《电工电子技术与应用》主题2课题2 电阻元件与欧姆定律

电工电子技术与应用主题2课题2 电阻元件与欧姆定律 主题2直流电路本课件的文字及图片版权均为南京凤凰康轩所有全国中等职业技术学校机电类通用教材课题2电阻元件和欧姆定律了解电阻器和电位器的外形、结构及作用。 会计算导体的电阻与电阻率，了解电阻与温度的关系和超导现象。 了解线性电阻和非线性电阻的区别。 理解欧姆定律的概念，能利用它对电路进行分析与计算。 目标1认识电阻器1.固定电阻固定电阻器在制造出厂后，其电阻值是无法再改变的。 依所用材料不同的分类具体描述见表2-3。 2.可变电阻器可变电阻器的电阻值可根据调整旋轴角度及滑动轴位置的改变而改变。 电位器是可变电阻器的一种，如图2-10所示为常见的可变电阻器。 3.特殊电阻器 （1）光敏电阻器用硫化隔材料制成，如图2-11所示。 其电阻的大小与光线强度成反比。 （2）热敏电阻器用钴、锰等金属制成，如图2-12所示。 其电阻的大小会随温度变化而改变。 电阻器的标注 （1）直标法用阿拉伯数字和单位符号在电阻器表面直接标出标称阻值，图2-13所示。 这种方法一般适用于体积大及功率大的电阻器。 （2）色标法如图所示，色标法是指不同颜色表示元件不同参数的方法。 不同的颜色代表不同的电阻值，具体见表2-4。 根据色环的环数多少，又分为四色环表示法和五色环表示法。 目标2电阻器的参数 一、电阻与电阻率1.电阻电子在导体中移动时，因相互碰撞所产生的阻力被称为电阻。 用字母R表示，单位是欧姆（?），大电阻用千欧（k?）或兆欧（M?）做单位。 它们的换算关系为导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的截面积成反比，还与导体的材料有关。 导体电阻可以由下式计算2.电阻率电阻率的大小反映了物体的导电能力，电阻率越小导电性能越好。 在常温下，不同的材料有不同的电阻率，部分材料的电阻率见表2-5。 电阻率小，容易导电的物体称为导体；电阻率大不容易导电的物体称为绝缘体；导电能力介于导体和绝缘体之间的物体称为半导体。 二、电阻与温度的关系电阻的大小取除决于导体的材料、长度和横截面积三个因素外，温度对导体的电阻大小也有一定影响。 例如，金属的电阻随温度的升高电阻增大，碳和绝缘体的电阻随温度的升高阻值减小，有的合金如康铜和锰铜的电阻与温度变化的关系不大。 电阻随温度变化的情况很有用处。 利用电阻与温度变化的关系可制造电阻温度计，例如，铂电阻温度计能测量到，的温度，半导体锗温度计可测量很低的温度。 康铜和锰铜可以制造成标准电阻。 三、超导现象当温度降到某一温度时，金属的电阻变为零的现象叫超导现象，能够发生超导现象的物质，叫做超导体。 超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的转变温度(或临界温度)TC。 超导体的无电阻性在技术上有重大应用价值，例如可以实现超导输电，制造出超导体电子计算机和超导磁悬浮列车（图2-16）等。 目标3欧姆定律 一、部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律的内容是电阻中的电流与电阻两端电压成正比，而与电阻的阻值成反比。 欧姆定律是确定电阻元件两端电压、电流和电阻三者之间的关系，是电路的重要定律。 其表达式为应用部分电路欧姆定律时若电压与电流的参考方向相反，电流应取负号，如图2-18所示。 二、全电路欧姆定律全电路欧姆定律的内容是在一段含有电源的闭合电路中，流过闭合电路的电流与电源的电动势成正比，与电路的总电阻成反比。 如图2-19所示为简单的闭合电路，R为外电路电阻，r为电源内电阻则电源的电动势和内电阻一般认为是不变的，所以改变外电路电阻就可以改变回路中的电流大小。 三、电源的外特性如图2-20所示的电路中，当电路接通，滑动片向右移动时，外电阻R增大，电压表的示数增大,电流表示数减小;当滑动片向左移动时，外电阻R减小,电压表的读数减小,电流表读数增大。 由此可知，当外电阻增大时，电流I减小，电源两端的电压即端电压U增大；当外电阻减小时，电流I增大，端电压U减小。 综上所述，在电源的电动势和内电阻一定的条件下，通过改变外电阻可使端电压U随电流I变化而变化，这种变化关系的特性称为电眼的外特性。 四、电阻的伏安特性曲线电阻元件两端电压U与通过该电阻元件的电流I之间的关系曲线称为电阻元件的伏安特性曲线。 如果电阻的伏安关系曲线是一条通过原点的直线，则该电阻称为线性电阻。 线性电阻伏安特性服从欧姆定律，即U/I为常数。 不但其阻值不随电压或电流变化而变化，而且与电压或电流的方向无关。 因此，线性电阻的伏安特性是一条通过座标原点的直线，如图2-22（a）所示。 如果电阻的伏安特性曲线不是一条直线，则该电阻称为非线性电阻，非线性电阻的伏安特性不服从欧姆