第一节电路的基本物理量及其正方向PPT讲稿.ppt

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1、第1页，共28页，编辑于2022年，星期一1.1.课程性质课程性质 是高等学校理工科是高等学校理工科非电类非电类专业必修的一门技术基础专业必修的一门技术基础课程。课程。2.2.教学目标教学目标 通过本课程的学习，使学生获得电工和电子技术必通过本课程的学习，使学生获得电工和电子技术必要的基本理论、基本知识和基本技能，了解电工和电子要的基本理论、基本知识和基本技能，了解电工和电子技术的应用及发展概况，为学习后续课程以及从事与本技术的应用及发展概况，为学习后续课程以及从事与本专业有关的工程技术等工作打下一定的基础。专业有关的工程技术等工作打下一定的基础。前言前言2第2页，共28页，编辑于2022年，

2、星期一4.4.成绩评定成绩评定 平时（考勤、作业、实验）：平时（考勤、作业、实验）：3 30%0%考试：考试：70%70%3.3.学时学时多学时：多学时：60+2060+205.5.参考书参考书 唐介唐介主编电工学，高教主编电工学，高教秦曾煌秦曾煌主编电工学主编电工学(第六版上下册第六版上下册)，高教，高教电工学相关习题解答电工学相关习题解答少学时：少学时：40+1640+163第3页，共28页，编辑于2022年，星期一6.6.教学网站教学网站校外校外 http:/218.64.56.27南昌大学网络教学平台南昌大学网络教学平台校外校外 http:/7.7.本课件适用专业本课件适用专业 计算机

3、、机制、算机、机制、热能、材料、能、材料、车辆工程、物理、光工程、物理、光信息、金属材料、生物、生化、工信息、金属材料、生物、生化、工业工程、工程、发酵、酵、给排排水、土木、水水、土木、水电、食品、食、食品、食质、环工、高分子、无机材工、高分子、无机材料、汽料、汽车机械基机械基础等等专业。4第4页，共28页，编辑于2022年，星期一1.1 1.1 电路的基本物理量及其方向电路的基本物理量及其方向1.2 1.2 电路的组成和作用电路的组成和作用1.3 1.3 电路的基本定律电路的基本定律1.4 1.4 电路的三种工作状态电路的三种工作状态1.5 1.5 电路中电位的计算电路中电位的计算第第1 1

4、章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律5第5页，共28页，编辑于2022年，星期一 了解电路了解电路模型模型及其理想及其理想电路元件电路元件的意义；理解电压、的意义；理解电压、电流参考方向的意义；理解电路基本定律并能正确应用；了电流参考方向的意义；理解电路基本定律并能正确应用；了解电源的有载工作、开路与短路状态，并能理解电功率和额解电源的有载工作、开路与短路状态，并能理解电功率和额定值的意义；掌握分析与计算简单直流电路和电路中各点电定值的意义；掌握分析与计算简单直流电路和电路中各点电位的方法。位的方法。电压电压和和电流电流的的参考参考方向，基尔方向，基尔霍夫霍夫定律，定律，电路

5、中电位的概念及计算。电路中电位的概念及计算。难点：难点：6第6页，共28页，编辑于2022年，星期一项目一直流电路的基本物理量【知识要求】了解电路的组成及基本电路模型。了解电路的组成及基本电路模型。了解电路的基本物理量。了解电路的基本物理量。理解和掌握欧姆定律及其计算。理解和掌握欧姆定律及其计算。了解电路的有载工作、开路与短路状态。了解电路的有载工作、开路与短路状态。【能力要求】学会使用基本电工仪表。学会使用基本电工仪表。学会测量电路的基本物理量。学会测量电路的基本物理量。7第7页，共28页，编辑于2022年，星期一一、相关知识(一)电路及基本电路模型电流电流经过的路径称为经过的路径称为电路电

6、路。最基本的电路由。最基本的电路由电源电源、负载负载、开关开关和连接和连接导线导线组成。组成。(1)电源电源是把非电能转换为电能并向外提供的设是把非电能转换为电能并向外提供的设备，如备，如发电机发电机、干电池干电池、蓄电池蓄电池等。等。(2)负载负载是电路中取用是电路中取用电能设备电能设备的的总称总称，它把电，它把电能能转换转换成其他形式的能。成其他形式的能。8第8页，共28页，编辑于2022年，星期一一、相关知识 如如电灯电灯把电能转换成光能，把电能转换成光能，电炉电炉把电能转换把电能转换成热能，成热能，电动机电动机把电能转换成机械能等。把电能转换成机械能等。(3)开关开关属于属于控制控制电

7、器，用于控制电路的接电器，用于控制电路的接通或断开。通或断开。(4)连接连接导线导线将电源和负载连接起来，担将电源和负载连接起来，担负着电能的传输和分配。负着电能的传输和分配。9第9页，共28页，编辑于2022年，星期一一、相关知识图1-1(a)所示为由干电池、小电珠、开关和连接导线构成的一个简单直流电路。图1-1(b)所示为该电路的基本电路模型。实物接线图实物接线图基本电路模型基本电路模型10第10页，共28页，编辑于2022年，星期一第一节第一节 电路的基本物理电路的基本物理量及其正方向量及其正方向 一、电流一、电流 电荷电荷在在电场电场作用下有规则的作用下有规则的定向运动定向运动，称为，

8、称为电流电流。在在金属导体金属导体内的内的电流电流是由于是由于导体导体的内部的内部自由电子自由电子在在电场力电场力的作用下的作用下有规则有规则的运动而的运动而形成形成的。电流在数值的。电流在数值上等于上等于单位时间单位时间内通过某一导体内通过某一导体横截面横截面的的电荷量电荷量。如。如果电流用果电流用 I 表示，电荷量用表示，电荷量用q表示，时间用表示，时间用t表示，则得表示，则得 I=q/t 下一页11第11页，共28页，编辑于2022年，星期一图图1-1 金属导体中的电流方向金属导体中的电流方向返回式中式中q为时间为时间t通过导体横截面通过导体横截面S的电荷量。的电荷量。如如图图1-1所示

9、。所示。12第12页，共28页，编辑于2022年，星期一电流的方向电流的方向 习惯上规定习惯上规定正电荷移动正电荷移动的方向为的方向为电流的方向电流的方向，自由电子自由电子和和负离子负离子移动的方向跟电流方向移动的方向跟电流方向相反相反。第一节第一节 电路的基本物理量及其正方向电路的基本物理量及其正方向金属导体中的电流方向金属导体中的电流方向13第13页，共28页，编辑于2022年，星期一第一节第一节 电路的基本物理电路的基本物理量及其正方向量及其正方向 电流的正方向电流的正方向是电路中一个非常重要的概念，在学习是电路中一个非常重要的概念，在学习中应注意以下几点：中应注意以下几点：（1）电流的

10、电流的实际方向实际方向是客观存在的，而其是客观存在的，而其正方向正方向是根是根据计算的需要据计算的需要任意选取任意选取的，正方向一经选定后，在电的，正方向一经选定后，在电路分析和计算过程中就必须以此为依据，不能随意改路分析和计算过程中就必须以此为依据，不能随意改动。动。（2）同一电流，若同一电流，若正方向选择不同正方向选择不同，其，其数值数值相等而相等而符符号号相反。因此，电流值的相反。因此，电流值的正负正负只有在只有在选定正方向选定正方向下才下才有意义。有意义。（3）电路中的电路中的基本公式基本公式和和结论结论，都是在一定的，都是在一定的正方向正方向下得出来的。应用时必须注意正方向的选择。下

11、得出来的。应用时必须注意正方向的选择。下一页上一页14第14页，共28页，编辑于2022年，星期一（4）电流是具有大小和流动方向的）电流是具有大小和流动方向的代数量代数量，是，是标量标量，不是不是失量失量。二、电压、电位和电动势二、电压、电位和电动势1.电压电压是衡量电压是衡量电场力电场力作功作功本领本领大小的物理量。大小的物理量。电路中电路中某两点间某两点间的电压，就是该两点间的电位差，所的电压，就是该两点间的电位差，所以电压又称以电压又称电位差电位差。目录页目录页前一页前一页15第15页，共28页，编辑于2022年，星期一第一节第一节 电路的基本物理电路的基本物理量及其正方向量及其正方向

12、1.电压电压 在导体内在导体内电荷电荷的定向运动形成的定向运动形成电流电流，它是在，它是在电场力电场力的的作用下实现作用下实现的。为了的。为了衡量衡量电场力对电荷做功的能力，电场力对电荷做功的能力，引入电压这一物理量。如下引入电压这一物理量。如下图图1-3所示电路中，所示电路中，A，B两点间的两点间的电压电压UAB在数值上等于在数值上等于电场力电场力把单位把单位正电荷正电荷从从A点移到点移到B点所点所作的功作的功。在电场内两点间的电压也常成。在电场内两点间的电压也常成为两点间的为两点间的电位差电位差，即电压。，即电压。下一页上一页16第16页，共28页，编辑于2022年，星期一图图1-3 电荷

13、的运动回路电荷的运动回路返回电压的方向由正指向负17第17页，共28页，编辑于2022年，星期一一、相关知识常见电压值a.汽车蓄电池：12Vb.生活电压：中国：220V日本：110Vc.工业电压：380V对于对于电阻性电阻性负载来说，负载来说，没有电流没有电流就就没有电压没有电压，有电压，有电压就一定有电流，就一定有电流，电阻电阻两端的电压又被称为两端的电压又被称为电压降。电压降。18第18页，共28页，编辑于2022年，星期一2).电位电路中某点的电位，通常选定某一点作为电路中某点的电位，通常选定某一点作为参考点参考点，把，把正电荷正电荷从从某点移动某点移动到到参考点参考点所作的所作的功功称

14、为该点的称为该点的电电位位。电位与电压电位与电压目录页目录页前一页前一页19第19页，共28页，编辑于2022年，星期一一、相关知识2)电位电位 参考点参考点的电位通常规定的电位通常规定为零为零，所以又叫，所以又叫零点位点零点位点。（a）接地接地 （b）接公共点或接机壳）接公共点或接机壳20第20页，共28页，编辑于2022年，星期一小提示小提示 在在同一同一电路中，当选定电路中，当选定不同不同的的参考点参考点时，时，同同一点一点的的电位电位是不同的，那么，参考点应该如何确是不同的，那么，参考点应该如何确定呢？定呢？原则原则上可以上可以任意选任意选定，但在研究实际电场定，但在研究实际电场时，通

15、常选时，通常选搭铁点搭铁点为参考点，必须注意，在研究为参考点，必须注意，在研究同一问题时，参考点一经确定，各点电位也就确同一问题时，参考点一经确定，各点电位也就确定了。参考点也就不可更改了。定了。参考点也就不可更改了。目录页目录页前一页前一页21第21页，共28页，编辑于2022年，星期一一、相关知识3)电动势电动势为了为了维持维持AB两点间的两点间的电压恒定电压恒定，则必须使，则必须使B端增加的端增加的正电荷经过另一路经流向正电荷经过另一路经流向A端，否则端，否则AB间电压将降间电压将降低。低。22第22页，共28页，编辑于2022年，星期一第一节第一节 电路的基本物理电路的基本物理量及其正

16、方向量及其正方向三、电功和电功率三、电功和电功率1）电功 如果在如果在电场中电场中某某两点两点A和和B之间的之间的电压电压为为U，当，当电荷电荷q受到受到电场力电场力的作用，在时间的作用，在时间t内从内从A点移到点移到B点，那么点，那么电场力电场力做的做的功功为：为：W=Uq 即即 W=UIt下一页上一页23第23页，共28页，编辑于2022年，星期一2）电功率）电功率 电功率就是电功率就是电流电流在在单位时间内单位时间内所作的所作的功功，简称，简称功率，用符号功率，用符号P表示。表示。目录页目录页前一页前一页24第24页，共28页，编辑于2022年，星期一 例题例题1-1：小明家有一台额定功

17、率为：小明家有一台额定功率为1200W的热水器，的热水器，若每天打开若每天打开4h，每度电的电费为，每度电的电费为0.50元，一个月（元，一个月（30天）天）需要多少电费？需要多少电费？目录页目录页前一页前一页25第25页，共28页，编辑于2022年，星期一第一节第一节 电路的基本物理量及其正方向电路的基本物理量及其正方向 例例1.1 一只一只60W、220V的白炽灯泡，一个月要消耗多少的白炽灯泡，一个月要消耗多少千瓦小时电能？按每月千瓦小时电能？按每月30天，每天以天，每天以4小时计算。小时计算。解解 根据式（根据式（1-5）和式（）和式（1-6）可知）可知 W=Pt=60X4X30=7 2

18、00Wh=7.2kWh 必须指出必须指出：在电工技术里，：在电工技术里，负载负载的的大小大小是指是指用电设备用电设备吸收吸收或或消耗功率消耗功率的大小，的大小，消耗功率大消耗功率大的称为的称为负载大负载大，消耗功率小的称为消耗功率小的称为负载小负载小。返 回上一页26第26页，共28页，编辑于2022年，星期一想一想想一想 电气设备上通常都标有电压、电流、功率等电气设备上通常都标有电压、电流、功率等数值（如电灯泡上标有数值（如电灯泡上标有220V/100W），标明这），标明这些数值有何意义？些数值有何意义？目录页目录页前一页前一页27第27页，共28页，编辑于2022年，星期一关于生命：人生包含着一天，一天象征着一生。谚语。名人名言名人名言 28第28页，共28页，编辑于2022年，星期一