电工技术基础知识与技能教学方案课程教案全部资料完整编辑版.doc

,. 《电工技术基础与技能》教案 第一节　电路 一、电路的组成 1．电路：由电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路。 2．电路的组成：电源、用电器、导线、开关（画图讲解）。 (1) 电源：把其他形式的能转化为电能的装置。如：干电池、蓄电池等。 (2) 用电器：把电能转变成其他形式能量的装置，常称为电源负载。如电灯等。 (3) 导线：连接电源与用电器的金属线。作用：把电源产生的电能输送到用电器。 (4) 开关：起到把用电器与电源接通或断开的作用。 二、电路的状态（画图说明） 1．通路（闭路）：电路各部分连接成闭合回路，有电流通过。 2．开路（断路）：电路断开，电路中无电流通过。 3．短路（捷路）：电源两端的导线直接相连。短路时电流很大，会损坏电源和导线，应尽量避免。 三、电路图 1．电路图：用规定的图形符号表示电路连接情况的图。 2．几种常用的标准图形符号。 第二节　电流 一、电流的形成 1．电流：电荷的定向移动形成电流。（提问） 2．在导体中形成电流的条件 (1) 要有自由电荷。 (2) 必须使导体两端保持一定的电压（电位差）。 二、电流 1．电流的大小等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值。 I = 2．单位：1A = 1C/s；1mA = 10-3 A；1mA = 10-6A 3．电流的方向 实际方向—规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向。 提问：金属导体、电解液中的电流方向如何？ 参考方向：任意假定。 4．直流电：电流方向和强弱都不随时间而改变的电流。（画图说明） 第三节　电阻 一、电阻 1．导体对电流所呈现出的阻碍作用。不仅金属导体有电阻，其他物体也有电阻。 2．导体电阻是由它本身的物理条件决定的。 例：金属导体，它的电阻由它的长短、粗细、材料的性质和温度决定。 3．电阻定律：在保持温度不变的条件下，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，并与导体的材料性质有关。 R = r 式中：r －导体的电阻率。它与导体的几何形状无关，而与导体材料的性质和导体所处的条件有关（如温度）。 单位：R－欧姆（Ω）；l－米（m）；S－平方米（m2）；r－欧米（Wm）。 4．(1) 阅读P6表1-1，得出结论。 (2) 结论：电阻率的大小反映材料导电性能的好坏，电阻率愈大，导电性能愈差。 导体：r ＜ 10-6 Wm 绝缘体：r ＞ 107 Wm 半导体：10-6 Wm ＜ r ＜ 107 Wm (3) 举例说明不同导电性能的物质用途不同。 二、电阻与温度的关系 1．温度对导体电阻的影响： (1) 温度升高，自由电子移动受到的阻碍增加； (2) 温度升高，使物质中带电质点数目增多，更易导电。随着温度的升高，导体的电阻是增大还是减小，看哪一种因素的作用占主要地位。 2．一般金属导体，温度升高，其电阻增大。少数合金电阻，几乎不受温度影响，用于制造标准电阻器。超导现象：在极低温（接近于热力学零度）状态下，有些金属（一些合金和金属的化合物）电阻突然变为零，这种现象叫超导现象。 3．电阻的温度系数：温度每升高1οC时，电阻所变动的数值与原来电阻值的比。若温度为t1时，导体电阻为R1，温度为t2时，导体电阻为R2，则 a = 即 R2 = R1 [ 1 + a ( t2 - t1 ) ] 例1：一漆包线（铜线）绕成的线圈，15οC时阻值为20 W，问30οC时此线圈的阻值R为多少？ 例2：习题（《电工基础》第2版周绍敏主编） 4.计算题(3)。 第四节　欧姆定律 一、欧姆定律 1．内容：导体中的电流与它两端的电压成正比，与它的电阻成反比。 I = 2．单位：U－伏特（V）；I－安培（A）；R－欧姆（W）。 注： (1) R、U、I须属于同一段电路； (2) 虽R = ，但绝不能认为R是由U、I决定的； (3) 适用条件：适用于金属或电解液。 例3：给一导体通电，当电压为20 V时，电流为0.2 A，问电压为30 V时，电流为多大？电流增至1.2 A时，导体两端的电压多大？当电压减为零时，导体的电阻多大？ 二、伏安特性曲线 1．定义：以电压为横坐标，电流为纵坐标，可画出电阻的U－I关系曲线，叫电阻元件的伏安特性曲线。 2．线性电阻：电阻元件的伏安特性曲线是直线。 K = ；R = = 3．非线性电阻：若电阻元件的伏安特性曲线不是直线，例：二极管。 课前复习 电阻定律和部分电路欧姆定律。 第五节 电能和电功率 一、电能 1．设导体两端电压为U，通过导体横截面的电量为q，电场力所做的功为：W = q U 而q = I t，所以 W = U I t 单位：W－焦耳（J）；U－伏特（V）；I－安培（A）；t －秒（s）。 1度 = = 3.6 106 J 2．电场力所做的功即电路所消耗的电能W = U I t。 3．电流做功的过程实际上是电能转化为其他形式的能的过程。 二、电功率 1．在一段时间内，电路产生或消耗的电能与时间的比值。 P = 或 P = U I 单位：P－瓦特（W）。 2．额定功率、额定电压：用电器上标明的电功率和电压，叫用电器的额定功率和额定电压。若给用电器加上额定电压，它的功率就是额定功率，此时用电器正常工作。若加在它上面的电压改变，则它的实际功率也改变。 例1：有一220 V / 60 W的白炽灯接在220 V的供电线路上，它消耗的功率为多大？若加在它两端的电压为110 V，它消耗的功率为多少？（不考虑温度对电阻的影响） 例2：P8例题。 三、焦耳定律 1．电流的热效应 2．焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。 Q = I2 R t 3．单位：Q－焦耳（J）；I－安培（A）；R－欧姆 （W）；t－秒（s） 第二章 简单直流电路 第一节 闭合电路的欧姆定律 一、电动势 1．电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。用符号E表示。 2．单位：伏特（V） 注意点： (1)电动势由电源本身决定，与外电路无关。 (2）电动势的规定方向：自负极通过电源内部到正极的方向。 二、闭合电路的欧姆定律 1．复习部分电路的欧姆定律 I = 2．闭合电路欧姆定律的推导 (1) 电路 (2) 推导 设t时间内有电荷量q通过闭合电路的横截面。电源内部，非静电力把q从负极移到正极所做的功W = E q = E I t，电流通过R和R0时电能转化为热能 Q = I2 R t + I2 R0 t 因为 W = Q 所以 E I t = I2 R t + I2 R0 t E = I R + I R0或I = (3）闭合电路欧姆定律 闭合电路内的电流，与电源电动势成正比，与整个电路的电阻成反比。其中，外电路上的电压降（端电压） U = I R = E - I R0 内电路上的电压降 U = I R0 电动势等于内、外电路压降之和 E = I R + I R0 = U + U 例1：如上图，若电动势E = 24 V，内阻R0 = 4 W，负载电阻R = 20 W，试求：（1）电路中的电流；（2）电源的端电压；（3）负载上的电压降；（4）电源内阻上的电压降。 例2：电源电动势为1.5 V，内电阻为0.12 W，外电路电阻为1.38 W，求电路中的电流和端电压。 例3：电动势为3.6 V的电源，与8 W 的电阻接成闭合电路，电源两极间的电压为3.2 V，求电源的内电阻。 三、端电压 1．电动势与外电路电阻的变化无关，但电源端电压随负载变化，随着外电阻的增加端电压增加，随着外电阻的减少端电压减小。 证明：I = 当R增加时，（R + R0）增加，电流I减小，U = E - I R0 增加；同理可证，当R减小时，U也减小。 2．两种特例： （1）当外电路断开时，R趋向于无穷大。 I = 0 U = E - I R0 = E 即 U = E 应用：可用电压表粗略地测定电源的电动势 （2）当外电路短路时，R趋近于零，I = 趋向于无穷大，U趋近于零。短路时电流很大，会烧坏电源，引起火灾，决不允许将导线或电流表直接接到电源上，防止短路。 应用：测量电动势和电源内阻。 例4：例1（《电工基础》第2版周绍敏主编）。 例5：有一简单闭合电路，当外电阻加倍时，通过的电流减为原来的2/3，求内阻与外阻的比值。 四、电源向负载输出的功率 1．P电源 = I E；P负载 = I U；P内阻 = I 2 R0；U = E - I R0 同乘以I ，得 U I = I E - I2 R0 I E = I U + I2 R0 P电源 = P负载 + P内阻 在何时电源的输出功率最大？设负载为纯电阻当R = R0时， Pmax = 这时称负载与电源匹配。 2．电源输出功率P与负载电阻R的变化关系曲线 3．注意：当R = RO时，电源输出功率最大，但此时电源的效率仅为50%。 课前复习： 1．闭合电路欧姆定律的内容和表达式。 2．端电压随外电阻的变化规律。 3．电源输出最大功率的条件。 第二节　电池组 一个电池所能提供的电压不会超过它的电动势，输出的电流有一个最大限度，超出这个极限，电源就要损坏。对于要求较高电压或较大电流的场合，就要用到多个电池的串联和并联及混联。 一、电池的串联 1．当负载需要较高电压时，可使用串联电池组供电。设串联电池组n个电动势为E，内阻为R0的电池组成，则： E串 = n E r串 = n R0 2．特点： (1) 电动势等于单个电池电动势之和。 (2) 内阻等于单个电池内电阻之和。 3．注：用电器的额定电流必须小于单个电池允许通过的最大电流。 二、电池的并联 1．当负载需要较大电流时，可使用并联电池组供电。设并联电池组n个电动势为E，内阻为R0的电池组成，则 E并 = E；R0并 = 2．特点： (1) 电动势等于单个电池的电动势。 (2) 内阻等于单个电池内阻的。 3．注：用电器的额定电压必须低于单个电池的电动势。 三、电池的混联 1．当单个电池的电动势和允许通过的最大电流都小于用电器额定电压和额定电流时，可采用混联电池组供电。 例1：有3个电池串联，若每个电池的电动势E = 1.5 V，内阻R0 = 0.2 W，求串联电池组的电动势和内阻。 例2：有5个相同的电池，每个电池的E = 1.5 V，R0 = 0.02 W，将它们串联后,外接电阻为2.4 W，求电路的电流及每个电池两端的电压。 课前复习 1．串、并联电池组的电动势和内电阻的计算。 2．串、并联电池组的应用场合。 第三节 电阻的串联 一、定义 （1）电阻的串联——把两个或两个以上的电阻依次连接起来，使电流只有一条通路。 （2）特点 ① 电路中电流处处相等。 ② 电路总电压等于各部分电路两端的电压之和。 二、重要性质 1．总电阻 U = I R；U1 = I R1；U2 = I R2 ； ；Un = I Rn U = U1 + U2 + U3 + + Un I R = I R1 + I R2 + I R3 + + Rn R = R1 + R2 + R3 + + Rn 结论：串联电路的总电阻等于各个电阻之和。 2．电压分配 I = ；I = ；I = ； ；I = = = = = = I 结论：串联电路中各电阻两端的电压与它的阻值成正比。 若两个电阻串联，则 U1 = I R1；U2 = I R2 ；I = U1 = U；U2 = U 3．功率分配 P = I U = I2 R P1= I 2R1；P2 = I 2 R2 ；P3 = I 2 R3； ；Pn = I2 Rn = = = = 结论：串联电路中各电阻消耗的功率与它的阻值成正比。 例1：有４个电阻串联，其中R1 = 20 W，R2 = 15 W，R3 = 10 W，R4 = 10 W，接在110 V的电压上。求 （1）电路的总电阻及电流；（2）R1电阻上的电压。 例2：例1（《电工基础》第2版周绍敏主编）。 例3：R1、R2为两个串联电阻，已知R1 = 4 R2，若R1上消耗的功率为1 W，求R2上消耗的功率。 三、电压 （1）常用的电压表是用微安表或毫安表改装成的。 （2）毫安表或微安表的重要参数： Ig——满偏电流 Rg --表头内阻 （3）电流越大，毫安表或微安表指针的偏角就越大。由于U = I R，则毫安表或微安表两端的电压越大，指针偏角也越大。 （4）如果在刻度盘上直接标出电压值，就可用来测电压，但这时能测的电压值很小。为了能测较大的电压，可串联一电阻，分担部分电压，就完成了电压表的改装。 （5）测量时要与被测电路并联。 （6）关键：会计算串联的电阻R的大小。设电流表的满偏电流为Ig，内阻为Rg，要改装成量程为U的电压表，求串入的R R = = 例4：例2（《电工基础》第2版周绍敏主编）。 课前复习： 1．串联电路中电流、电压的基本特点。 2．串联电路的总电阻、电流分配和功率分配。 3．串联电阻的分压作用。 第四节 电阻的并联 一、定义 1．电阻的并联：把若干个电阻一端连在一起，另一端连接在一起。 2．特点： ① 电路中各支路两端的电压相等； ② 电路中总电流等于各支路的电流之和。 二、重要性质 1．总电阻 设电压为U，根据欧姆定律，则 I = ；I1 = ；I2 = ； ；In = 因为 I = I1 + I2 + I3 + + In 所以 = + + + + 结论：并联电路总电阻的倒数等于各个电阻的倒数之和。 2．电流分配 U = I1 R1；U = I2 R2；U = I3 R3 ； ；U = In Rn I1 R1 = I2 R2 = I3 R3 = = I Rn = U 结论：并联电路中通过各个电阻的电流与它的阻值成反比。 当只有两只电阻并联时I1 = I；I2 = I 3．功率分配 PK = U IK = P1 R1 = P2 R2 = P3 R3 = = Pn Rn 结论：并联电路中各个电阻消耗的功率与它的阻值成反比。 例1：R1 = 24 W，R2 = 8 W，U = 12V，求总电阻及各电阻上的电流。 例2：5个25 W的电阻并联，总电阻为多少？ 例3：两只电阻并联，其中R1为100 W，通过R1的电流I1为0.4A， 通过整个并联电路的电流I为1A，求R2和通过R2的电流I2。 例4：在240 V的线路上并接15 W、30 W、40 W电热器各一个，求（1）各电热器上的电流； （2）总电流及总电阻； （3）总功率及各电热器消耗的电功率。 例5：例1（《电工基础》第2版周绍敏主编）。 三、电流表 利用并联电路的分流原理，在微安表或毫安表上并联一分流电阻，按比例分流一部分电流，则可以利用微安表和毫安表测量大的电流（扩大量程）。 R = = 其中：Ig为电流表的满偏电流；Rg为电流表内阻；I为电流表的量程；R为分流电阻。 例5：P26例2。 课前复习： 电阻串、并联的基本特点和重要性质。 第五节 电阻的混联 一、混联 既有电阻的串联又有电阻的并联，叫电阻的混联。 二、混联的计算步骤 1．把电路进行等效变换； 2．先计算各电阻串联和并联的等效电阻值，再计算电路的总的等效电阻； 3．由电路的总的等效电阻值和电路的端电压计算电路的总电流； 4．利用电阻串联的分压和电阻并联的分流关系，计算各部分电压及电流。 三、进行电路等效变换的两种方法 方法一：利用电流的流向及电流的分合，画出等效电路图。 例1：已知：R1 = R2 = 8 W，R3 = R4 = 6 W，R5 = R6 = 4 W，R7 = R8 = 24 W，R9 = 16 W，U = 224 V，求：通过 R9 的电流和 R9 两端的电压。 例2：例2。（《电工基础》第2版周绍敏主编） 第六节 万用表的基本原理 一、表头 简述表头原理。 表头的参数：Ig——满偏电流；Rg——表头内阻。 二、直流电压的测量 1．I = I 正比于U－可以用来测量电压。 2．分压电阻的计算 当U = UL ( UL为电压表的量程 )则 I = Ig Ig = R = 3．多量程的电压表 例：例题。（《电工基础》第2版周绍敏主编） 三、交流电压的测量 1．补充：二极管的单向导电性通断条件（二极管图） 2．工作原理 四、直流电流的测量 1．利用并联分流原理 Ig = I 2．工作原理 五、电阻的测量 1．mA － 满偏电流为Ig、内阻为Rg的电流表； R－调零电阻 2．调零 红、黑表笔短接，调R，使 Ig = 则指针满偏，红、黑笔间电阻为0。 3．测量 接入电阻Rx， I = 随Rx变化，I也变化，每个Rx对应一个I。 4．注意 （1）刻度不均匀； （2）测量随电池内阻r的变化有影响，不精确。 六、使用万用表的注意事项 1．了解性能及各符号字母的含义，会读数，了解各部件作用及用法。 2．观察表头指针是否处于零位。 3．测量前选择正确的位置： 量程选择：应使表头指针偏倒满刻度三分之二左右。无法估算测量值时可从最大量程当逐渐减少到合适量程。 4．读数 （1）对有弧形反射镜的表盘，应使像、物重合。 （2）估读一位小数。 （3）了解每一刻度的值。 5．被测位正、负要分清。 6．测电流要串联。 7．测电压时要并联在被测电路两端。 8．测电阻时不可带电测量。 9．测量过程中不允许拨动转换开关选择量程。 10．使用结束后，要置于最高交流电压挡或 off 挡。 课前复习： 使用万用表进行测量时要注意的问题。 第七节 电阻的测量 一、伏安法 1．利用U = I R（欧姆定律）来测量电阻 2．步骤： （1）用电压表测出电阻两端的电压。 （2）用电流表测出通过电阻的电流。 （3）用R = 公式计算电阻值。 3．方法有两种 I电流表内接法 II电流表外接法 （1）电流表外接法 R测 < R实 适用条件：待测电阻值比电压表内阻小得多（R << Rv）。 （2）电流表内接法 R测 > R实 适用条件：待测电阻阻值比电流表内阻大得多（R >> Ra）。 二、惠斯通电桥 1．原理 （1）P32图2-26 R1、R2、R3、R4是电桥的4个臂，其中R4为待测电阻，其余3个为可调已知电阻，G是灵敏电流计，比较B、D两点的电位。 （2）调节已知电阻的阻值，使Ig = 0 I1 = I2；I3 = I4 当R1和R3上电压降相等，R2和R4上的电压降也相等，既I1 R1 = I3 R3 ，I2 R2 = I4 R4时，两式相除，得 = R4 = 2．测量结果的准确程度由下面的因素决定： （1）已知电阻的准确程度。 （2）电流计的灵敏度。 3．学校常用的滑线式电桥 计算方式 Rx = R 课前复习 1．伏安法测量电阻的原理。 2．伏安法测量电阻产生误差的原因。 3．电桥平衡的条件。 第八节 电路中各点电位的计算 一、电位的概念 1．零电位点 计算电位的起点。习惯上规定大地的电位为零或电路中的某一公共点为零电位。 2．电位 电路中任一点与零电位点之间的电压就是该点的电位。 二、电位的计算方法 1．确定零电位点。 2．标出电路中的电流方向，确定电路中各元件两端电压的正、负极。 3．从待求点通过一定的路径绕到零电位点，则该点的电位等于此路径上全部电压降的代数和。如果在绕行过程中从元件的正极到负极，此电压便为正的，反之，从元件的负极到正极，此电压则为负。 三、举例 例1：如图，求VA、VB、VC、VD、UAB、UBC、UDC 例2：已知：E1 = 45 V，E2 = 12 V，内阻忽略，R1 = 5 W，R2 = 4 W，R3 = 2 W，求：B、C、D 三点的电位。 结论： （1）电位与所选择的绕行路径无关。 （2）选取不同的零电位点，各电位将发生变化，但电路中任意两点间的电压将保持不变。 第三章 复杂直流电路 第一节 基尔霍夫定律 一、基本概念 1．复杂电路。 2．支路：由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路。 节点：三条或三条以上的支路汇聚的点。 回路：电路中任一闭合路径。 网孔：没有支路的回路称为网孔。 3．举例说明上述概念。 4．提问：图3-1中有几个节点、几条支路、几条回路、几个网孔？ 5．举例 二、基尔霍夫电流定律 1．形式一：电路中任意一个节点上，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。 I入 = I出 形式二：在任一电路的任一节点上，电流的代数和永远等于零。 I = 0 规定：若流入节点的电流为正，则流出节点的电流为负。 2．推广：应用于任意假定的封闭面。流入封闭面的电流之和等于流出封闭面的电流之和。 例：本节例题 三、基尔霍夫电压定律 1．内容：从一点出发绕回路一周回到该点时，各端电压的代数和等于零。 U = 0 2．注意点： （1）在绕行过程中从元器件的正极到负极，电压取正，反之为负。 （2）绕行方向可选择，但已经选定后不能中途改变。 课前复习 1．电路的节点、支路、回路、网孔的概念。 2．基尔霍夫电流定律、电压定律的内容和表达式。 第二节 基尔霍夫定律的应用 一、支路电流法 1．以支路电流为未知量，应用基尔霍夫两定律列出联立方程，求出各支路电流的方法。 2．对于n条支路，m个节点的电路，应用支路电流法解题的步骤： （1）选定各支路电流为未知量，并标出各电流的参考方向，并标出各电阻上的正、负。 （2）按基尔霍夫电流定律，列出（m - 1）个独立的节点电流方程式。 （3）指定回路的绕行方向，按基尔霍夫电压定律，列出n - ( m - 1 ) 个回路电压方程。 （4）代入已知数，解联立方程式，求各支路的电流。 （5）确定各支路电流的实际方向。 3．举例 例1：本节例题 例2：如图，已知E1 = E2 = 17 V，R1 = 1 W，R2 = 5 W，R3 = 2 W，用支路电流法求各支路的电流。 课前复习 习题（《电工基础》第2版周绍敏主编） 4．计算题（3），用支路电流法求各支路的电流。 第三节 叠加定理 一、叠加原理 1．运用叠加定理可以将一个复杂的电路分为几个比较简单的电路，然后对这些比较简单的电路进行分析计算，再把结果合成，就可以求出原有电路中的电压、电流，避免了对联立方程的求解。 2．内容：在线性电路中，任何一个支路中的电流（或电压）等于各电源单独作用时，在此支路中产生的电流（或电压）的代数和。 3．步骤： （1）分别作出由一个电源单独作用的分图，其余电源只保留其内阻。（对恒压源，该处用短路替代，对恒流源，该处用开路替代）。 （2）按电阻串、并联的计算方法，分别计算出分图中每一支路电流（或电压）的大小和方向。 （3）求出各电动势在各个支路中产生的电流（或电压）的代数和，这些电流（或电压）就是各电源共同作用时，在各支路中产生的电流（或电压）。 4．注意点： （1）在求和时要注意各个电流（或电压）的正、负。 （2）叠加定理只能用来求电路中的电流或电压，而不能用来计算功率。 二、举例 例1：本节例题 课前复习 叠加定理的内容。 第四节 戴维宁定理 当有一个复杂电路，并不需要把所有支路电流都求出来，只要求出某一支路的电流，在这种情况下，用前面的方法来计算就很复杂，应用戴维宁定理求解就较方便。 一、二端网络 1．网络：电路也称为电网络或网络。 2．二端网络：任何具有两个引出端与外电路相连的电路。 3．输入电阻：由若干个电阻组成的无源二端网络，可以等效成的电阻。 4．开路电压：有源二端网络两端点之间开路时的电压。 二、戴维宁定理 1．内容：对外电路来说，一个含源二端线性网络可以用一个电源来代替。该电源的电动势E0等于二端网络的开路电压，其内阻R0等于含源二端网络内所有电动势为零，仅保留其内阻时，网络两端的等效电阻（输入电阻）。 2．步骤： （1）把电路分为待求支路和含源二端网络两部分。 （2）把待求支路移开，求出含源二端网络的开路电压Uab。 （3）将网络内各电源除去，仅保留电源内阻，求出网络二端的等效电阻Rab。 （4）画出含源二端网络的等效电路，并接上代求支路电流。 3．注意：代替含源二端网络的电源极性应与开路电压Uab的极性一致。 三、举例 例1：例1 例2：例2 课前复习 戴维宁定理的内容。 第五节 两种电源模型的等效变换 一、电压源 1．电压源：为电路提供一定电压的电源。 2．恒压源：电源内阻为零，电源提供恒定不变的电压。 3．恒压源的特点 （1）它的电压恒定不变。 （2）通过它的电流可以是任意的，且决定于与它连接的外电路负载的大小。 4．符号 二、电流源 1．电流源：为电路提供一定电流的电源。 2．恒流源：电源内阻为无穷大，电源将提供恒定不变的电流。 3．恒流源的特点 （1）它提供的电流恒定不变，不随外电路而改变。 （2）电源端电压是任意的，且决定于外电路。 4．符号 三、电压源与电流源的等效变换 1．电压源 = 理想电压源串联内阻R0 电流源 = 理想电流源并联内阻R0 2．电压源 U = US - I R0 I = 电流源 I = IS - 对外等效 = IS - 所以 IS = = ，R0 = RS 3．结论 （1）一个电压源与电阻的串联组合，可用一个电流源与电阻的并联组合来等效代替。 条件：IS = US / R0，RS = R0，如下图 （2）一个电流源与电阻的并联组合，可用一个电压源与电阻的串联组合来等效代替。 条件：US = IS RS，R0 = RS如下图。 四、举例 例1：例1 例2：例2 注意： （1）IS与US的方向一致。 （2）等效变换对外电路等效，对电源内部不等效。 （3）恒压源和恒流源之间不能等效。 五、电源等效变换及化简原则 1．注意点（3） 2．两个并联的电压源不能直接合并成一个电压源，但两个并联的电流源可以直接合并成一个电流源。 3．两个串联的电流源不能直接合并成一个电流源，但两个串联的电压源可以直接合并成一个电压源。 4．与恒压源并联的电流源或电阻均可去除；与恒流源串联的电压源或电阻均可去除。 例4：将下图中的含源二端网络等效变换为一个电压源。 例5：用电压源与电流源等效变换的方法计算1 W 电阻上的电流。 总结复习 第一章 1．了解电路的组成及各部分原理 2．电流 （1）定义 （2）产生条件 （3）方向 （4）电流的大小 3．电阻 （1）电阻是表示导体对电流的阻碍作用的物理量 （2）电阻大小的决定因素 （3）电阻与温度的关系 4．欧姆定律 （1）部分电路欧姆定律 （2）闭合电路欧姆定律 5．电路中能量转换 （1）电流通过用电器时 ① 转换电能的计算W = U I t ② 电功率的计算P = U I ③ 焦耳定律（电流热效应的规律） ④ 电热：Q = I 2 R t；热功率：P = I2 R （2）电源的功率和输出功率 P = E I = ① 分配给内电路的功率 ② 分配给外电路的功率 第二章 1．电池阻的串、并联 2．电阻的串、并联规律总结 3．电阻的混联 4．万用表的基本原理 5．电阻的测量 （1）伏安法：电流表外接；电流表内接 （2）惠斯通电桥 6．电位的计算 方法 （1）标出电流方向确定元件电压正、负极性 （2）确定零电位点 （3）从待求点通过一定路径绕到零电位点，该点电位等于此路径上全部电压的代数和。 第三章 1．复杂电路、支路、节点、回路、网孔的概念 2．基尔霍夫定律的内容、表达式、注意事项、应用 3．复杂电路的求解方法 （1）支路电流法： ① 内容 ② 解题步骤 ③ 注意点 ④ 应用 （2）叠加定理 ① 内容 ② 解题步骤 ③ 注意点 ④ 应用 （3）戴维宁定理 ① 内容 ② 解题步骤 ③ 注意点 ④ 应用 （4）电压源与电流源的等效变换 ①电压源、电流源的概念；②恒压源、恒流源的概念；③电压源与电流源的等效互换变换的条件；④注意点 ⑤应用 第四章 电容 课前复习 1．电压源、电流源的概念。 2．电压源和电流源等效变换的条件。 第一节　电容器和电容 一、电容器 1．电容器 —— 任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体都可以组成电容器。 2．当电容器与直流电源接通时，电源两极的电荷就会在电场力的作用下，向电容器的极板上移动，使与电源正极相接的极板上带正电荷，与电源负极的极板上带负电荷，从而在电容器两极板间建立起电压。 3．充电 —— 使电容器带电的过程叫充电。 4．放电 —— 使电容器失去电荷的过程叫放电。 二、电容 1．电容器两极带的电荷越多，产生的电压也越高，且对于一定 的电容器，极板上带电量与极板间电压的比值是常数，这一比值为电容器的电容量。 2．C = ，式中： C —— 电容量 q —— 电荷量 U —— 两极板间的电压 3．单位：1F = 106 μF = 1012 pF 三、平行板电容器的电容 1．平行板电容器的电容与介电常数成正比，与正对面积成正比，与极板的距离成反比。 2．C =ε，式中： ε － 介电常数 法拉/米（F / m） S － 正对的面积 平方米（m2） d － 两极板间的距离 米（m） 电介质的介电常数ε由介质的性质决定的。真空介电常数ε0= 8.86 10 -12 F / m 相对介电常数 εr = 例1：平行板电容器的极板面积为100cm2，两板间的介质为空气，两极板间的距离为5mm，现将电压为120V的直流电源接在电容器的两端。求 （1）该平行板电容器的电容及所带的电荷量。 （2）若将电容器的两极板浸入相对介电常数为2.2的油中，此时电容又是多大？ 课前复习 P65习题4.问答与计算题（3） 第二节 电容器的连接 一、电容器的串联 1．电容器的串联：把几只电容器的极板首尾相接，连成一个无分支电路的连接方式。如图 2．串联的性质 （1）q1 = q2 = q3 = q （2）U = U1 + U2 + U3 （3）=++ 设各电容为C1、C2、C3的电容器上的电压为U1、U2、U3 U1=；U2=；U3= U = U1 + U2 + U3 = q ( + + ) = + + 结论：串联电容的总电容的倒数等于各电容的电容倒数之和。 3．串联的作用：增大耐压，但电容减小。 例1：P58例2 二、电容器的并联 1．电容器的并联：把几只电容器的正极连在一起，负极也连在一起，这就是电容器的并联。如图所示。 2．性质 （1）q = q1 + q2 + q3 （2）U = U1 = U2 = U3 （3）C = C1 + C2 + C3 设每只电容器的电压都是U，电容为C1、C2、C3，所带电量为q1、q2、q3， q1 = C1 U q2 = C2 U q3 = C3 U C = C1 + C2 + C3 q = (C1 + C2 + C3 ) U   结论：并联电容器的总电容等于各电容器的电容之和。 例3：有两只电容器，电容分别为10 F和20 F。它们的额定工作电压为25 V和15 V，并联后，接在10 V电源上。求： （1）q1、q2及C； （2）最大允许的工作电压。 课前复习 1．串联电容器的总电容、并联电容器的总电容的计算公式。 2．何种情况下需要把电容器串联起来？何种情况下需要把电容器并联起来？ 3．P64习题　1．是非题（3）～（8）。 2．选择题（4）～（7）。 第三节　电容器的充电和放电 一、电容器的充电 开关S合向1，电容器充电。 1．现象： （1）白炽灯开始较亮，逐步变暗。 （2）的读数由大变小。 （3）的读数变大。 （4）最后指向0，的大小等于E。 2．解释： 电源正极向极板供给正电荷，负极向极板供给负电荷。电荷在电路中形成定向移动，产生电流，两极板间有电压。 S刚合上时，电源与电容器之间存在较大的电压，使大量电荷从电源移向电容器极板，产生较大电流，随着电荷的增加，电压减小，电流减小。当电容器两端电压等于电源电压时，电荷停止定向移动，电流为0，灯不亮。 二、电容器的放电 S合向2，电容放电。 1．现象： （1）开始灯较亮，逐渐变暗，直至熄灭。 （2）开始较大，逐渐变小，电流方向与刚才充电方向相反，直至指示为0。 （3）开始指示为E，逐渐下降，直至为0。 2．解释： 放电过程中，由于电容器两极板间的电压使回路中有电流产生。开始这个电压较大，因此电流较大，随着电容极板上的正、负电荷的中和，极板间的电压逐渐减小，电流也减小，最后放电结束，极板间不存在电压，电流为零。 3．结论： 当电容器极板上所储存的电荷发生变化时，电路中就有电流流过；若电容器极板上所储存的电荷量恒定不变时，则电路中就没有电流流过。电路中的电流为 i = = C 三、电容器的质量判别 1．用R 100或R 1k挡。 2．将万用表分别与电容器两端接触，指针发生偏转并回到接近起始的地方，说明电容器的质量很好。 3．若指针偏转后回不到起始位置的地方，而停在标度盘的某处说明电容器的漏电很大，这时指针所指出的电阻数值即表示该电容器的漏电阻值。 4．若指针偏转到零位置之后不再回去，则说明电容器内部已经短路；如果指针根本不偏转，则说明电容器内部可能断路，或电容量很小。 第四节　电容器中的电场能量 1．充电时，q↑→Uc↑电压与电荷量成正比：q = C uC 2．电源输入电荷量为 q 时所做的总功，也就是存储于电容器中的总能量。 Wc = q UC = C UC2 式中：C ——电容器的电容 单位：F（法拉） UC——电容器两端的电压 单位：V（伏特） Q ——电容器所带的电荷量 单位：C（库仑） W ——电容器储存的电场能量　单位：J（焦耳） 3．结论： 电容器中存储的电场能量与电容器的电容成正比，与电容器两极板之间的电压平方成正比。 4．电容器是一种储能元件，当电容器两端电压增加时，电容器便从电源吸收能量储存在它两极板的电场中，当电容器两端电压降低时，它便把储存的电场能量释放出来。电容器本身只与电源进行能量交换，不消耗能量。 第五章 磁场和磁路 第一节 电流的