电阻和欧姆定律.ppt

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1、2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律2.2.1 电阻电阻1.电阻电阻 电阻电阻：导体对电流的通过具有一定的阻碍作用：导体对电流的通过具有一定的阻碍作用 同种材料的导体同种材料的导体,其电阻其电阻R与它的长度与它的长度L成正比成正比,与它的横截面积与它的横截面积S成反比成反比;导体电阻与构成它的材导体电阻与构成它的材料有关料有关.2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律电阻定律电阻定律 制制成成电电阻阻元元件件的的材材料料电电阻阻率率，国国际际单单位位制制单单位位为为 m(欧欧米米)；l 绕制成电阻的导线长度，国际单位制为绕制成电阻的导线长度，国际单位制为m(米米)；S 绕制成电阻的

2、导线横截面积，国际单位制为绕制成电阻的导线横截面积，国际单位制为 m2(平方米平方米)；R 电阻值，国际单位制为电阻值，国际单位制为 (欧欧)。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律2.电阻率电阻率 定义定义：电阻率电阻率电阻率电阻率是用来表：电阻率电阻率电阻率电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种材料制成的示各种物质电阻特性的物理量。某种材料制成的长长1米、横截面积是米、横截面积是1平方毫米的在常温下（平方毫米的在常温下（20时）导线的电阻，叫做这种材料的电阻率。时）导线的电阻，叫做这种材料的电阻率。在温度一定的情况下，有公式在温度一定的情况下，有公式R=l/s其中的其中的就是

3、电阻率，就是电阻率，l为材料的长度为材料的长度,s为面积。可以看为面积。可以看出，材料的电阻大小正比于材料的长度，而反比出，材料的电阻大小正比于材料的长度，而反比于其面积。由上式可知电阻率的定义：于其面积。由上式可知电阻率的定义：=Rs/l 2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律使用：使用：电阻率较低的物质被称为导体，常见导体电阻率较低的物质被称为导体，常见导体主要为金属，而自然界中导电性最佳的是银。其主要为金属，而自然界中导电性最佳的是银。其他不易导电的物质如玻璃、橡胶等，电阻率较高，他不易导电的物质如玻璃、橡胶等，电阻率较高，一般称为绝缘体。介于导体和绝缘体之间的物质一般称为绝缘体。

4、介于导体和绝缘体之间的物质(如硅如硅)则称半导体。电阻率的科学符号为则称半导体。电阻率的科学符号为 单位：单位：国际单位制中，电阻率的单位是欧姆国际单位制中，电阻率的单位是欧姆米米(m或或ohmm)，常用单位是欧姆，常用单位是欧姆毫米和欧姆毫米和欧姆米。米。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律计算公式：电阻率的计算公式为：计算公式：电阻率的计算公式为：=RS/L 为电阻率为电阻率常用单位常用单位m S为横截面积为横截面积常用单位常用单位 R为电阻值为电阻值常用单位常用单位 L为导线的长度为导线的长度常用单位常用单位m 2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律3、电阻温度温度系数、电

5、阻温度温度系数 电电阻阻元元件件的的电电阻阻值值大大小小一一般般与与温温度度有有关关，衡衡量量电电阻阻受受温温度度影影响响大大小小的的物物理理量量是是温温度度系系数数，其其定定义义为为温温度度每每升升高高 1 C 时时电电阻阻值值发生变化的百分数。发生变化的百分数。如如果果设设任任一一电电阻阻元元件件在在温温度度 t1 时时的的电电阻阻值值为为 R1，当当温温度度升升高高到到 t2 时时电电阻阻值值为为 R2，则则该该电电阻阻在在 t1 t2 温温度度范范围围内内的的(平平均均)温温度度系数为系数为如如果果 R2 R1，则则 0，将将 R 称称为为正正温温度度系系数数电电阻阻，即即电电阻阻值值

6、随随着着温温度度的的升升高高而而增增大大；如如果果 R2 R1，则则 0，将将 R 称称为为负负温温度度系系数数电电阻阻，即即电电阻阻值值随随着着温温度度的的升升高高而而减减小小。显显然然 的的绝绝对对值越大，表明电阻受温度的影响也越大。值越大，表明电阻受温度的影响也越大。R2=R1 1 (t2t1)2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律 常用材料的电阻率和电阻温度系数常用材料的电阻率和电阻温度系数2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律1、_导电的物体叫做导体，如_、_、_等；_导电的物体叫做绝缘体，如_、_、_等好的导体和绝缘体都是重要

7、的_材料2、导体对电流的_作用叫做电阻，用_代表，单位是_，简称_，符号是_善于铜铁铝不善于橡胶陶瓷干木棒电工阻 碍R欧姆欧2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律3、把一导体设法均匀拉长，则导体的长度变_，横截面积变_，电阻变_；若将一根导线对折后使用，则导线的长度变_，横截面积变_，电阻变_ 长小小小大大2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律4、以下关于影响导体电阻大小因素说法正确的是（）A.导体电阻大小与温度没有关系 B.同科材料制成的粗细相同的导体，长的电阻大（温度相同）C.同种材料制成的长度相同的导体，粗的电阻大（温度相同）D.长短粗细相同的导体，一定具有相同的电阻B2.2

8、 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律2.2.2 欧姆定律欧姆定律 欧姆是德国物理学家，幼年家贫，曾中途辍学，后来经过自己的努欧姆是德国物理学家，幼年家贫，曾中途辍学，后来经过自己的努力才完成学业。他当过多年的中学数学和物理教师，在教好学生之余，力才完成学业。他当过多年的中学数学和物理教师，在教好学生之余，他还努力从事科学研究。当时的实验条件很差，没有现成的仪器，他他还努力从事科学研究。当时的实验条件很差，没有现成的仪器，他想了种种办法，经历了多次失败，他花费了十年心血，终于取得了成想了种种办法，经历了多次失败，他花费了十年心血，终于取得了成果。果。他的研究成果在他的研究成果在18261826

9、年发表后，当时的物理界并不重视，使他非年发表后，当时的物理界并不重视，使他非常失望。但随着电学研究的进展，大家终于认识到这一成果的重要性。常失望。但随着电学研究的进展，大家终于认识到这一成果的重要性。为了纪念他，后人把他的名字定为电阻的单位名称，并把他发现的定律为了纪念他，后人把他的名字定为电阻的单位名称，并把他发现的定律叫做欧姆定律叫做欧姆定律。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律 导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。反比。如果用如果用U U 表示导体两端的电压，表示导体两端的电压，R R 表示这段导体的电阻，表示

10、这段导体的电阻，I I 表示这段导体中的电流，并且表示这段导体中的电流，并且U U 的单位用伏，的单位用伏，R R的单位用的单位用欧，欧，I I 的单位用安，那么，欧姆定律可写成如下公式：的单位用安，那么，欧姆定律可写成如下公式：欧姆定律是关于电路的一条重要定律。它告诉我们：电路欧姆定律是关于电路的一条重要定律。它告诉我们：电路中的电流是怎样决定于电压和电阻的。中的电流是怎样决定于电压和电阻的。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律怎样理解欧姆定律怎样理解欧姆定律 欧姆定律中的欧姆定律中的“成正比成正比”和和“成反比成反比”的两个关系的两个关系的前提条件是：当的前提条件是：当电阻一定电阻

11、一定时，通过这段导体的电流跟它时，通过这段导体的电流跟它两端的电压成正比；当导体两端的两端的电压成正比；当导体两端的电压一定电压一定时，通过这段时，通过这段导体的电流跟它的电阻成反比。导体的电流跟它的电阻成反比。利用欧姆定律公式解题时，特别要重视利用欧姆定律公式解题时，特别要重视“对应对应”关系，关系，即运用欧姆定律应注意是即运用欧姆定律应注意是“同一导体同一导体”并且是并且是“同一时间同一时间”上的上的I I、U U、R R。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律1、公式：IRU2、变形公式：U=IRR=IUR（）单位：I（A）U（V）RUI2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律

12、符号的意义及单位 I：为电流，单位是安培（A），U：为电压，单位是伏特（V），R为电阻，单位是欧姆（）。使用该公式时注意I、U、R是针对同一段导体（或同一电路）、同一时刻而言。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律 例例1：一盏白炽电灯，电阻为：一盏白炽电灯，电阻为807欧，接欧，接在在220伏的电源上，求通过这盏电灯的电流。伏的电源上，求通过这盏电灯的电流。解：根据欧姆定律：答：通过这盏电灯的电流是0.27安。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律 例例2：有一种指示灯，电阻为：有一种指示灯，电阻为6.3欧，通欧，通过的电流为过的电流为0.45安时才能正常发光，要使这安时才能正常

13、发光，要使这种指示灯正常发光，应加多大的电压？种指示灯正常发光，应加多大的电压？解：由 得到U=I R=0.45安6.3欧=2.8伏答：要使这种指示灯正常发光，应加2.8伏的电压。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律 如图，设串联电阻如图，设串联电阻的阻值为的阻值为R1、R2，串联后的总，串联后的总电阻为电阻为R，由于通过整个电路的，由于通过整个电路的电流都是电流都是I，根据欧姆定律，有，根据欧姆定律，有 U=IR，U1=IR1，U2=IR2，由于由于 U=U1+U2因此因此 IR=IR1+IR2由此得出：由此得出：R=R1+R2证明：证明：表明：表明：串联电路的总电阻，等于各串联电阻

14、之和。四、电阻的串联四、电阻的串联2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律实际电路图实际电路图等效电路图等效电路图 几个电阻串联起来，相当于增大了导体的长几个电阻串联起来，相当于增大了导体的长度。所以总电阻比任何一个导体的电阻都大。度。所以总电阻比任何一个导体的电阻都大。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律五、电阻的并联五、电阻的并联 如图，设支路的电阻分别为如图，设支路的电阻分别为R1、R2，电路两端的电压为，电路两端的电压为U，根据欧姆定律，有，根据欧姆定律，有证明：证明：表明：表明：并联电路的总电阻并联电路的总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。

15、之和。通过通过R1 电流，电流，通过通过R2 电流，电流，干路上的电流，干路上的电流，由于由于 I=I1+I2因此因此由此得出：由此得出：（R为并联电路的总电阻）为并联电路的总电阻）2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律实际电路图实际电路图等效电路图等效电路图 几个电阻并联起来，总电阻比任何一个电阻几个电阻并联起来，总电阻比任何一个电阻都小，这是因为把导体并联起来，相当于增大了都小，这是因为把导体并联起来，相当于增大了导体的横截面积。导体的横截面积。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律串联电路并联电路电流（I）特点串联电路中各处电流相等。即：I=I1=I2并联电路中，干路电流等于

16、各支路电流之和。即：I=I1+I2电压（U）特点串联电路两端的总电压等各部分电路的电压之和。即：U=U1+U2并联电路中，各支路两端的电压相等。即：U=U1=U2电阻（R）特点串联电路的总电阻等于各分电阻之和。即：R总=R1+R2并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和。即：或：(两个并联）电压、电流分配特点分压电路，各电阻两端的电压之比等于电阻之比。即：U1:U2=R1:R2 而：I1:I2=1:1分流电路，各支路的电流之比等于电阻的反比。即：I1:I2=R2:R1 而：U1:U2=1:1=1R总1R1+1R2R1R2R1+R2R总=2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律例1.请在

17、下列横线上填出各个电路中电阻的总阻值.6810713151515R总=24R总=R总=4.5552.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律R总=2.4534R总=1.282.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律2.2.3 电阻元件电阻元件1线性电阻和非线性电阻线性电阻和非线性电阻 线性电阻：电阻值不随电压、电流的变化而变化线性电阻：电阻值不随电压、电流的变化而变化 非线性电阻：电阻值随电压、电流变化而变化非线性电阻：电阻值随电压、电流变化而变化2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律一、电阻器电阻器通常称为电阻，它分为固定电阻和可变电电阻器通常称为电阻，它分为固定电阻和可变电阻或电位

18、器。阻或电位器。它在电路中起分压、分流和限流等作用，是一种应用非常广泛的电子元件。，是一种应用非常广泛的电子元件。分类：按组成材料可分为碳膜、金属膜、合成膜为碳膜、金属膜、合成膜和线绕等电阻器；和线绕等电阻器；按用途可分为通用、精密型等为通用、精密型等电阻器；按工作性能及电路电阻器；按工作性能及电路功能分为固定电阻器、为固定电阻器、可变电阻器、和敏感电阻器三大类。可变电阻器、和敏感电阻器三大类。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律电阻器在电路中常见符号2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律三、电阻器常见的外形2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律电阻器的主要参数电阻器的参数

19、很多，通常考虑电阻器的参数很多，通常考虑标称阻值、允许误差和标称阻值、允许误差和额定功率额定功率等三项。对有特殊要求的电阻器，还要考虑等三项。对有特殊要求的电阻器，还要考虑它的它的温度系数、稳定性、最大工作电压、噪声和高频温度系数、稳定性、最大工作电压、噪声和高频特性特性等指标。等指标。1、标称阻值和允许偏差：标称阻值是指在电阻器表、标称阻值和允许偏差：标称阻值是指在电阻器表面所标示的阻值。一般阻值范围应符合国标中规定的面所标示的阻值。一般阻值范围应符合国标中规定的阻值系列，目前电阻器标称阻值系列有三大系列，即阻值系列，目前电阻器标称阻值系列有三大系列，即E6、E12、E24系列，其中系列，其

20、中E24系列最全。系列最全。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律电阻器的主要参数具体的电阻器而言，其实际阻值与标称阻值之间具体的电阻器而言，其实际阻值与标称阻值之间有一定的偏差，这个偏差与标称阻值的百分比叫有一定的偏差，这个偏差与标称阻值的百分比叫做电阻器的误差。若误差越小，电阻器的精度越做电阻器的误差。若误差越小，电阻器的精度越高。电阻器的误差范围有明确的规定，对于普通高。电阻器的误差范围有明确的规定，对于普通电阻器其允许误差通常分为三大类，即电阻器其允许误差通常分为三大类，即55%、1010%、2020%。对于精密电阻精度要求更高，允。对于精密电阻精度要求更高，允许误差有许误差有2

21、%，1%，0.5%0.0010.001%等。等。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律电阻器的主要参数2 2、额定功率：额定功率是指电阻器在正常大气压、额定功率：额定功率是指电阻器在正常大气压力及额定温度条件下，长期安全使用所能允许消力及额定温度条件下，长期安全使用所能允许消耗的最大功率值。它是选择电阻器的主要参数之耗的最大功率值。它是选择电阻器的主要参数之一。各种功率的电阻器在电路图中采用不同的符一。各种功率的电阻器在电路图中采用不同的符号表示：号表示：电阻器额定功率在电路图中的表示方法2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律电阻器的单位和标识方法1、电阻的单位是欧姆，用、电阻的单

22、位是欧姆，用表示，除欧姆外，还表示，除欧姆外，还有千欧（有千欧（k）、兆欧（）、兆欧（M）、吉欧（）、吉欧（G）、太）、太欧（欧（T）。其换算关系为：）。其换算关系为：1M1000k1061k1031T=1000G=1000000M2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律电阻器的单位和标识方法2、电阻值的标识方法、电阻值的标识方法（1）直标法。直标法是用阿拉伯数字和单位。直标法是用阿拉伯数字和单位符号在电阻器的表面直接标出标称阻值和允许符号在电阻器的表面直接标出标称阻值和允许偏差的方法。其优点是直观，易于判读。如：偏差的方法。其优点是直观，易于判读。如：RX20-100-510-1。见下图

23、示。见下图示。（2）文字符号法。文字符号法是将阿拉伯数。文字符号法是将阿拉伯数字和字母符号按一定规律的组合来表示标称阻字和字母符号按一定规律的组合来表示标称阻值及允许偏差的方法。其优点是认读方便、直值及允许偏差的方法。其优点是认读方便、直2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律电阻器的单位和标识方法观，可提高数值标记的可靠性，多用在大功率电观，可提高数值标记的可靠性，多用在大功率电阻器上。阻器上。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律电阻器的单位和标识方法（3）色标法。色标法是用色环在电阻器表面标出标称阻值和允许色标法是用色环在电阻器表面标出标称阻值和允许误差的方法，颜色规定如表误差

24、的方法，颜色规定如表3.2所示，特点是标志清晰，所示，特点是标志清晰，易于看清。易于看清。色标法又分为四色环色标法和五色环色标法。色标法又分为四色环色标法和五色环色标法。普通电阻器大多用四色环色标法来标注，普通电阻器大多用四色环色标法来标注，四色环的前两色环表示阻值的有效数字，第3条色环表示阻值倍率，第4条色环表示阻值允许误差范围；精密电阻器大；精密电阻器大多用五色环来标注。多用五色环来标注。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律电阻器的单位和标识方法五色环的前五色环的前3条色环表示阻值的有效数字，第条色环表示阻值的有效数字，第4条条色环表示阻值倍率，第色环表示阻值倍率，第5色环表示允许

25、误差范围。色环表示允许误差范围。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律色标符号的意义色标符号的意义2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律（4）、数码表示法）、数码表示法数码表示法是在电阻器上用三位数码表示标称值数码表示法是在电阻器上用三位数码表示标称值的表示方法。数码从左到右，第一、第二位为有的表示方法。数码从左到右，第一、第二位为有效值，第三位为乘数，即零的个数，单位为效值，第三位为乘数，即零的个数，单位为。偏差通常采用文字符号表示。如：偏差通常采用文字符号表示。如：222表示表示2200；105表示表示1M；47表示表示47等。等。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律电

26、阻器的判断与选用一、电阻器质量的判断一、电阻器质量的判断1、外形检查：引线有无折断、外壳有无烧焦、外形检查：引线有无折断、外壳有无烧焦2、阻值检查：万用表测量阻值，阻值应稳定在要求范围、阻值检查：万用表测量阻值，阻值应稳定在要求范围3、噪声检查：质量好，噪声电压小。噪声测试仪。、噪声检查：质量好，噪声电压小。噪声测试仪。二、电阻器的选用二、电阻器的选用1、功率确定：额定功率值应高于实际工作电路、功率确定：额定功率值应高于实际工作电路1.5-2倍倍2、温度系数选择：、温度系数选择：3、应考虑电阻的精度、非线性及噪声是否符合电路要求、应考虑电阻的精度、非线性及噪声是否符合电路要求4、应考虑电路的工

27、作环境、可靠性和经济性等要求。、应考虑电路的工作环境、可靠性和经济性等要求。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律一 超导现象的发现 1908年，荷兰物理学家卡末林昂内斯(Hei-ke Kamerlingh-Onnes，18531926)首次液化了氦气。人们 第一次达到了当时地球上的最低温度，大约 4.2 K 左右。之前，人们已经知道，随着温度的降低，金属的电阻也会越来越小。那么，随着温度降到热力学温度零度附近时金属的电阻会怎样变化呢？1911年，卡末林 昂内斯和他的学生一起，选择了当时最容易提纯的水银作为实验材料，在液氦的温度下进行了认真的研究。结果发现：当温度降到 4.2 K 左右时，水银的电阻竟然突然地消失了。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律 经过反复检查后，卡末林昂内斯终于证实了这是真实的情况。昂内斯因对物质低温性质的研究和液氦的制备而获得1913年度的诺贝尔物理学奖。2.2 2.2 电阻和欧姆定律电阻和欧姆定律