2项目二 电路基础与测量.pptx

电工技术基础与技能,电工技术基础与技能,中等职业教育规划新教材中等职业教育规划新教材审定委员会审定,任课教师盘元荣,项目二电路的基本知识与基本测量,项目二电路基础与基本测量,【知识目标】电路的组成、作用，电路的三种状态。读懂电路原理图，根据实物图绘制电路原理图。电路的物理量，电流参考方向与实际方向的关系。电阻器的认识、检测，电阻与温度的关系。欧姆定律。【技能目标】能用万用表测量电压、电流、电功率及电阻器等参数。能识读色环电阻的阻值和允许误差。,项目二电路基础与基本测量,任务一绘制电路图任务二测量直流电流任务三测量直流电压任务四电阻及其测量任务五部分电路欧姆定律任务六电能与电功率,任务一绘制电路图,【任务概述】分析电路时，我们往往要把实际的电路画成便于分析的电路原理图。【任务分析】什么是电路？电路的三种状态。【相关知识】,相关知识,知识一电路的组成（视频）电源将非电能转换成电能的装置。是向电路提供能量的设备，如干电池、蓄电池、发电机等。负载将电能转换成非电能的装置。就是用电器，如电灯泡、电动机、电风扇等。导线把电源与负载及控制装置连接起来，构成完整的电路。一般有铜和铝两种电线。控制和保护装置用于控制电路的通断，保护电路的正常工作及人们的用电安全。如开关、保险丝、继电器、漏电保护器（空气开关）。,相关知识,知识二电路的三种工作状态视频（1）通路（闭合）正常工作下的闭合电路，电路中有电路流过。通路又称负载状态。（2）断路（开路）电路断开，电路中没有电流流过，即I=0，又称空载状态。（3）短路（捷路）电源两段或电路中某些部分导线直接相连会造成电源短路或部分短路。电源短路时，电源提供的电流比正常通路时大许多倍，对电源来说属于严重过载，如果在没有保护措施的情况下，电源或电器会被烧毁或发生火灾，因此，电路绝不允许电源短路。,如何避免电路发生短路的危害？通常在电路中或电气设备中安装熔断器、断路器等保护装置。家用电路一定要安装断路器（并带漏电保护功能）。,熔断器,断路器,相关知识,知识三电路模型与电路图视频（1）电路模型由理想元件构成的电路称为实际电路的模型。实际的电路通常由电磁特性复杂的元器件构成，为了电路分析的方便，将实际电路中的电气设备和元器件用一些能够表征其主要电磁特性的理想元件来代替。（2）电路图由国家标准规定的电气符号、文字符号来表示电路连接情况的图。,任务一作业,p.3415题p.76一、判断题1二、选择题4、5四、1,任务二测量直流电流,【任务概述】电流人的肉眼看不见，但可以通过电流的热效应、磁效应、光效应、声效应等来观察电流的存在。电炉发热，电灯发光，线圈生磁，扬声器发声。电流的大小可以用仪器仪表进行测量。【任务分析】电流是怎样形成的？电流的种类？电流的大小和方向。测量电流的大小。【相关知识】,相关知识,知识一电流的形成（视频）电流自由电子作定向运动。电流的形成把金属导体接到电源两端，就在金属导体的内建立了电场，自由电子逆电场方向运动，就形成了电流。在某些液体或气体中，电流由阴离子或阳离子在电场力的作用下做规则运动形成的。电流产生的条件电路要闭合。导体两端存在电位差。,相关知识,知识二电流的方向电学规定正电荷移动的方向为电流的方向。而自由电子是负电荷，所以，在金属导体中，电流的方向与自由电子移动的方向相反。电流的参考方向电学中为了分析计算的方便，先任意假设一个电流的方向，称之为电流的参考方向。根据计算结果的不同，如为正值时，电流的真实方向与参考方向一致；反之，方向相反。,小提示电路图中标出的电流方向均指参考方向，电流参考方向不一定就是实际方向。电流的正负值结合参考方向才能说明电流的实际方向。若不设定电流的参考方向，那么电流的正负值是毫无意义的。,相关知识,知识三电流的大小电流的大小单位时间内通过导体横截面的电荷量，用大写字母I表示直流电流，小写字母i表示交流电流。数学表达式=单位：安培（A），常用mA、A和kA。有:1kA=1000A1A=1000mA1mA=1000A,【例1】某导体在0.5min通过导体横截面的电荷量是120C，求导体中的电流是多少？分析：t=0.5min=30s解：根据电流的定义有=,相关知识,知识四电流的类型电流是既有大小有方向的物流量，根据电流的大小和方向的变化的不同，可以把电流分为直流、脉冲和交流三类。直流电流大小和方向不随时间变化。脉冲电流大小随时间变化，方向不变。交流电流大小和方向都随时间变化。,相关知识,知识五直流电流的测量（仿真演示）1、用直流电流表测量电流表使用注意事项：与被测电路串联。注意电流极性。选择合适的档位。防止短路。2、用万用表测量操作步骤：将万用表水平放置。机械调零。插好表笔。选择档位与量程。将万用表串联进被测电路中。读数。使用完毕，拔出表笔，将转换开关旋至off档或交流电压最高档位。,小技巧使用指针式万用表测量读数时，正确的步骤如下：根据档位与量程开关所处位置，明确满量程的值。计算每小格代表的值。明确指针所指的格数。计算测量值：指针所指格数每格所代表的值=测量值,任务二作业,p.40思考与练习13p.42巩固与提高15p.76一、判断题2、3,任务三测量直流电压,【任务概述】电压是衡量电场力做功本领大小的物理量。电压的高低，一定程度上可以反应出电能做功本领的大小。电压的大小可以用仪器仪表进行测量。【任务分析】什么是电压？电位与电压的关系。电源电动势与端电压的关系。测量直流电压的大小。【相关知识】,相关知识,知识一电压的大小和方向(视频)电压的大小电路中，单位正电荷在电场力的作用下，从一点（A）移动到另一点（B）所做的功，记为UAB。定义为：=单位:伏特（V）常用：kV,mV,V.1V=1000mV,1mV=1000V.电压的方向电学规定电压的实际方向为正电荷移动的方向，正电荷从电源的“+”极出发，经过负载回到“-”极，所以，电压的方向从“+”极指向“-”极。即电压降的方向，电压还可以用“+”、“-”极性来表示。,做一做,相关知识,知识二电位与电压（视频）电位为了确定电路中某点电位的高低，在电路分析时，需要确定一个参考点。参考点可以任意选择，但实际电路中选择大地、电源的负极（或正极）、设备机壳为参考点。电位就是电路中任意一点到参考点之间的电压。表示法：UaUbUc电压与电位之间的关系=区别：电压是绝对的，不随参考点的改变而变化；电位是相对的，随着参考点的变化而变化。,一个电路中只能选择一个参考点，否则，各点的电位将出现混乱，无法进行正确比较,相关知识,知识三电源电动势与端电压（视频）电源电动势电源内部，电源力做功本领的大小称之为电动势。电动势的大小，就是电源力将单位正电荷从电源的负极提升到正极所做的功。定义为=w，单位与电压一样也是V（伏特）。电源端电压与电动势的关系我们用U来表示外电压。当电源两端开路时，U=E，方向相反。当电源工作时，UE。,相关知识,知识四电压的测量（仿真软件）1.直流电压表测电压电压表使用注意事项：与被测电路并联。注意正负极性。选择合适的量程。2.用万用表测量直流电压使用万用表测量直流电压的操作步骤：将万用表水平放置。机械调零。插入表笔。选择量程与档位。将万用表并接在被测电路的两端。读数。使用完毕，拔出表笔，将旋转开关旋至off档或交流电压最高档位。万用表测量直流电压时应注意：选择档位与量程。与被测电压并联。读数时，刻度盘与量程档位配合。,做一做,任务三作业,p.49思考与练习12题p.54【巩固与提高】14题p.76一、判断题4、5题二、选择题6题,任务四电阻及其测量,【任务概述】电阻是当金属导体里的自由电子做定向运动时会受到阻碍，我们称之为电阻。任何物体都有电阻，利用电阻的某些特性可以制成不同用途的电阻器。【任务分析】电阻的概念，电阻定律，电阻与温度的关系，电阻的测量。【相关知识】,相关知识,知识一电阻与电阻定律(视频)1.电阻当导体中有电流时，自由电子的运动会受到阻碍，表明这种阻碍作用的物理量就是电阻。电流受到阻碍，就会消耗一定的能量。电阻的单位是欧姆，简称欧，符号，常用有K,M。1K=1000,1M=1000K=1062.电阻定律电导体的电阻的大小不仅与导体的材料有关，同时还与导体尺寸有关。实验证明，在温度不变的的情况下，导体的电阻与其长度成正比，与导体的横截面成反比。,【例4】一根铜芯导线长L=100m,横截面积S=100mm2,请计算这根铜芯线的电阻值。分析：L=100m,S=100mm2=10-4m2,=1.75108m解：根据电阻定律=1.75108100104=1.75102=0.0175,想一想,有一根阻值为2的电阻丝，将它均匀拉长为原来的2倍，拉长后的电阻丝为多少？将其对折后的电阻值又是多少？,知识一电阻与电阻定律3.电阻与温度的关系当通常情况下，纯金属的电阻随温度的升高而增大。白炽灯的钨丝发光时温度约2000，温度每升高1，电阻约增大0.5%。有的合金，如康铜、锰铜的电阻值与温度的变化关系不大，而碳素物质和某些半导体的电阻随温度的升高而减小。还有的物质，当温度降到绝对温度（-273）时，其电阻时为零，这种现象被称为超导现象，这种物质称为超导体。(超导视频),相关知识,知识二电阻器1.常见电阻器固定电阻、可变电阻和敏感电阻。固定电阻又分为碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻、线绕电阻、贴片电阻等。敏感电阻通常又称为传感器，是把非电信号的变化转换为电阻值的变化，如温度、湿度、压力、光照强度等非电物理信号。常用的有光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、气敏电阻和湿敏电阻等。2.电阻器的主要参数标称阻值、允许误差和额定功率。3.电阻器阻值的表示方法（1）直标法（2）文字符号法（3）色标法分4色环和5色环两种。（还有3色环和六色环）,思考与练习,相关知识,知识三电阻器的测量(仿真软件)1.万用表测量电阻(以测量10k电阻为例)将万用表水平放置。机械调零。插入表笔。选择档位与量程。电阻调零。将万用表的两支表笔与电阻器的两端并接。正确读数。测量值=指针刻度量程赔率。,知识三电阻器的测量(仿真软件)3.兆欧表测绝缘电阻（M，摇表）有（E）接地、（L）线路、（G）屏蔽或保护环三个接线柱。测量步骤如下：将摇表放置在平稳的地方。开路实验。摇表空载时摇动手柄使发电机转速达到120r/min，指针停在。短路实验。将“L”、“E”短接，摇动手柄，表针应当指向“0”。注意：“L”、“E”短接时间不能过长，否则将损坏摇表。将“E”接电机的机壳，“L”接电机的线圈，摇动手柄，发电机转速稳定时表针也稳定下来，这时表针所指数值就是测量的绝缘电阻值（单位：M）。,思考与练习,知识拓展电阻与温度的关系一、电阻与温度的关系在测量方面的应用二、电阻与温度的关系在家用电器中的应用超导现象一、什么是超导现象？二、超导体有何特性？三、超导特性应用在哪些方面？,任务四作业,p.63【巩固与提高】14p.76一、判断题6、10二、选择题1、3、7、8三、计算题1,任务五部分电路欧姆定律,【任务概述】电流/电压/电阻三者的关系1826年，德国科学家欧姆经过长时间的反复实验，得出了“一段电路中流过的电流跟这段电路两端的电压成正比，与这段电路的电阻值成反比”。【任务分析】欧姆定律，应用欧姆定律分析电路，电阻的伏安特性。【相关知识】,相关知识,知识一部分电路欧姆定律(视频)1.部分电路欧姆定律电路中的电流I与电阻两端的电压U成正比，与电阻R的阻值成反比。表达式：=U=IR。我们可以看出，电路中电压、电流和电阻三个物理量，只要知道其中两个，就可以推算出第三个。,【例5】一个白炽灯的灯丝电阻为484，接在两端的电压为220V，试求灯泡正常工作时流过的电流。解：根据欧姆定律I=UR=2204840.45A,【例6】某个小灯泡两端的电压为2.5V，测得流过的电流为0.3A，求小灯泡的灯丝电阻。若小灯泡两端的电压变为3V，灯丝的电阻是多大？流过灯泡的电流又是多少？。解：根据欧姆定律，I=,有=2.50.38.3电压变为3V后，小灯泡的电阻仍为8.3，所以，此时小灯泡的电流=38.30.36,想一想,相关知识,知识二电阻的伏安特性电阻伏安特性电阻两端电压与电流之间的关系。线性电阻电阻的阻值不随电压、电流的变化而变化。这类电阻适用于欧姆定律。非线性电阻电阻的阻值随着电压、电流的变化而变化。这类电阻不适用于欧姆定律。,压敏电阻、消磁电阻等就是典型的非线性电阻。压敏电阻电阻应用与家用电器中，起过压保护、防雷击、抑制浪涌电流作用。,思考与练习,知识二伏安法测量电阻1、测量原因根据欧姆定律有=2、误差原因由于所用电压表和电流表都不是理想电表，此实验测出的值与真实值存在误差不可避免。,相关知识,知识二伏安法测量电阻3、测量方法伏安法测电阻有内置电流表和外置电流表两种方法。连接方法如图。4、试触法当待测电阻值完全未知时，常采用内外接试触法，连接方式如图。,相关知识,任务五作业,p.71【巩固与提高】13p.76一、判断题7、9二、选择题2、3、7、8三、计算题2,任务六电能与电功率,【任务概述】各种电器的名牌通常都标有额定电压和额定功率。额定功率的大小能够反映电器消耗电能的快慢程度。【任务分析】电能、电功率的概念，电能及电功率的计算方法。【相关知识】,知识一电能电能在电场力的作用下，电荷定向移动形成的电流所做的功。根据=q,=,又=,=,所以=表明：电流在一段电路上所做的功，是这段电路上的电压、电路中得电流和通电时间的乘积。,相关知识,知识二电功率电功率电流单位时间内所做的功。根据=有=t=2=2表明：电流在一段电路上所做的功，是这