《《电工电子技术与技能》第4版 教案 第2章 直流电路.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《电工电子技术与技能》第4版 教案 第2章 直流电路.docx（17页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、A.上节内容目，/B.本节话JI引入m我们去买电冰箱.销机员除了介绍电器的外观,材料等特点外,还会介绍它的耗电有算低,有多省电.那么用什么评价耗电的大小呢？其实就是功率，它是电路中的个范本物理吊.本节我们就学习电路中附用的物理收电流、电压、电位、电动势、电能和电功率。C.MftW221电流序不规则的运动，如图2-8U所示；当有电场存在时,用下定向移动,就形成了电流.如图28b所示.xF(4（八）金属导体中自由电子无序运行电流的概念】电荷的定向移动形成电流，在金国辱体中存在大录自由电子在做无金属导体中的自由电子在电场力作,*-*()Y)=力)I电流方向(b)电流的形成2.8电流的形成电流的大小】
2、表征电流大小的物先状称为电流强度，Hl单位时间内通过导体横故面的电量多少来衡fit.简称电流,用字母/我示.若在t秒内通过导体横被面的电量为Q.则电流/可友示为：/=(2-1)t式中.I表示电流,单位是安培1.用符号A表示：Q表示电匕单位是库仑,用符号C龙示：t去示时间，单位是秒，用符号S我示”如果在Is内通过蚌体横截面的电量为1C,则导体中的电流即为IAo电流的单位除A外，还有千安(kA)、至安3、微安(uA，它们之间的换算关系为：1kA=!0A=10,11=10u.【电流的方向】人们习帼上规定正电荷的移动方向为电流的方向，因此，带负电的自由电子移动方向跟电流方向相反，如图2-8b所示。2.
3、2.2电压、电位和电动势【电压的概念】如图2Ta所示，水流从水位高的A点向水位低的B点流动，那是因为A、B点间有水压,其实电流就像水流，电压就像水压，电位就像水位，如图2-9b中,电池就是为电路提供电压的奘黄-电池的正极电位高,负极电位低,正、负极之间存在电压，在电压的作用下，电流从正极向负极处流动.a水压示意图b）电压示意图图29电压及其类比【电压的大小】在电路中电压的大小等于电场力把单位正电荷从高电位点移到低电位点所做的功，即：Sm吟式中,伍表示电压.单位为伏（特）,用符号V表示：U表示功，单位为供耳,用符号J表示：Q表示电fit单位为库仑（C）.【电压的方向】电压的实际方向由高电位指向低
4、电位，电压方向布：；种发示法：D箭头法:用带漪头的线段表示电压的方向，如图2-1Oa所示：2）极性法：在电路的两点或元件两端标上极性表示电压的方向，如图2TOb所示：3）下标法：用符号I；加双下标字母表示,如1.,.表示电压方向从a指向b如图2IOC所示.图2-10电JK的方向图2/1电动势和电压的方向【电位】电路中某点相对于参考点的电压称为该点的电位,用V表示,如K表示a点的电位.单位也为伏特（V）,参考点的电位规定为零电位.一般选用大地作为参考点，用符号“I”去示：在电子仪器中常把命屈机壳或电路的公共节点作为参考点.用符号“”表示.【提示】电路中两点之间的电压等于这两点的电位之差，即1.b
5、=VlV,:电路中某一点A的电位，等于该点A与卷考点0之间的电压，即VA=Yg=V,-%.电动势】电动势是衡量电源将非电能转化为电能本领的物理量，用符号E表示，单位是伏（Vh电动势仅存在于电源的内部，它的方向是从低电位湘指向高电位跳，即从电源的负极指向正极。电源两然的电位差称之为电源的端电压。时干一个电源来说，在开路状态卜，电源西端的电压与电源的电动势大小相等而方向相反,如图2-9所示.2.2.3电功和电功率【电功】在一段时间内，电流通过负载时所做的功，称为电动，用表示.在电路中电功的计算公式为：W=UIt(2-3式中,W表示电路消耗的电功，单位是黑耳,用符号J表示；U表示电路两缱的电压(V)
6、：/表示流经电路的电流(R1.t表示通电时间(三).电功的常用单位为kl-h,也就是我们常说的“度1kW.h(度)-3.6IOrtJ(耳).1电功率】单位时间内电流所做的功称为电功率.简称功率.它是表明电流消耗电能快慢程度的物埋疑，用字母表示，计匏公式为WP=Y(2-4)代入W=U可以得到P=UI(2-5)式中，P为电功率,单位是瓦符,用符号W表示:U表示电路两端的电压(V)：1表示流经电路的电流（八）.图2-12练习1 .如图2-10所示电路，若K=5V,Ii=2V.则&V：芥八-3V.K=5V,则笈=_V.2 .某电热器上标有-22OV,100OW字样：其中“220Y”表-示,“100(W
7、”表示.电热器正常工作时通过的电流强度是安，电阻是欧，正常工作2小时消耗电能度./J布作业1.找找看，电视机遥控器电池、了机电池,数码照相机电池、汽车蓄电池等常见直流电源的电压都是多少伏？2 .看看家里面的电表,一月能用多少度电,看看家里面的电器设备，它们的功率都是多少？哪个用电多,哪个用电少？.3 .思考与练习2-5、2-6、2-7课fl2.3电阻元件与欧姆定律.新深授课班锻授课时敷1e教学目标1 .能识读电阻器和电位器的外形与结构。2 .能在解欧姆定律的概念及应用3 .能识该常见电阻并会用万用表检测电阻.0教学重点1,能理解欧姆定律的概念及应用2.能识读常见电阻并会用万用表检测电阻.赖学通
8、点能理解欧姆定律的概念及应用呼被学方法该书指导法、分析法、演示法、练习法。学情分析配较后记qa.上节内容回以B.本节话Jl引入我的用户在每月缴纳电费时，都要加上电损耗的费用,那么电跄怎样损耗掉的呢？如图2-12所示，电能从发电厂输送到家万户的过程中，由于线路上存在电阻，因此一部分电能转化为热能损耗掉了。C.23.1电阻当电流流过导体时，导体会对电流起阻碍作用，这种阻碍作用称为导体的电阻，用大写字母m表示,单位为欧网：.用符号C表示.金属导体的电阻大小可以用以下公式计算:R=p-(2-6)5【提示】式(2f)称为电限定律，式中的电阻率/与材料性质有关,也称为电阻系数。r-绝缘材再有没打电阻？2.
9、3.2 电阻器Hl阻器是电子电路中使用率最高的元件，有固定电阻器和可谓电阻涔两大类.【固定电阻器】IS定电阻器的阻值是固定不变的，常见的有碳膜电阻、金属膜电阻、绕线电阻和水湿电阻等,如图2-17所示。（八）烧线式电阻器S2-17(b)股式电阻器固定电阻器【可变电阻器】可变电阻器是阻值在Ai定的阳内可调节的电阻,常用于调节电路中的电位，故又称做电位器。常见的可变电阻器如图2T8所示。(a湄动登陶器(b)符号2-18可变电阻器【特种电阻】除以上常见的电阻器外,还有一些具有特殊功能的电阻推.比如光册电B1.压收电阻、磁敏电阻、热敏电阻等，广泛应用在各种电子设备中，如图2-19所示.图22O电阻伏安特
10、性曲线蛛习2.思考与练习2-1、2-9光敏电阻压敏电阻磁敏电阻热敏电阻.图2.19特殊电阻器r三-三自己都见过此什么料的电阻器？2.3.3 欧推定律罐国物理学家欧姆通过大法的实验研究，于1827年总结出电阻元件的电压和电流的关系：流过电阻R的电流I与电阻两玷的电压U成正比,与电阻R成反比，即：/=或U=RI(2-7)R这就是后来以他的名字命名的欧姆定律.示电阻(.如果以电压为横坐标，电流为纵坐标，可画出电阻的U-I关系曲线，称为电阻的伏安特性曲线，如图2-20所示。【提示】线性电阻和非线性电阻电阻值不随电压、电流的变化而变化的电用称为线性电阻.战性电阻的阳假及一个常址,线性电阻上的电压与电流的
11、关系服从为欧姆定律.，如各种膜式电阻湍.线烧电用器等电阻值舶着电压、电流的变化而改变的电阻,称为非雄性电阻，非战性电阻上的电压和电流的关系，不服从欧妍定律，.如白脚T.压美电阻不、热敕电阻器等.某电炉接在220Y的电源上,IE常工作时流过电阻丝的电流为5R,试求此时电阻统的电阻R=.布置作业课fl2.4电阻的连接课型新课授课班锻授课时敷1e教学目标1.觉握电阻中联、并联及混联的特点2,会分析、计算电阻申联、并联及混联电路.0教学重点1,拿握.电讯中联、并联及混联的特点2.会分析、计算电阻串联、并联及混联电路.赖学通点会分析、计算电阻小联、并联及混联电路.呼被学方法读书指导法、分析法、演示法、练
12、习法。学情分析配较后记A.话j8引入.茶如图2.2所示,夜晚琳琅满目的路灯照亮了整个城市,但有时个别灯坏了，却不影响其它灯的正用工作，这是为什么呢？其实是因为它们之间枭用了并联的连接方式.B.三ftWI串联图2.21并联方式连接的路灯I：联的慨念】将两个或两个以上的电阻依次首尾相连称为串联.如图219a所示为他三个电阻构成的小联电路.【中联电路的特点】电路中流过各个电阻的电流和同，即1 =l=2=-=n电路两端的总电压等于各电阻两端的电压之和（即具有分压功能），WU=U+U2+U）I.电路的等效电眼（总电阻）等于各串联电阻之和，即【提示】在分析电路时,常用一个电阻来表示几个串联电阻的总电阻，这
13、个电阻叫做等效电阻.图2.22b就是采用等效电阻后的等效电路.电路中消耗的总功率等于各个电阻消快的功率之和，TOf+4+2电路中每个电阻上分配到的电压与电阻成正比.即=U,Ui=也UR,+/?.,+.+R./?.+/?,+.RIGnI11上式被称为串联电路的分压公式.2.4.2并联【井般的慨令】将两个或两个以上的电阻并列地连接在同电压的两戏称为并联。如【并联电路的特点】 电路中各并联电阻两端的电压相同.呻U=U1=U2=UlI 电路中的总电流等于各电眼中的电流之和（即具有分流功能）.即=l+2+fl 电路中的总电阻的倒数等于各并联电班的倒数和,即1 I1I=+-R&%电路中消耗的总功率等于各个
14、电网消耗的总功率之和：各个电阻消耗的功率与其阻值成反比，即P=Pi+Pi+.4Pn电路中各电阻上分充到的电流与电阻成反比，i=-j4=-zR1+R：Rl+Rl上式被称为并联电路的分流公式.2.4.3海联【混联的概念】电路中电阻元件设有串联.又有并联的连接方式,称为混联.如图2.24所示.图2.24电阻的混联电路【海联电路分析方法】对于混联电路的计算，只要按电、并联的计算方法，一步步将电路化简，最后就可以求出总的等效电阻.混联电路计算的一股步骤是： 对黑电路进行等效变换，求出电路的总等效电阻. 由电路的总等效电阻和电路两端的总电压，计算出电跖的总电流， 根据电阻耶联的分压关系和电阻并联的分流关系
15、,逐步推算出各部分的电压和电温(-为何额定电压相同的负载在线路中通常都是并联的？嫁习按表2.4所示内容，进行电阻小并联的测依.去2.4电阻申、并联的测依测盘内容档位所测阻他理论阻值两个100Q电阻中联两个IKC电阻率联两个K)Oc电阻并联两个IKQ电阻并联IQKQ、IKC两个电阻申联布置作业1 .观察并分析教室里面的荧光灯之间是申联还是井联？荧光灯与开关之间是串联还是井联？荧光灯与插座之间是串联还是井联？2 .思考与练习2-3课fl2.5电源模型及其相互课型新课授课班锻授课时敷1e教学目标1 .理解理出电压源与实际电压源、理想电流源与实际电流源.2 .两种实际电源模型之间的等效变换。0教学重点
16、两种实际电源模型之间的等效变换赖学通点两种实际电源模型之间的等效变换呼被学方法读书指导法、分析法、演示法、练习法。学情分析配较后记A.话j8引入备.负载的工作需要有电源供给能量.而提供能Ift的电源行电压源和电流源两种，它们对电压和电流起好控制和变换的作用.为了电路分析的需要.通常将电压源和电流源进行等效变换“B.新授注26.1电压（通常所说的电压海-股是指理想电压海，基本特性是其电动势E保持囿定不变，内阻为零，但电压源输出的电流却与外电路有关，如图225a所示.实际电压源是含有一定内阳ro的电压源，如图2.25b所示。实际电压源是否可以存作理想电压源.用电源的内阻R.和电源的负或R,相比较而
17、定.当负敦电阻远大于电源的内阻时，可将实际电压源视为理想电压源.2.5.2电流海通常所说的电流源-一般是指理想电流源，其第本特性是所发出的电流Is固定不变，但电流源的两端电乐却与外电路有关.如图2.26a所示.实际电流源是含有-一定内吼r.的电流源，如图2.26b所示.当实际电流源的内阳R,远大于负敦电阻R时，可将其视为理想电流源。2.5.3两料实际电温模激之闾的等效交换实际电源可用一个理想电压源US和一一个电阻r。串联的电路模型表示,其却出电压U与怆出电流I之间关系为U=UST.I实际电源也可用一个理想电流派IS和一个电阻rs并联的电路模里表示,其输出电压U与输出电流I之间关系为l=r,l,
18、-r,I对外电路来说，实际电压源和实际电流源是相互等效的，等效变换条件是ro=Is.Us=rsls或Is=UsZro-2-1如图2.27H所示的电路,已知:E-12V,Ez=6V,R=30.R2=69,R3=100.试应用电源等效变换法求电皿R3中的电流.fj1。阡卜aITMMM解：（1）先将两个电压源等效变换成两个电流源，如图2-27b所示，两个电流源的电流分别为Isl=Usl/Rq=4,Is2=Us2R2=IA(2)构两个电流源合并为一个电流源.得到最简等效电路,如图2-27e所示.等效电流源的电流Is=Isl-ls2=3A其等效内限为R=Rl/R2=202(3)再利用电源模型之间的等效变
19、换将图2-27c变换为图2-27d,其中：Us=IgR=6V(4)求出R;中的电流为13三Us(R+Rz)=0.5练习已知电源电动势E=6V,内图r=0.29,当接上R=5.8Q负载时，分别用电压源模型和电流源模型计算例载消耗的功率和内阻消耗的功率./MI布置作业思考与练习2-8课fl2.6基尔霍夫定律课型新课授课班锻授课时敷1e教学目标1 .理解堪尔册夫定律。2 .会应用KC1.、KV1.列出电路方程,计算电压、电流。0教学重点会应用KC1.、KY1.列出电路方程，计算电压、电流。赖学通点会应用KCJKY1.列出电路方程，计算电压、电流.呼被学方法读书指导法、分析法、演示法、练习法。学情分析
20、配较后记图2-28复杂支流电路A.话JB引入在实际电路中,往往会遇到一些不能用中并联简化的电路，例如图2-28所示电路，这就是复杂电路.在复杂电路中，包含当个电源和多个电W1.因而不能也接用欧姆定律求解，必须利用其它定理定律才能求解.在学习发杂电路的分析前，我们先学习几个有关发杂电路的概念：【支路】由一个或几个元件首尾相接构成的一段无分支的电路.在图2-28中有三条支路.即bafe、be、bcde支路.【节点】三条或三条以上支路的连接点称为节点,如图2-28中b点和e点.【回路】电路中任意一个闭合路径称为回路,图2-28中的abefa、bcdeb、abcdefa.都是回路。【网孔】内部不含支路
21、的回路称为网孔.图2-28中的Hbefa、bcdeb。2.6.1 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律也称基尔布夫第一定律或节点电流定律（冠称KC1.）.此定律说明了连接在同一节点上的几条支路中电流之间的关系,其内容为：在任一瞬间，流入任一节点的电流之和恒等于流出这个节点的电流之和，即II.11例如图2-29所示电路，有五条支路会聚于A点，其中1.和G是流入节点的I2、，和同是章出节点的,干是可得s=72+4j-/,-/,-/,=O因此,如果我们规定流入节点的电流为正.流出节点的电流为负.那么,意一个节点,ZZ=O基尔霍夫电流定律内容也可叙述为：对于电路中任电流的代数和恒等于字，即2.6.2 基尔
22、霍夫电压定律2-30电路举例基尔霍夫电压定律也称基尔霍夫第二定律或回路电压定律（简称KV1.其内容是：对于电路中的任一Wl路.沿网路绕行方向的各段电压的代数和等于零，其表达式为：沪0例如图230所示电路中,回路CadbC中电源电动坍.电流和各段电质的参考方向均已标出.从C点开始沿顺时针方向绕行一网回到C点时，C点的电位数值不变，也就是说，从一点出发绕回路一周回到该点时，各部分电压的代数和等于等。按照环线所示的回路参考方向可列出下列方程：%+4+t,=0基尔霍夫电乐定律的内容又可叙述为：在任一闭合回路中,各个电阻上电压的代数和等于各个电动势的代数和明：IaEE【提示】让尔霍夫电压定律是能做守恒定
23、律在电跖中的体现，依尔徐夫电流定律是电诚连续原理在电路中的体现,即任一瞬间从一个地方流入多少电荷，必定同时从这个比方漉出相同电量的电荷.2.6.3 基尔霍夫定律的应用基尔霍夫定律最重要的应用就是利用支路电流法求解复杂电路中的电压与电波.所W支路电流法就是以各支路电流为未知求.应川基尔n火电流定律和基尔托夫电压定律列出方程组岷立求解各支路电流的方法。支路电流法解甥步骤如下：(D任意标出各支路的电流的参考方向和网孔的绕行方向(如图2-31所示).(2根据基尔拉夫电流定律列节点电液方程：1.+4=A(3)根据基尔费夫电压定律列独立的网路电压方程得般选择网孔来列方程：IiRl-I2R2=El-E2iI2Ri+IlRi=E2a(4)联立方程组,求解.图2-31例题图练习思考与练习2-9213电路如图2-25所示，已知扁=艮=0.2Q,=32Q,E=7V,&=6.2V,用支路电流法求电流/产A,h=A、1.=A.布置作业
