100526__电工技术基础与技能_第二章简单直流电路课件.ppt
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1、电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿2 简单直流电路简单直流电路电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿2简单直流电路简单直流电路 教学重点:教学重点:1理解电动势、端电压、电位的概念。理解电动势、端电压、电位的概念。2掌握闭合电路的欧姆定律。掌握闭合电路的欧姆定律。3掌握电阻串联分压关系与并联分流关系。掌握电阻串联分压关系与并联分流关系。4了了解解万万用用表表的的基基本本构构造造和和基基本本原原理理,掌掌握握万万用用表表的的使使用方法。用方法。5掌握电阻的测量方法。掌握电阻的测量方法。6.学会分析计算电路中各点电位。学会分析计算电路中各点电位。教学难点:教学难点:
2、1运运用用电电阻阻串串联联分分压压关关系系与与并并联联分分流流关关系系解解决决电电阻阻电电路路问题、掌握扩大电压表与电流表量程的原理。问题、掌握扩大电压表与电流表量程的原理。2熟练分析计算电路中各点电位。熟练分析计算电路中各点电位。电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿2 简单直流电路简单直流电路2.12.1电动势闭合电路的欧姆定律电动势闭合电路的欧姆定律2.22.2电阻的串联电阻的串联2.32.3电阻的并联电阻的并联2.42.4电阻的混联电阻的混联2.52.5万用表万用表2.62.6电阻的测量电阻的测量2.72.7电路中各点电位的计算电路中各点电位的计算单元小结单元小结电工技术
3、基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿第一节电动势闭合电路的欧姆定律第一节电动势闭合电路的欧姆定律 一、电动势一、电动势二、闭合电路的欧姆定律二、闭合电路的欧姆定律电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿一、电动势一、电动势电电动动势势通通常常用用符符号号 E 或或 e (t)表表示示,E 表表示示大大小小与与方方向向都都恒恒定定的的电电动动势势(即即直直流流电电源源的的电电动动势势),e (t)表表示示大大小小和和方方向向随随时时间间变变化化的的电电动动势势,也也可可简简记记为为 e。电电动动势势的的国国际际单单位位制制单单位位为为伏伏特特,记记作作 V。电源电动势等于电源
4、没有接入电路时两极间的电压。电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。衡量电源的电源力大小及其方向的物理量称为电源的衡量电源的电源力大小及其方向的物理量称为电源的电动势电动势。电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 电动势是一个标量。电动势是一个标量。电电动动势势的的方方向向规规定定为为从从电电源源的的负负极极经经过过电电源源内内部部指指向向电电源源的的正极,即与电源两端电压的方向相反。正极,即与电源两端电压的方向相反。电电动动势势的的大大小小等等于于电电源源力力把把单单位位正正电电荷荷从从电电源源的的负负极极,经经过过电电源源内内部部移移送送到到电电源源正正极极所所作作的的
5、功功。如如设设 W 为为电电源源中中非非静静电电力力(电电源源力力)把把正正电电荷荷量量 q 从从电电源源负负极极经经过过电电源源内内部部移移送送到到电电源源正正极极所作的功,则所作的功,则电动势大小电动势大小电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿二、闭合电路的欧姆定律二、闭合电路的欧姆定律图图中中 R0 表表示示电电源源的的内内部部电电阻阻,R 表表示示电电源源外外部部连连接接的的电电阻阻(负载负载)。闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律的数学表达式为的数学表达式为 E RI R0I 或或图图 2-1简单的闭合电路简单的闭合电路 R0电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示
6、文稿【例例2-1】如如图图 2-2 所所示示,当当单单刀刀双双掷掷开开关关 S 合合到到位位置置 1 时时,外外电电路路的的电电阻阻 R1=14 ,测测得得电电流流表表读读数数 I1=0.2 A;当当开开关关 S 合合到到位位置置 2 时时,外外电电路路的的电电阻阻 R2=9 ,测测得得电电流流表表读读数数 I2=0.3 A。试求电源的电动势试求电源的电动势 E 及其内阻及其内阻 R0。图图 2-2 例题例题 2-1 R0电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 外外电电路路两两端端电电压压 ,显显然然,负负载载电电阻阻 R 值值越越大大,其其两两端端电电压压 U 也也越越大大。当
7、当 R R0 时时(相相当当于于开开路路),则则 U=E;当当 R R0时时(相相当当于于短短路路),则则 U=0,此此时时一一 般情况下的电流般情况下的电流(I=E/R0)很大,电源容易烧毁。很大,电源容易烧毁。电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿解解:根据闭合电路的欧姆定律,列出联立方程组根据闭合电路的欧姆定律,列出联立方程组E=R1I1 R0 I1(当当 S 合到位置合到位置 1 时时)E=R2I2 R0 I2(当当 S 合到位置合到位置 2 时时)解得:解得:R0 1 ,E 3 V。本例题给出了一种测量直流电源电。本例题给出了一种测量直流电源电动势动势 E 和内阻和内阻
8、R0的方法。的方法。电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿2.22.2电阻的串联电阻的串联 一、电阻串联电路的特点一、电阻串联电路的特点二、应用举例二、应用举例电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿一、串联电路的特点串联电路的特点图图 2-3电阻的串联电阻的串联设总电压为设总电压为 U、电流为、电流为 I、总功率为、总功率为 P,1.等效电阻等效电阻:R R1 R2 Rn2.分压关系分压关系:电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 特特例例:两两只只电电阻阻 R1、R2串串联联时时,等等效效电电阻阻 R=R1 R2,则则有分压公式有分压公式 3.功率分
9、配功率分配:电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿二、应用举例应用举例解解:将将电电灯灯(设设电电阻阻为为 R1)与与一一只只分分压压电电阻阻R2串串联联后后,接接入入 U 220 V 电源上,如图电源上,如图 2-4 所示。所示。【例例2-3】有一盏额定电压有一盏额定电压 U1 40 V,额定电流,额定电流 I 5 A 的电灯,应该怎样把它接入电压的电灯,应该怎样把它接入电压 U 220 V 照明电路中?照明电路中?图图 2-4例题例题 2-3电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿解法一:分压电阻解法一:分压电阻 R2 上的电压上的电压U2=UU1=(220 40
10、)V=180 V,且,且 U2=R2I,则,则解法二:利用两只电阻串联的分压公式解法二:利用两只电阻串联的分压公式 可得可得 即即将将电电灯灯与与一一只只 36 的的分分压压电电阻阻串串联联后后,接接入入 U=220 V 照照明电路中即可。明电路中即可。电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿【例例 2-4】有有一一只只电电流流表表,内内阻阻 Rg 1 k ,满满偏偏电电流流为为Ig 100A,要要把把它它改改成成量量程程为为 Un 3 V的的电电压压表表,应应该该串串联联一一只只多多大大的分压电阻的分压电阻 R?电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 解:如图解:如
11、图 2-5 所示。所示。该该电电流流表表的的电电压压量量程程为为 Ug=RgIg=0.1 V,与与分分压压电电阻阻 R串串联联后后的总电压的总电压 Un=3 V,即将电压量程扩大到,即将电压量程扩大到 n=Un/Ug=30 倍。倍。利用两只电阻串联的分压公式,利用两只电阻串联的分压公式,可得可得 则则 上上例例表表明明,将将一一只只量量程程为为 Ug,内内阻阻为为 Rg 的的表表头头扩扩大大到到量量程程为为 Un,所所需需要要的的分分压压电电阻阻 R=(n 1)Rg,其其中中 n=(Un/Ug)称称为为电电压压扩扩大大倍倍数。数。图图 2-5例题例题 2-4A电工技术基础与技能电工技术基础与技
12、能演示文稿演示文稿2.3电阻的并联电阻的并联一、并联电路的特点一、并联电路的特点二、应用举例二、应用举例电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿设总电流为设总电流为 I,总电压为总电压为 U,总功率为,总功率为 P。1.1.等效电导等效电导:G=G1 G2 Gn 即即 一、电阻并联电路的特点一、电阻并联电路的特点 图图 2-6电阻的并联电阻的并联2.2.分流关系:分流关系:R1I1=R2I2 =RnIn=RI=U3.3.功率分配:功率分配:R1P1=R2P2=RnPn=RP=U 2I电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿特例:两只电阻特例:两只电阻 R1、R2 并联时
13、,等效电阻并联时,等效电阻 则有分流公式则有分流公式 电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿【例例2-5】如如图图 2-7 所所示示,电电源源供供电电电电压压U=220 V,每每根根输输电电导导线线的的电电阻阻均均为为 R1=1 ,电电路路中中一一共共并并联联 100 盏盏额额定定电电压压 220V、功功率率 40 W 的的电电灯灯。假假设设电电灯灯正正常常发发光光时时电电阻阻值值为为常常数数。试试求求:(1)当当只只有有 10 盏盏电电灯灯工工作作时时,每每盏盏电电灯灯的的电电压压 UL 和和功功率率 PL;(2)当当 100 盏电灯全部工作时,每盏电灯的电压盏电灯全部工作时,
14、每盏电灯的电压 UL 和功率和功率 PL。二、应用举例二、应用举例图图 2-7例题例题2-5电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿解解:每每盏盏电电灯灯的的电电阻阻为为 R=U2/P=1210 ,n 盏盏电电灯灯并并联联后后的的等效电阻为等效电阻为 Rn=R/n根据分压公式,可得每盏电灯的电压根据分压公式,可得每盏电灯的电压 ,功率功率(1)当只有当只有 10 盏电灯工作时,即盏电灯工作时,即 n=10,则,则 Rn=R/n=121 ,因此,因此(2)当当100盏电灯全部工作时,即盏电灯全部工作时,即 n=100,则,则 Rn=R/n=12.1 ,电工技术基础与技能电工技术基础与
15、技能演示文稿演示文稿【例例2-6】有有一一只只微微安安表表,满满偏偏电电流流Ig=100 A、内内阻阻 Rg=1 k,要改装成量程为要改装成量程为 In=0.1A的电流表,试求所需分流电阻的电流表,试求所需分流电阻 R。图图 2-8例题例题2-6电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 解:如图解:如图 2-8 所示,所示,设设 n=In/Ig(称为电流量程扩大倍数称为电流量程扩大倍数),根据分流公式可得根据分流公式可得 I n,则,则本题中本题中 n=In/Ig=1000,上上例例表表明明,将将一一只只量量程程为为 Ig,内内阻阻为为 Rg 的的表表头头扩扩大大到到量量程程为为
16、In,所所需需要要的的分分流流电电阻阻R=Rg/(n 1),其其中中 n=(In/Ig)称称为为电电流流扩扩大倍数。大倍数。电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿2.4电阻的混联电阻的混联一、混联电路分析步骤一、混联电路分析步骤二、解题举例二、解题举例电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿一、混联电路分析步骤一、混联电路分析步骤在在电电路路中中,既既有有电电阻阻的的串串联联又又有有电电阻阻的的并并联联,称称为为电电阻阻的的混联混联。对混联电路的分析和计算大体上可分为以下几个步骤:。对混联电路的分析和计算大体上可分为以下几个步骤:1首首先先整整理理清清楚楚电电路路中中
17、电电阻阻串串、并并联联关关系系,必必要要时时重重新新画画出串、并联关系明确的电路图;出串、并联关系明确的电路图;2利用串、并联等效电阻公式计算出电路中总的等效电阻;利用串、并联等效电阻公式计算出电路中总的等效电阻;3利用已知条件进行计算,确定电路的端电压与总电流;利用已知条件进行计算,确定电路的端电压与总电流;4根根据据电电阻阻分分压压关关系系和和分分流流关关系系,逐逐步步推推算算出出各各支支路路的的电电流或各部分的电压。流或各部分的电压。电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿二、解题举例二、解题举例【例例2-72-7】如如图图 2-9 所所示示,已已知知 R1 R2 8 ,R3
18、 R4 6 ,R5 R6 4 ,R7 R8 24 ,R9 16 ,电压,电压 U 224 V。试求:试求:(1)电路总的等效电阻电路总的等效电阻 RAB 与总电流与总电流 I;(2)电阻电阻 R9 两端的电压两端的电压 U9 与通过它的电流与通过它的电流 I9。图图2-9例例2-7 电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿(2)利用分压关系求各部分电压:利用分压关系求各部分电压:UCD=RCD I =96 V,解解:(1)R5、R6、R9三三者者串串联联后后,再再与与 R8 并并联联,E、F两两端端等效电阻等效电阻REF (R5 R6 R9)R8 12 REF、R3、R4 三三电电
19、阻阻串串联联后后,再再与与 R7 并并联联,C、D 两两端端等等效效电电阻阻 RCD (R3 REF R4)R7 12 总的等效电阻总的等效电阻 RAB R1 RCD R2 28 总电流总电流 I U/RAB (224/28)A 8 A电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿【例例2-8】如如图图 2-10 所所示示,已已知知 R 10 ,电电源源电电动动势势 E=6 V,内阻,内阻 r 0.5 ,试求电路中的总电流,试求电路中的总电流 I。图图2-10 例题例题 2-8 的等效电路的等效电路电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿解解:首首先先整整理理清清楚楚电电路路
20、中中电电阻阻串串、并并联联关关系系,并并画画出出等等效效电电路路,如图如图 2-11 所示。所示。四只电阻并联的等效电阻为四只电阻并联的等效电阻为 Re R/4 2.5 根据全电路欧姆定律,电路中的总电流为根据全电路欧姆定律,电路中的总电流为 图图 2-11例题例题 2-8 的等效电路的等效电路 电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿2.5 2.5 万用表万用表一、万用表的使用方法一、万用表的使用方法二、万用表使用的主要事项二、万用表使用的主要事项电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿万万用用表表又又称称为为复复用用电电表表。它它是是一一种种可可以以测测量量多多种种
21、电电量量的的多多量量程程便便携携式式仪仪表表,由由于于它它具具有有测测量量的的种种类类多多,量量程程范范围围宽宽,价价格格低低以及使用和携带方便等优点,因此广泛应用于电气维修和测试中。以及使用和携带方便等优点,因此广泛应用于电气维修和测试中。一一般般的的万万用用表表可可以以测测量量直直流流电电压压、直直流流电电流流、电电阻阻、交交流流电电压压等等,有有的的万万用用表表还还可可以以测测量量音音频频电电平平、交交流流电电流流、电电容容、电电感感以及晶体管的以及晶体管的 值等。值等。一、万用表的认识与使用一、万用表的认识与使用电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 万万用用表表的的表表
22、头头是是进进行行各各种种测测量量的的公公用用部部分分。表表头头内内部部有有一一个个可可动动的的线线圈圈(称称为为动动圈圈),它它的的电电阻阻 Rg 称称为为表表头头的的内内阻阻。动动圈圈处处于于永永久久磁磁铁铁的的磁磁场场中中,当当动动圈圈通通有有电电流流之之后后会会受受到到磁磁场场力力的的作作用用而而发发生生偏偏转转。固固定定在在动动圈圈上上的的指指针针随随着着动动圈圈一一起起偏偏转转的的角角度度,与与动动圈圈中中的的电电流流成成正正比比。当当指指针针指指示示到到表表盘盘刻刻度度的的满满刻刻度度时时,动动圈圈中所通过的电流称为满偏电流中所通过的电流称为满偏电流 Ig。Rg与与 Ig 是表头的
23、两个主要参数。是表头的两个主要参数。电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿1直流电压的测量直流电压的测量 将将表表头头串串联联一一只只分分压压电电阻阻 R,即即构构成成一一个个简简单单的的直直流流电电压压表表,如图如图 2-12 所示。所示。图图 2-12简单的直流电压表简单的直流电压表电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 测测量量时时将将电电压压表表并并联联在在被被测测电电压压 Ux 的的两两端端,通通过过表表头头的的电电流流与被测电压与被测电压 Ux 成正比成正比 在在万万用用表表中中,用用转转换换开开关关分分别别将将不不同同数数值值的的分分压压电电阻阻与与表
24、表头头串联,即可得到几个不同串联,即可得到几个不同 的电压量程。的电压量程。电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿解解:利利用用电电压压表表扩扩大大量量程程公公式式 R (n 1)Rg,其其中中 n (Un/Ug),Ug RgIg 0.15 V。(1)求求 R1:n1 (U1/Ug)16.67,R1 (n1 1)Rg 47 k (2)求求 R2:把:把 Rg2 Rg R1 50 k 视为表头内阻,视为表头内阻,n2 (U2/U1)4,则,则 R2 (n 1)Rg2 150 k (3)求求 R3:把:把 Rg3 Rg R1 R2 200 k 视为表头内阻,视为表头内阻,n3 (U3
25、/U2)5,则,则 R3 (n5 1)Rg3 800 k 电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿【例例2-9】如如图图 2-13 所所示示,某某万万用用表表的的直直流流电电压压表表部部分分电电路路,五个电压量程分别是五个电压量程分别是 U1 2.5 V,U2 10 V,U3 50 V,U4 250 V,U5 500 V,已已知知表表头头参参数数Rg 3 k ,Ig 50A。试求电路中各分压电阻试求电路中各分压电阻 R1、R2、R3、R4、R5。图图 2-13例例2-9 电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 (4)求求 R4:把把 Rg4 Rg R1 R2 R3 1
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