《電工與電子技術(shù)》課件-模塊一 直流電路模型建立與分析

電工與電子技術(shù)模塊一直流電路模型建立與分析模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路◆熟悉日常生活中常見直流電路的作用與組成?！鲋R(shí)目標(biāo)◆了解直流電路的基本組成，說明各元件在電路中的作用?！袅私怆娐纺Ｐ图捌湟饬x?！鰬?yīng)用目標(biāo)■技能目標(biāo)◆畫出簡(jiǎn)單直流電路的電路模型。模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路什么是電路？電路的作用是什么？電路是用電為人類服務(wù)的直接工具。身邊的電子電器設(shè)備模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路工業(yè)生產(chǎn)中常見的自動(dòng)化儀表模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路實(shí)驗(yàn)室里的儀器儀表微波·紫外·超聲波三位一體合成萃取反應(yīng)儀換液器電化學(xué)儀器(自動(dòng)電位滴定儀)模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路電無處不在，人類文明的進(jìn)程，幾乎就是研究和利用電的過程。模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路

什么是電路？電流所流經(jīng)的路徑,或稱電子回路，是由電氣設(shè)備和元器件（用電器），按一定方式聯(lián)接起來構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。

是由某些元、器件為完成一定功能、按一定方式組合后的總稱。模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路1.電路的作用（1）實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路1.電路的作用（2）實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的傳遞和處理模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路2.電路的組成

一個(gè)完整的電路通常由電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)三部分組成。

當(dāng)開關(guān)接通后，電路中有了電流，開始了能量的傳輸和轉(zhuǎn)換，小燈泡發(fā)光，將電能轉(zhuǎn)換為光能和少量的熱能。模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路2.電路的組成·開關(guān)：控制電路通斷負(fù)載：消耗電能電源導(dǎo)線：連接電路元件電源：提供電能負(fù)載開關(guān)電路的組成（中間環(huán)節(jié)）模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路從能量的傳輸過程看：1電源：將非電能變成電能；2負(fù)載：將電能變成非電能；3中間環(huán)節(jié)：傳輸、控制、測(cè)量、變換。SUab＋I(xiàn)＋E－R0b－aR模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路3、電路模型

為了便于對(duì)實(shí)際電路進(jìn)行分析，將實(shí)際電路元器件理想化或模型化，用理想電路元器件來表示的電路稱為電路的電路模型。模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路3、電路模型模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路3、電路模型電阻元件電爐白熾燈代表耗能元件模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路3、電路模型代表儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量元件電感元件線圈變壓器和電動(dòng)機(jī)的繞組模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路手電筒的電路模型

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；筒體用來連接電池和燈泡，其電阻忽略不計(jì)，認(rèn)為是無電阻的理想導(dǎo)體。開關(guān)用來控制電路的通斷。今后分析的都是指電路模型，簡(jiǎn)稱電路。在電路圖中，各種電路元件都用規(guī)定的圖形符號(hào)表示。實(shí)體電路電源負(fù)載ISE+_R0中間環(huán)節(jié)電路模型RL+

U–模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路3、電路模型室內(nèi)電氣照明電路的實(shí)物圖模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路3、電路模型室內(nèi)電氣照明電路的電路模型模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路4.電路物理量物理量的名稱符號(hào)單位名稱符號(hào)電流安【培】電壓伏【特】電位V伏【特】電功率瓦【特】電能量焦【耳】或度或電路中物理量主要包括電流、電壓、電位、電功率、電能量等。模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路4.電路物理量電流電流的形成：帶電質(zhì)點(diǎn)（電荷）有規(guī)則的運(yùn)動(dòng)形成電流電流的方向正電荷的定向運(yùn)動(dòng)方向定義式C(庫)s(秒)電流的單位 mA(毫安）、μA（微安）1A=103mA=106μAI=qt模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路4.電路物理量電流直流電：電流的大小和方向都不隨時(shí)間發(fā)生變化；交流電：電流的大小和方向隨時(shí)間進(jìn)行周期性變化。直流電交流電模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路4.電路物理量電流電流的參考方向假定方向注意事項(xiàng)矢量參考方向不一定是實(shí)際方向標(biāo)明參考方向電流方向的表示方法：模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路4.電路物理量電流【例1-1】如圖1.1.6所示，電流的參考方向已標(biāo)出，并已知I1=－1A，I2=1A，試指出電流的實(shí)際方向。解：I1=－1A<0，參考方向與實(shí)際方向相反，實(shí)際方向由點(diǎn)B流向點(diǎn)A。I2=1A>0，參考方向與實(shí)際方向相同，實(shí)際方向由點(diǎn)B流向點(diǎn)A。模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路4.電路物理量②電壓電荷移動(dòng)需要力，推動(dòng)電荷移動(dòng)的這種力稱為電場(chǎng)力。當(dāng)用導(dǎo)線和負(fù)載將電源的正負(fù)極連接成為一個(gè)閉合電路時(shí)，正電荷在電場(chǎng)力的作用下由正極經(jīng)導(dǎo)線和負(fù)載流向負(fù)極（實(shí)際上是自由電子由負(fù)極經(jīng)負(fù)載流向正極），從而形成電流。電壓是衡量電場(chǎng)力做功能力的物理量。模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路4.電路物理量②電壓電壓的實(shí)際方向規(guī)定從高電位指向低電位，其方向可用箭頭表示，也可用“+”“-”極性表示。若用雙下標(biāo)表示，如Uab表示a指向b，Uab=-Uba。電壓u（U），單位：伏特（V）kV（千伏）、mV（毫伏)、μV（微伏）1kV=103V=106mV=109μV模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路4.電路物理量②電壓與電流相同，電壓也需設(shè)定其參考方向。當(dāng)參考方向與實(shí)際方向一致時(shí)，電壓值為正值；當(dāng)參考方向與實(shí)際方向相反時(shí)，電壓值為負(fù)值。模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路4.電路物理量②電壓在分析電路時(shí)，一段電路或一個(gè)元件上的電壓參考方向與電流參考方向可以獨(dú)立的任意設(shè)置。但為了運(yùn)算方便，電壓、電流的參考方向盡量取一致。某一元件上，如果電流和電壓的參考方向相反，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。某一元件上，如果電流I從電壓U“＋”流向“－”，也就是電流和電壓的參考方向一致，稱為關(guān)聯(lián)參考方向；模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路4.電路物理量③電位電壓是對(duì)電路中某兩點(diǎn)而言的，有時(shí)在電路中選某點(diǎn)作為參考點(diǎn)，把其它各點(diǎn)相對(duì)于參考點(diǎn)的電壓稱為該點(diǎn)的電位，用V表示。規(guī)定參考點(diǎn)在電路中電位設(shè)為零又稱為零電位點(diǎn)。在電路計(jì)算時(shí)，參考點(diǎn)可以任意設(shè)定，在電力系統(tǒng)中常以大地為參考點(diǎn)，在電子設(shè)備中常以外殼為參考點(diǎn)。若以O(shè)為參考點(diǎn)，A、B點(diǎn)的電位分別為VA、VB，則UAB=UAO+UOB=VA-VO+VO-VB=VA-VB兩點(diǎn)間的電壓就是該兩點(diǎn)電位之差，電壓的實(shí)際方向是由高電位點(diǎn)指向低電位點(diǎn)，有時(shí)也將電壓稱為電壓降。模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路4.電路物理量③電位已知各元件的電壓為：U1＝10V，U2＝5V，U3＝8V，U4＝－23V。若分別選B點(diǎn)與C點(diǎn)為參考點(diǎn)，試求電路中各點(diǎn)的電位。解：選B點(diǎn)為參考點(diǎn)，VB=0：VA=UAB=-U1=-10VVC=UCB=U2=5VVD=UDB=U3+U2=8+5=13V選C點(diǎn)為參考點(diǎn)，VC=0：VA=UAC=-U1-U2=-15VVB=UBC=-U2=-5VVD=UDC=U3=8V模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路4.電路物理量③電位已知各元件的電壓為：U1＝10V，U2＝5V，U3＝8V，U4＝－23V。若分別選A點(diǎn)與D點(diǎn)為參考點(diǎn)，試求電路中各點(diǎn)的電位。解：選A點(diǎn)為參考點(diǎn)，VA=0：VB=UBA=U1=10VVC=UCA=U2+U1=15VVD=UDA=-U4=23V選D點(diǎn)為參考點(diǎn)，VD=0：VA=UAD=U4=-23VVB=UBD=-U2-U3=-13VVC=UCD=-U3=-8V模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路4.電路物理量④電動(dòng)勢(shì)在電路中，正電荷在電場(chǎng)力的作用下，由高電位移到低電位，形成電流。要維持電流，還必須要有非電場(chǎng)力把單位正電荷從低電位推到高電位。這非電場(chǎng)力就是電源力（在各類電源內(nèi)部就存在著這種力。例如干電池中的化學(xué)力，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的電磁力等），電源力把單位正電荷由低電位點(diǎn)B經(jīng)電源內(nèi)部移到高電位點(diǎn)A克服電場(chǎng)力所做的功，稱為電源的電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)用E或e表示。模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路4.電路物理量⑤電功率和電能電路的作用－實(shí)現(xiàn)電能與其他形式能量的轉(zhuǎn)換電功率（功率）－是描述能量轉(zhuǎn)換的速率的物理量定義： p＝ui正弦交流電路（AC）中，電壓u和電流i隨時(shí)間變化，功率p也隨時(shí)間變化。在一個(gè)周期內(nèi)的平均功率為在直流電路（DC）中，電壓電流不隨時(shí)間變化P＝UI模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路4.電路物理量⑤電功率和電能電路元件在電路中的作用：（是電源還是負(fù)載）（1）根據(jù)U、I的實(shí)際方向判別U、I實(shí)際方向相反（電流從U“+”端流出），為電源，輸出功率U、I實(shí)際方向相同（電流從U“+”端流入），為負(fù)載，消耗功率UI參考方向非關(guān)聯(lián)（2）根據(jù)U、I的參考方向判別UI參考方向關(guān)聯(lián) P=UIP=?UI如果P

0，負(fù)載P

0，電源模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路4.電路物理量⑤電功率和電能練一練電源負(fù)載手機(jī)充電手機(jī)使用負(fù)載電源已知U1=–140V，U2=90V，U3=60V，U4=–60V，U5=20V，U6=-18V，U7=12V，I1=4A，I2=6A，I3=-10A。試判斷元件1、2、3是電源還是負(fù)載。根據(jù)電壓和電流的參考方向和功率的正負(fù)進(jìn)行判別元件1電流與電壓的參考方向一致，→P1=U1·I1=（-140）x4=-560W元件2電流與電壓的參考方向相反，→P2=-U2·I2=-90x6=-540W元件3電流與電壓的參考方向相反，→P3=-U3·I3=-60x(-10)=600W發(fā)出功率電源發(fā)出功率電源消耗功率負(fù)載模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路4.電路物理量⑤電功率和電能電能：一段時(shí)間t內(nèi)電所做的功稱為消耗（或發(fā)出）的電能。用W表示。W=P?

t如果功率不是常數(shù)，則需要用定積分來計(jì)算。單位：焦耳（J）、毫焦(mJ)、千焦(kJ)等。千瓦時(shí)(kW·h)，1kW·h=1度。1kW·h =3.6×106J。模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路4.電路物理量⑤電功率和電能【例】一盞“220V40W”的白熾燈，在正常工作時(shí)，大概多長(zhǎng)時(shí)間消耗一度電？解：模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路5.數(shù)字萬用表的使用指針式萬用表數(shù)字萬用表模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路5.數(shù)字萬用表的使用數(shù)字萬用表的面板數(shù)字萬用表使用前注意事項(xiàng)數(shù)字萬用表測(cè)電壓數(shù)字萬用表測(cè)電阻數(shù)字萬用表測(cè)電流模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路5.數(shù)字萬用表的使用顯示屏鎖屏按鍵背光燈按鍵轉(zhuǎn)換開關(guān)交流電壓擋公共輸入端交流電流擋直流電壓擋大于250mA小于10A電流測(cè)量直流電流擋電阻擋電壓電阻測(cè)量輸入端250mA以下電流測(cè)量模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路5.數(shù)字萬用表的使用閱讀說明書檢查后蓋檢查表筆電池電壓確認(rèn)量程模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路5.數(shù)字萬用表的使用插表筆COM V/Ω選量程大于并接近待測(cè)量值測(cè)電壓紅接正黑接負(fù)讀數(shù)字“－”極性接反置OFF測(cè)直流電壓V模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路5.數(shù)字萬用表的使用測(cè)交流電壓插表筆COM V/Ω選量程大于并接近待測(cè)量值測(cè)電壓并聯(lián)讀數(shù)字置OFF模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路5.數(shù)字萬用表的使用插表筆COM V/Ω選量程大于并接近待測(cè)量值OL超量程測(cè)電阻雙手不可同時(shí)接觸電阻讀數(shù)字置OFF測(cè)電阻模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路5.數(shù)字萬用表的使用插表筆COM 200mA選量程大于并接近待測(cè)量測(cè)電流紅接正黑接負(fù)讀數(shù)字置OFF測(cè)直流電流模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路5.數(shù)字萬用表的使用插表筆COM 200mA/10A選量程大于并接近待測(cè)量測(cè)電流串聯(lián)讀數(shù)字置OFF測(cè)交流電流模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路5.數(shù)字萬用表的使用測(cè)量先看擋，量程要適當(dāng)未知先選大，OL超量程測(cè)量不換擋，測(cè)完撥OFF測(cè)R不帶電，雙手不接觸測(cè)U要并聯(lián)，測(cè)I應(yīng)串聯(lián)直流紅接正，有-極性反模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路◆手電筒的電珠為什么能夠發(fā)光？要使手電筒的電珠發(fā)光需要哪些條件？議一議◆實(shí)際應(yīng)用中的電路千差萬別，其基本組成卻有一些相似的地方，請(qǐng)舉例說明。模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路◆什么是電路模型，它有什么意義？想一想模塊一：直流電路任務(wù)一：認(rèn)識(shí)直流電路◆畫出電池、直流發(fā)電機(jī)、白熾燈、日光燈、電爐、電動(dòng)機(jī)、開關(guān)的電路模型。練一練模塊一：直流電路任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載■知識(shí)目標(biāo)◆了解電路中負(fù)載的類型及特點(diǎn)?！羰煜ぶ睂?dǎo)線電阻的計(jì)算

?！黾寄苣繕?biāo)◆熟練使用萬用表測(cè)量電阻。◆正確應(yīng)用伏安法測(cè)量電阻。◆熟悉電路的三種狀態(tài)及特點(diǎn)

。■應(yīng)用目標(biāo)◆正確判斷電路的工作狀態(tài)?！敉ㄟ^測(cè)量電阻，簡(jiǎn)單查找電路故障。任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載電路中的負(fù)載有電阻、電感和電容三種類型?！耠娮柙陔娐分锌偸窍碾娔?，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。

模塊一：直流電路1.電阻元件任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載●電阻是一種耗能元件，其能量轉(zhuǎn)換過程是不可逆的，電阻吸收的功率為,總為正值，從t0到t的時(shí)間內(nèi)，電阻消耗的能量為正值。

模塊一：直流電路1.電阻元件任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路生活中的電阻負(fù)載電水煲電熱毯電爐任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路電力機(jī)車中的電阻負(fù)載制動(dòng)電阻柜有兩個(gè)，型號(hào)為：TZZ功率：1931千瓦電阻值：3.22歐電流：420安冷卻風(fēng)量：11m3/秒重量：1560公斤制動(dòng)電阻任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路電力機(jī)車中的電阻負(fù)載高壓電器柜上的降壓電阻機(jī)車的高壓電器上的降壓電阻有上下兩層，每層有6個(gè)，型號(hào)為：RX6，主要技術(shù)參數(shù)為：800A，600。任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載1.電阻元件模塊一：直流電路認(rèn)識(shí)電阻元件電阻是電路中不可缺少的元件，是反映消耗電能這一物理現(xiàn)象的一個(gè)二端電路元件，它是在不考慮其它電磁現(xiàn)象的情況下，僅剩其電阻性質(zhì)的理想元件。電阻的性質(zhì)可分線性、非線性。在任何時(shí)刻，對(duì)于線性電阻元件，它兩端的電壓與其電流的關(guān)系服從歐姆定律。（a）關(guān)聯(lián)參考方向（b）非關(guān)聯(lián)參考方向

電壓電流參考方向的關(guān)系任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載1.電阻元件模塊一：直流電路當(dāng)電壓與電流為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)圖（a），當(dāng)電壓與電流為非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)圖（b），根據(jù)國際單位制（SI）中，式中R稱為電阻，單位為歐姆（Ω）。為了方便計(jì)算，我們常常把電阻的倒數(shù)用電導(dǎo)G來表示，即根據(jù)國際單位制（SI）中，電導(dǎo)G的單位為西門子（S）。任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路對(duì)于長(zhǎng)直導(dǎo)線，其電阻值R與其長(zhǎng)度l成正比，與其橫截面積S成反比，并與導(dǎo)體材料的電阻率ρ有關(guān)系

。電阻率，與導(dǎo)線的材料有關(guān)導(dǎo)線長(zhǎng)度導(dǎo)線的橫截面積導(dǎo)線本身存在電阻，所以也消耗電能呢1.電阻元件任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載【例】某直流電路長(zhǎng)200m，當(dāng)通過20A的電流時(shí)，要求線路上引起的電壓降不超過30V，若輸電線為銅導(dǎo)線，試計(jì)算導(dǎo)線直徑最小值。ρ=1.69*10-8（Ω?m）模塊一：直流電路解：輸電線電阻

由得：所以任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路

思考題1：一個(gè)電爐的電阻絲燒斷了，將它重新接起來，其電阻值將怎樣變化？

思考題2：一根裸導(dǎo)線，其電阻值為R，如果將它對(duì)折再重新繞緊，其電阻值是多少？答案：變小答案：R/41.電阻元件任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路常用導(dǎo)體材料的電阻率（20℃）1.電阻元件任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路銅鋁Ρ較小Ρ較銅大導(dǎo)線的材料通常用銅和鋁，其電阻率較小，等效電阻小，導(dǎo)線本身的電能損耗比較小，少數(shù)特殊場(chǎng)合也用銀。集成芯片的鍍銀管腳銀Ρ最小任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路不易導(dǎo)電的物質(zhì)塑料、橡膠等，電阻率較高，一般制作絕緣材料或電工操作防護(hù)裝置。任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路電爐、地暖、電吹風(fēng)等電熱設(shè)備使用電熱元件發(fā)熱，通常使用鎳鉻合金、鐵鉻合金等材料，其電阻率較大，等效電阻大，通電后將提供較大的熱能。鎳鉻合金鐵鉻合金Ρ較大任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路導(dǎo)體的電阻除與材料的性質(zhì)、幾何尺寸有關(guān)以外，還與溫度有關(guān)，根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，可以選擇特殊的材料做成標(biāo)準(zhǔn)電阻或電阻溫度計(jì)。t2對(duì)應(yīng)的電阻t1對(duì)應(yīng)的電阻溫度系數(shù)不同時(shí)刻的溫度1.電阻元件任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路常用導(dǎo)體材料的溫度系數(shù)1.電阻元件任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路

利用金屬鉑、銅的電阻隨溫度變化較大且耐高溫的特點(diǎn)，可以制作電阻溫度計(jì)，用于測(cè)量電機(jī)內(nèi)部及其他特殊場(chǎng)合的溫度。銅鉑溫度系數(shù)大1.電阻元件任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路

利用康銅、錳銅的電阻隨溫度變化較小的特點(diǎn)，可以制作標(biāo)準(zhǔn)電阻，用于一些精確電路?？点~錳銅等合金材料溫度系數(shù)小1.電阻元件任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載

【例】電機(jī)在制造完畢或修復(fù)后要進(jìn)行溫升實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)在一臺(tái)2.5KW的直流電動(dòng)機(jī)，電樞繞組用銅線繞制，溫度20℃時(shí)測(cè)得電阻值為0.4Ω，運(yùn)行一段時(shí)間后，測(cè)得電阻值為0.5Ω，試計(jì)算此時(shí)電動(dòng)機(jī)繞組的溫度。解：已知

，，銅的電阻溫度系數(shù)為

則：℃

模塊一：直流電路任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載工程中，電容器應(yīng)用極為廣泛。電容器雖然品種和規(guī)格很多，都是由兩塊金屬極板間隔以不同的介質(zhì)（如云母、絕緣紙、電解質(zhì)等）所組成。電容不消耗電能，在電路中吸收電能，轉(zhuǎn)換成電場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來。模塊一：直流電路2.電容元件任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載當(dāng)電容極板間電壓u變化時(shí)，極板上電荷q也隨著改變，于是電容器電路中出現(xiàn)電流i。即模塊一：直流電路2.電容元件q：電荷；u：電壓；C：電容，單位：法拉（F）任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路

電容的伏安關(guān)系為，說明電容元件兩端的電流與其電壓的變化率成正比，當(dāng)電容兩端的電壓是直流時(shí)，因?yàn)閯t電容元件兩端的電流為零，即電容對(duì)直流可視為開路。2.電容元件任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路電力機(jī)車中的電容負(fù)載啟動(dòng)電容主要技術(shù)參數(shù)為：額定容量：12Kvar額定電壓：0.525KV額定電容：138.6F額定頻率：50Hz溫度類別：-25/C任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路電力機(jī)車中的電容負(fù)載低壓電器柜上的阻容吸收電容任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載由導(dǎo)線繞制而成的線圈或把導(dǎo)線繞在鐵芯或磁芯上就構(gòu)成一個(gè)常用的電感器，電感線圈在空調(diào)制冷行業(yè)極為廣泛，如互感器、變壓器等。電感不消耗電能，在電路中吸收電能，轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來。線圈是典型的電感元件。

模塊一：直流電路3.電感元件任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載當(dāng)電感元件為線性電感元件時(shí)，電感元件的特性方程為模塊一：直流電路3.電感元件N：匝數(shù)；?：磁通；L：電感系數(shù)（簡(jiǎn)稱電感），單位：亨利（H）任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路電感的伏安關(guān)系為，說明電感元件兩端的電壓與通過它的電流的變化率成正比。只有當(dāng)電流變化時(shí)，電感元件兩端才有電壓。若電感元件中通過的電流是直流，因?yàn)?，則電感元件兩端的電壓為零，即電感元件對(duì)直流可視為短路。3.電感元件任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路

電感是一個(gè)儲(chǔ)能元件，是因?yàn)楫?dāng)電感中電流增加時(shí)，電感吸收能量，并全部轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存在電感中；當(dāng)電流減少時(shí)，電感又將磁場(chǎng)能量釋放。在此過程中電感元件沒有消耗能量，只是儲(chǔ)存能量。3.電感元件任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路電力機(jī)車中的電感負(fù)載韶山型電力機(jī)車是直流牽引，使用平波電抗器使整流的脈動(dòng)直流電相對(duì)平滑。平波電抗器任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載◆觀察導(dǎo)線、白熾燈、電爐、電阻溫度計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)電阻和電刷，了解它們的導(dǎo)電材料及相關(guān)知識(shí)。

議一議◆電池接在電路中一定起電源的作用嗎？

◆電路中，電壓為0時(shí)，電流一定為0或者電流為0，電壓一定為0嗎？請(qǐng)舉例說明。

模塊一：直流電路

◆選擇一個(gè)普通電阻，分別用伏安法和萬用表的不同量程和測(cè)量它的電阻值，比較測(cè)量結(jié)果，判斷哪個(gè)測(cè)量數(shù)值更準(zhǔn)確？做一做

◆

比較兩個(gè)不同功率（差別最好稍大些）的白熾燈的燈絲，或是兩個(gè)不同功率電爐的電阻絲的區(qū)別。任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路◆為了測(cè)定發(fā)電機(jī)繞組的溫度，在其繞組中安裝了一個(gè)鉑絲電阻元件。已知200C時(shí)電阻元件的電阻值為49.5Ω，運(yùn)行一段時(shí)間后測(cè)出元件電阻為60.9Ω，求發(fā)電機(jī)內(nèi)部的溫度。練一練任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載◆已知R=100Ω，當(dāng)開關(guān)K閉合時(shí)，電壓表的讀數(shù)是48V；當(dāng)開關(guān)K斷開時(shí)，電壓表的讀數(shù)是50.4V，求電源內(nèi)阻R0的阻值。練一練模塊一：直流電路◆某電源E＝220V，內(nèi)阻R0＝1Ω，與R=21Ω的負(fù)載電阻連接，計(jì)算短路電流是正常工作時(shí)電流的多少倍。練一練任務(wù)二：熟悉直流電路中的負(fù)載模塊一：直流電路模塊一：直流電路任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接■知識(shí)目標(biāo)◆熟悉串聯(lián)電路的連接與計(jì)算?！羰煜げ⒙?lián)電路的連接與計(jì)算?！黾寄苣繕?biāo)◆正確連接串聯(lián)電路和并聯(lián)電路?！粽莆諗U(kuò)大電壓表、電流表量程的方法。

■應(yīng)用目標(biāo)◆判斷實(shí)際電路的連接關(guān)系，正確應(yīng)用串聯(lián)電路和并聯(lián)電路。

1.串聯(lián)電路任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路電阻依次連接，沒有任何分支，稱為電阻串聯(lián)。電阻串聯(lián)的電路特點(diǎn)：①電流相等：通過各電阻的電流相等，即②分壓作用：總電壓等于各電阻上電壓之和，即③等效電阻：等效電阻（總電阻，是指如果用一個(gè)電阻R代替串聯(lián)的所有電阻接到同一電源上，電路中的電流是相同的）即：1.串聯(lián)電路任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路電阻依次連接，沒有任何分支，稱為電阻串聯(lián)。電阻串聯(lián)的電路特點(diǎn)：④分壓系數(shù)：在直流電路中，常用電阻的串聯(lián)來達(dá)到分壓的目的。各串聯(lián)電阻兩端的電壓與總電壓間的關(guān)系為式中、、稱為分壓系數(shù)，由分壓系數(shù)可直接求得各串聯(lián)電阻兩端的電壓。1.串聯(lián)電路任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路電阻依次連接，沒有任何分支，稱為電阻串聯(lián)。電阻串聯(lián)的電路特點(diǎn)：⑤電壓電阻：電阻串聯(lián)時(shí)，各電阻兩端的電壓與電阻的大小成正比，即⑥功率電阻：各電阻消耗的功率與電阻成正比，即任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路1.串聯(lián)電路通過電阻串聯(lián)來獲得設(shè)計(jì)所需的較大阻值的電阻。電阻不夠大怎么辦？任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路1.串聯(lián)電路通過電阻串聯(lián)構(gòu)成分壓電路，獲得所需電壓。通過調(diào)節(jié)觸點(diǎn)的位置，變阻器兩端的電阻值發(fā)生變化，輸出的電壓也變化。電壓太高了怎么辦？任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路1.串聯(lián)電路串聯(lián)的電阻越多越大，電路中的電流越小。利用串聯(lián)電阻的方法限制和調(diào)節(jié)電路中的電流。電路中電流太大了怎么辦？任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路1.串聯(lián)電路電路圖實(shí)際生活中的開關(guān)、熔斷器和用電負(fù)載都是串聯(lián)連接，它們通過的電流大小相同。任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路在電工測(cè)量中，應(yīng)用串聯(lián)電阻的方法來擴(kuò)大電壓表的量程。電路圖電壓表量程擴(kuò)展原理圖電壓表量程小了怎么辦？【例】一個(gè)10V電壓表，其內(nèi)阻為20kΩ，為了將電壓表量程擴(kuò)大為100V，問所需串聯(lián)的電阻應(yīng)為多大？解：電壓表中通過的電流

需要串聯(lián)的電阻Ω＝180KΩ任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路2.并聯(lián)電路任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路電阻的兩端連接在同一個(gè)電位點(diǎn)，稱為并聯(lián)。并聯(lián)和并排是兩回事2.并聯(lián)電路任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路電阻并聯(lián)的電路特點(diǎn)：①電壓相等：各并聯(lián)電阻兩端的電壓相等，即②限流作用：總電流等于各電阻支路的電流之和，即③等效電阻：等效電阻R的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻倒數(shù)之和，即，或者并聯(lián)電路的電導(dǎo)等于各支路電導(dǎo)之和，即。只有兩個(gè)電阻R1及R2并聯(lián)，則等效電阻為2.并聯(lián)電路任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路電阻并聯(lián)的電路特點(diǎn)：④分流系數(shù)：在電路中，常用電阻的并聯(lián)來達(dá)到分流的目的。各并聯(lián)電阻支路的電流與總電流的關(guān)系為：式中、、稱為分流系數(shù)，由分流系數(shù)可直接求得各并聯(lián)電阻支路的電流。⑤電流電導(dǎo)：即電阻并聯(lián)時(shí)，各電阻支路的電流與電導(dǎo)的大小成正比。也就是說電阻越大，分流作用就越小。當(dāng)兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)2.并聯(lián)電路任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路電阻并聯(lián)的電路特點(diǎn)：⑥各電阻消耗的功率與電導(dǎo)成正比，即利用電阻并聯(lián)的分流作用，可擴(kuò)大電流表的量程。在實(shí)際應(yīng)用中，用電器在電路中通常都是并聯(lián)運(yùn)行的，屬于相同電壓等級(jí)的用電器必須并聯(lián)在同一電路中，這樣，才能保證它們都在規(guī)定的電壓下正常工作。解：任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接mAΩ模塊一：直流電路【例】有一滿偏電流Ig=100μA，內(nèi)阻Rg=2KΩ的表頭，若要將其改裝成能測(cè)量100mA的電流表，問需并聯(lián)的分流電阻為多大？任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路

【例】已知電路如圖所示，試計(jì)算a、b兩端的等效電阻。2

6

6

ab

ab2

3

6

任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路

【例】已知電路如圖所示，試計(jì)算a、b兩端的等效電阻。10

20

15

5

3

abab3

20

10

c15

5

任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路

【例】已知電路如圖所示，試計(jì)算a、b兩端的等效電阻。2

10

12

6

6

ab2

12

c6

10

d6

任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路

【例】已知電路如圖所示，試計(jì)算a、b兩端的等效電阻。ab6

6

c5

6

25

4

4

6

ab6

6

任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接【例】有一電流表表頭，量程IC=50μA，表頭內(nèi)電阻RC=1kΩ，要將該電流表表頭改裝為量程U=1V的電壓表，應(yīng)該與表頭串聯(lián)一個(gè)

Ω的電阻。模塊一：直流電路19K任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接【例】圖示電路中，a、b兩端的等效電阻為（）?。模塊一：直流電路任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路3.電阻Y-△連接的等效變換

在電路中，有時(shí)電阻的聯(lián)接既非串聯(lián)又非并聯(lián)，等效電阻經(jīng)過電阻的串并聯(lián)運(yùn)算不能直接求出，須經(jīng)過電阻的星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接等效變換才能分析與計(jì)算。任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路3.電阻Y-△連接的等效變換

電阻的星形聯(lián)接方式

電阻的角形聯(lián)接方式任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路3.電阻Y-△連接的等效變換

星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接都是通過三個(gè)端鈕與外部相聯(lián)。它們之間的等效互換是要求外部性能相同，亦即當(dāng)它們對(duì)應(yīng)端鈕間的電壓相同時(shí)，流入對(duì)應(yīng)端鈕的電流也必須分別相等。在此條件下推導(dǎo)出如下等效變換公式：任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路3.電阻Y-△連接的等效變換

星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接都是通過三個(gè)端鈕與外部相聯(lián)。它們之間的等效互換是要求外部性能相同，亦即當(dāng)它們對(duì)應(yīng)端鈕間的電壓相同時(shí)，流入對(duì)應(yīng)端鈕的電流也必須分別相等。在此條件下推導(dǎo)出如下等效變換公式：任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路3.電阻Y-△連接的等效變換任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路3.電阻Y-△連接的等效變換任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路3.電阻Y-△連接的等效變換【例】對(duì)下圖所示橋式電路，求1、2兩端的等效電阻R12。任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路【例】對(duì)下圖所示橋式電路，求1、2兩端的等效電阻R12。任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路【例】對(duì)下圖所示橋式電路，求a、b兩端的等效電阻◆觀察教室里的燈和電風(fēng)扇，它們彼此之間是怎樣聯(lián)接的？燈與控制它的開關(guān)是怎樣連接的？串聯(lián)電路和并聯(lián)電路最本質(zhì)的區(qū)別是什么？

議一議任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路◆

指針式萬用表只有一個(gè)表頭，其直流電壓檔卻有10V、50V、100V、500V等多個(gè)量程，這是為什么呢？想一想任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路◆判斷圖中各電阻之間的連接方式。想一想任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路◆利用儀器與設(shè)備，連接電路，要求每個(gè)電阻均有開關(guān)控制，并驗(yàn)證電阻串聯(lián)和并聯(lián)時(shí)的電壓與電流關(guān)系。做一做任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路模塊一：直流電路◆例題2中的電壓表，如果需要將量程擴(kuò)大到250V，該如何改裝呢？

練一練任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接◆計(jì)算a、b兩端的電阻。

模塊一：直流電路◆負(fù)載的端電壓為200V，負(fù)載是一組電燈和一只電爐，電爐取用600W的功率；電燈共14盞，并聯(lián)成一組，每盞燈的電阻為400Ω，每要連接導(dǎo)線的電阻Rl為0.2Ω，電源的內(nèi)電阻R0為0.1Ω。試計(jì)算：（1）電源的端電壓。（2）電源的電動(dòng)勢(shì)。練一練任務(wù)三：進(jìn)行電阻電路的連接模塊一：直流電路任務(wù)四：了解電路的工作狀態(tài)◆判定電路的工作狀態(tài)，找出問題所在，解決電路故障?！鲋R(shí)目標(biāo)◆熟悉電路的工作狀態(tài)?！袅私怆姎庠O(shè)備的額定值。■應(yīng)用目標(biāo)■技能目標(biāo)◆掌握電路不同工作狀態(tài)下的電壓和電流等的計(jì)算。任務(wù)四：了解電路的工作狀態(tài)1.電路的工作狀態(tài)模塊一：直流電路

電路在不同的工作條件下，會(huì)處于不同的狀態(tài)，并具有不同的特點(diǎn)。電路的工作狀態(tài)有三種：開路狀態(tài)、負(fù)載狀態(tài)（通路狀態(tài)）和短路狀態(tài)。

燈泡是否發(fā)光顯示了所處電路的工作狀態(tài)，電爐是否發(fā)熱也顯示了電路的狀態(tài)，還有一些電路沒有明顯的標(biāo)志顯示其狀態(tài)。任務(wù)四：了解電路的工作狀態(tài)1.電路的工作狀態(tài)模塊一：直流電路

通路狀態(tài)（負(fù)載狀態(tài)）——燈泡點(diǎn)亮

當(dāng)開關(guān)S閉合后電源Us（內(nèi)阻為R0）與負(fù)載（燈泡電阻RL）連接成閉合回路，電路中有電流I流過，稱為負(fù)載狀態(tài)

當(dāng)開關(guān)接通時(shí)，燈泡發(fā)光，表明電路處于導(dǎo)通狀態(tài)。負(fù)載的大?。襞蓦娮鑂L）是以消耗功率的大小來衡量的。當(dāng)電壓一定時(shí)，負(fù)載的電流越大，則消耗的功率亦越大，則負(fù)載也越大。任務(wù)四：了解電路的工作狀態(tài)1.電路的工作狀態(tài)模塊一：直流電路

開路狀態(tài)（空載狀態(tài)）——燈泡熄滅

開關(guān)S斷開或電路中某處斷開，被切斷的電路中沒有電流流過，稱為開路狀態(tài)（斷路狀態(tài)、空載狀態(tài)）

當(dāng)開關(guān)斷開或電線斷裂、接頭松脫時(shí)，燈泡不發(fā)光，表明電路處于斷開狀態(tài)。任務(wù)四：了解電路的工作狀態(tài)1.電路的工作狀態(tài)模塊一：直流電路

短路狀態(tài)——燈泡損壞

當(dāng)a、b兩點(diǎn)接通，電源被短路，此時(shí)電源的兩個(gè)極性端直接相連。電源被短路往往會(huì)造成嚴(yán)重后果，如導(dǎo)致電源因發(fā)熱過甚而損壞，或因電流過大而引起電氣設(shè)備的機(jī)械損傷，因而要絕對(duì)避免電源被短路。

短路通常是嚴(yán)重的事故，應(yīng)盡量避免發(fā)生，為了防止短路事故，通常在電路中接入熔斷器或斷路器，以便在發(fā)生短路時(shí)能迅速切斷故障電路。任務(wù)四：了解電路的工作狀態(tài)1.電路的工作狀態(tài)模塊一：直流電路

短路狀態(tài)——燈泡損壞

當(dāng)a、b兩點(diǎn)接通，電源被短路，此時(shí)電源的兩個(gè)極性端直接相連。電源被短路往往會(huì)造成嚴(yán)重后果，如導(dǎo)致電源因發(fā)熱過甚而損壞，或因電流過大而引起電氣設(shè)備的機(jī)械損傷，因而要絕對(duì)避免電源被短路。

短路通常是嚴(yán)重的事故，應(yīng)盡量避免發(fā)生，為了防止短路事故，通常在電路中接入熔斷器或斷路器，以便在發(fā)生短路時(shí)能迅速切斷故障電路。任務(wù)四：了解電路的工作狀態(tài)模塊一：直流電路【例】如圖所示的電路，閉合開關(guān)S1和S2后，分析正確的是(??)?Ａ．小燈泡亮，電鈴響；???B、小燈泡亮、電鈴不響；?Ｃ．小燈泡不亮、電鈴響；??D、小燈泡不亮、電鈴不響。1.電路的工作狀態(tài)C任務(wù)四：了解電路的工作狀態(tài)模塊一：直流電路【例】當(dāng)安全帶系好時(shí)，相當(dāng)于閉合開關(guān)，安全帶指示燈不亮；安全帶未系好時(shí)，相當(dāng)于斷開開關(guān)，安全帶指示燈發(fā)光。圖中符合上述要求的電路圖是（）?Ａ．小燈泡亮，電鈴響；???B、小燈泡亮、電鈴不響；?Ｃ．小燈泡不亮、電鈴響；??D、小燈泡不亮、電鈴不響。1.電路的工作狀態(tài)B任務(wù)四：了解電路的工作狀態(tài)模塊一：直流電路

任何電氣設(shè)備在使用時(shí)，若電流過大，溫升過高就會(huì)導(dǎo)致絕緣的損壞，甚至燒壞設(shè)備或元器件。為了保證正常工作，制造廠對(duì)產(chǎn)品的電壓、電流和功率都規(guī)定其使用限額，稱為額定值。2.電器設(shè)備的額定值電氣設(shè)備的額定值通常有如下幾項(xiàng)：（1）額定電流（IN）：電氣設(shè)備在工作時(shí)對(duì)溫度都有一定的限度。使電氣設(shè)備連續(xù)工作時(shí)的穩(wěn)定溫度達(dá)到最高允許溫度時(shí)的電流,稱為額定電流。（2）額定電壓（UN）：為了限制電氣設(shè)備中的電流和保證絕緣材料的絕緣性能，對(duì)電氣沒備規(guī)定了工作電壓，即額定電壓。任務(wù)四：了解電路的工作狀態(tài)模塊一：直流電路

任何電氣設(shè)備在使用時(shí)，若電流過大，溫升過高就會(huì)導(dǎo)致絕緣的損壞，甚至燒壞設(shè)備或元器件。為了保證正常工作，制造廠對(duì)產(chǎn)品的電壓、電流和功率都規(guī)定其使用限額，稱為額定值。2.電器設(shè)備的額定值電氣設(shè)備的額定值通常有如下幾項(xiàng)：（3）額定功率（PN）：在直流電路中，額定電壓與額定電流的乘積就是額定功率，即PN=UNIN（4）額定容量（SN）：表征了電源最大允許的輸出功率，但電源設(shè)備工作時(shí)不一定總是輸出規(guī)定的最大允許電流和功率，究竟輸出多大還取決于所聯(lián)接的負(fù)載，SN=UNIN任務(wù)四：了解電路的工作狀態(tài)模塊一：直流電路

滿載：電氣設(shè)備工作在額定值情況下的狀態(tài)稱為額定工作狀態(tài)。這時(shí)電氣設(shè)備的使用是最經(jīng)濟(jì)合理和安全可靠的，不僅能充分發(fā)揮設(shè)備的作用，而且能夠保證電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)壽命。由于溫度升高需要一定時(shí)間，因此電氣設(shè)備短時(shí)過載不會(huì)立即損壞。但過載時(shí)間較長(zhǎng)，就會(huì)大大縮短電氣設(shè)備的使用壽命，甚至?xí)闺姎庠O(shè)備損壞。

過（超）載：電氣設(shè)備超過額定值工作。

欠（輕）載：電氣設(shè)備低于額定值工作。在嚴(yán)重的欠載下，電氣設(shè)備就不能正常合理地工作或者不能充分發(fā)揮其工作能力。電氣設(shè)備的工作狀態(tài)：超載、滿載、輕載模塊一：直流電路任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法◆應(yīng)用疊加定理和戴維面定理的思想分析復(fù)雜電路和非線性電路。■知識(shí)目標(biāo)◆熟悉簡(jiǎn)單電路的計(jì)算。◆至少熟練掌握兩種復(fù)雜電路的計(jì)算方法。■應(yīng)用目標(biāo)◆熟悉并應(yīng)用基爾霍夫定律?！黾寄苣繕?biāo)◆設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，驗(yàn)證疊加定理?！粼O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，驗(yàn)證戴維南定理。任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路

支路：任何一段無分支電路稱為支路，它至少應(yīng)包含一個(gè)元件。節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的交點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)?；芈罚弘娐分腥我庖粋€(gè)閉合路徑稱為回路。網(wǎng)孔：內(nèi)部不含支路的回路稱為網(wǎng)孔。

基爾霍夫定律任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路請(qǐng)判斷：幾條支路?幾個(gè)節(jié)點(diǎn)?幾個(gè)回路?幾個(gè)網(wǎng)孔？4條支路2個(gè)節(jié)點(diǎn)6個(gè)回路3個(gè)網(wǎng)孔同一節(jié)點(diǎn)任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路

任一時(shí)刻，對(duì)于電路中任一節(jié)點(diǎn)，流入該節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和?；鶢柣舴螂娏鞫扇蝿?wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路

【例】如圖所示，I1=2A,I2=-3A,I3=-2A,試求I4。解：根據(jù)KCL定律列方程：I1+I3=I2+I4I4=I1+I3-I2=2-2-(-3)=3A任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路

【例】已知I1=5A,I2=-3A,I3=3A,試求I4

、I5、I6。解：根據(jù)KCL定律，列方程：對(duì)節(jié)點(diǎn)A:I4=I1+I2=5-3=2A對(duì)節(jié)點(diǎn)B：I3+I5-I4=0

I5=I4-I3=2-(-3)=1A對(duì)節(jié)點(diǎn)C：I1+I6-I3=0I6=I3-I1=3-5=-2A任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路

廣義節(jié)點(diǎn)

任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路

I=0解：【例】求電路中的電流I。任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路

沿任一閉合回路繞行一周，各段電壓的代數(shù)和等于0。基爾霍夫電壓定律123任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路

可將該電路假想為一個(gè)回路列KVL方程：u=us+u1

+-u+-us+-ROu1根據(jù)

U=0UAB=UA

UB

UA

UB

UAB=0ABCUA+_UAB+_UB+_任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路

基爾霍夫電壓定律任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路

例：如圖所示，求圖中U1和U2。解：

對(duì)bdcb和abcea兩個(gè)回路，按KVL列寫方程，設(shè)兩個(gè)回路的繞行方向均為順時(shí)針。bdcb回路：

V（負(fù)號(hào)表示實(shí)際方向與圖中參考方向相反）abcea回路：

V任務(wù)四：熟悉直流電路的基本定律

【例】已知US1=12V，US2=6V，R1=2Ω，R2=4Ω，R3=10Ω，求開路電壓Uab。解：模塊一：直流電路1.簡(jiǎn)單電路電流的計(jì)算簡(jiǎn)單電路：指僅由串、并聯(lián)電阻以及電源所組成，它可以直接利用歐姆定律和電阻串、并聯(lián)等效的方法進(jìn)行分析、計(jì)算電路。任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路

一般簡(jiǎn)單電路的解題步驟:1.用電阻的串、并聯(lián)法化簡(jiǎn)，求出總的等效電阻。2.用歐姆定律求出總電流。3.根據(jù)總電流求出各分支電路的電流。1.簡(jiǎn)單電路電流的計(jì)算任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路

【例】已知US=120V,R1=2KΩ,R2=8KΩ,試求以下三種情況下的電壓U2和電流I2、I3。（1）R3=8KΩ；（2）R3開路；（3）R3短路；試求以上三種情況下的電壓。

解：(1)

任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路解：(2)R3開路時(shí)【例】已知US=120V,R1=2KΩ,R2=8KΩ,試求以下三種情況下的電壓U2和電流I2、I3。任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路解：(3)R3短路時(shí)【例】已知US=120V,R1=2KΩ,R2=8KΩ,試求以下三種情況下的電壓U2和電流I2、I3。◆簡(jiǎn)單電路的特點(diǎn)是什么？是不是電路的元件個(gè)數(shù)少就是簡(jiǎn)單電路？想一想◆歸納簡(jiǎn)單電路的解題步驟。任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路簡(jiǎn)單電路是指能夠利用歐姆定律和電阻串并聯(lián)等效的方法計(jì)算的電路，一個(gè)單位的照明電路，元件可能成千甚至上萬，但屬于簡(jiǎn)單電路，而有的電路，元件個(gè)數(shù)可能只有幾個(gè)，卻屬于復(fù)雜電路?！艉?jiǎn)單電路的特點(diǎn)是什么？是不是電路的元件個(gè)數(shù)少就是簡(jiǎn)單電路？任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路簡(jiǎn)單電路的解題步驟為：（1）分析電路的串聯(lián)聯(lián)關(guān)系，計(jì)算電路的總電阻；（2）計(jì)算總電流；（3）根據(jù)分壓定理和分流定理，計(jì)算各支路電壓和電流?！魵w納簡(jiǎn)單電路的解題步驟?！粲?jì)算負(fù)載電流I。練一練任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路◆計(jì)算電流I1、I2和I3

。練一練任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路2.復(fù)雜電路電流的計(jì)算復(fù)雜電路：指不能直接利用歐姆定律和電阻串、并聯(lián)等效的方法進(jìn)行分析、計(jì)算的電路。求解復(fù)雜電路的方法有兩種：第一：根據(jù)電路待求的未知量，直接應(yīng)用基爾霍夫定律列出足夠的獨(dú)立方程式，然后聯(lián)立求解，得到結(jié)果。第二：應(yīng)用等效變換的概念，將復(fù)雜電路化簡(jiǎn)成簡(jiǎn)單電路，然后通過歐姆定律、基爾霍夫定律等求得結(jié)果。2.復(fù)雜電路電流的計(jì)算任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法2.1支路電流法模塊一：直流電路支路電流法：以支路電流為未知量、應(yīng)用KCL、KVL列方程組求解對(duì)上圖電路支路數(shù)：b=3結(jié)點(diǎn)數(shù)：n=2回路數(shù)：3獨(dú)立回路（網(wǎng)孔）：2若用支路電流法求各支路電流應(yīng)列出三個(gè)方程123ba+_Us2R2+_R3R1US1I3I1 I22.復(fù)雜電路電流的計(jì)算任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路支路電流法解題步驟:在圖中標(biāo)出各支路電流參考方向，對(duì)選定的回路標(biāo)出回路循行方向應(yīng)用KCL對(duì)結(jié)點(diǎn)列出(n－1)個(gè)獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)電流方程應(yīng)用KVL對(duì)回路列出b－(n－1)個(gè)獨(dú)立的回路電壓方程聯(lián)立求解b個(gè)方程，求出各支路電流例1：a+US2R2+R3R1US1I1 I2I3b--21結(jié)點(diǎn)a：I1+I2–I3=0回路1：R1I1+R3I3=Us1R2I2+R3I3=Us2回路2：2.復(fù)雜電路電流的計(jì)算任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法2.1支路電流法模塊一：直流電路（3）根據(jù)KVL列出回路（網(wǎng)孔）的電壓方程。（1）標(biāo)出各支路電流的參考方向。（4）求解聯(lián)立方程組，得出各支路電流。（2）根據(jù)KCL列出（n-1）個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流方程。本質(zhì)：KCL、KVL2.復(fù)雜電路電流的計(jì)算任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法【例】已知電阻R1、R2、R3、US1、US2的數(shù)值，求各支路電流。模塊一：直流電路解：任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路

已知R1=20Ω,R2=5Ω,R3=6Ω，E1=140V，E2=90V，計(jì)算各支路電流。12I1bbaa++--EE22RR22++--RR33RR11EE11bbaa++--EE22RR22++--RR33RR11EE11I2I3解：支路數(shù)：b=3節(jié)點(diǎn)數(shù)：n=23個(gè)支路電流應(yīng)列出三個(gè)方程求解對(duì)節(jié)點(diǎn)a：I1+I2–I3=0對(duì)網(wǎng)孔1：20I1+6I3–140=0對(duì)網(wǎng)孔2：5I2+6I3–90=0I1=4AI2=6AI3=10A任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路支路數(shù)b=4，但恒流源支路的電流已知，則未知電流只有3個(gè)，能否只列3個(gè)方程？注意：.當(dāng)支路中含有恒流源時(shí)，在列KVL方程時(shí)，所選回路中不包含恒流源支路，這時(shí)，電路中有幾條支路含有恒流源，則可少列幾個(gè)KVL方程.若所選回路中包含恒流源支路，則因恒流源兩端的電壓未知，所以，有一個(gè)恒流源就出現(xiàn)一個(gè)未知電壓，因此，在此種情況下不可少列KVL方程例：試求各支路電流。12bI2I3+42V–12

6

I17A3

支路中含有恒流源dac任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路例：試求各支路電流。12bI2I3+42V–12

6

I17A3

支路中含有恒流源dac支路數(shù)b=4，但恒流源支路的電流已知，則未知電流只有3個(gè)，所以可只列3個(gè)方程當(dāng)不需求a、c和b、d間的電流時(shí)，(a、c)(b、d)可分別看成一個(gè)結(jié)點(diǎn)因所選回路不包含恒流源支路，所以，3個(gè)網(wǎng)孔列2個(gè)KVL方程即可支路中含有恒流源1.應(yīng)用KCL列結(jié)點(diǎn)電流方程結(jié)點(diǎn)a：I1+I2–I3=–72.應(yīng)用KVL列回路電壓方程回路1：12I1–6I2=42回路2：6I2+3I3=03.聯(lián)立解得：I1=2A，I2=–3A，I3=6A◆已知E1=130V，E2=117V，R1=0.4Ω，R2=6Ω，R3=24Ω，R4=0.6Ω，計(jì)算電流I3

。練一練任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路◆計(jì)算電流I1和I2

。練一練任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法2.2電壓源與電流源的等效變換模塊一：直流電路負(fù)載RL兩端電壓電流等效任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法模塊一：直流電路由以上比較可知，當(dāng)滿足下列關(guān)系時(shí)，兩種電源模型可以互換:2.復(fù)雜電路電流的計(jì)算2.2電壓源與電流源的等效變換2.復(fù)雜電路電流的計(jì)算任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法2.2電壓源與電流源的等效變換模塊一：直流電路關(guān)于兩者的等效變換，有如下的結(jié)論：（1）電壓源與電流源的等效變換只對(duì)外電路等效，對(duì)內(nèi)電路不等效。（2）把電壓源變換為電流源時(shí)，電流源中的IS等于電壓源輸出端短路電流IS，IS方向與電壓源對(duì)外電路輸出電流方向相同，電流源中的并聯(lián)電阻Ri與電壓源的內(nèi)阻R0相等。2.復(fù)雜電路電流的計(jì)算任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法2.2電壓源與電流源的等效變換模塊一：直流電路關(guān)于兩者的等效變換，有如下的結(jié)論：（3）把電流源變換成為電壓源時(shí)，電壓源中的電動(dòng)勢(shì)E等于電流源輸出端斷路時(shí)的端電壓，E的方向與電流源對(duì)外輸出電流的方向相同，電壓源中的內(nèi)阻R0與電流源的并聯(lián)電阻Ri相等。（4）理想電壓源與理想電流源之間不能進(jìn)行等效變換。2.復(fù)雜電路電流的計(jì)算任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法2.3疊加定理模塊一：直流電路1.線性電路性質(zhì)疊加原理是線性電路分析的基本原理。所謂的線性電路，是指由線性元件和獨(dú)立電源組成并滿足線性性質(zhì)的電路。N Nxykxky如果輸入變換k倍，則相應(yīng)的輸出為

y

f(kx)

kf(x)

ky1）齊次性（亦稱比例性）線性電路N的輸入為x，輸出為y，則y＝f（x）2.復(fù)雜電路電流的計(jì)算任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法2.3疊加定理模塊一：直流電路2）可加性（亦稱疊加性）設(shè)線性電路N單獨(dú)輸入為x1時(shí)，輸出為y1；單獨(dú)輸入x2時(shí)，輸出為y2；如果輸入為x1＋x2時(shí)，則有:y

f(x1

x2)

f(x1)

f(x2)

y1

y2這就是線性電路的可加性或者疊加性2.復(fù)雜電路電流的計(jì)算任務(wù)五：熟悉直流電路的分析方法2.3疊加定理模塊一：直流電路疊加原理：對(duì)于線性電路，任何一條支路的電流，都可以看成是由電路中各個(gè)電源（電壓源或電流源）分別作用時(shí)，在此支路中所產(chǎn)生的電流