閉面。流入封閉面的電流之和等于流出封閉面的電流之和。例：本節(jié)例題三、基爾霍夫電壓定律1．內(nèi)容：從一點(diǎn)出發(fā)繞回路一周回到該點(diǎn)時(shí)，各端電壓的代數(shù)和等于零。U02．注意點(diǎn)：（1）在繞行過程中從元器件的正極到負(fù)極，電壓取正，反之為負(fù)。（2）繞行方向可選擇，但已經(jīng)選定后不能中途改變。課前復(fù)習(xí)1．電路的節(jié)點(diǎn)、支路、回路、網(wǎng)孔的概念。2．基爾霍夫電流定律、電壓定律的內(nèi)容和表達(dá)式。第二節(jié)基爾霍夫定律的應(yīng)用一、支路電流法1．以支路電流為未知量，應(yīng)用基爾霍夫兩定律列出聯(lián)立方程，求出各支路電流的方法。2．對(duì)于n條支路，m個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，應(yīng)用支路電流法解題的步驟：（1）選定各支路電流為未知量，并標(biāo)出各電流的參考方向，并標(biāo)出各電阻上的正、負(fù)。（2）按基爾霍夫電流定律，列出（ m1）個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程式。（3）指定回路的繞行方向，按基爾霍夫電壓定律，列出n(m1)個(gè)回路電壓方程。（4）代入已知數(shù)，解聯(lián)立方程式，求各支路的電流。（5）確定各支路電流的實(shí)際方向。3．舉例例1：本節(jié)例題例2：如圖，已知E1E217V，R11，R25，R32，用支路電流法求各支路的電流。課前復(fù)習(xí)習(xí)題（《電工基礎(chǔ)》第 2版周紹敏主編）4．計(jì)算題（3），用支路電流法求各支路的電流。第三節(jié)疊加定理一、疊加原理1．運(yùn)用疊加定理可以將一個(gè)復(fù)雜的電路分為幾個(gè)比較簡(jiǎn)單的電路，然后對(duì)這些比較簡(jiǎn)單的電路進(jìn)行分析計(jì)算，再把結(jié)果合成，就可以求出原有電路中的電壓、電流，避免了對(duì)聯(lián)立方程的求解。2．內(nèi)容：在線性電路中，任何一個(gè)支路中的電流（或電壓）等于各電源單獨(dú)作用時(shí)，在此支路中產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和。3．步驟：（1）分別作出由一個(gè)電源單獨(dú)作用的分圖，其余電源只保留其內(nèi)阻。（對(duì)恒壓源，該處用短路替代，對(duì)恒流源，該處用開路替代）。（2）按電阻串、并聯(lián)的計(jì)算方法，分別計(jì)算出分圖中每一支路電流（或電壓）的大小和方向。3）求出各電動(dòng)勢(shì)在各個(gè)支路中產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和，這些電流（或電壓）就是各電源共同作用時(shí)，在各支路中產(chǎn)生的電流（或電壓）。4．注意點(diǎn)：（1）在求和時(shí)要注意各個(gè)電流（或電壓）的正、負(fù)。（2）疊加定理只能用來求電路中的電流或電壓，而不能用來計(jì)算功率。二、舉例例1：本節(jié)例題課前復(fù)習(xí)疊加定理的內(nèi)容。第四節(jié)戴維寧定理當(dāng)有一個(gè)復(fù)雜電路，并不需要把所有支路電流都求出來，只要求出某一支路的電流，在這種情況下，用前面的方法來計(jì)算就很復(fù)雜，應(yīng)用戴維寧定理求解就較方便。一、二端網(wǎng)絡(luò)1．網(wǎng)絡(luò)：電路也稱為電網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)。2．二端網(wǎng)絡(luò)：任何具有兩個(gè)引出端與外電路相連的電路。3．輸入電阻：由若干個(gè)電阻組成的無源二端網(wǎng)絡(luò)，可以等效成的電阻。4．開路電壓：有源二端網(wǎng)絡(luò)兩端點(diǎn)之間開路時(shí)的電壓。二、戴維寧定理1．內(nèi)容：對(duì)外電路來說，一個(gè)含源二端線性網(wǎng)絡(luò)可以用一個(gè)電源來代替。該電源的電動(dòng)勢(shì)E0等于二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，其內(nèi)阻R0等于含源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有電動(dòng)勢(shì)為零，僅保留其內(nèi)阻時(shí)，網(wǎng)絡(luò)兩端的等效電阻（輸入電阻）。2．步驟：（1）把電路分為待求支路和含源二端網(wǎng)絡(luò)兩部分。（2）把待求支路移開，求出含源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uab。Rab。（3）將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各電源除去，僅保留電源內(nèi)阻，求出網(wǎng)絡(luò)二端的等效電阻（4）畫出含源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電路，并接上代求支路電流。3．注意：代替含源二端網(wǎng)絡(luò)的電源極性應(yīng)與開路電壓Uab的極性一致。三、舉例例1：例1例2：例2課前復(fù)習(xí)戴維寧定理的內(nèi)容。第五節(jié)兩種電源模型的等效變換一、電壓源1．電壓源：為電路提供一定電壓的電源。2．恒壓源：電源內(nèi)阻為零，電源提供恒定不變的電壓。3．恒壓源的特點(diǎn)（1）它的電壓恒定不變。（2）通過它的電流可以是任意的，且決定于與它連接的外電路負(fù)載的大小。4．符號(hào)二、電流源1．電流源：為電路提供一定電流的電源。2．恒流源：電源內(nèi)阻為無窮大，電源將提供恒定不變的電流。3．恒流源的特點(diǎn)（1）它提供的電流恒定不變，不隨外電路而改變。（2）電源端電壓是任意的，且決定于外電路。4．符號(hào)三、電壓源與電流源的等效變換1．電壓源理想電壓源串聯(lián)內(nèi)阻 R0電流源理想電流源并聯(lián)內(nèi)阻 R02．電壓源UUSIR0IUS UR0電流源II

USRS對(duì)外等效US UI USR0 RS所以ISUSUS，R0RSR0 RS3．結(jié)論（1）一個(gè)電壓源與電阻的串聯(lián)組合，可用一個(gè)電流源與電阻的并聯(lián)組合來等效代替。條件：ISUSR0，RSR0，如下圖（2）一個(gè)電流源與電阻的并聯(lián)組合，可用一個(gè)電壓源與電阻的串聯(lián)組合來等效代替。條件：USISRS，R0RS如下圖。四、舉例例1：例1例2：例2注意：（1）IS與US的方向一致。（2）等效變換對(duì)外電路等效，對(duì)電源內(nèi)部不等效。（3）恒壓源和恒流源之間不能等效。五、電源等效變換及化簡(jiǎn)原則1．注意點(diǎn)（3）2．兩個(gè)并聯(lián)的電壓源不能直接合并成一個(gè)電壓源，但兩個(gè)并聯(lián)的電流源可以直接合并成一個(gè)電流源。3．兩個(gè)串聯(lián)的電流源不能直接合并成一個(gè)電流源，但兩個(gè)串聯(lián)的電壓源可以直接合并成一個(gè)電壓源。4．與恒壓源并聯(lián)的電流源或電阻均可去除；與恒流源串聯(lián)的電壓源或電阻均可去除。例4：將下圖中的含源二端網(wǎng)絡(luò)等效變換為一個(gè)電壓源。例5：用電壓源與電流源等效變換的方法計(jì)算 1電阻上的電流?？偨Y(jié)復(fù)習(xí)第一章1．了解電路的組成及各部分原理2．電流（1）定義（2）產(chǎn)生條件（3）方向（4）電流的大小3．電阻（1）電阻是表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用的物理量（2）電阻大小的決定因素（3）電阻與溫度的關(guān)系4．歐姆定律（1）部分電路歐姆定律（2）閉合電路歐姆定律5．電路中能量轉(zhuǎn)換（1）電流通過用電器時(shí)①轉(zhuǎn)換電能的計(jì)算 WUIt②電功率的計(jì)算 PUI③焦耳定律（電流熱效應(yīng)的規(guī)律）2 2④電熱：QIRt；熱功率：PIR2PEI ER R0①分配給內(nèi)電路的功率②分配給外電路的功率第二章1．電池阻的串、并聯(lián)2．電阻的串、并聯(lián)規(guī)律總結(jié)3．電阻的混聯(lián)4．萬用表的基本原理5．電阻的測(cè)量（1）伏安法：電流表外接；電流表內(nèi)接（2）惠斯通電橋6．電位的計(jì)算方法1）標(biāo)出電流方向確定元件電壓正、負(fù)極性（2）確定零電位點(diǎn)（3）從待求點(diǎn)通過一定路徑繞到零電位點(diǎn)，該點(diǎn)電位等于此路徑上全部電壓的代數(shù)和。第三章1．復(fù)雜電路、支路、節(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔的概念2．基爾霍夫定律的內(nèi)容、表達(dá)式、注意事項(xiàng)、應(yīng)用3．復(fù)雜電路的求解方法（1）支路電流法：①內(nèi)容 ②解題步驟 ③注意點(diǎn) ④應(yīng)用（2）疊加定理①內(nèi)容 ②解題步驟 ③注意點(diǎn) ④應(yīng)用（3）戴維寧定理①內(nèi)容 ②解題步驟 ③注意點(diǎn) ④應(yīng)用（4）電壓源與電流源的等效變換①電壓源、電流源的概念；②恒壓源、恒流源的概念；③電壓源與電流源的等效互換變換的條件；④注意點(diǎn) ⑤應(yīng)用第四章 電容課前復(fù)習(xí)1．電壓源、電流源的概念。2．電壓源和電流源等效變換的條件。第一節(jié) 電容器和電容一、電容器1．電容器—— 任何兩個(gè)彼此絕緣而又互相靠近的導(dǎo)體都可以組成電容器。2．當(dāng)電容器與直流電源接通時(shí)，電源兩極的電荷就會(huì)在電場(chǎng)力的作用下，向電容器的極板上移動(dòng)，使與電源正極相接的極板上帶正電荷，與電源負(fù)極的極板上帶負(fù)電荷，從而在電容器兩極板間建立起電壓。3．充電——使電容器帶電的過程叫充電。4．放電—— 使電容器失去電荷的過程叫放電。二、電容1．電容器兩極帶的電荷越多，產(chǎn)生的電壓也越高，且對(duì)于一定 的電容器，極板上帶電量與極板間電壓的比值是常數(shù)，這一比值為電容器的電容量。2．C=q，式中：UC——電容量 q——電荷量 U——兩極板間的電壓3．單位：1F=106μF=1012pF三、平行板電容器的電容1．平行板電容器的電容與介電常數(shù)成正比，與正對(duì)面積成正比，與極板的距離成反比。2．CεS，式中：dε－介電常數(shù)法拉/米（Fm）2S－正對(duì)的面積平方米（ m）d－兩極板間的距離米（ m）電介質(zhì)的介電常數(shù)ε由介質(zhì)的性質(zhì)決定的。真空介電常數(shù)ε 0=1012Fm相對(duì)介電常數(shù)εr02例1：平行板電容器的極板面積為 100cm，兩板間的介質(zhì)為空氣，兩極板間的距離為5mm，現(xiàn)將電壓為 120V的直流電源接在電容器的兩端。求（1）該平行板電容器的電容及所帶的電荷量。（2）若將電容器的兩極板浸入相對(duì)介電常數(shù)為的油中，此時(shí)電容又是多大課前復(fù)習(xí)P65習(xí)題4.問答與計(jì)算題（3）第二節(jié)電容器的連接一、電容器的串聯(lián)1．電容器的串聯(lián)：把幾只電容器的極板首尾相接，連成一個(gè)無分支電路的連接方式。如圖2．串聯(lián)的性質(zhì)（1）q1=q2=q3=q（2）U=U1+U2+U31 1 1 1（3） = + +設(shè)各電容為C1、C2、C3的電容器上的電壓為 U1、U2、U3U1=q；U2=q；U3=qC1 C2 C3UU1U2U3q(1 1 1)C1C2C31 1 1 1CC1C2C3結(jié)論：串聯(lián)電容的總電容的倒數(shù)等于各電容的電容倒數(shù)之和。3．串聯(lián)的作用：增大耐壓，但電容減小。例1：P58例2二、電容器的并聯(lián)1．電容器的并聯(lián)：把幾只電容器的正極連在一起，負(fù)極也連在一起，這就是電容器的并聯(lián)。如圖所示。2．性質(zhì)（1）qq1q2q3（2）U=U1=U2=U3（3）CC1C2C3設(shè)每只電容器的電壓都是 U，電容為C1、C2、C3，所帶電量為 q1、q2、q3，q1C1Uq2C2Uq(C1C2C3)U結(jié)論：并聯(lián)電容器的總電容等于各電容器的電容之和。例3：有兩只電容器，電容分別為 10μF和20μF。它們的額定工作電壓為25V和15V，并聯(lián)后，接在 10V電源上。求：（1）q1、q2及C； （2）最大允許的工作電壓。課前復(fù)習(xí)1．串聯(lián)電容器的總電容、并聯(lián)電容器的總電容的計(jì)算公式。2．何種情況下需要把電容器串聯(lián)起來何種情況下需要把電容器并聯(lián)起來3．P64習(xí)題 1．是非題（3）～（8）。 2 ．選擇題（4）～（7）。第三節(jié) 電容器的充電和放電一、電容器的充電開關(guān)S合向1，電容器充電。1．現(xiàn)象：（1）白熾燈開始較亮，逐步變暗。（2）○A1的讀數(shù)由大變小。（3）○V的讀數(shù)變大。（4）最后○A1指向0，○V的大小等于 E。2．解釋：電源正極向極板供給正電荷，負(fù)極向極板供給負(fù)電荷。電荷在電路中形成定向移動(dòng)，產(chǎn)生電流，兩極板間有電壓。剛合上時(shí)，電源與電容器之間存在較大的電壓，使大量電荷從電源移向電容器極板，產(chǎn)生較大電流，隨著電荷的增加，電壓減小，電流減小。當(dāng)電容器兩端電壓等于電源電壓時(shí)，電荷停止定向移動(dòng)，電流為0，燈不亮。二、電容器的放電S合向2，電容放電。1．現(xiàn)象：（1）開始燈較亮，逐漸變暗，直至熄滅。（2）○A2開始較大，逐漸變小，電流方向與剛才充電方向相反，直至指示為 0。（3）開始○V指示為E，逐漸下降，直至為 0。2．解釋：放電過程中，由于電容器兩極板間的電壓使回路中有電流產(chǎn)生。開始這個(gè)電壓較大，因此電流較大，隨著電容極板上的正、負(fù)電荷的中和，極板間的電壓逐漸減小，電流也減小，最后放電結(jié)束，極板間不存在電壓，電流為零。3．結(jié)論：當(dāng)電容器極板上所儲(chǔ)存的電荷發(fā)生變化時(shí)，電路中就有電流流過；若電容器極板上所儲(chǔ)存的電荷量恒定不變時(shí)，則電路中就沒有電流流過。電路中的電流為qCuCtt三、電容器的質(zhì)量判別1．用R100或R1k擋。2．將萬用表分別與電容器兩端接觸，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)并回到接近起始的地方，說明電容器的質(zhì)量很好。3．若指針偏轉(zhuǎn)后回不到起始位置的地方，而停在標(biāo)度盤的某處說明電容器的漏電很大，這時(shí)指針?biāo)赋龅碾娮钄?shù)值即表示該電容器的漏電阻值。4．若指針偏轉(zhuǎn)到零位置之后不再回去，則說明電容器內(nèi)部已經(jīng)短路；如果指針根本不偏轉(zhuǎn)，則說明電容器內(nèi)部可能斷路，或電容量很小。第四節(jié) 電容器中的電場(chǎng)能量1．充電時(shí)，q↑→Uc↑電壓與電荷量成正比： qCu2．電源輸入電荷量為 q時(shí)所做的總功，也就是存儲(chǔ)于電容器中的總能量。Wc1qUC1CU22 2式中：C——電容器的電容單位： F（法拉）UC——電容器兩端的電壓?jiǎn)挝唬?V（伏特）Q——電容器所帶的電荷量單位： C（庫侖）W——電容器儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量 單位：J（焦耳）3．結(jié)論：電容器中存儲(chǔ)的電場(chǎng)能量與電容器的電容成正比，與電容器兩極板之間的電壓平方成正比。4．電容器是一種儲(chǔ)能元件，當(dāng)電容器兩端電壓增加時(shí)，電容器便從電源吸收能量?jī)?chǔ)存在它兩極板的電場(chǎng)中，當(dāng)電容器兩端電壓降低時(shí)，它便把儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量釋放出來。電容器本身只與電源進(jìn)行能量交換，不消耗能量。第五章 磁場(chǎng)和磁路第一節(jié)電流的磁效應(yīng)一、磁場(chǎng)磁極間相互作用的磁力是通過磁場(chǎng)傳遞的。磁極在它周圍的空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對(duì)處在它里面的磁極有磁場(chǎng)力的作用。二、磁場(chǎng)的方向和磁感線1．磁場(chǎng)的方向：在磁場(chǎng)中任一點(diǎn)，小磁針靜止， N極所指的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向。2．磁感線：在磁場(chǎng)中畫出一些曲線，在曲線上每一點(diǎn)的切線方向都與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同。三、電流的磁場(chǎng)1．直線電流的磁場(chǎng)電流的方向與它的磁感線方向之間的關(guān)系用安培定則判定。例：2．環(huán)形電流的磁場(chǎng)電流方向與磁感線方向之間的關(guān)系，用安培定則判定。例：3．通電螺線管的磁場(chǎng)電流方向與磁感線方向之間的關(guān)系用安培定則判定。第二節(jié)磁場(chǎng)的主要物理量一、磁感應(yīng)強(qiáng)度 B1．它是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量BF（條件：導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向）Il可用高斯計(jì)測(cè)量，用磁感線的疏密可形象表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。2．單位：F——N（牛頓），I——A（安培），L——m（米），B——T（特斯拉）3．B是矢量，方向：該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。4．勻強(qiáng)磁場(chǎng)：在磁場(chǎng)的某一區(qū)域，若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向都相同，這個(gè)區(qū)域叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)。二、磁通Φ1．ΦBS（條件：①BS；②勻強(qiáng)磁場(chǎng)）2．單位：韋伯（Wb）3．B= ；B可看作單位面積的磁通，叫磁通密度。S三、磁導(dǎo)率μ1．表示媒介質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量。真空中磁導(dǎo)率： μ0410-7Hm。相對(duì)磁導(dǎo)率：r02．μr＜1反磁性物質(zhì)；μr＞1順磁性物質(zhì)；μr1鐵磁性物質(zhì)。前面兩種為非鐵磁性物質(zhì) μr1，鐵磁性物質(zhì)μ不是常數(shù)。四、磁場(chǎng)強(qiáng)度 H1．表示磁場(chǎng)的性質(zhì)，與磁場(chǎng)內(nèi)介質(zhì)無關(guān)。2．HB或BμHμ0μrH3．（1）磁場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致。（2）單位：安米（Am）課前復(fù)習(xí)1．磁場(chǎng)中某一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向的規(guī)定。2．安培定則的內(nèi)容。3．磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的規(guī)定。4．磁通、磁導(dǎo)率、相對(duì)磁導(dǎo)率的概念。5．磁場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，磁場(chǎng)強(qiáng)度方向的規(guī)定。第三節(jié) 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力一、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力1．力的大小（1）當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)F=BIl（適用于：一小段通電導(dǎo)線；勻強(qiáng)磁場(chǎng)）（2）若電流方向與磁場(chǎng)方向平行，則 F=0。（3）若電流方向與磁場(chǎng)方向間有一夾角 ，則B1Bcos ；B2BsinFB2IlBIl sin討論：π，F(xiàn)BIl 最大；=0，F(xiàn)0最小。2單位：F－牛頓（N）；l－米（m）；B－特斯拉（T）。2．力的方向——用左手定則判定例1：一根通電直導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中，圖中已分別表明電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力這三個(gè)物理量中兩個(gè)量的方向，試標(biāo)出第三個(gè)物理量的方向。例2：一勻強(qiáng)磁場(chǎng)BT；L20cm；30；I10A，求：直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的大小和方向。二、電流表的工作原理（磁電式）（膠片）1．勻強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用力2．磁場(chǎng)使線圈偏轉(zhuǎn)的力矩 M1K1I；彈簧產(chǎn)生的力矩 M2K2，兩力矩平衡（M1M2）時(shí)，線圈就停在某一偏轉(zhuǎn)角上，指針指到刻度盤的某一刻度，刻度是均勻的。3．優(yōu)點(diǎn)：刻度均勻，準(zhǔn)確度高，靈敏度高。缺點(diǎn)：價(jià)格貴，對(duì)過載很敏感。課前復(fù)習(xí)1．磁場(chǎng)力大小的公式、磁場(chǎng)力方向的規(guī)定。2．習(xí)題（《電工基礎(chǔ)》第 2版周紹敏主編）1．是非題（5）、（6）。2．選擇題（6）、（7）。3．填充題（7）、（8）。第五節(jié)鐵磁性物質(zhì)的磁化一、鐵磁性物質(zhì)的磁化1．磁化：本來不具磁性的物質(zhì)，由于受磁場(chǎng)的作用而具有了磁性的現(xiàn)象。非鐵磁性物質(zhì)是不能被磁化的。2．磁化內(nèi)因：在外磁場(chǎng)的作用下，磁疇（磁性小區(qū)域）沿磁場(chǎng)方向作取向排列，形成附加磁場(chǎng)，從而使磁場(chǎng)顯著增強(qiáng)。去掉外磁場(chǎng)后，有些鐵磁性物質(zhì)中磁疇的一部分或大部分仍保持取向一致，對(duì)外仍顯磁性，這就成了永久磁鐵。3．應(yīng)用：用于電子和電氣設(shè)備中。二、磁化曲線1．磁化曲線（B－H曲線）：鐵磁性物質(zhì)的 B隨H而變化的曲線。=μH即μBH2．測(cè)試原理圖 a3．磁化曲線圖 bO－1段：起始磁化段。 B增加得較慢（由于磁疇?wèi)T性）。1－2段：直線段。B隨H增加很快（由于磁疇在外磁場(chǎng)的作用下大部分趨向 H的方向）。2－3段：B增加變慢（由于隨著 H的增加只有少數(shù)磁疇繼續(xù)轉(zhuǎn)向）。3以后：飽和段，B基本不隨H變化（已幾乎沒有磁疇可轉(zhuǎn)向了，為飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度）。4．說明：（1）對(duì)于變壓器和電機(jī)，通常工作于 2－3段。2）每一種材料B的飽和值一定，不同鐵磁性物質(zhì)，B的飽和值不同。3）B愈大導(dǎo)磁性能愈好。三、磁滯回線1．曲線2．剩磁：當(dāng) H減至零時(shí)，B值不等于零，而是保留一定的值，稱為剩磁。用Br表示。矯頑磁力：為克服剩磁所加的磁場(chǎng)強(qiáng)度。用 Hc表示。3．磁滯現(xiàn)象：B的變化總是落后于 H的變化。磁滯回線：abcdefa為一封閉對(duì)稱于原點(diǎn)的閉合曲線，稱為磁滯回線4．（1）基本磁化曲線：連接各條對(duì)稱的磁滯回線的頂點(diǎn)，得到的一條曲線叫基本磁化曲線。（2）磁滯損耗：反復(fù)交變磁化過程中有能量損耗，稱為磁滯損耗。（3）剩磁和矯頑力愈大的鐵磁性物質(zhì)，磁滯損耗就愈大。課前復(fù)習(xí)1．什么叫鐵磁性物質(zhì)的磁化它能夠被磁化的原因。2．鐵磁性物質(zhì)的磁化曲線和磁滯回線的概念。第五節(jié)磁路的基本概念一、磁路1．磁路：磁通經(jīng)過的閉合路徑。2．說明主、漏磁通。3．磁路：無分支和有分支。無分支 有分支二、磁路的歐姆定律1．通電線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁通隨線圈匝數(shù)和所通過的電流的增大而增加。把通過線圈的電流和線圈匝數(shù)的乘積稱為磁動(dòng)勢(shì)。EmN單位：安培（A）2．磁阻：磁通通過磁路時(shí)所受到的阻礙作用。RmlS2式中：l－磁路長(zhǎng)度（m）；S－磁路橫截面積（m）；μ－磁導(dǎo)率（H／m）；Rm－磁阻（1／H）。3．磁路的歐姆定律（1）內(nèi)容：通過磁路的磁通與磁動(dòng)勢(shì)成正比，與磁阻成反比。（2）EmRm（3）磁路與電路對(duì)應(yīng)的物理量及其關(guān)系式。電路磁路電流I磁通電阻RlS磁通Rm＝lS電阻率磁導(dǎo)率電動(dòng)勢(shì)E磁動(dòng)勢(shì)m＝INE電路歐姆定律IER磁路歐姆定律=EmRm練習(xí)：1．在磁場(chǎng)中，各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小不僅與電流的大小和導(dǎo)體的形狀有關(guān)，而且與媒介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。（ ）2．磁路的歐姆定律是指：磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁動(dòng)勢(shì)成正比，與磁阻成反比。（ ）第六章 電磁感應(yīng)課前復(fù)習(xí)1．電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。 2 ．右手螺旋定則的內(nèi)容。第一節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象1．演示（1）讓導(dǎo)體AB在磁場(chǎng)中向前或向后運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)象：電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明電路中有了電流。（2）導(dǎo)體AB靜止或做上、下運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)象：電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明電路中無電流。結(jié)論Ｉ：1．閉合電路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中就有電流產(chǎn)生。2．演示（1）把磁鐵插入線圈或從線圈中抽出?，F(xiàn)象：電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。（2）磁鐵插入線圈后靜止不動(dòng)，或磁鐵和線圈以同一速度運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)象：電流表指針不偏轉(zhuǎn)，說明閉合電路中沒有電流。結(jié)論II：只要閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線，電路中就有電流產(chǎn)生。3．演示如圖 6-3（1）打開開關(guān)、合上開關(guān)或改變 A中的電流?，F(xiàn)象：與B相連的電流表指針偏轉(zhuǎn)，說明 B中有電流。結(jié)論III ：在導(dǎo)體和磁場(chǎng)不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，只要穿過閉合電路的磁通發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生。分析結(jié)論I、II、III 得總結(jié)論：①產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：只要穿過閉合電路的磁通發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生。②電磁感應(yīng)現(xiàn)象：利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。討論：1．如圖所示，在通電直導(dǎo)線旁有一矩形線圈，下述情況下，線圈中有無感應(yīng)電流為什么（1）線圈以直導(dǎo)線為軸旋轉(zhuǎn)。（2）線圈向右遠(yuǎn)離直導(dǎo)線而去。第二節(jié)感應(yīng)電流的方向判斷感應(yīng)電流方向的方法：1）右手定則2）楞次定律一、右手定則1．內(nèi)容：伸開右手，使大拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線垂直進(jìn)入手心，大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，這時(shí)四指所指的方向?yàn)楦袘?yīng)電流的方向。二、楞次定律1．（1）演示：2）分析：能量守恒定律，磁力阻礙磁鐵運(yùn)動(dòng)，外力克服磁力的阻礙做了功，其它形式的能轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能。3）演示2．楞次定律：感應(yīng)電流的方向，總是要使感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁通的變化。3．判定感應(yīng)電流方向的步驟：1）明確原來磁場(chǎng)的方向及穿過閉合電路的磁通是增加還是減少。（2）根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向。（3）利用安培定則確定感應(yīng)電流方向。例1：如圖用右手定則、楞次定律判定 AB中感應(yīng)電流的的方向。課前復(fù)習(xí)1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象、感應(yīng)電流的概念。2．右手定則的內(nèi)容。3．習(xí)題3．填充題（1）。第三節(jié) 電磁感應(yīng)定律一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2．方向：和感應(yīng)電流方向相同，用右手定則或楞次定律來判斷。3．不管外電路是否閉合，只要穿過電路的磁通發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那段導(dǎo)體相當(dāng)于電源。二、切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。?）若導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，與磁感線方向也垂直，則EBLv（2）若導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，與磁感線方向成角，則E=BLvsin2．推導(dǎo)過程（1）設(shè)：ab長(zhǎng)為l，以速度v沿垂直磁感線方向勻速向右運(yùn)動(dòng)， ts內(nèi)移動(dòng)距離aa'FBIl ；FoutF外力反抗磁場(chǎng)力做的功W1=Foutlaa'Flaa=BIlvt感應(yīng)電流做的功：W2EIt因?yàn)閃1=W2BIlvtEIt所以EBlvE（R是閉合電路電阻）R（2）若導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，與磁感線方向成角， v分解為 v1、v2，v1不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，只有 v2產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)所以E=Blv2=Blv sin3．單位：B—特斯拉（T）；E—伏特（V）； l—米（m）； v—米/秒（m／s）。例1：P87例1三、電磁感應(yīng)定律EBlv sin單位時(shí)間內(nèi)穿過線圈回路的磁通的改變量，若用 ΦΦ2Φ1表示導(dǎo)線在 tt2t1時(shí)間內(nèi)磁通的改變量，則E= ——單位時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線回路里磁通的改變量t1．法拉第電磁感應(yīng)定律：線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過線圈的磁通變化率成正比。Et若線圈有N匝，則ENt t（NN2N121= ）（ 稱為磁鏈）例2：P88例23．（a）EN 中的E是時(shí)間 t內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值。t（b）在應(yīng)用EBlvsin時(shí)，若v為一段時(shí)間內(nèi)的平均速度，則 E為這段時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值；若 v為某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度，則 E就為那個(gè)時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值。課前復(fù)習(xí)1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的概念。2．法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容。3．導(dǎo)線切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式。4．習(xí)題2．選擇題（4）。第四節(jié)自感現(xiàn)象一、自感現(xiàn)象1．（1）如圖調(diào)節(jié) R使HL1、HL2亮度相同，再調(diào)節(jié)R1使兩白熾燈正常發(fā)光，然后斷開 S再接通電路。2）現(xiàn)象：HL2正常發(fā)光，HL1逐漸亮起來。3）分析現(xiàn)象。2．（1）如圖接通電路，燈 HL正常發(fā)光，再斷開電 路 。（2）現(xiàn)象：斷電的一瞬間，白熾燈突然發(fā)出很強(qiáng) 的亮光，然后才熄滅。（3）分析現(xiàn)象。3．結(jié)論：當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，線圈本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)總是阻礙線圈中原來電流的變化。自感現(xiàn)象：由于線圈本身的電流發(fā)生而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。簡(jiǎn)稱自感。自感電動(dòng)勢(shì)：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。二、自感系數(shù)1．自感磁通 L：當(dāng)電流通過回路時(shí)，在回路內(nèi)產(chǎn)生的磁通叫自感磁通。2．自感磁鏈：LNL3．自感系數(shù)（電感）： L= LI表示各線圈產(chǎn)生自感磁鏈的能力，表示一個(gè)線圈通過單位電流所產(chǎn)生的磁鏈。4．單位：亨利（H）、毫亨（mH）、微亨（H）1H103mH106H三、線圈電感的計(jì)算1．BμHμIN，BSINS，由NLIl l得2L NSl2．（1）L由線圈本身的特性決定，與線圈的尺寸、匝數(shù)和媒質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)，而與線圈中的電流無關(guān)。2）上式除適用于環(huán)形螺旋線圈外，對(duì)近似環(huán)形的線圈，且在鐵心沒飽和的條件下，也可用上式近似計(jì)算。3）鐵磁材料磁導(dǎo)率μ不是一個(gè)常數(shù)，鐵心越接近飽和，這現(xiàn)象越顯著。所以具有鐵心的線圈，其電感不是一個(gè)定值，這種電感叫非線性電感。四、自感電動(dòng)勢(shì)1．EL ；LLIt所以E l1 l2 LI2 LI1LLt t t自感電動(dòng)勢(shì)大小與線圈中電流的變化率成正比。2．EL方向：用楞次定律判斷。五、自感現(xiàn)象的應(yīng)用1．熒光燈主要組成：燈管、鎮(zhèn)流器、啟輝器。2．啟輝器結(jié)構(gòu)：充有氖氣的小玻璃泡、靜觸片、 U形觸片、稀薄的汞蒸氣。3．熒光燈的工作原理。4．鎮(zhèn)流器的作用：（1）熒光燈開始點(diǎn)燃時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓。（2）熒光燈正常發(fā)光時(shí)，與燈管串聯(lián)起降壓限流的作用。5．危害。六、磁場(chǎng)能量1．磁場(chǎng)能量和電場(chǎng)能量相同的特點(diǎn)：（1）磁場(chǎng)能量和電場(chǎng)能量在電路中的轉(zhuǎn)化都是可逆的。線圈也是儲(chǔ)能元件。（2）它的計(jì)算公式和電場(chǎng)能量計(jì)算式相似。WL1LI22反映儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的能力。課前復(fù)習(xí)1．自感現(xiàn)象、自感系數(shù)的概念及自感系數(shù)、自感電動(dòng)勢(shì)計(jì)算公式。2．習(xí)題 1．是非題（4）~（6）；2．選擇題（5）、（6）；3．填充題（2）、3）第五節(jié)互感現(xiàn)象一、互感現(xiàn)象線圈L中有電流i1時(shí)：L1中有21）。線圈 L中的電流i1變化時(shí)：

11、11

（11

=

N111

=

L1

I1），L2中有

21、21（21=

N211變化，自感電動(dòng)勢(shì)EL1=11t也變化，互感電動(dòng)勢(shì)EM2=21t同理，當(dāng)線圈2中電流i2變化時(shí)，線圈L中也產(chǎn)生互感電動(dòng)勢(shì)EM1=12t互感現(xiàn)象：當(dāng)一個(gè)線圈中電流發(fā)生變化時(shí)，在另一個(gè)線圈中將要產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象叫互感現(xiàn)象。產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫互感電動(dòng)勢(shì)。二、互感系數(shù)（也稱互感量，簡(jiǎn)稱互感） M1．M=21=12單位：亨利（H）i1i22．說明：1）M只與兩個(gè)回路的結(jié)構(gòu)、相互位置及媒質(zhì)磁導(dǎo)率有關(guān)，與回路中的電流無關(guān)。只有當(dāng)媒介質(zhì)為鐵磁性材料時(shí)，M才與電流有關(guān)。3．M與L的關(guān)系設(shè)K1、K2為各線圈產(chǎn)生的互感磁通與自感磁通的比值K=21=21N1111N211K2=1222

= Mi1N1 = MN1L1i1N2 L1N2MN2L2N1K1與K2的幾何平均值稱為線圈的交鏈系數(shù)或耦合系數(shù)，用 K表示。=K1K2=M，因0≤K1≤1，0≤K2≤1L1L2所以0K1K0表示線圈之間不存在互感； K1表示兩線圈全耦合，無漏磁。所以 MKL1L2M決定于K、L1、L2）三、互感電動(dòng)勢(shì)1．i1變化產(chǎn)生EM2E21Mi1M2tt同理i2變化產(chǎn)生EM1EM1Mi2t其大小等于互感系數(shù)和另一線圈中電流變化率的乘積；其方向用楞次定律判斷。課前復(fù)習(xí)1．互感現(xiàn)象和互感系數(shù)的概念。2．互感系數(shù)和它們的自感系數(shù)的關(guān)系。3．互感電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。第六節(jié)互感線圈的同名端和串聯(lián)一、互感線圈的同名端1．同名端：把在同一變化磁通作用下，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極性相同的端點(diǎn)叫同名端。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極性相反的端點(diǎn)叫異名端。用符號(hào)“”表示同名端。例：2．同名端的確定（1）已知線圈繞法時(shí)，可用楞次定律直接判定（如上例）。（2）不知線圈繞法時(shí)，可用實(shí)驗(yàn)方法來確定。如下圖。開關(guān)閉合，i1增大，圖中電源上“ +”下“”，如 A表正偏，表明（3）端與（1）端為同名端，A表反偏，表明（4）端與（3）端為同名端。二、互感線圈的串聯(lián)1．順串（1）（2）推導(dǎo)E=EL1+EM1+EL2+EM2=L1i+L2i+2iittti=（L1+L2+2M）=L順 it所以L順=L1+L2+2M2．反串（1）（2）推導(dǎo)E=EL1EM1+EL2EM2=L1i+L2i2Mittt=（L1+L22M）iti=L反t所以L反=L1+L22M3．M=L順 L反4課前復(fù)習(xí)1．互感線圈同名端的概念。2．習(xí)題1．是否題（8）～（10）；2．選擇題（7）、（9）、（10）；3．填充題（6）。第七節(jié)渦流和磁屏蔽一、渦流1．鐵心中由于電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生的渦電流稱為渦流。2．渦流的有害之處：因整塊金屬電阻很小，所以渦流很大，使鐵心發(fā)熱，溫度升高，使材料絕緣性能下降，甚至破壞絕緣造成事故。3．渦流損失：鐵心發(fā)熱，使一部分電能轉(zhuǎn)換成熱能白白浪費(fèi)，這種電能損失叫渦流損失。4．減小渦流的措施：鐵心用涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓制成。5．渦流的利用：用于有色金屬、特種合金的冶煉。二、磁屏蔽1．磁屏蔽：為了避免互感現(xiàn)象，防止出現(xiàn)干擾和自激，須將有些儀器屏蔽起來，使其免受外界磁場(chǎng)的影響，這種措施叫磁屏蔽。2．屏蔽措施：（1）用軟磁材料做成屏蔽罩。2）對(duì)高頻變化的磁場(chǎng)，用銅或鋁等導(dǎo)電性能良好的金屬制成屏蔽罩。3）裝配器件時(shí)，相鄰線圈互相垂直放置。第七章 初始正弦交流電課前復(fù)習(xí)1．電流產(chǎn)生磁場(chǎng)。2．磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力。3．電磁感應(yīng)現(xiàn)象 EBlvsin第一節(jié)交流電的產(chǎn)生一、交流電的產(chǎn)生演示：由圖引出交流電的概念。1．交流電：強(qiáng)度和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流叫交流電。2．交流電的變化規(guī)律中性面：跟磁力線垂直的平面叫中性面。（1）線圈平面跟中性面重合的時(shí)刻開始計(jì)時(shí)①某一瞬間整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：e2Blv sinωt或者eEmsinωtEm2Blv式中：e電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值Em電動(dòng)勢(shì)的最大值由上式知在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈里產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是按正弦規(guī)律變化的。②當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁感線平行的位置時(shí)，由于ωt2，sinωt1，所以此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大e2Blv；當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁感線垂直時(shí)，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，e0。③若線圈和電阻組成閉合電路，則電路中就有感應(yīng)電流。eR

EmR

sinωtImsinωt式中：R——整個(gè)閉合電路的電阻Im——電流的最大值——電流強(qiáng)度的瞬時(shí)值電壓的瞬時(shí)值uIR'ImR'sinωtUmsinωt式中：R'——某段導(dǎo)線的電阻Um——電壓的最大值由上可知：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流、外電路中一段導(dǎo)線上的電壓都按正弦規(guī)律變化。（2）線圈平面跟中性面有一夾角時(shí)開始計(jì)時(shí)eEmsin(ωt)iImsin(ωt)uUmsin(ωt)正弦交流電：按正弦規(guī)律變化的交流電。二、交流電的波形圖1．講解如圖2．用描點(diǎn)法畫出 IImsinωt和uUmsin（ωt）的圖形，其中 =π。6課前復(fù)習(xí)1．交流電是按什么規(guī)律變化的2．寫出交流電流、電壓和電動(dòng)勢(shì)的解析式。第二節(jié) 表征交流電的物理量一、表征交流電變化快慢的物理量——周期、頻率、角頻率1．周期：交流電完成一次周期性變化所需的時(shí)間。用T表示，單位：s。2．頻率：交流電在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。用f表示，單位：Hz。3．周期與頻率的關(guān)系：T1f4．角頻率：交流電每秒鐘所變化的角度:ω2π2fT二、最大值和有效值1．最大值：交流電在一個(gè)周期內(nèi)所能達(dá)到的最大數(shù)值。用Im、m、m表示。UE2．有效值：讓交流電和直流電通過同樣阻值的電阻，若它們?cè)谕粫r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫這一交流電的有效值。3．正弦交流電有效值和最大值之間的關(guān)系EEm Em（適用與正弦交流電）2UUmUm2IImIm2用E、U、I分別表示交流電的電動(dòng)勢(shì)、電壓、電流的有效值。各種使用交流電的電氣設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓、額定電流的數(shù)值及一般交流電流表、交流電壓表測(cè)量的數(shù)值，都是有效值。以后提到交流電的數(shù)值，凡沒特別說明的都是指有效值。三、相位和相位差1．相位：ωt 叫交流電的相位。2．初相位t0時(shí)的相位，叫初相位。相位可用來比較交流電的變化步調(diào)。3．相位差：兩個(gè)交流電的相位差。用 表示。(ωt 01)ωt 02) 01 02（頻率相同）1）0稱它們?yōu)橥?）稱它們?yōu)榉聪?）e1比e2超前四、正弦交流電的三要素有效值（或最大值）、頻率（或周期或角頻率）、初相是表征正弦交流電的三個(gè)重要物理量。知道了這三個(gè)量，就可以寫出交流電瞬時(shí)值的表達(dá)式，從而知道正弦交流電的變化規(guī)律，故把它們稱為正弦交流電的三要素。例1：已知I10A，f50Hz，3，寫出交流電流的瞬時(shí)值。課前復(fù)習(xí)1．什么是正弦交流電的三要素2．已知U=220V，f=Hz，0=90，試寫出該交流電壓的解析式。第三節(jié)交流電的表示法一、解析式表示法eEmsin（ωte0）IIsin（ωti0）muUmsin（ωtu0）上述三式為交流電的解析式。從上式知：已知交流電的有效值（或最大值）、頻率（或周期、角頻率）和初相，就可寫出它的解析式，從而也可算出交流電任何瞬時(shí)的瞬時(shí)值。例1：某正弦交流電的最大值Im5A，頻率f50Hz，初相90o，寫出它的解析式，并求t0時(shí)的瞬時(shí)值。二、波形圖表示法1．點(diǎn)描法2．波形圖平移法00圖像左移，00波形圖右移，結(jié)合P109圖7－8講解。有時(shí)為了比較幾個(gè)正弦量的相位關(guān)系，也可把它們的曲線畫在同一坐標(biāo)系內(nèi)。例2：已知電壓為220V，f50Hz，90o，畫出它的波形圖。例3：已知u100sin(100t90o)V，求：（1）三要素；（2）畫出它的波形圖。三、相量圖表示法正弦交流電可用旋轉(zhuǎn)矢量來表示：1．以eEmsin( ωt0)為例，加以分析。在平面直角坐標(biāo)系中，從原點(diǎn)作一矢量Em，使其長(zhǎng)度等于正弦交流電動(dòng)勢(shì)的最大值 Em，矢量與橫軸 ox的夾角等于正弦交流電動(dòng)勢(shì)的初相角 0，矢量以角速度 ω逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)下去，即可得 e的波形圖。2．相量：表示正弦交流電的矢量。用大寫字母上加“”符號(hào)表示。3．相量圖：同頻率的幾個(gè)正弦量的相量，可畫在同一圖上，這樣的圖叫相量圖。例4：畫出三個(gè)同頻率的正弦量的相量圖。e60sin（ωt60o）Vi5sin（ωt30o）Au30sin（ωt30o）V4．有效值相量：相量圖中每一個(gè)相量的長(zhǎng)度等于有效值，這種相量叫有效值相量。例5：作熒光燈電路端電壓u與i的相量圖，設(shè)i2sinωtAu2202sin（ωt53o）V第八章 正弦交流電路第一節(jié)純電阻電路一、電路1．純電阻電路：交流電路中若只有電阻，這種電路叫純電阻電路。2．電阻元件對(duì)交流電的阻礙作用，單位二、電流與電壓間的關(guān)系1．大小關(guān)系設(shè)在純電阻電路中，加在電阻R上的交流電壓uUmsint,則通過電阻R的電流的瞬時(shí)值為：i=u=UmsintImsintRRImUmRI=ImUm=U22RRIU：純電阻電路中歐姆定律的表達(dá)式，式中：U、I為交流電路中電壓、電R流的有效值。2．相位關(guān)系（1）在純電阻電路中，電壓、電流同相。（2）表示：解析式、相量圖和波形圖。例：在純電阻電路中，電阻為44，交流電壓u311sin(314t30)V，求通過電阻的電流多大寫出電流的解析式。練習(xí)：已知交流電壓 u=2202sin(314t45)V，它的有效是 , 頻率是 ，初相是 。若電路接上一電阻負(fù)載 R220,電路上電流的有效值是 ，電流的解析式是 。課前復(fù)習(xí)電阻元件上電流、電壓之間的關(guān)系1．大小關(guān)系 2 ．相位關(guān)系第二節(jié)純電感電路一、電路二、電感對(duì)交流電的阻礙作用1．演示電感在交、直流電路中的作用2．分析與結(jié)論電感線圈對(duì)直流電和交流電的阻礙作用是不同的。對(duì)于直流電起阻礙作用的只是線圈電阻，對(duì)交流電，除線圈電阻外，電感也起阻礙作用。（1）電感對(duì)交流電有阻礙作用的原因。（2）感抗：電感對(duì)交流電的阻礙作用。用 XL表示，單位：。（3）感抗與ω、L有關(guān)。①L越大，XL就越大，f越大，XL就越大。XL與L、f有關(guān)的原因。③XLL2fL單位：XL―歐姆（）；f－赫茲（Hz）；L－亨利（H）。（4）電感線圈在電路中的作用：通直流、阻交流，通低頻、阻高頻。（5）應(yīng)用：低頻扼流圈：用于“通直流、阻交流”的電感線圈叫低頻扼流圈。高頻扼流圈：用于“通低頻、阻高頻”的電感線圈叫高頻扼流圈。三、電流與電壓之間的關(guān)系1．大小關(guān)系I=UIm=Um(iu)XLXLXL2．相位關(guān)系：（1）電流落后電壓π。2（2）表示：解析式、相量圖和波形圖。練習(xí)：已知交流電壓 u2202sin(314 t +45)V，它的有效值是 ，頻率是 ，初相是 。若電路接上一純電感負(fù)載 XL=220，則電路上電流的有效值是 ，電流的解析式 。課前復(fù)習(xí)電感元件上電流、電壓之間的關(guān)系1．大小關(guān)系 2 ．相位關(guān)系第二節(jié)純電容電路一、電路二、電容對(duì)交流電的阻礙作用1．演示：電容在交、直流電路中的作用結(jié)論：直流電不能通過電容器，交流電能“通過”電容器。原因：當(dāng)電源電壓增高時(shí)，電源給電容器充電，當(dāng)電源電壓降低時(shí)，電容器放電，充放電交替進(jìn)行。2．分析和結(jié)論（1）電容對(duì)交流電的阻礙作用叫容抗。用XC表示。（2）XC與ω、C有關(guān)XC=1=1C2πfC（3）分析：為什么會(huì)產(chǎn)生X，為什么X1，X1CCCC（4）電容器在電路中的作用：通交流、隔直流；通高頻、阻低頻。（5）應(yīng)用隔直電容：使交流成分通過，而阻礙直流成分通過，做這種用途的電容器叫隔直電容。高頻旁路電容：高頻成分通過電容器，而使低頻成分輸入到下一級(jí)，做這種用途的電容器叫高頻旁路電容。三、電流與電壓的關(guān)系1．大小關(guān)系I

UIm=Um(iu)XCXCXC2．相位關(guān)系（1）電流超前電壓

π2（2）表示：解析式、波形圖、相量圖。練習(xí)：已知交流電壓 u=2202sin(314t45)V，它的有效值是 ，頻率是 ，初相是 。若電路接上一純電容負(fù)載 XC=220，則電路上電流的有效值是 ，電流的解析 。課前復(fù)習(xí)填表電阻元件 電感元件 電容元件對(duì)交流電的阻礙作用電壓、電流的大小關(guān)系電壓、電流的相位關(guān)系相量圖（以電流為參考相量）第四節(jié)電阻、電感、電容的串聯(lián)電路一、RLC串聯(lián)電路由電阻、電感、和電容相串聯(lián)所組成的電路叫 RLC串聯(lián)電路。1．電路設(shè)在上述電路中通過的正弦交流電流為IImsinωt則：R=sinωtmuL=ImXLsin(ωt+π)=ImωLsin(ωt+π)22uC=ImXCsin(ωtπ)Im1sin(ωt-π)u2C2=u+u+uABRLC2．相量圖（以電流為參考相量）3．端電壓與電流的關(guān)系（1）大小關(guān)系①電壓三角形：電路的端電壓與各分電壓構(gòu)成一直角三角形，叫電壓三角形。（圖（1））②RLC串聯(lián)電路中歐姆定律的表達(dá)式： IU∣Z∣RZ(XLXC)2∣Z∣——阻抗單位：歐姆()22UC)2UUR(UL③電抗：感抗與容抗之差叫電抗。用X表示XXLXC單位：歐姆（）④阻抗三角形 （圖（2））阻抗角：∣Z∣與R兩邊的夾角 =arctan XLXC=arctanXR R圖（2）（2）相位關(guān)系①當(dāng)XLXC時(shí)，端電壓超前電流角，電路呈電感性，稱為電感性電路。iarctan(ULUCUR0②當(dāng)XL<XC時(shí)，端電壓滯后電流角，電路呈電容性，稱為電容性電路。I=arctan(ULUC)UR0③當(dāng)XLXC時(shí)，端電壓與電流同相，電路呈電阻性，電路的這種狀態(tài)叫串聯(lián)諧振。= u i=arctan( ULUC)UR0例1：P121例１二、RLC串聯(lián)電路的二個(gè)特例1．當(dāng)XC0時(shí)，電路為 R－L串聯(lián)電路U=或

UR2UL2=2L2=∣∣IRXIZ2UL2Z例2：P122例22．當(dāng)XL0時(shí)，電路為 RC串聯(lián)電路UUR2UC2=IR22XC或

=I∣Z∣IU∣Z∣=R2 XC2Z練習(xí)：1．填表RL串聯(lián)串聯(lián)RLC串聯(lián)L<L=L>CCCXXXXXX端電壓表達(dá)式阻抗表達(dá)式端電壓與電流大小關(guān)系端電壓與電流相位關(guān)系相量圖（以電流為參考相量）2．介紹公式的記憶方法（ 記憶法：電壓三角形和阻抗三角形）。課前復(fù)習(xí)1．在RLC串聯(lián)電路中，歐姆定律的表達(dá)式。2．電路端電壓與各元件兩端的電壓的關(guān)系。3．電路總阻抗與電阻、感抗、容抗的關(guān)系。4．電路端電壓和電流的相位關(guān)系。第五節(jié)串連諧振電路一、諧振的定義和條件1．定義：在RLC串聯(lián)電路中，當(dāng)電路端電壓和電流同相時(shí)，電路呈電阻性，電路的這種狀態(tài)叫串聯(lián)諧振。2．串聯(lián)諧振的條件I =U∣Z∣= R2 (XL XC)2Z串聯(lián)諧振的條件：XLXCω0L10Cω01f01LC2πLC3．電路實(shí)現(xiàn)諧振的方法（1）電源頻率一定，可調(diào)節(jié) L或C的大小來實(shí)現(xiàn)諧振。（2）當(dāng)電路參數(shù) L、C一定時(shí)，可改變電源頻率。二、串聯(lián)諧振的特點(diǎn)：1．阻抗最小，且為純電阻∣ Z0∣R。2．電路中電流最大 ,并與電源電壓同相 I0= U =UZ0 R3．電感和電容兩端的電壓相等，且相位相反，其大小為總電壓的Q倍（電壓諧振）。ULI0XL=UXL=0LU=QURUCI0XCUXCQURURI0RURUR其中：Q=

ULUCQU0L=1R0CRQ——串聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)。（1）減小電阻，則電路消耗的能量就小，電路品質(zhì)因數(shù)高。（2）增大線圈的電感量L，線圈儲(chǔ)存的能量就多，在損耗一定時(shí)，同樣說明電路品質(zhì)好。4．諧振時(shí),電能僅供給電路中電阻消耗,電源與電路間不發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，而電感與電容間進(jìn)行著磁場(chǎng)能和電場(chǎng)能的轉(zhuǎn)換。三、串聯(lián)諧振的應(yīng)用1．收音機(jī)中的調(diào)諧接收回路。2．調(diào)諧方法：改變 C或L的值。四、諧振電路的選擇性1．選擇性：選擇性即電路選擇信號(hào)的能力，也即電路的選頻本領(lǐng)。2．影響電路選擇性的因素：（1）討論方法諧振曲線：以

作諧振曲線→結(jié)論f（或ω）作為自變量，把回路電流

i

作為它的函數(shù)，繪成的函數(shù)曲線。（2）結(jié)論：Q值越大，諧振曲線越陡，電路的選擇性越好。（3）提出問題：電路的 Q值是不是越高越好呢3．品質(zhì)因數(shù)和通頻帶的關(guān)系：從分析諧振曲線得出結(jié)論：（1）諧振電路的通頻帶：當(dāng)回路外加電壓的幅值不變時(shí)，回路中產(chǎn)生的電流不小于諧振值的倍的一段頻率范圍，簡(jiǎn)稱帶寬，用f表示。f=ff1；ff0Q（2）Q值越高，電路的選擇性越好，但電路傳送信號(hào)的頻帶越窄（即通頻帶 f越窄），因此 Q值過大容易造成信號(hào)失真。所以 Q和 f是辨證的統(tǒng)一，在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)具體情況，兩者有所側(cè)重，例如普及型收音機(jī)和收錄機(jī)就各有側(cè)重。課前復(fù)習(xí)1．RLC串聯(lián)電路的相量圖。2．RLC串聯(lián)電路中，端電壓和電流之間的關(guān)系。第六節(jié)電阻、電感、電容的并聯(lián)電路一、RLC并聯(lián)電路：由電阻、電感和電容并聯(lián)組成的電路1．電路設(shè)在AB兩端加正弦交流電壓uUsinωt，則各支路上的電流分別為：miR=IRmsinωtIURRiLICmsin(ωtπ)IL=UCCmsin(2XLωtπ)C=UiII2XC2．相量圖以電壓為參考相量（1）XLXC （2）XLXC （3）XLXC3．總電流和電壓之間的關(guān)系從分析相量圖得出結(jié)論（1）總電流和電壓的大小關(guān)系①電流三角形：電路中總電流與各支路電流構(gòu)成一個(gè)直角三角形，叫電流三角形。I=IR2IC)2(IL②歐姆定律表達(dá)式I（2）相位間的關(guān)系

U；|Z|1→導(dǎo)納三角形Z1)2(11)2(RXLXC①當(dāng)XLXC時(shí)，總電流超前端電壓角，電路呈電容性。②當(dāng)XLXC時(shí)，總電流滯后端電壓角，電路呈電感性。③當(dāng)XLXC時(shí)，則ILIC，端電壓與總電流同相，電路呈電阻性，電路的這種狀態(tài)叫并聯(lián)諧振。其中：總電流與端電壓的相位差為：=iu=arctanILIC=arctanU/XLU/XCIRU/R=arctanBLBC0G感納BL=1；容納BC=1；電導(dǎo)G1，單位：西門子（S）。XLXCR例：P129[例題]兩種方法解題，比較其優(yōu)劣。四、RLC并聯(lián)電路的二個(gè)特例1．當(dāng)XC→∞則IC=0，此電路為 RL并聯(lián)電路（1）相量圖：以電壓為參考相量（2）總電流與電壓的大小關(guān)系I=IR2IL2→電流三角形I=U|Z|=1→導(dǎo)納三角形Z(1)2(1)2RXL（3）總電流與電壓的相位關(guān)系電壓超前總電流角，電路呈電