电工基础第一章---直流电路课件

1、中等职业技术教育教材 电工基础第一节 电路的概念电工基础第一章 直流电路1第二节 欧姆定律 第三节 直流电路的分析计算23 第一节 电路的概念一、 电路的组成 最简单的电路，是由电源、负载、导线、开关等元器件组成的。 一、 电路的组成1.电源 电源是提供电能的设备。电源的功能是把非电能转变成电能。电源分为直流和交流两大类。 直流电源的大小和方向不随时间变化，是恒定不变的。交流电源的大小和方向随时间变化而变化。 直流电压波形 交流电压波形一、 电路的组成 2.负载 在电路中使用电能的各种设备统称为负载。负载的功能是把电能转变为其他形式能。 3.导线 连接导线用来把电源、负载和其他辅助设备连接成一

2、个闭合回路，起着传输电能的作用。 4.开关 开关用来接通和断开电路，起到使负载工作和停止的作用。 二、电路图 用导线将电源、开关（电键）、用电器、电流表、电压表等连接起来组成电路，再按照统一的符号将它们表示出来，这样绘制出的就叫做电路图。部分电工图形符号二、电路图 用统一规定的图形符号画出的电路模型图称为电路图。简单的电路图三、 电路的三种状态 电路的工作状态有三种：通路、断路、短路。 1.通路：通路是指在电路中，处处连通的电路。通路构成电流的流通，电路形成闭合的回路。电路通路状态 三、 电路的三种状态 2. 断路 断路，也叫开路。因为电路中某一处因中断，没有导体连接，电流无法通过，导致电路中

3、电流消失称为断路状态。电路断路状态 三、 电路的三种状态 3.短路 电源未经过任何负载而直接由导线接通成闭合回路，如图 a、b两点直接连在一起，这种状态称为短路状态。应避免电路发生短路状态。 电路短路状态 第二节 欧姆定律一、电路的基本参数 1.电流 电荷的定向运动称为电流。在金属导体中，电流是电子在外电场作用下有规则地运动形成的，习惯上总是把正电荷运动的方向，作为电流的方向。为了分析和计算电路的需要，引入了电流参考方向的概念，参考方向又叫假定正方向，简称正方向。当实际的电流方向与假定的正方向相同时，电流是正值；当实际的电流方向与假定正方向相反时，电流就是负值。 a)金属中的电流 b)电解液中

4、的电流电流的形成一、电路的基本参数电流的大小称为电流强度（简称电流，符号为I），是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量。电流强度的单位是安培，用A 表示。电荷量用符号Q 表示；电荷量单位是库仑，用C 表示。时间t的单位为秒，用s 表示。直流电流是稳定的，电流强度公式为： 瞬间的电流强度公式为： 2.电流密度 电路密度就是电流在导体横截面上均匀分布时，该电流与导体横截面的比值。一般用J 表示。其单位：安培每平方毫米，记作 。 公式： 3.电位与电压 电位又称电势，是指单位电荷在静电场中的某一点所具有的电势能。 点的电位表示为 。它的大小取决于电路参考点的选取，其数值只具有相对的意义。通常，以大地

5、为参考点，在电子设备中一般以金属底板、机壳等公共点作为参考点。参考点的电位规定为零。低于参考点为负电位，高于参考点为正电位。 电压是指电路中两点之间的电位差(简称为电压)，即 、 两点的电压 ，是绝对值。电路中参考点发生变化，电位值会变化，但电压值不变。其大小等于单位正电荷因受电场力作用从点移动到点所作的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位。 一、电路的基本参数一、电路的基本参数 4.电动势 电源把正电荷从负极经电源内部移动到正极的能力用电动势表示，符号为“ ”，单位为“ ”。电动势的方向规定为在电源内部由负极指向正极，数值上为其未接入电路时两极间的电压。如图所示。电动势只存在于电源内部，一

6、般有一定的内阻，内阻也会消耗一定的电压降，剩余的电能 提供给负载使用，称为端电压，用“ ”表示。 电路通路情况下，端电压在数值上低于电动势；当电路开路时，端电压等于电动势。 电动势 一、电路的基本参数 5.电功与电功率 电流在一段时间内通过某一电路，电场力所做的功，称为电功。计算公式： 上式中： 表示电功，单位是焦耳 。 在实际工作中，电功的常用单位为千瓦小时： ，也叫度。1度电就等于功率为1千瓦的电器工作1小时所消耗的电能。 6.电阻与电导 电阻是表示导体对电流阻碍作用的大小的参数。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。导体的电阻通常用字母 “R”表示，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号

7、是“ ”。实验证明：导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，并和导体的材料性质有关 。 电导是指导体的导电能力，对于某一种导体允许电流通过它的容易性的量度。其是电阻的倒数，用符号 “ ”表示。 二、部分电路欧姆定律 在图中，当在电阻两端加上电压时，电阻中就有电流通过。实验证明：流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，与电阻成反比。称为部分电路欧姆定律。 部分电路欧姆定律 部分欧姆定律的内容用公式表示 : 三、 全电路欧姆定律 1.全电路：全电路是指含有电源的闭合回路 。电源一般都是有电阻值的，我们称为内电阻，用 表示。其与电源是一个整体，为了分析方便，我们把它单独画了出来。当开关

8、闭合后， 两端产生电压 ；同时，在 两端也产生电压 ，即 。 从电路分析可知，电阻 的电压即端电压 应该等于电源减去自己产生的内压降 ， 即 。 由此可知：在一个闭合回路中，电路的电流I 与电源E 成正比，与电路的外电 阻和内电阻之和成反比，这就是全电路欧姆定律。用公式表示：全电路欧姆定律 第三节 直流电路的分析计算一、电阻的串联、并联和混联电路 1. 电阻的串联 电阻的串联是指将电路中的电阻逐个顺次首尾相连接排列，使电流全部通过每一部件、电流不分流的电路连接方式。串联电路 等效电路 电阻的串联一、电阻的串联、并联和混联电路 2. 串联电路的特点 （1）串联电路电流处处相等： （2）串联电路总

9、电压等于各处电压之和： （3）串联电阻的等效电阻等于各电阻之和： （4）串联电路总功率等于各功率之和： （5）串联电路中，除电流处处相等以外，其余各物理量之间均成正比。 （6） 开关在任何位置控制整个电路的通断。只要有某一处断开，整个电路就成为断路。 一、电阻的串联、并联和混联电路 3. 电阻的并联 把电路中的电阻并列地接到电路中的两点间，（即每个电阻的一端连成一点，另一端连成一点接在电路的两点间）,电路中的电流分为几个分支，分别流经几个元件的连接方式叫并联。 并联电路 等效电路 电阻的并联一、电阻的串联、并联和混联电路 4. 并联电路的特点 （1）并联电路各元件具有相同的电压： （2）并联电

10、路总电流等于各电阻电流之和： （3）并联电路的等效电阻倒数等于各电阻倒数之和： （4）并联电路中，各支路分配的电流与支路的电阻值成反比。一、电阻的串联、并联和混联电路 5.电阻的混联 电路中电阻既有串联又有并联的连接方式称为混联。电阻的混联 分析复杂的混联电路比较好的方法就是把混联电路图整理为串、并联连接方式清晰的等效电路图，再计算其等效电阻。画等效电路图的方法：在原电路图中，为每一连接点标注一个字母（同一导线连接的各点只能用一个字母），按顺序各字母沿水平方向排列，待求端的字母放在左、右端（始终两端），将各电阻依次填入相应的字母之间。 二、电路中电位的计算1.电位的计算 电位计算的基本步骤为： （1）选定零电位 零电位也是参考点，可以任意指定，但以计算方便为原则。 （2）选择路径 要计算某点的电位，需要选择这点到零电位的路径。该点的电位就是此路径上全部电压和电动势的代数和。路径可以任意选择，每一条路径所求出的同一点电位是一样的。选择路径的原则也要从计算方便简单出发。 （3）分析电路 电阻上的电压