《電工電子技術》課件 項目一 電路與元件的認識

電路與元件的認識目一項初識電路認識電路的基本物理量任務1任務2目錄CONTENTS認識電路基本元件任務3安全用電任務4任務1初識電路一、電路的組成電流通過的路徑稱為電路。電路一般由電源、負載、中間環(huán)節(jié)和低壓電器四部分組成。如圖所示。（1）電源：是提供電能的設備，他可以把非電能形式的能量轉換成電能，例如發(fā)電機、電池等。（2）負載：是將電能轉換成非電能形式能量的用電設備，例如，電動機、照明燈、電爐等。（3）中間環(huán)節(jié)：傳送信號、傳輸電能。（4）低壓電器：接通或斷開電路或保護電路，如刀開關、熔斷器、漏電保護器等。用規(guī)定的圖形符號表示電路連接情況的圖稱為電路圖。電路圖不考慮電氣元件的實際安裝位置和實際連線情況，只是把各元件按順序用符號畫在平面上，用直線將各元件連接起來，如圖所示。幾種常見的圖形符號如圖所示工程應用中的實際電路，按照功能的不同可概括為兩大類。1.實現(xiàn)電能的傳輸和轉換

2.實現(xiàn)信號的傳輸、處理和儲存二、電路的作用三、電路的狀態(tài)電路的狀態(tài)一般有三種：通路、開路和短路。1.通路

電路中各元件連接成通路，電路中有電流通過。2.開路

電路斷開，電路中沒有電流通過，也稱為斷路。3.短路

電源兩端用導線直接相連時候，電路中的電流不經(jīng)過負載，而是直接回到電源。短路時候電流很大，會燒壞電源和負載，所以不能短路。任務2認識電路的基本物理量一、電流

電荷的定向移動形成電流，通常把單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷量定義為電流，用符號I或i表示。

電流主要分為兩種：

一類是大小和方向均不隨時間變化的電流，稱為恒定電流，簡稱為直流，簡寫為DC或dc，其電流強度的大小用符號I表示。

一類是大小和方向均隨時間變化的電流，稱為變動電流，其強度大小用符號i表示。其中，一個周期內(nèi)電流的平均值為零的變動電流稱為交流，用AC或ac表示。1.電流的大小和方向圖中給出了幾種常見的電流，其中圖（a）為直流，圖（b）為正弦交流電流，圖（c）為鋸齒交流電流。電流的單位是安培，符號是A。常用的還有千安（kA）、毫安（mA）或微安（μA）。它們之間的換算關系為電流有大小有方向，通常把正電荷的運動方向定義為電流的實際方向。但是在電路較復雜時，很難直接確定電流的實際方向。為了分析電路方便，在一段電路中，事先任意假定一個電流方向作為電流的參考方向。電流的參考方向可以任意假設，但電流的實際方向客觀存在，因此，假設的電流參考方向并不一定是電流的實際方向。在對電路中的電流設定了參考方向后，若經(jīng)計算得出電流為正值，說明所設參考方向與實際方向一致，若經(jīng)計算得到電流為負值，說明所設參考方向與實際方向相反。2.電流的測量

電流的測量是電工測量中最基本的測量。本書介紹采用數(shù)字萬用表測量電流的方法。數(shù)字萬用表是電力電子等部門不可缺少的測量儀表，如圖所示。LCD顯示屏三極管測量四腳插孔聲光報警指示燈功能量程選擇開關其余測量輸入端10A電流輸入端COM輸入端功能按鍵表筆（1）直流電流的測量（2）交流電流的測量二、電壓與電動勢1.電壓的大小和方向a、b兩點間的電壓定義為電場力把單位正電荷由a點移動到b點所做的功。電壓的實際方向就是正電荷在電場力中受電場力作用移動的方向。在直流電路中，電壓為一恒定值，用U表示，即在交流電路中，電壓為一變值，用u表示，即

電壓的單位是伏特，簡稱伏，符號為V。常用的還有千伏（kV、毫伏（mV)和微伏（μV）。與電流相同，電壓也有大小和方向。規(guī)定電位真正降低的方向為電壓的實際方向。在分析電路時，也需要事先選擇電壓的參考方向，電壓的參考方向也是任意選擇的，在電路中通常用“+”“-”極性表示，如圖a所示。電壓的參考方向還可以用雙下標uab（電壓參考方向由a點指向b點）表示，如圖b所示，也可以用實線箭頭表示，如圖c所示。在設定的參考方向下進行計算，若計算后得到的電壓值為正，則說明電壓的參考方向與實際方向一致，若為負，則參考方向與實際方向相反，如圖所示。在電路分析中，電流和電壓的參考方向可以任意單獨假設，但是為了分析電路方便，通常將一段電路或一個元件的電壓和電流設成關聯(lián)參考方向，即電流從電壓的“+”極流向“-”極，如圖所示。2.電動勢的大小和方向為了使電路中有持續(xù)不斷的電流，在電源內(nèi)部存在一種力，把正電荷從電源的負極移到正極，這種克服電場力把單位正電荷由電源負極移到正極所做的功稱為電動勢。電動勢用來表示電源把其它形式的能轉換為電能的本領，用

表示。電動勢的單位也是伏特（V），其只存在于電源內(nèi)，實際方向與電壓方向相反，即由電源的負極指向正極，如圖所示。3.電壓的測量（1）直流電壓的測量（2）交流電壓的測量三、電位

在進行電路研究時，常常要測量或分析電路中各點與某個固定點之間電壓的情況，把該固定點稱為參考點，把電路中各點與參考點之間的電壓稱為各點的電位。電位通常用字母V表示。

電位與電壓的單位相同，都是伏特（V）。參考點的電位規(guī)定為零，在電路圖中常用符號“⊥”表示。當參考點選定后，電路中各點的電位便有了固定的數(shù)值。電路中其他各點相對于參考點的電壓即各點的電位，因此，任意兩點間的電壓等于這兩點的電位之差。四、電功率電功率定義為單位時間內(nèi)電路吸收或消耗的能量，即在直流電路中，上式可寫成采用上兩式計算功率時，電壓和電流選擇為關聯(lián)參考方向。若電壓與電流選擇為非關聯(lián)參考方向，則功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號為W。五、電能電路在一段時間內(nèi)消耗或提供的能量稱為電能。電路元件在t0到t時間內(nèi)消耗或提供的能量為直流時為

在國際單位制中，電能的單位是焦耳（J）。1J等于功率為1W的用電設備正常工作時在1s內(nèi)消耗的電能。通常電業(yè)部門用“度”作為單位測量用戶消耗的電能，“度”是千瓦時（kW·h）的簡稱。1度（或1千瓦·時）電等于功率為1千瓦的元件正常工作時在1小時內(nèi)消耗的電能。即任務3認識電路基本元件一、電阻元件1.電阻定義

電路中自由電子的移動不是暢通無阻的，電源、負載和導線都具有不同程度上阻礙電流流動的性質(zhì)，這種固有性質(zhì)稱為電阻，即物體阻止電流通過的本領稱為電阻。

在電路圖中，常用理想電阻元件來表示電阻對電流的這種阻礙作用，用字母R表示。在國際單位制中，電阻的單位是歐姆（Ω），此外還有千歐（kΩ）、兆歐（MΩ）。2.歐姆定律流過導體中的電流與導體兩端的電壓成正比，與導體的電阻成反比?！边@就是歐姆定律。用公式表示為3.常用電阻（器）常用的電阻的標注方法主要有直標法和色標法。直標法是將電阻的主要參數(shù)直接標注在電阻表面上，色標法是將電阻的主要參數(shù)用顏色（色環(huán)）標注在電阻的表面上。4.電阻的測量5.電阻的連接（1）電阻的串聯(lián)電阻串聯(lián)電路的主要特點如下：（1）電路中電流處處相等，即（2）串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各個電阻兩端的電壓之和，即（3）串聯(lián)電路的等效電阻（即總電阻）等于各串聯(lián)電阻之和，即（4）串聯(lián)電路具有分壓作用，電壓分配與電阻成正比，即

（2）電阻的并聯(lián)電阻并聯(lián)電路的主要特點如下：（1）并聯(lián)電阻兩端電壓相等，即（2）并聯(lián)電路總電流等于各個電阻上的電流之和，即（3）并聯(lián)電路等效電阻（即總電阻）的倒數(shù)等于各個電阻倒數(shù)之和，即（4）并聯(lián)電路具有分流作用，電流分配與電阻成反比，即

（3）電阻的混聯(lián)二、電感元件1.電感定義凡是能夠產(chǎn)生自感作用的元件稱為電感元件。L為電感，是表示自感應特性的一個物理量。電感的單位為亨利（H），常用單位還有毫亨（mH）和微亨（μH）2.電感的連接（1）電感的串聯(lián)（2）電感的并聯(lián)三、電容元件1.電容定義任何兩個彼此靠近而且又相互絕緣的導體都可以構成電容器。C稱為電容元件的電容，它是用來衡量電容元件容納電荷本領的一個物理量電容的單位為法拉（F），常用單位還有微法（μF）和皮法（pF）2.電容的連接（1）電容的串聯(lián)（2）電容的并聯(lián)任務4安全用電

一、觸電的種類和形式觸電是指人體接觸到帶電體，電流流過人的身體對人造成的傷害，可分為電擊和電傷兩類。電擊是指電流通過人體內(nèi)部器官，破壞人體內(nèi)部組織，影響呼吸系統(tǒng)、心臟及神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能，使其受到傷害，甚至危及生命。電傷是指電流的熱效應、化學效應、機械效應對人體外部器官造成的局部傷害，包括電弧引起的灼傷、燒傷。電傷會在人體皮膚表面留下明顯的傷痕，常見的有灼傷、電烙傷和皮膚金屬化等現(xiàn)象。2.觸電的形式觸電的形式有三種：單相觸電、兩相觸電和跨步電壓觸電。（1）單相觸電：人體觸及一根帶電導體或接觸到漏電的電氣設備外殼，而又同時和大地接觸，如圖（a）所示。（2）兩相觸電：人體同時觸及兩相帶電體，如圖（b）所示。（3）跨步電壓觸電：電流流入電網(wǎng)接地點或防雷接地點時，電流在接地點周圍地面中產(chǎn)生電壓，當人體走進接地點時，人體在兩腳之間的電壓稱為跨步電壓。由此引起的觸電稱為跨步電壓觸電。離接地點越近步距越大，跨步電壓越大。一般10米以外就沒有危險。如圖（c）所示。二