电工基础ppt课件第一章.ppt

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1、主讲教师主讲教师: : 杨杨 华华 伟伟毕业院校毕业院校: : 豫西南师范大学豫西南师范大学专专 业业: : 物理学物理学( (四年本科四年本科) )联系电话联系电话: : 13008820089 13008820089 本班特点本班特点n时间紧：学习两个月，每个星期二休息。时间紧：学习两个月，每个星期二休息。n任务重：两本教材，一本实操书。任务重：两本教材，一本实操书。n要求高：提前预习，仔细听课，认真完成课后作业，要求高：提前预习，仔细听课，认真完成课后作业， 基本原理要吃透；基本原理要吃透；n考试严：监考严、批改严。考试严：监考严、批改严。 严格考勤制度严格考勤制度1 1、上课率不到、上

2、课率不到70%70%不能参加考试并实行签到不能参加考试并实行签到2 2、不得在课堂上抽烟、不得在课堂上抽烟3 3、上课时间把手机转为振动，最好关机、上课时间把手机转为振动，最好关机4 4、勿在课堂上接听电话、勿在课堂上接听电话5 5、佩戴学员证进入课堂（将可凭学员证免费寄、佩戴学员证进入课堂（将可凭学员证免费寄存自行车）存自行车） 本专业学习方法本专业学习方法n预习：课前至少要把当天要讲的内容看一篇预习：课前至少要把当天要讲的内容看一篇n听课：认真把重点、难点内容记录下来听课：认真把重点、难点内容记录下来n复习：听完课后要在两天的时间内把授课内复习：听完课后要在两天的时间内把授课内容理解，吃透

3、消化。容理解，吃透消化。n实操：结合工作需要积极参与实践。实操：结合工作需要积极参与实践。上一页下一页返 回上一页下一页返 回上一页下一页返 回上一页下一页返 回1.1.1 电路电路、电路组成电路组成、电路图电路图 电路：电流流过的路径.作用：传递和分配电能,并使电能和其它形式的能量相互转换.电路主要由三部分组成、附属设备:控制、保护、测量之用 .图 1 - 1(a)是.为了便于计算和分析,可把电路中的实物元件用来表示,如图 1-1( b上一页下一页返 回图 1 - 1 简单直流电路图(a)实物电路图 (b) 电路图上一页下一页返 回电池电池灯泡灯泡负载负载电源电源EIRU+_K1.1. 同种

4、电荷相互排斥同种电荷相互排斥; 2. 异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引. 电场电场 有电荷的地方就有电场有电荷的地方就有电场.上一页下一页返 回图2.3 导体中的电流带电粒子:在这里是指正电荷(理解为空穴),负电荷(自由电子)：n电流电流：单位时间内通过导线横截面的电量,叫电流强度,简称电流n公式：公式： (1-1)(1-1)n电量电量q q, ,单位库仑单位库仑(c); (c); 时间时间t,t,单位秒单位秒(s)(s)n电流强度单位电流强度单位的的SISI单位单位：安培：安培, , 符号为符号为 A An千安（千安（kAkA）, , 毫安（毫安（mAmA）, , 微安（微安（AA）AmAA

5、6310101tqI上一页下一页返 回电流的测量电流的测量电流表应与被测元件串联被测元件串联直流电路中, 电流表的连线注意电流表的直流电流直流电流：当电流的量值和方向都不随时间变化时,称为直流电流,简称直流.直流电流常用英文大写字母I I表示。交流电流交流电流：量值和方向随着时间按周期性变化的电流, 称为 交流电流,简称交流。常用英文小写字母 表示。上一页下一页返 回：在分析与计算电路时, 常可任意规定某一方向作为电流的正方向或参考方向,与实际方向相同时,侧电流为正值;相反时,侧为负值.用箭头表示如下（我们在电路上看到的方向都是参考方向）上一页下一页返 回(a)(b)(c)(d)i参考方向实际

6、方向iababi参考方向实际方向ibaba电压电压电荷之间的相互作用是通过电场发生的.只要有电荷存在,电荷的周围就存在着电场,电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用,这种力就叫做电场力 WAB 电压电压：电场力将单位正电荷沿电路中的一点推向另一点所作的功称为电压UAB 表示 AB 两点间的电WAB 为移动过程中电荷所减少的电能,q q 为由 A 点移动到 B 点的电荷量。上一页下一页返 回qWUABAB电压的SI单位：是伏特, 符号为V。 常用的单位：千伏（kVkV）、毫伏（mVmV）、 微伏（V V）。上一页下一页返 回VkV3101VV6101电压是衡量电场力的物理量,两点之间的电压

7、数值愈大，电场力作功的能力也愈大上一页下一页返 回电流可与水流相比，例如：水总是从高电位流向低水位与此相似，在电源外部，电流可以说是从高电位流向低电电源外部，电流可以说是从高电位流向低电位位，每一点都有一定的电位电路中某点的电位高低电路中某点的电位高低是一个相对值是一个相对值，与选的参考点（零电位点）有关电，与选的参考点（零电位点）有关电路中某点的电位实质是这一点与参考点之间的电压路中某点的电位实质是这一点与参考点之间的电压，或者说，电路中某两点的电压等于这两点之间的电位电路中某两点的电压等于这两点之间的电位差差，即 UABVA-VB (1-3)UA、VB分别代表、两点的电位。电位的单位也是电

8、压的单位 即伏特,用字母V表示。n参考点参考点:一般是指零电位的点注注：通常把参考点的电位规定为零，又称零电位。一般选大地为参考点，即视大地为零电位。在电子仪器和设备中又常把金属外壳或电路的公共接点的电位规定为零。上一页下一页返 回：表示接大地；或 表示接机壳或公共接点,可是电源的正极或负极.电路中某点的电位实质是这一点与参考点之间的电压，或者说，电路某两点的电压等于这两点之间的电位差。UABVA-VB电压的测量电压的测量电压表应与被测元件并联在被测元件的两段直流电路中,电流表的连线注意电流表的极性(即, 正、负极)电压的方向电压的方向：规定从高电位(“”)指向低电位(“”) 电压的实际方向与

9、其正方向一致时，则电压为正值； 电压的实际方向与其正方向相反时，则电压为负值。上一页下一页返 回电压与电位区别:电压：绝对值，不随参考点的改变而改变电位：相对值，随参考点的改变而变化图图2.5 电压示意图电压示意图上一页下一页返 回10 电压与电位的区别_A 都是表示电场推动电荷所做的功 B 二者的大小都随参考点不同而不同 C 二者单位都用伏特表示 D 二者的大小不随参考点改变11 电压与电位的关系_A 某点的电位是该点也参考点之间的电压B 电压是两点之间的电压差C 电位相同的点,其之间的电压不一定为0D 电位不同的点,其之间的电压不一定为0上一页下一页返 回例例 如图所示的电路中，已知U1=

10、3V，U2=-2V，求U总=？上一页下一页返 回电动势:电源力将单位正电荷从电源的负极移到正极所作的功。符号E，单位V E= W/qE= W/q (1-4) W W表示电源力将正电荷从电源的负极移到正极所做的功，单位是焦耳J J；q q 表示电荷，单位是库仑；E E 表示电动势，单位伏特v。电动势也有交流与直流之分，交流用“e e”表示上一页下一页返 回上一页下一页返 回：规定为电源力推动正电荷运动的方向，即从负极指向正极的方向，也就是电位升高的方向。电动势的方向与电压的方向是相反的。见图1-3用图14简单说明电路接通时的物理过程。电源内部电源内部：电源力克服电场力把正电荷从低电位的负极推到高

11、电位的正极，这个电位升高的过程是电源力作功的过程.电源外部电源外部：正电荷在电场力的推动下从高电位移到低电位，同时克服负载中的阻力作功。电能转换为其他形式的能量过程。形成持续的电流必须有两个条件形成持续的电流必须有两个条件：一 是要有电源，二 是要有一条能够使电荷移动的闭合路径。上一页下一页返 回:自由电子在金属导体里作 定向有规则移动定向有规则移动时,要 受到阻碍阻碍作用,导体对电流的阻碍作用,称为电阻. 大小计算公式: (1-5)L L是导线的长度；S S是导体的横截面积，单位是平方米； 是电阻率（如表1-1）电阻的单位：欧( ) 千欧千欧和兆欧兆欧 SLR上一页下一页返 回）欧（）兆欧（

12、）欧（）千欧（63101101MK 表表1 11 1 常用金属材料的电组率（常用金属材料的电组率（2020）上一页下一页返 回材料材料电阻率电阻率材料材料电阻率电阻率银银0.0016黄铜黄铜0.065电线铜电线铜0.017康铜康铜0.50铸铸 铁铁0.500导体的电阻电阻越大,其导电性能越差;电阻电阻越小,其导电性能越好.因此电阻的倒数1/R的大小表明了导体导电性能的好坏.叫电导,用符号“G”表示.即 G=1/R 电导的SI单位为西门子(1/).电阻率的倒数称为电导率,用表示. 温度降低温度降低, ,金属的电阻率下降金属的电阻率下降. .电阻率趋于零时变成电阻率趋于零时变成“超导超导” ” 超

13、导超导: :上一页下一页返 回上一页下一页返 回一一 部分电路的欧姆定律部分电路的欧姆定律欧姆定律欧姆定律：电流I与这段电路两端的电压U成正比，而与这段电路的电阻R成反比，这就是欧姆定律 I=U/R I=U/R （1-6） 图1-6部分电路V V表示电压, I I表示电流, R R表示电阻上一页下一页返 回欧姆定律还可写成另外两种形式： U=IRU=IR （1-7） R = U/IR = U/I （1-8） 计算计算: 有U U、I I、R R中的任意两个，可以求出第三个量.上一页下一页返 回电阻一定时，通过导体的电流电阻一定时，通过导体的电流 导体两端的电导体两端的电压成正比压成正比： 电阻

14、不与U U成正比、I I成比关系。 ，电阻的大小导体的有关。 上一页下一页返 回二二 闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律图图18 18 为最简单的闭合电路,闭合时,实验证明,通过闭合电路中电流的大小与电源电动势成正比,与电路中的负载和电源内阻之和成反比. 即 电源在电路图中可以用电动势E E和一个内阻r0串联等效.当r0=0时,这时的电动势,称为理想电压源.rREI0图(1-8)上一页下一页返 回3电路的三种状态电路的三种状态电路运行过程中,通常有通路.断路短路三种状态如图1-91.通路通路: K与1闭合时,负载与电源接通 电路中有电流通过这时电路处于通路 状态,由公式(1-9) 得; U

15、= E - Ir0 由此可见:电压U总是小于电动势E, 原因是电源内阻r0 上有电压降.耗电能2.断路断路: K与2闭合时.电路处于开路状态, R = I = 0 U = E 图1-9 上一页下一页返 回rrEREI003.短路短路: K与3闭合时,负载电阻为零.处于短路状态.由(1-9) 得由于, r0很小,所以电流I很大.较大的短路电流很容易导致线路过热烧坏并使电源烧坏,造成严重的事故. 所以要在电源的输出端安装一定规格的熔断丝.较大的短路电较大的短路电流会在极端的时间内把熔断丝烧坏流会在极端的时间内把熔断丝烧坏.十电路短路.保护了电路中的元件u=0R=0 、由前面电场力做功公式(12)W

16、=qU带入电流强度公式(1-1)I=q/t公式公式: W=UIt (1-10)电流所做的功W等于这段电路两段电路的电压U,电路中的电流I与通电时间t三者的乘积. 定义：传递转换电能的速率叫电功率，简称功率， 用p或P表示。上一页下一页返 回UItUIttWP、n公式: W=UIt (1-10)定义：传递转换电能的速率叫电功率，简称功率，上一页下一页返 回I2a上一页下一页返 回n图a中有三条支路：ab、acb和adb；两个节点：a和b；三个回路：adbca、abca和abdan1.1.节点节点三条或三条以上支路的联接点。三条或三条以上支路的联接点。n2 .2 .支路支路无分支的一段电路。支路中各处电无分支的一段电路。支路中各处电 流相等，称为支路电流。流相等，称为支路电流。n3.3.回路回路由一条或多条支路所组成的闭合电由一条或多条支路所组成的闭合电路。路。上一页下一页返 回a上一页下一页返 回1.5.1 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律上一页下一页返 回图图2.35 回路回路 上一页下一页返 回上一页下一页返 回上一页下一页返 回上一页下一页返 回图（110）串联电路 上一页下一页返 回图（11）串联电路 三复联电路在一个电路中，既有串联部分，又有并联部分，图（11）