项目一电路的识别(1)

1、电工技术基础与技能电工技术基础与技能 电子教案电子教案 主主 编编 王国玉王国玉 中等职业学校教学用书（电子技术专业）中等职业学校教学用书（电子技术专业） 知识目标知识目标 1掌握电路的组成及其电路的三种状态。掌握电路的组成及其电路的三种状态。 2掌握电阻、电流、电压、电位、电动势、电能、电功率掌握电阻、电流、电压、电位、电动势、电能、电功率 的概念和基本知识。的概念和基本知识。 3掌握欧姆定律、电阻定律的基本知识并能熟练应用。掌握欧姆定律、电阻定律的基本知识并能熟练应用。 技能目标技能目标 1能够使用验电笔判断物体是否带电、带直流电还是交流能够使用验电笔判断物体是否带电、带直流电还是交流 电

2、。电。 2会正确使用万用表测量电流、电压、电位、电阻等物理会正确使用万用表测量电流、电压、电位、电阻等物理 量。量。 3会使用电度表测量电路所消耗的电能。会使用电度表测量电路所消耗的电能。 项目一项目一 电路的识别电路的识别 任务一任务一 认识电路认识电路 基本知识基本知识 一、电路的组成 人们在日常生活中经常用手电筒照明，手电筒由一个人们在日常生活中经常用手电筒照明，手电筒由一个 灯泡通过导线、开关和几节电池连接起来，就组成一个灯泡通过导线、开关和几节电池连接起来，就组成一个 最简单的直流电路，如图最简单的直流电路，如图1-1所示。当开关闭合时，灯泡所示。当开关闭合时，灯泡 就发光，电路中有

3、电路通过；当开关断开时，灯泡熄灭就发光，电路中有电路通过；当开关断开时，灯泡熄灭 ，电路中没有电路通过。，电路中没有电路通过。 （a）实物连接图）实物连接图（b）电路图）电路图 图图1-1 电路和电路的组成电路和电路的组成 通常把这种由电气设备和若干元件按照一定的连接方式构成通常把这种由电气设备和若干元件按照一定的连接方式构成 的电流通路称为电路。也就是说，电路就是电流所流经的路的电流通路称为电路。也就是说，电路就是电流所流经的路 径。径。 不论结构如何，只要是一个完整的实际电路，一般都是由电不论结构如何，只要是一个完整的实际电路，一般都是由电 源、负载、连接导线和控制装置（开关）等四部分组成

4、的。源、负载、连接导线和控制装置（开关）等四部分组成的。 1电源电源 电源是将其它形式的能转变为电能的装置，如发电机、干电电源是将其它形式的能转变为电能的装置，如发电机、干电 池、光电池等。发电机是将机械能转变为电能的装置，干电池、光电池等。发电机是将机械能转变为电能的装置，干电 池是将化学能转变为电能的装置，光电池是将光能转变为电池是将化学能转变为电能的装置，光电池是将光能转变为电 能的装置。能的装置。 2负载负载 负载是将电能转变为其它形式能量的装置，如白炽灯（灯泡负载是将电能转变为其它形式能量的装置，如白炽灯（灯泡 ）、电烙铁、电动机、电解槽等都是负载。白炽灯是将电能）、电烙铁、电动机、

5、电解槽等都是负载。白炽灯是将电能 转变为光能、热能，电烙铁是将电能转变为热能，电动机是转变为光能、热能，电烙铁是将电能转变为热能，电动机是 把电能转变为机械能，电解槽是将电能转变为化学能。把电能转变为机械能，电解槽是将电能转变为化学能。 3控制装置控制装置 用来控制电路的通断，使电路正常工作的装置。如开关、保用来控制电路的通断，使电路正常工作的装置。如开关、保 险丝、继电器等。险丝、继电器等。 4连接导线连接导线 用来传输和分配电能，把电源和负载连接成一个闭合的回路用来传输和分配电能，把电源和负载连接成一个闭合的回路 。常用的导线是铜线。常用的导线是铜线。 二、电路的工作状态二、电路的工作状态

6、 电路的工作状态常有以下三种：电路的工作状态常有以下三种： 1通路通路 通路是指电源与负载连通的电路，也称闭合电路，这种电路通路是指电源与负载连通的电路，也称闭合电路，这种电路 中有工作电流，如图中有工作电流，如图1-2（a）所示。但须注意，处于通路状）所示。但须注意，处于通路状 态下的各种电气设备的电压、电流、功率等数值不能超过其态下的各种电气设备的电压、电流、功率等数值不能超过其 额定数值。额定数值。 2断路（开路）断路（开路） 断路是指电路中某处断开，不能使电路构成通路的状态断路是指电路中某处断开，不能使电路构成通路的状态。 此时电路中没有电流流过，如图此时电路中没有电流流过，如图1-2

7、（b）所示。在测试或）所示。在测试或 检修电路时，经常需要将某一部分电路断开进行测试或判检修电路时，经常需要将某一部分电路断开进行测试或判 断故障。断故障。 3短路短路 短路是指整个电路或某一部分被导线直接短接，电流直接短路是指整个电路或某一部分被导线直接短接，电流直接 流经导线而不再经过电路中的元件。这时，电路中的电流流经导线而不再经过电路中的元件。这时，电路中的电流 往往较大，容易损坏电源或发生火灾，一般应该避免短路往往较大，容易损坏电源或发生火灾，一般应该避免短路 的情况发生。但在电子设备的调试过程中，常常遇到将电的情况发生。但在电子设备的调试过程中，常常遇到将电 路的某一部分短路的情况

8、，这是为了使与调试过程无关的路的某一部分短路的情况，这是为了使与调试过程无关的 部分没有电流通过而采取的一种方法。部分没有电流通过而采取的一种方法。 （a）通路）通路（b）断路）断路（c）短路）短路 图图1-2 电路的三种状态电路的三种状态 三、电路图三、电路图 要说明一个实际电路的结构原理，用图纸来表示往往非常要说明一个实际电路的结构原理，用图纸来表示往往非常 方便，同样，电气工人可根据电路来了解电路的连接方式方便，同样，电气工人可根据电路来了解电路的连接方式 和电路中各元件的作用，以便进行安装、调试和检修。电和电路中各元件的作用，以便进行安装、调试和检修。电 路图一般可以分为原理图和装配图

9、两种。原理图只是表示路图一般可以分为原理图和装配图两种。原理图只是表示 线路的连接方式，并不反映线路的几何尺寸和各零件的实线路的连接方式，并不反映线路的几何尺寸和各零件的实 际形状。装配图除了表示电路的实际接法外，还要画出不际形状。装配图除了表示电路的实际接法外，还要画出不 相关部分的装置和结构，图相关部分的装置和结构，图1-1（b）表示的就是图）表示的就是图1-1（a） 所对应的原理图。所对应的原理图。 电路图中常用的部分图形符号如表电路图中常用的部分图形符号如表1-1所示。所示。 任务二任务二 RC串联电路的瞬态过程串联电路的瞬态过程 分析和研究RC串联电路的瞬态过程，有 充电和放电两种情

10、况。通过分析这两种情况的 瞬态过程可以使我们了解充、放电的RC元件 中的电压和电流变化的基本规律和特点。 基本知识基本知识 一、RC电路的充电过程的电压和电流 RC电路的充电过程在零初始状态下，在初始 时刻由施加于电路的输入所产生的响应。这一 响应与输入有关。如图10-3所示的RC充放电电 路。 21 2 2 21 1 1 RR R UU RR R UU n RRRR 1111 21 21 1 2 21 2 1 RR R II RR R II n RRRR 1111 21 21 1 2 21 2 1 RR R II RR R II 21 1 2 21 2 1 RR R II RR R II 图

11、形符号图形符号名称名称图形符号图形符号名称名称图形符号图形符号名称名称 电池电池电容器电容器电流表电流表 电阻器电阻器 无铁心电无铁心电 感感 或或 接地接地 电位器电位器 有铁心电有铁心电 感感 不连接交叉不连接交叉 导线导线 开关开关电压表电压表 连接交叉导连接交叉导 线线 表表1-1 部分电工图形符号部分电工图形符号 基本技能基本技能 观察手电筒的构成观察手电筒的构成 在日常生活中，人们会经常用手电筒进行照明，它有在日常生活中，人们会经常用手电筒进行照明，它有 一个灯泡通过导线、开关和几节电池连接起来，当开一个灯泡通过导线、开关和几节电池连接起来，当开 关闭合时，灯泡发光；开关断开时，灯

12、泡熄灭。关闭合时，灯泡发光；开关断开时，灯泡熄灭。 一、手电筒简介一、手电筒简介 普通手电筒的结构有电路元件和非电路元件组成，如普通手电筒的结构有电路元件和非电路元件组成，如 图图1-3所示。所示。 电路元件：电路元件：a灯泡负极连接环；灯泡负极连接环；b金属触点；金属触点；c弹簧；弹簧；d金属片；金属片； g电池；电池；f灯泡灯泡 非电路元件：非电路元件：e手电筒外壳（塑料）；手电筒外壳（塑料）；h开关按键（塑料）；开关按键（塑料）；i前盖（玻璃）；前盖（玻璃）； j灯泡固定件（塑料）灯泡固定件（塑料） 图图1-3 手电筒的结构手电筒的结构 当向前推动开关当向前推动开关h时，使金属片时，使金

13、属片b和灯泡负极连接环和灯泡负极连接环a接触，接触， 这样电路元件就构成一个闭合回路，电流经过电池这样电路元件就构成一个闭合回路，电流经过电池g的正的正 极极灯泡灯泡f灯泡负极连接环灯泡负极连接环a金属片金属片d弹簧弹簧c电池电池g的的 负极，构成一个闭合回路，回路中有电流流过，当电流流负极，构成一个闭合回路，回路中有电流流过，当电流流 过灯泡时，灯泡发光。过灯泡时，灯泡发光。 当把开关当把开关h向后退时，金属片向后退时，金属片b与灯泡的负极连接环与灯泡的负极连接环a断开，断开， 电路因断路没有电流，灯泡熄灭。电路因断路没有电流，灯泡熄灭。 电路，根据换路定理可知，t=0+时电容器两端 的电压

14、不能突变则有 ，此 时电路中的电流为 电阻两端的电压为电阻两端的电压为 。经过无。经过无 穷大的时间，电容器充满电荷，电路进入了一穷大的时间，电容器充满电荷，电路进入了一 个新的稳态。在这个状态下，电路中的电压与个新的稳态。在这个状态下，电路中的电压与 电流为电流为 ； ； 。 下面我们通过一个基本技能训练，来进一步了 解RC电路的瞬态过程中电容器电压的变化规律 。 00)0( CC uu R U R uU i SCS C 0 0 SR URiu 0)0( SC Uu)(0)( R u 0)( C i 下面我们通过一个基本技能训练，来进一步了解下面我们通过一个基本技能训练，来进一步了解RC 电

15、路的瞬态过程中电容器电压的变化规律。电路的瞬态过程中电容器电压的变化规律。 如图10-3所示的电路，R=10K，C=100F，US=8V。具 体步骤如下： （1）按图10-3连接电路；直流稳压源US输出调至 US=8V。 （2）将示波器X轴时标旋钮调至0.2s/DIV，看到示波器 上的光点扫描；将输入耦合开关置于“DC”；将A、B接 入Y1或Y2通道，Y轴灵敏度旋钮调至2V/DIV。 （3）接通开关“1”，可观察到电源向C的充电波形； （4）将所观察到的充电波形描入出来如图10-4所示。 此时时间常数=1s 二、技能练习二、技能练习 1目的：目的： 了解手电筒的组成元件及元件的作用了解手电筒的

16、组成元件及元件的作用 2材料材料 工具一套，手电筒一个工具一套，手电筒一个 3步骤步骤 （1）实际操作手电筒，观察操作结果。）实际操作手电筒，观察操作结果。 闭合手电筒开关，观察灯泡；断开开关，观察灯泡。闭合手电筒开关，观察灯泡；断开开关，观察灯泡。 （2）拆卸手电筒，观察手电筒的构造、组成元件。）拆卸手电筒，观察手电筒的构造、组成元件。 （3）对照图）对照图1-3，分析电路的工作原理和元器件的作用。，分析电路的工作原理和元器件的作用。 （4）根据电路的工作原理，画出原理图，和图）根据电路的工作原理，画出原理图，和图1-1对比。对比。 任务二任务二 了解电流产生了解电流产生 基本知识 一、电流

17、的形成 当我们把手电筒的开关闭合，手电筒就会发光，手电筒发光 的原因是手电筒里的灯泡通过了合适的电流。那么电流是如 何形成的呢？ 电荷的定向移动形成了电流。例如金属导体中自由电子的定 向移动，电解液中的正负离子沿着相反方向的移动，都形成 了电流。 要形成电流，首先要有自由移动的电荷自由电荷。其次 导体两端必须有使电荷移动的动力电压。这就好比河流 的形成，一要有水，二要有地势的高低，水会沿着一定的路 径自高向低流动。 在闭合电路中，形成电流的条件是：一方面有自由移动的电 荷，另一方面导体两端存在电压。 图图1-4 简单电路中的电流方向简单电路中的电流方向 电流实际方向和参考电流方向相同电流实际方

18、向和参考电流方向相同电流实际方向和参考方向相反电流实际方向和参考方向相反 图图1-6 电流方向电流方向 三、电流的种类三、电流的种类 根据电流的实际用途，电流的种类可以分为三大类，根据电流的实际用途，电流的种类可以分为三大类， 稳恒电流、脉动电流和正弦交流电电流。三种电流的稳恒电流、脉动电流和正弦交流电电流。三种电流的 特点见表特点见表1-2。 表表1-2 三种电流的特点三种电流的特点 名称名称定义定义波形图波形图 稳恒电流稳恒电流 电流的大小和电流的大小和 方向都不随时间方向都不随时间 的改变而改变。的改变而改变。 脉动电流脉动电流 电流的大小随电流的大小随 时间的改变而改时间的改变而改 变

19、，但电流的方变，但电流的方 向不改变。向不改变。 正弦交流电电正弦交流电电 流流 电流的大小和电流的大小和 方向随时间的变方向随时间的变 化作正弦函数的化作正弦函数的 变化变化 四、电流的大小四、电流的大小 电流的强弱用电流强度来表示。单位时间内通过导体电流的强弱用电流强度来表示。单位时间内通过导体 横截面的电量叫做电流强度，简称电流，用符号横截面的电量叫做电流强度，简称电流，用符号I 表示表示 。如果在时间。如果在时间t内，通过导体横截面的电量为内，通过导体横截面的电量为Q，那么，那么 导体中流过的电流导体中流过的电流I为：为： I=Q/t 在国际单位制中，电流的单位是安培（在国际单位制中，

20、电流的单位是安培（A）。如果）。如果1秒秒 （s）内通过导体横截面的电量为）内通过导体横截面的电量为1库仑（库仑（c），则规定），则规定 导体中的电流强度为导体中的电流强度为1安培，即安培，即 1安培（安培（A）= 1库仑库仑(C)/1秒秒(s) 常用的电流单位还有毫安（常用的电流单位还有毫安（mA）、微安）、微安(A) 等，它等，它 们之间的换算关系为：们之间的换算关系为： 1mA=10-3A， 1A =10-6A I t Q I t Q 基本技能基本技能 验电笔的使用验电笔的使用 验电笔是用来判断电路中是否有电的一种工具。分为验电笔是用来判断电路中是否有电的一种工具。分为 氖泡式验电笔和数

21、字式验电笔两种。氖泡式验电笔和数字式验电笔两种。 一、验电笔的基本结构一、验电笔的基本结构 1氖泡验电笔氖泡验电笔 （1）氖泡式验电笔的结构）氖泡式验电笔的结构 验电笔主要由工作触头、降压电阻、氖泡、弹簧和金验电笔主要由工作触头、降压电阻、氖泡、弹簧和金 属螺丝等部件组成，其结构如图属螺丝等部件组成，其结构如图1-7所示。各组成部件所示。各组成部件 及其作用见表及其作用见表1-3。 工作触头工作触头 绝缘皮绝缘皮 降压电阻降压电阻 氖泡氖泡 金属螺丝金属螺丝 弹簧弹簧 塑料外壳塑料外壳 图图1-7 验电笔的结构验电笔的结构 表表1-3 验电笔部件及其作用验电笔部件及其作用 名称名称实物实物作用

22、作用 工作触头工作触头 工作时，用工作触头接触待测体，工作触头工作时，用工作触头接触待测体，工作触头 是由金属导体做成，具有良好的导电性能，是由金属导体做成，具有良好的导电性能， 并且有足够的机械强度并且有足够的机械强度 氖泡氖泡 当有电流流过氖泡时，氖泡发光，流过氖泡当有电流流过氖泡时，氖泡发光，流过氖泡 的电流方向不同，发光部位也不同的电流方向不同，发光部位也不同 降压电阻降压电阻 降压电阻起到降压限流的作用，使流过氖泡降压电阻起到降压限流的作用，使流过氖泡 的电流合适，同时对人体不能有任何伤害的电流合适，同时对人体不能有任何伤害 弹簧弹簧 使工作触头、氖泡、降压电阻、金属螺丝和使工作触头

23、、氖泡、降压电阻、金属螺丝和 人体形成良好的闭合回路人体形成良好的闭合回路 金属螺丝金属螺丝用来固定氖泡、降压电阻和弹簧用来固定氖泡、降压电阻和弹簧 （2）用氖管式验电笔观察判断电流的产生）用氖管式验电笔观察判断电流的产生 正确使用验电笔的方法如图正确使用验电笔的方法如图1-8，当用验电笔判断被测物体是，当用验电笔判断被测物体是 否带电时，将工作触点接触被测体，如果被测体带电，则被否带电时，将工作触点接触被测体，如果被测体带电，则被 测体通过验电笔、人体、大地形成回路，其漏电电流使氖泡测体通过验电笔、人体、大地形成回路，其漏电电流使氖泡 起辉发光而工作。起辉发光而工作。 图图1-8 验电笔的使

24、用验电笔的使用 (3）氖管式验电笔使用技巧）氖管式验电笔使用技巧 判断交流电与直流电。判断交流电与直流电。 电笔判断交直流，如果被测电笔判断交直流，如果被测 体带交流电，则氖管较明亮，并且氖管通身亮；如果体带交流电，则氖管较明亮，并且氖管通身亮；如果 被测体带直流电，则氖管较暗，且氖管只亮一端。被测体带直流电，则氖管较暗，且氖管只亮一端。 判断直流电正负极方法。用验电笔判断直流电的正判断直流电正负极方法。用验电笔判断直流电的正 负极，此时观察氖管要心细，如果是前端明亮则是负负极，此时观察氖管要心细，如果是前端明亮则是负 极，如果是后端明亮则为正极。极，如果是后端明亮则为正极。 （4）使用低压验

25、电笔（试电笔）应注意以下事项：）使用低压验电笔（试电笔）应注意以下事项： 测试前应在带电体上进行校核，确认验电笔良好，测试前应在带电体上进行校核，确认验电笔良好， 以防作出错误判断。以防作出错误判断。 使用验电笔时，最好穿上绝缘鞋。使用验电笔时，最好穿上绝缘鞋。 避免在光线明亮的方向观察氖泡是否起辉，以免因避免在光线明亮的方向观察氖泡是否起辉，以免因 看不清而误判。看不清而误判。 有些设备，特别是测试仪表，往往因感应而带电。有些设备，特别是测试仪表，往往因感应而带电。 此外，某些金属外皮也有感应电。在这些情况下，用验电笔此外，某些金属外皮也有感应电。在这些情况下，用验电笔 测试有电，不能作为存

26、在触电危险的依据。因此，还必须采测试有电，不能作为存在触电危险的依据。因此，还必须采 用其他方法（例如用万用表测量）确认其是否真正带电用其他方法（例如用万用表测量）确认其是否真正带电 2电子验电笔电子验电笔 除了氖泡验电笔以外，目前市场上还有数字式验电笔，除了氖泡验电笔以外，目前市场上还有数字式验电笔， 数字验电笔及其使用如图数字验电笔及其使用如图1-9所示。所示。 数字验电笔数字验电笔数字验电笔的使用数字验电笔的使用 数字式验电笔由笔尖（工作触头）、笔身、指示灯、数字式验电笔由笔尖（工作触头）、笔身、指示灯、 电压显示、电压感应通电检测按钮、电压直接检测按电压显示、电压感应通电检测按钮、电压

27、直接检测按 钮、电池等组成，适用于检测钮、电池等组成，适用于检测12伏至伏至220伏交直流电压伏交直流电压 和各种电器。数字式验电笔除了具有氖管式验电笔通和各种电器。数字式验电笔除了具有氖管式验电笔通 用的功能，还有以下特点：用的功能，还有以下特点： （1）当右手指按检测按钮，并将左手触及笔尖时，若）当右手指按检测按钮，并将左手触及笔尖时，若 指示灯发亮，则表示正常工作；若指示灯不亮，则应指示灯发亮，则表示正常工作；若指示灯不亮，则应 更换电池。更换电池。 （2）测试交流电时，切勿按电子感应按钮。将笔尖插）测试交流电时，切勿按电子感应按钮。将笔尖插 入相线孔时，指示灯发亮，则表示有交流电；需要

28、电入相线孔时，指示灯发亮，则表示有交流电；需要电 压显示时，则按检测按钮，最后显示数字为所测电压压显示时，则按检测按钮，最后显示数字为所测电压 值；未到高段显示值值；未到高段显示值75%时，显示低段值。时，显示低段值。 二、技能练习 1目的： 用验电笔判断待测体是否带电。 2器材： 验电笔、各种电源 3步骤： （1）判断待测体是否带电。 （2）若带电，所带电是直流电还是交流电 ，若是直流电，被测端是正极还是负极。 任务三任务三 电源及电动势电源及电动势 在电工技术中所涉及到的物理量很多，除了电流以外还在电工技术中所涉及到的物理量很多，除了电流以外还 有电压、电位、电能、电动势、电功率等等，理解

29、和掌握好有电压、电位、电能、电动势、电功率等等，理解和掌握好 这些物理量是学好电工基础的前提条件。这些物理量是学好电工基础的前提条件。 一、一、 电压电压 我们知道，物体的运动是因为受到力的作用，电荷受到电场我们知道，物体的运动是因为受到力的作用，电荷受到电场 力作用作定向移动形成电流。力作用作定向移动形成电流。 图图1-10 电场和电荷的运动电场和电荷的运动 图1-10 电场和电荷的运动 电荷在电场中受到力的作用，这种力叫电场力，在电场力的电荷在电场中受到力的作用，这种力叫电场力，在电场力的 作用下，电荷沿力的方向移动一段距离，那么电场力就对电作用下，电荷沿力的方向移动一段距离，那么电场力就

30、对电 荷做了功，如图荷做了功，如图1-10所示。电场力所示。电场力F把正电荷把正电荷q从电场中从电场中a点点 移动到了移动到了b点，那么电场力对电荷点，那么电场力对电荷q做的功为做的功为Wab=FLab， 如果在电场中的电荷为如果在电场中的电荷为nq，则受到的电场力为，则受到的电场力为nF，电场力所，电场力所 做的功为做的功为nWab。即电场力所做的功与电荷量之比为一常数，。即电场力所做的功与电荷量之比为一常数， 这个常数就是电压。电压是用来衡量电场力移动电荷做功本这个常数就是电压。电压是用来衡量电场力移动电荷做功本 领的物理量。领的物理量。 所谓电压就是单位正电荷从所谓电压就是单位正电荷从a

31、点移动到点移动到b点电场力所做的点电场力所做的 功，用功，用Uab表示，即表示，即 在国际单位制中，电压的单位为伏（特），符号为在国际单位制中，电压的单位为伏（特），符号为V，表，表 示的含义为：如果将示的含义为：如果将1库仑（库仑（C）的正电荷从）的正电荷从A点移动到点移动到B点，点， 电场力所做的功为电场力所做的功为1焦耳（焦耳（J），则），则ab两点之间的电压为两点之间的电压为1伏伏 特（特（V）。）。 常用的单位还有千伏（常用的单位还有千伏（KV）、毫伏（）、毫伏（mV）、微伏（）、微伏（V），），。 q Wab Uab 它们之间的换算关系为： 1千伏（KV）=103伏（V） 1毫伏（

32、mV）=10-3伏（V） 1微伏（V）=10-3毫伏（mV）=10-6伏（V） 和电流一样，电压不仅有大小，也有方向。电压 总是对电路中某两点而言，常用双下标表示，如 用Uab表示 a、b两点之间的电压，a表示起点，b 表示终点。在电路中，任意两点之间的电压的实 际方向往往不能预先确定，和电流一样，可以先 假设电路中电压的参考方向，并按参考方向进行 计算，如果计算结果为正值。说明假设的电压参 考方向和实际方向一致；若计算结果为负值，说 明电压的参考方向和实际方向相反。 二、二、 电位电位 电压是对电路中的某两点而言的，在电工技术中常常电压是对电路中的某两点而言的，在电工技术中常常 用到。在电子

33、技术中或分析较为复杂的电路时，要求用到。在电子技术中或分析较为复杂的电路时，要求 解电路中某两点的电压，常常较为复杂，如果利用电解电路中某两点的电压，常常较为复杂，如果利用电 位的概念去分析则十分方便。位的概念去分析则十分方便。 如果在电路中选择一点作为参考点，规定参考点的电如果在电路中选择一点作为参考点，规定参考点的电 位为零电位点，那么对于电路中某点的电位，就是电位为零电位点，那么对于电路中某点的电位，就是电 场力移动单位电荷从该点到参考点所做的功，电位的场力移动单位电荷从该点到参考点所做的功，电位的 符号用符号用V表示，电位的单位也是伏特（表示，电位的单位也是伏特（V）。）。 参考点为零

34、电位点，电路中的其它点的电位都是针对参考点为零电位点，电路中的其它点的电位都是针对 这个基准点而设置的，而参考点的选择是任意的。在这个基准点而设置的，而参考点的选择是任意的。在 工程技术中选择大地、机壳为参考点；而在电子技术工程技术中选择大地、机壳为参考点；而在电子技术 中如果选择较多元器件的交汇点为参考点，往往使分中如果选择较多元器件的交汇点为参考点，往往使分 析或计算较为简单。析或计算较为简单。 由电位的定义可知，电位表示的也是电压，这是两者的共由电位的定义可知，电位表示的也是电压，这是两者的共 同点，不同点是电位是指某点到参考点的电压，而电压则同点，不同点是电位是指某点到参考点的电压，而

35、电压则 表示的是任意两点之间的电压；某点的电位会随着参考点表示的是任意两点之间的电压；某点的电位会随着参考点 的不同而改变，具有多值性，而某两点的电压值不会随参的不同而改变，具有多值性，而某两点的电压值不会随参 考点的不同而改变，具有单一性。电路中任意两点之间的考点的不同而改变，具有单一性。电路中任意两点之间的 电压可以用这两点之间的电位差来表示。电压可以用这两点之间的电位差来表示。 Uab= Va-Vb Va、Vb分别表示分别表示a点、点、b点的电位，点的电位，Uab表示表示a、b两点之间两点之间 的电压，所以电压又叫电位差。的电压，所以电压又叫电位差。 三、三、 电源电源 当电流流经用电器

36、时，用电器把电能转化为其它形式当电流流经用电器时，用电器把电能转化为其它形式 的能，为了使电路中能够有源源不断的电流，就需要一种的能，为了使电路中能够有源源不断的电流，就需要一种 把其它形式的能量转化为电能的装置，这种装置就是电源。把其它形式的能量转化为电能的装置，这种装置就是电源。 电源的种类很多，有把化学能转化为电能的干电池或蓄电电源的种类很多，有把化学能转化为电能的干电池或蓄电 池，有能把机械能转化成电能的发电机，池，有能把机械能转化成电能的发电机， 也有将太阳能转化成电能的太阳能电池。不论什么类型的电也有将太阳能转化成电能的太阳能电池。不论什么类型的电 源，其作用都是克服电场力将正电荷

37、从电源的负极移动到电源，其作用都是克服电场力将正电荷从电源的负极移动到电 源的正极（或者将负电荷从电源的正极移动到电源的负极）。源的正极（或者将负电荷从电源的正极移动到电源的负极）。 我们把电源所具有的这种力叫做非电场力（也叫非静电力或我们把电源所具有的这种力叫做非电场力（也叫非静电力或 电源力），如图电源力），如图1-13所示。所示。 图1-13 电源电路 在电源外部，电场力将正电荷从电源的正极通过用电器移送在电源外部，电场力将正电荷从电源的正极通过用电器移送 到电源的负极，将电能转化为其它形式的能，电场力做功，到电源的负极，将电能转化为其它形式的能，电场力做功， 称为电源的外电路。在电源内

38、部，非静电力将正电荷从电源称为电源的外电路。在电源内部，非静电力将正电荷从电源 的负极移送到电源的正极，非静电力做功，将其它形式的能的负极移送到电源的正极，非静电力做功，将其它形式的能 转换为电能。称为电源的内电路。这样，电源的外电路和电转换为电能。称为电源的内电路。这样，电源的外电路和电 源的内电路形成一个闭合回路，在闭合回路中就会有持续的源的内电路形成一个闭合回路，在闭合回路中就会有持续的 电流。电流。 图1-13 电源电路 图1-13 电源电路图1-13 电源电路 图图1-13 电源电路电源电路 四、四、 电源的电动势电源的电动势 在电源内部，非静电力把正电荷从电源的负极移送到在电源内部

39、，非静电力把正电荷从电源的负极移送到 电源的正极，为了衡量非静电力做功能力的大小，引电源的正极，为了衡量非静电力做功能力的大小，引 入电动势这个物理量。即非静电力将单位正电荷从电入电动势这个物理量。即非静电力将单位正电荷从电 源的负极移动到电源的正极所做的功，用源的负极移动到电源的正极所做的功，用E表示。表示。 电动势的单位也是伏特。表示把电动势的单位也是伏特。表示把1库仑（库仑（C）的正电荷）的正电荷 从电源的负极移动到电源的正极所做的功为从电源的负极移动到电源的正极所做的功为1焦耳（焦耳（J ），则电源的电动势就是），则电源的电动势就是1伏特（伏特（V）。）。 电源的电动势不仅有大小而且有

40、方向，电动势的方向电源的电动势不仅有大小而且有方向，电动势的方向 从电源的负极指向电源的正极，其大小等于电源两端从电源的负极指向电源的正极，其大小等于电源两端 的电压。电源的电动势仅决定于电源本身，与外电路的电压。电源的电动势仅决定于电源本身，与外电路 无关。无关。 q W E 电动势与电压的关系：电动势与电压的关系： 电动势和电压的单位都是伏特，都表示做功能力的大电动势和电压的单位都是伏特，都表示做功能力的大 小，所不同的是电动势表示电源非静电力做功的本领，小，所不同的是电动势表示电源非静电力做功的本领， 而电压表示电场力做功的本领；而电压表示电场力做功的本领； 电动势只存在于电源电动势只存

41、在于电源 的内部，电压不仅存在于电源的内部，而且也存在于的内部，电压不仅存在于电源的内部，而且也存在于 电源的外部；电动势与电压的方向相反，电动势是从电源的外部；电动势与电压的方向相反，电动势是从 低电位指向高电位，而电压是从高电位指向低电位。低电位指向高电位，而电压是从高电位指向低电位。 五、五、 电能（电功）电能（电功） 能量转换是我们研究电学的目的，因此电能是一个重要的物能量转换是我们研究电学的目的，因此电能是一个重要的物 理量。假设导体两端的电压为理量。假设导体两端的电压为U，通过导体的横截面的电量为，通过导体的横截面的电量为 q，根据电压的定义可得出电场力对电荷，根据电压的定义可得出

42、电场力对电荷q所做的功，即电路所做的功，即电路 所消耗的电能为所消耗的电能为 由于由于q=It;可得可得W=Uit 上式表示，在一段电路中，电场力移动电荷通过导体所做的上式表示，在一段电路中，电场力移动电荷通过导体所做的 功功W与加在这段电路两端的电压与加在这段电路两端的电压U、通过导体的电流、通过导体的电流I和通电和通电 时间时间t成正比。电场力做多少功，表示将多少电能转化为其它成正比。电场力做多少功，表示将多少电能转化为其它 形式的能。形式的能。 在国际单位制中，在国际单位制中，W、U、I、t的单位分别是焦耳（的单位分别是焦耳（J）、伏）、伏 特（特（V）、安培（）、安培（A）和秒（）和秒

43、（s）。在实际生活中，我们常用）。在实际生活中，我们常用 到电能的另一个单位是千瓦时（到电能的另一个单位是千瓦时（kWh），），1 kWh就是就是1度电度电 。表示。表示1千瓦的用电器工作千瓦的用电器工作1小时所消耗的电能。小时所消耗的电能。 1度度= 1 kWh=3.6106J UqW 六、六、 电功率电功率 电功不能表示电流做功的快慢，电功率则是可以表示电功不能表示电流做功的快慢，电功率则是可以表示 电流做功快慢的物理量。人们把单位时间内电流所做电流做功快慢的物理量。人们把单位时间内电流所做 的功，称为电功率，用字母的功，称为电功率，用字母P表示表示 由于由于W= UIt，代入上式得，代入

44、上式得 式中，式中，P、W、t、U、I的单位分别是瓦特（的单位分别是瓦特（W）、焦）、焦 耳（耳（J）、秒（）、秒（s）、伏特（）、伏特（V）和安培（）和安培（A）。若电流）。若电流 在在1s内所做的功为内所做的功为1J，则电功率就是，则电功率就是1W。常用的电功。常用的电功 率的单位还有千瓦（率的单位还有千瓦（kW）、毫瓦（）、毫瓦（mW）等。）等。 1千瓦（千瓦（kW）=103瓦特（瓦特（W） 1毫瓦（毫瓦（mW）=10-3瓦特（瓦特（W） t W P UI t UIt t W P 用电器上所标明的电压、功率为用电器的额定电压和额用电器上所标明的电压、功率为用电器的额定电压和额 定功率，所

45、谓额定电压是指用电器长期工作时所允许加的最定功率，所谓额定电压是指用电器长期工作时所允许加的最 高电压。额定功率是指在额定电压下，用电器所消耗的功率。高电压。额定功率是指在额定电压下，用电器所消耗的功率。 如灯泡上的如灯泡上的220V、40W即为额定电压和额定功率。即为额定电压和额定功率。 基本技能基本技能 一、万用表测量电压一、万用表测量电压 万用表是一种可以测量多种物理量、具有多个量程的便携式万用表是一种可以测量多种物理量、具有多个量程的便携式 仪表，万用表一般情况下主要测量电压、电流和电阻，有的仪表，万用表一般情况下主要测量电压、电流和电阻，有的 还可以测量晶体管、电容、电感、频率等。常

46、用的万用表有还可以测量晶体管、电容、电感、频率等。常用的万用表有 机械式和数字式两种。这里我们主要学习用机械式万用表的机械式和数字式两种。这里我们主要学习用机械式万用表的 电压测量。电压测量。 图图1-14是某种是某种M47机械式万用表，图（机械式万用表，图（a）是其整体图，图）是其整体图，图 （b）是其表盘，图（）是其表盘，图（c）是操作盘。）是操作盘。 a 整体图整体图 b 表盘表盘 c 操作盘操作盘 图图1-14 机械式万用表机械式万用表 1万用表的使用方法万用表的使用方法 使用万用表前做到：（使用万用表前做到：（1）万用表水平放置。（）万用表水平放置。（2）应检查表）应检查表 针是否停

47、在表盘左端的零位。如有偏离，可用小螺丝刀轻轻针是否停在表盘左端的零位。如有偏离，可用小螺丝刀轻轻 转动表头上的机械零位调整旋钮，使表针指零。转动表头上的机械零位调整旋钮，使表针指零。 （3）将红表笔插入标有）将红表笔插入标有“”号的插孔，黑表笔插入标有号的插孔，黑表笔插入标有“” 号的插孔。号的插孔。 （4）将选择开关旋到相应的项目和量程上，就可以使用了。）将选择开关旋到相应的项目和量程上，就可以使用了。 万用表使用后，应做到：万用表使用后，应做到： （1）拔出表笔。）拔出表笔。 （2）将选择开关旋至）将选择开关旋至“OFF”档，若无此档，应旋至交流电压档，若无此档，应旋至交流电压 最大量程档

48、，如最大量程档，如“1000V”档。档。 （3）若长期不用，应将表内电池取出，以防电池电解液渗漏）若长期不用，应将表内电池取出，以防电池电解液渗漏 而腐蚀内部电路。而腐蚀内部电路。 2用万用表测量直流电压用万用表测量直流电压 测量步骤是：（测量步骤是：（1）选择量程。万用表直流电压档标有）选择量程。万用表直流电压档标有“ ”， 有有0.25伏、伏、1伏、伏、2.5伏、伏、10伏、伏、50伏、伏、250伏、伏、500伏、伏、1000伏伏 和和2500伏共九个伏共九个 v 量程。测量电压（或电流）时要选择好量程，如果用小量程去量程。测量电压（或电流）时要选择好量程，如果用小量程去 测量大电压，则会

49、有烧表的危险；如果用大量程去测量小电压，测量大电压，则会有烧表的危险；如果用大量程去测量小电压， 那么指针偏转太小，无法读数。量程的选择应尽量使指针偏转那么指针偏转太小，无法读数。量程的选择应尽量使指针偏转 到满刻度的到满刻度的2/3左右。如果事先不清楚被测电压的大小时，应先左右。如果事先不清楚被测电压的大小时，应先 选择最高量程挡，然后逐渐减小到合适的量程。选择最高量程挡，然后逐渐减小到合适的量程。 （2）测量方法。万用表应与被测电路并联。红表笔应接被测电）测量方法。万用表应与被测电路并联。红表笔应接被测电 路高电位处，黑表笔应接低电位处。路高电位处，黑表笔应接低电位处。 （3）正确读数。仔

50、细观察表盘，直流电压档刻度线是第二条刻）正确读数。仔细观察表盘，直流电压档刻度线是第二条刻 度线，用某一档时，可用刻度线下第三行数字读出相应的数值，度线，用某一档时，可用刻度线下第三行数字读出相应的数值， 然后乘以倍率即是被测电压值。注意读数时，眼睛视线应正对然后乘以倍率即是被测电压值。注意读数时，眼睛视线应正对 指针。指针。 3用万用表测量交流电压用万用表测量交流电压 测量步骤是：测量步骤是： （1）选择量程。万用表交流电压档标有）选择量程。万用表交流电压档标有“ ”，有，有10伏、伏、50伏、伏、 250伏、伏、500伏和伏和1000伏共五个量程。量程的选择和测量直流电伏共五个量程。量程的

51、选择和测量直流电 压时相同。压时相同。 （2）测量方法。万用表应与被测电路并联，但没有高低电位）测量方法。万用表应与被测电路并联，但没有高低电位 之分。之分。 （3）正确读数。同测量直流电压。）正确读数。同测量直流电压。 二、技能练习二、技能练习用万用表测量电压用万用表测量电压 1目的：学会用万用表测量电压目的：学会用万用表测量电压 2器材：电池一块、稳压源一个、开关一个、电阻两个、导器材：电池一块、稳压源一个、开关一个、电阻两个、导 线若干，万用表线若干，万用表 3步骤：（步骤：（1）电池电压的测量。（）电池电压的测量。（2）稳压电源电压测量。）稳压电源电压测量。 （3）交流电压的测量。）交

52、流电压的测量。 （4）电压、电位的测量。（）电压、电位的测量。（5）测量）测量 结束后，应拔出表笔，将选择开关置于交流电压最大档位，收结束后，应拔出表笔，将选择开关置于交流电压最大档位，收 好万用表。好万用表。 任务四任务四 识别电阻识别电阻 一、电阻一、电阻 1物质的分类物质的分类 根据物体的导电能力的强弱，一般可分为导体、绝缘体和半根据物体的导电能力的强弱，一般可分为导体、绝缘体和半 导体。其中导电性能良好的物体叫导体，导体内部有大量的导体。其中导电性能良好的物体叫导体，导体内部有大量的 自由电荷，如银、铜、铝等都是导体；导电能力很差的物体自由电荷，如银、铜、铝等都是导体；导电能力很差的物

53、体 叫绝缘体，绝缘体中几乎没有自由电荷存在，如玻璃、胶木叫绝缘体，绝缘体中几乎没有自由电荷存在，如玻璃、胶木 、陶瓷等都是绝缘体；导电能力介于导体和绝缘体之间的物、陶瓷等都是绝缘体；导电能力介于导体和绝缘体之间的物 体叫半导体，半导体的导电能力随外界条件变化导电能力有体叫半导体，半导体的导电能力随外界条件变化导电能力有 较大的变化，如硅、锗等。较大的变化，如硅、锗等。 2电阻电阻 导体中存在着大量的自由电荷，自由电荷在电场力的作用下导体中存在着大量的自由电荷，自由电荷在电场力的作用下 定向移动形成电流。但在自由电荷移动的过程中不断的其他定向移动形成电流。但在自由电荷移动的过程中不断的其他 原子

54、发生碰撞，阻碍了自由电荷的定性运动。这种导体对自原子发生碰撞，阻碍了自由电荷的定性运动。这种导体对自 由电荷运动的阻碍作用叫电阻，用字母由电荷运动的阻碍作用叫电阻，用字母R表示。表示。 S L R 式中式中 R导体的电阻，单位是欧姆，符号为导体的电阻，单位是欧姆，符号为； 电阻率，导体的电阻率是由导体本身的性质决定的，单位电阻率，导体的电阻率是由导体本身的性质决定的，单位 是欧姆米，符号是是欧姆米，符号是m，常见导体的电阻率见表，常见导体的电阻率见表1-4； L导体的长度，单位是米，符号为导体的长度，单位是米，符号为m； S导体的横截面，单位是平方米，符号是导体的横截面，单位是平方米，符号是m

55、2。 在国际单位制中，电阻的常用单位还有千欧（在国际单位制中，电阻的常用单位还有千欧（kK）和兆欧）和兆欧 （M）；）； 1k=103 1M=103k=106 表表1-4 200C时材料的电阻率时材料的电阻率 材料名称 20的电阻率 （m） 电阻温度系数 （1/） 导体材料 银1.610-80.0036 铜1.710-80.0041 金2.210-80.00365 铝2.910-80.0042 电阻材料 钨5.310-80.0044 铂1.010-70.0039 锰铜（铜86%、12% 锰、2%镍） 410-70.00002 康铜（铜 54%、镍 46%） 510-70.00004 镍铬（镍8

56、0%、铬 20%） 1.110-60.00007 碳1.110-6-0.0005 绝缘材料 橡胶10131016 塑料10151016 陶瓷10121013 云母10111015 由表由表1-1可知，银的导电性能最好，但银的价格昂贵，用它做导可知，银的导电性能最好，但银的价格昂贵，用它做导 线不太经济，只作一些电器设备的触点使用，在现实生活中常线不太经济，只作一些电器设备的触点使用，在现实生活中常 用铜做导线。用铜做导线。 二、电阻与温度的关系二、电阻与温度的关系 实验表明，导体的电阻还与温度有关。人们把温度升高实验表明，导体的电阻还与温度有关。人们把温度升高1 时，导体电阻的变化与原电阻的比

57、值称为温度系数，用字母时，导体电阻的变化与原电阻的比值称为温度系数，用字母表表 示，单位是示，单位是1/。 如果在温度为如果在温度为t1时，导体的电阻为时，导体的电阻为R1；在温度为；在温度为t2时，导体时，导体 的电阻为的电阻为R2，那么电阻的温度系数是，那么电阻的温度系数是 在通常情况下，几乎所有的金属材料的电阻率都随温度的升高在通常情况下，几乎所有的金属材料的电阻率都随温度的升高 而增大，即而增大，即0，称为正温度系数。由于电阻率较小，当温度，称为正温度系数。由于电阻率较小，当温度 变化较小时，对电阻的影响不大，一般不予考虑。但当温度变变化较小时，对电阻的影响不大，一般不予考虑。但当温度

58、变 化较大时，温度对电阻的影响不容忽视。有些材料（如碳）在化较大时，温度对电阻的影响不容忽视。有些材料（如碳）在 ）（121 12 ttR RR 温度升高时，当温度升高时，导体的电阻值反而减小，即温度升高时，当温度升高时，导体的电阻值反而减小，即 0，称为负温度系数。具有负温度系数的电阻在电路中常，称为负温度系数。具有负温度系数的电阻在电路中常 用作温度补偿用。还有些用作温度补偿用。还有些 合金材料（如猛铜、康铜等）的电合金材料（如猛铜、康铜等）的电 阻温度系数很小，导体的电阻几乎不随温度的变化而变化，阻温度系数很小，导体的电阻几乎不随温度的变化而变化， 常用来制造标准电阻用。此外，有些稀有材

59、料及其合金在超常用来制造标准电阻用。此外，有些稀有材料及其合金在超 低温下，失去了对电流的阻碍作用，这种现象称为超导现象，低温下，失去了对电流的阻碍作用，这种现象称为超导现象， 随着科学技术的发展，超导技术逐步应用到电子通信、医疗随着科学技术的发展，超导技术逐步应用到电子通信、医疗 卫生等方面。卫生等方面。 基本技能基本技能 常用电阻器的识别和测量常用电阻器的识别和测量 一、常用电阻器的识别一、常用电阻器的识别 在日常的生产生活中会用到各种各样的电阻，有些设备需要在日常的生产生活中会用到各种各样的电阻，有些设备需要 电阻值较大的电阻，有些设备需要功率值较大的电阻，这就电阻值较大的电阻，有些设备

60、需要功率值较大的电阻，这就 需要制作一些电阻元件。利用导体的电阻性能，将一些电阻需要制作一些电阻元件。利用导体的电阻性能，将一些电阻 率较高的材料制成具有一定阻值的实体元件，用它来控制电率较高的材料制成具有一定阻值的实体元件，用它来控制电 路中的电流电压的大小，我们称之为电阻器，常常简称为电路中的电流电压的大小，我们称之为电阻器，常常简称为电 阻，它是构成电路最基本的元件之一。阻，它是构成电路最基本的元件之一。 1电阻器的分类电阻器的分类 电阻器一般分为固定电阻器和可变电阻器两大类，固定电阻电阻器一般分为固定电阻器和可变电阻器两大类，固定电阻 器和可变电阻器的符号见表器和可变电阻器的符号见表1