《农村电工基础》课件 第一章 电路基础知识

1、电路基础知识,第一章,第一节,电力网的电压等级：,高 压：1KV以上的电压,低 压：1KV以下的电压,安全电压：50V以下的电压,电路模型,实际电路,手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。,例：手电筒,电路的主要物理量,1、电流 2、电压 3、电位 4、电动势 5、电能和电功率,电路及其主要物理量,一. 电路的概念,电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。电路主要由电源、负载和中间环节（开关和导线）等三部分组成。,电源: 提供 电能的装置,负载: 取用 电能的装置,电荷在导体中的定向移动形成电流。,什么叫电流？,电流的强弱用电流强度表示，电流强度的单位是什么？,安

2、培，简称安，记作A， 1A=103mA=106mA,电路中的电流强度可以用什么仪器测量，怎样测量？,用安培表（电流表）测量，串联接入电路,什么叫用电器的串联连接，什么叫用电器的并联？,用电器首尾依次相连，电流依次流过用电器时用电器叫串联连接方式；,串联和并联时电流的特点是什么？,串联：I干=I1=i2=i3=。,并联：I干=I1+i2+i3+。,用电器首首尾尾相连，电流分成几部分分别流过用电器叫并联连接方式。,电压,任何用电器、电件在通过电流时，在其两端均存在电压。,电压是电路中形成电流的原因，是驱动电路中的电荷发生定向运动的原因，而电源的作用是为用电器两端提供电压。,电压用字母U表示，电压的

3、单位是伏特，简称为伏，符号是V。,如何表示电压？,一节干电池的电压为1.5V，一节铅蓄电池的电压为2V，手机电池电压为3.6V，对人体的安全电压为不高于36V，家庭电路的电压为220V。,如何测量电路中一个用电器两端的电压呢？,电路中的电压可以用电压表来测量，测量时要将电压表与待测用电器并联。,电压表的使用规则是：电压表要并联在电路中；、要使电流从“+”接线柱流入，从“一”接线柱流出；、要使被测电压不超过电压表最大量程(如无法确定电压大小，应先选用大量程)。、可以把电压表直接接到电源的两极上。,电路中的用电器对电流具有阻碍作用，我们用电器的电阻值表示电器对电流的阻碍作用的强弱。,电阻,电阻值用

4、符号R表示，单位是欧姆，简称欧，符号是,猜想：用电器的电阻值的大小有什么因素有关呢？,导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定与导体的材料、长度、横截面积和温度。 R=L/s,例1、一节干电池的电压为_V，对人体安全的电压不高于_V. 例2、2.4V mV uV； 2M= K= 。 例3、要直接测定灯泡L2的电压，在下列几种电路中正确的是（ ）,1.5,36,2.4103,2.4106,2103,2106,C,例5、使自由荷定向移动形成电流的原因是：（ ） A、电量 B、电流 C、电压 D、电路是通路 例6、如图2所示闭合开关S，电压表测出的电压是：（ ） A 、 Rl两端的电压 B、R2

5、两端的电压； C、Rl和R2两端的总电压 D、电源两端的电压。,例4、读出下列各图的示数： 甲 ，乙 。,1.6V,12.5V,C,B,电压表测量哪个灯泡两端的电压,识别电路时电压表的处理 采用遮盖法,理解：电压表在电路中相当于开路但不是开路,同种材料制成的甲、乙、丙三根电阻线，已知甲比乙长，但横截面积相等，丙比乙粗，但长度相等，则甲、乙、丙三根电阻线的电阻大小是 ( ) A、一样大 B、甲最大 C、乙最大 D、丙最大,B,关于导体电阻的大小，下列说法正确的是( ) A、同种材料制成的导线，长度和横截面积越大，电阻越大 B、同种材料制成的导线，长度越小，横截面积越大，电阻越小 C、铜导线和铁导

6、线，只要长度和横截面积相同，电阻就相等 D铜导线一定比钨导线的电阻小,B,电流,电荷定向移动,I,A,电流表,电压,使电荷移动形成电流的原因,U,V,电压表,电阻,导体对电流的阻碍作用,R,复习,用电器对电流具有阻碍作用，即有一定的电阻值，电流流过用电器后在用电器两端就存在电压，那么，用电器两端的电压、电阻和流过的电流值三者之间有什么关系呢？,电压越大，对电流的推动作用也越大；电阻越大，对电路中的电流的阻碍也越大。请大家猜测它们三者之间的关系。,当电路中的电阻一定时，电压越大，电流。,猜想1,猜想2,当电路中的电压一定时，电阻越大，电流。,越大,越小,实验探究,探究电流、电压、电阻三个物理量之

7、间的关系。,条件控制： a、保持不变，改变，研究电流与电压之间的关系。 b、保持不变，改变，研究电流与电阻之间的关系。,电阻,电压,电压,电阻,R,滑动变阻器的原理是：靠改变电阻线连入电路中的长度来改变电阻。,当将滑动变阻器的滑片P向右移动时，下图中的哪一种连接方法可使变阻器连入电路部分的电阻增大（ ）,A,实验一电阻不变时，电流与电压的关系,保持电阻不变时，电流跟电压成关系。,结论1：,5,2,1.5,1,正比,表格中的数据由实验时实际的填写。,0.2,0.3,0.4,实验二电压不变时，电流与电阻的关系,2,8,4,2,结论2：,保持电压不变时，电流跟电阻成关系。,反比,根据情况可以填入实际

8、数据,0.5,0.25,1,总结：导体中电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。,保持电阻不变时，电流跟电压成正比关系。,结论1：,结论2：,保持电压不变时，电流跟电阻成反比关系。,欧姆定律,欧姆是一个很有天才和科学抱负的人，他长期担任中学教师，由于缺少资料和仪器，给他的研究工作带来不少困难，但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究，自己动手制作仪器。欧姆定律发现初期，许多物理学家不能正确理解和评价这一发现，并遭到怀疑和尖锐的批评。研究成果被忽视，经济极其困难，使欧姆精神抑郁。直到1841年英国皇家学会授予他最高荣誉的科普利金牌，才引起德国科学界的重视。 人们为纪念

9、他，将测量电阻的物理量单位以欧姆的姓氏命名。,二、欧姆定律,1.内容：导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。这个规律叫欧姆定律。,2.公式：,3.变换公式：,U=IR,三、课堂练习,1.有人根据公式R=U/I跟公式I=U/R在形式上相似，把电阻R说成跟电压成正比，跟电流成反比。你认为这种说法对吗？为什么？,2.当加在某导体两端电压为4V时，通过它的电流为0.25A，则这导体的电阻为_；当加在它两端的电压增大1倍时，该导体的电阻为_ ,导体中通过的电流为_A 。,答：不对。因为电阻是导体本身的一种性质，它只跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关，跟电流、电压无关。,1

10、6,0.5,16,3.试根据欧姆定律，完成下列表格。,4,15,5,例题2：一个电热水器工作时电热丝的电阻是22欧，通过的电流是10安，求电热水器工作时两端的电压。,解：已知R22欧，I10安,UIR10安22欧220伏,答：电压是220伏。,已知电阻、电流，求电压,例题3：一个定值电阻与一个滑动变阻器串联后接在电源上，用电压表测得定值电阻两端的电压是6伏，又用电流表测得通过定值电阻的电流是0.3安，求这个定值电阻的阻值。,解：已知U6伏，I0.3安, 20欧,答：阻值是20欧。,已知电流、电压，求电阻,车床照明灯的电压是36V，它正常工作时灯丝的电阻是32。求通过灯丝的电流。,R=32,I=

11、？,U=36V,已知：,U=36V,R=32,求：,I=？,答：车床照明灯正常工作时，通过灯丝的电流约为1.13A.,解：,I=,U,R,36V,32,=,1.13A,在如图所示的电路中,调节滑动变阻器 R，使灯泡正常发光,用电流表测得通过它的电流值是0.6A。已知该灯泡正常发光时的电阻是20,求灯泡两端的电压。,已知：,R=20,求：,解：,U=?,U=IR,=0.6A20,两端的电压是12V。,=12V,答：,I=0.6A,某同学用一只电流表和灯泡串联，测得它正常发光时的电流是0.18A，再用电压表测得灯泡两端的电压是220V，试计算灯丝正常发光时的电阻值。,U=220V, I=0.18A

12、,R=?,灯丝正常发光时的电阻值为1222,=1222,如何测量一个待测电阻(或小灯泡）的阻值? 1、请画出测量的电路图； 2、列出所需器材； 3、写出测量步骤。,伏安法测电阻,1.有甲乙两导体，甲导体的电阻是2，两端电压是2V；乙导体的电阻是，两端电压是8V。某学生计算甲导体中的电流I甲时，列出：,课堂练习,试指出以上计算过程错在何处？并用正确的方法计算出甲乙两导体中通过的电流值。,误将乙导体两端的电压作为甲导体两端的电压。,答：,正解：,2.加在某一电阻器两端的电压为5V时，通过它的电流是0.5 A，则该电阻器的电阻应是多大？如果两端的电压增加到20V，此时这个电阻器的电阻值是多大？通过它

13、的电流是多大？,已知：,已知：,U1=5V，I1=0.5A,求：R=？,解：,U2=20V，R=10 ,解：,求：I2=？,3、某电流表的电阻约为0.1，它的量程是0.6A，如将这个电流表直接连接到2V的蓄电池的两极上，会产生什么后果？,试一试,德国物理学家欧姆用 的方法研究了电流与电压和电阻的关系，得到导体中的电流跟导体两端的电压成 ，跟导体的电阻成 。其数学表达式为 ，其中I、U、R三者是对 电路而言。,2 当某段导体两端的电压是3伏特时，通过它的电流是0.6A,则导体的电阻是 欧姆;当导体两端的电压减小一半时,则导体的电阻是 欧姆.,3.下列说法正确的是 A.导体电阻一定时,电压跟电流成

14、正比 B.导体电阻一定时,电流跟电压成正比 C.电压一定时,电阻跟叫流成正比 D.电压一定时,电流跟电阻成反比,4.一个20欧姆的电阻,接在4节干电池串联的电源上,要测得这个电阻的电流和两端的电压,电流表和电压表选的量程应为 A.0-0.6A, 0-3V B.0-0.6A 0-15V C.0-3A 0-3A D.0-3A 0-15V,5.如果通过导体的电流变小了则 A.此导体的电阻一定增大 B.导体两端的电压一定变小 C.导体的电压不变,导体的电阻变小 D.导体的电压可能减小,而导体的电阻可能增大,6.当滑片P向右移动时,电压表和电流表的读数将如何变化?,如图所示,电源电压不变,当开关由闭合到

15、断开时,两电流表的示数如何变化?,断开时,闭合时,U,7,如图所示的电路中,电源电压为6V,电压表示数为4V,则电流表示数为 A,R1的阻值是 欧姆.,等效电路,6V,=4,4V,如图所示当开关由断开到闭合时,各表的示数如何变化?,如图所示,地测量电阻的实验中RX为待测电阻,R为变阻器在圆圈内填上两表符号移动滑片P是为了改变 。在连接电路过程中开关应 。滑片应位于 端。设R为3欧姆连接实物图。,一段导体两端的电压2伏特时，导体中的电流为0.5A，如果两端的电压增大到4伏特时，导体中的电流为多大。,4.电灯L1和L2的电阻分别是16和20，它们如图所示接在电路中，已知电源电压为8伏且保持不变，试

16、求通过灯L1和L2的电流。,L1,L2,S,第二节 交流电,相交流电具有上述优点，所以获得了广泛应用。 一、交流电可以方便的用变压器改变电压.远距离输送. 二、交流电机构造简单. 三、交流发电机构造简单,生产交流电比直流电价格低. 四、在用直流电的地方用整流器将交流电变为直流电 比用直流发电机造价低. 五、可以用变压器把交流电变成高压，这样线路中的电流就可以小一些，线路上的损耗就低一些。到目的地后可以再用变压器变成低压。,定义：三相电的概念,我们知道线圈在磁场中旋转时，导线切割磁场线会产生感应电动势，它的变化规律可用正弦曲线表示。如果我们取三个线圈，将它们在空间位置上相差点120度角，三个线圈

17、仍旧在磁场中以相同速度旋转，一定会感应出三个频率相同的感应电动势。由于三个线圈在空间位置相差点120度角，故产生的电流亦是三相正弦变化，称为三相正弦交流电。工业用电采用三相电，如三相交流电动机等。相与相之间的电压是线电压，电压为380V。相与中心线之间称为相电压，电压是220V。,常见的低压供电系统,在三相交流电力系统中，作为供电电源的发电机和变压器的三相绕组的接法通常采用星形联接方式。当从中性点引出中性线时，就形成了三相四线制系统。,V,W,O,U相,U线,相线（火线）,相线（火线）,中性线,相线（火线）,对于家庭用电和动力用电相混合的地区，一般采用采用相电压为220V，线电压为380V 的

18、三相四线制配电。 负载如何与电源连接，必须根据其额定电压而定。,交流电的三要素,1、 最大值（幅值）Im、Um、Em 2、 频 率Hz 3 、初 相,正弦交流电 大小、方向随时间做周期性变化,如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。,正弦交流电路,国 家 规 定,根据JGJ/T-1992民用建筑电气设计规范 ，凡是新建、扩建、企事业、商业、居民住宅、智能建筑、基建施工现场及临时线路,一律实行三相五线制供电方式,做到保护零线和工作零线单独敷设.对现有企业应逐步将三相四线制改为三相五线制供电,具体办法应按三相五线制

19、敷设要求的规定实施.,在三相交流电力系统中，作为供电电源的发电机和变压器的三相绕组的接法通常采用星形联接方式。当从中性点引出中性线时，就形成了三相四线制系统。,V,W,O,U相,U线,相线（火线）,相线（火线）,中性线,相线（火线）,什么是电源中性点？,中性点是指变压器低压侧的三相线圈构成星形联结，联结点称中性点，又因其点为零电位，也称零线端，一般的零线就从此点引出的。中性点接地后，所有该电网覆盖面的设备接地保护线可就近入地设置为地线，一旦出现漏电可通过大地传导回路到变压器中性点，以策安全。,定义：三相五线制,在三相四线制制供电系统中,把零线的两个作用分开,即一根线做工作零线(N),另外用一根线专做保护零线(PE),这样的供电结线方式称为三相五线制供电方式.三相五线制包括三根相线、一根工作零线、一根保护零线.三相五线制的接线方式如下图所示.,如采用三相五线制供电方式，用电设备上所连接的工作零线N和保护零线PE是分别敷设的，工作零线上的电位不能传递到用电设备的外壳上，这样就能有效隔离了三相四线制供电方式所造成的危险电压,使用电设备外壳上电位始终处在“地”电位，从而消除了设备产生危险电压的隐患。,从线路的性质上来说，火线