1、,電工電子技術基礎,歡迎學習,電工電子技術基礎是根據目前職業教育理論知識、以“必需、夠用”為度，加強基本技能訓練的教學思想，采用理論和實踐相結合的教學方式，系統介紹電工、電子技術方面的基本知識和基本技能。全書共10章，主要內容包括：電路的基本知識、直流電路的分析與計算、磁場與電磁感應、電容器、單相交流電路、三相交流電路、常見半導體器件、放大電路、直流穩壓電源、數字電路等。本書可作為中等職業學校、技工學校、技師學院和職業院校電工電子課程的教材，也可供相關從業人員參考使用。,前 言,下面提出具體的要求： 1、課堂要求 不缺課、不遲到、不早退、不講話、不溜號、不睡覺。, 認真聽課，積極思考，主動學習

2、，要有意識地鍛煉自己分析問題和解決問題的能力 加強習題訓練，獨立認真完成作業，要養成良好的學習態度和嚴謹的科學作風； 善于總結，勤于思考，及時答疑。,本課程的學習要求,2、作業本要求 每次課后留23道題，每周第一次課上課前交作業。 每人準備兩個作業本，輪換使用。封面上寫清班級、學號、姓名。 3、對作業的要求： 字跡工整，容易辯認； 步聚清楚、完整。 先抄題、畫圖，再解題。 畫圖時一定要用尺畫，畫上的符號、標記要完整、清晰。 可以互相探討并參考有關資料，但不允許抄作業； 對于不符合要求的作業，將給予警告！或不批改！嚴重者將在作業上注明“重做！”字樣，并且，此次作業為無效，視為一次作業未交。,1.

3、1 電路的概念,1.2 電路中的主要物理量,1.3 電阻,1.4 歐姆定律,1.5 電功與電功率,1.6 技能訓練: 驗證歐姆定律的接線及測量（包括萬用表的原理、使用和電流、電壓、電阻等基本物理量的測量方法）,學習內容,第1章 電路的基本知識,1、了解電路的組成，理解并熟悉 電路中基本物理量的概念和內涵 2、掌握電阻定律、歐姆定律和內涵 3、掌握電功和功率的概念及計算 4、了解電流熱效應的應用和可能造 成的危害， 5、掌握焦耳定律的內涵及熱量計算,第1章 電路的基本知識,學習目標,1.1.1 電路和電路的組成,1.1 電路的概念,1.1.2 電路圖,隨著科學技術的快速發展，電工技術已廣泛用于生

4、產、生活的各個方面。盡管目前使用的電氣設備種類繁多，但基本上都是由各式各樣的基本電路組成的，因此，掌握電路的基本知識十分重要。,各種電氣設備、電子儀器要工作和運行、都得依靠各種不同的電路來實現，而了解電路的組成是分析和設計電路的基礎。,1.1.1 電路和電路的組成,電流流經的路徑稱為電路。它是由各種電氣設備和元器件按照一定的連接方式構成的電流通路。電路一般由電源、負載和中間環節（導線和開關）等基本部分組成。這三部分也稱為組成電路的“三要素”。,手電筒實體電路,電路模型,電路的組成-實例分析,如,手電筒電路,電源,開關,負載,手電筒電路由電池、燈泡、開關和導線等組成一個 閉合的電流的通路。電流通

5、過燈泡后發光，它將電 能轉換成為光能和熱能。,電源,負 載,中間環節,+,-,圖1.1 手電筒實物及電路,電路的組成-手電筒實物及電路,電源-是將其他形式的能轉換為電能的裝置。它的作用是將機械能、化學能、光能、水能等其他形式的能轉換為電能。,如：,發電機、干電池、蓄電池、太陽能電池、信號發生器等。,1）電源, 電路的存在十分普遍，實際電路的種類很多，就其功能大致可分為強電電路（供電電路）和弱電電路（信號電路）。,電源實物圖,電源是把其他形式的能轉換成電能的裝置。實物如下圖,2）負載,負載-是將電能轉換成其他形式能量的裝置。它的作用是將電能轉換成光能、熱能、機械能等其他形式能量。,如:,電動機、

6、燈泡、電爐等。, 在電子電路中，按電流和電壓的種類可分為直流電路和交流電路。,負載實物圖,負載-它把電能轉換成其他形式能量的裝置。也稱用電設備或用電器，是應用電能的裝置。實物如下圖所示：,3）中間環節（導線和開關）,中間環節（導線和開關)-導線是用來連接電源和負載的元件，開關是控制電路接通和斷開的裝置。中間環節在電路中起著傳遞、控制和分配電能的作用。,如:,導線、開關、熔斷器、測量儀表等。, 按供電的相數來分可分為單相電路和三相電路。,常見導線實物圖,控制和保護裝置,為了使電路安全可靠地工作，電路通常還裝有開關、熔斷器等器件，對電路起控制和保護作用。, 知識擴展 ,熔斷器，俗稱保險絲，是低壓供

7、配電系統和控制系統中最常用的安全保護電器，主要用于短路保護，有時也可用于過載保護。,供電電路可以實現電能的傳輸、分配和轉換。,電力系統中：,電子技術中：,信號電路可以實現電信號的傳遞、存儲和處理。, 電路的作用就是實現電能的傳輸、轉換和分配，信號的傳輸和處理。,供電電路的輸送知識,供電電路的作用：1）對電能進行傳輸、分配和轉換。,信號電路的傳送知識,信號電路的作用：2）對信號進行傳遞、存儲和處理。,1.1.2 電路圖, 用國家統一規定的圖形符號畫成的電路模型圖稱為電路圖。,如右圖所示,手電筒實體電路,電路模型,（1）電路模型 是由理想元器件和理想導線的符號構成的電路圖。以后書本上所繪的電路圖都

8、是由理想元件構成的電路模型。,（3）電路圖繪制的特點,（2）理想元器件 在實體電路中使用的元器件較為復雜，為便于對電路進行分析和研究，為了繪圖方便和標準化，國家規定了各種電氣元器件的圖形符號，稱為理想元器件。,電路圖并不反映電路的幾何尺寸和設備的具體結構，也不反映設備和元件的真實位置，不要求按比較繪制。它只反映電路中電氣方面相互聯系的實際情況，便于對電路進行分析和計算。,表1.1 部 分 電 工 圖 形 符 號 （摘自GB/T47282000）,在今后學習中，我們在課堂上所分析和計算的都是指電路模型，簡稱電路。在電路圖中，各種電路元件用規定的圖形符號表示。 如常用的手電筒，其電路模型如下圖所示

9、，電路中燈泡用電阻元件表示，其參數為電阻R，電池是電源元件，其電動勢可用E，電池與燈泡的連接還有導線和開關，其電阻微小忽略不計，認為是一個無電阻的理想導體。,4）電路圖的繪制,如右圖所示,用規定的圖形符號表示電路連接情況的圖稱為電路圖。,【實訓練習】繪制電路圖,想一想,檢驗學習結果,電路由哪幾部分組成？試述電路的功能？,繪制電路圖時常采用哪幾種符號？它們代表什么含義？,何謂電路模型？,學好本課程，應注意抓好四個主要環節：提前預習、 認真聽課、及時復習、獨立作業。還要處理好三個基本 關系：聽課與筆記、作業與復習、自學與互學。,第1.1小節學習結束。 Goodbye!,1.2 電路中的主要物理量,

10、1.2.1 電流,1.2.2 電壓和電位,1.2.3 電動勢,引子：水在水管中沿著一定方向流動，水管中就有了水流。電荷在電路中沿一定方向移動，電路中就有了電流。本節主要學習電流、電壓、電位、電動勢等幾個電路中常用物理量。,1.2.1 電流 （I-代表符號）,1）電流的定義,電荷的定向移動形成電流。因此，要形成電流必須要有可自由移動的電荷。金屬導體中帶負電的電子，電解液中的正、負離子就是自由移動的電荷。,電流的方向：人們習慣上把正電荷定向移動的方向規定為電流的方向。,在金屬導體中，電流的方向與自由電子實際定向移動的方向相反。,在金屬導體中，電流的方向與自由電子實際定向移動的方向相反。,如右圖所示

11、,2）導體中電流的方向,電流實際方向,3）電流的大小,電流有大小之分，電流的大小取決于單位時間內通過導體橫截面的電荷量。若在時間t內，通過導體橫截面的電量為Q，則電流的大小為 ：,表達公式右圖所示,式中： I-代表電流。單位為安（A） Q-代表電荷量。單位為庫侖（C） t-代表時間。單位為秒（S）,4）電流的單位：,在國際單位制中，電流的單位是安培【A】，簡稱安。實際應用單位有千安【kA】 ，較小的單位還有毫安【mA】和微安【A】。,千安(kA)、安培(A) 、毫安(mA)、微安(A) 它們之間的換算關系是： 1kA=1000A 1A=1000 mA 1mA= 1000A,備注： 1A（安培）

12、=1C(庫侖)/s(秒),想一想！320uA的電流相當于多少mA ?,在進行電路分析計算時，電流的實際方向有時難以確定，為此，可以預先假定一個電流方向稱為電流參考方向（也稱正方向），并在電路中用箭頭標出。當電流的實際方向與參考方向一致時，則電流為正值，即“+”號；反之，電流為負值，即“”號。因此，只有在參考方向選定之后，電路值才有正負之分。,5）電流的參考方向,電流流經電阻的方向,直流 ：凡大小和方向都不隨時間變化的電流稱 為直流電流，用“I”表示。,6）電流的種類,電子電路按電流與電壓的種類可分為直流電和交流電兩種,交流：凡大小和方向都隨時間變化的電流稱為 交流電流，用“i”表示。,交流電在

13、工業生產和日常生活中應用極為廣泛，如電網供給的照明用電、動力設備用電等都是交流電。,【例1.1】已知流經某導體橫截面的電流為1.5A，問在多少時間內通過導體橫截面的電量為60C？,7）電流、電量、時間的計算實例,若一根導線截面上每秒恒定通過的電荷量為2C，那么通過導線的電流為多大？若2s內通過的電荷量為2C，導線的電流又為多少？,想一想,1.2.2 電壓和電位,1. 電壓（ U-為代表符號） 電壓是衡量電場力做功大小的物理量，用字母U表示。單位為伏特（V），簡稱伏。如圖所示，在電路中，電場力把單位正電荷從a點移到b點所做的功Wab，定義為a、b兩點間的電壓Uab 。,單位正 電荷a點,單位正

14、電荷b點,參 考 點,電壓與電位,電壓就是衡量電場力做功能力大小的物理量。,1.2.2 電壓,在電路中，電流之所以能夠持續的產生，是因為有相當于水泵一樣功能的干電池存在，電池具有持續產生電壓的能力。電壓在電路中的作用相當于水壓的作用，所以能保證電流的持續流通，不斷地為負載提供能量，使電路正常工作。電壓是一個既有大小又有方向的量，通常用正負極性表示電壓的方向，電壓的大小一般用 U 表示。,2）電壓的定義公式,表達公式右圖所示,式中： Wab -是電場力將正電荷從a點移到b點所做的功，單位是焦耳（J）。 Q-為被移動的正電荷量，單位是庫侖（C）。 Uab -為a、b兩點間的電壓，記為Uab。單位是

15、伏特（V），簡稱伏。,電壓Uab就是電場力把單位正電荷Q從a點移到b點所做的功Wab,3）電壓的單位換算,電壓的國際單位制是伏特V，常用的單位還有千伏【KV】毫伏mV和微伏【 V 】。等，換算關系為：,1KV=1000V 1V=1000mV 1mV=1000uV,即：1 kV=103V=106mV=109V,想一想 練一練！ 0.56V的電壓相當于多少mV?,在分析與計算電路時，按照所選定的參考方向電壓為正值（U0），表明電壓的實際方向與參考方向一致，電壓為正值，即“+”號；電壓為負值（U0），表明電壓的實際方向與參考方向相反，電流為負值，即“”號。,電壓同電流一樣，也先要任意選定其參考方向，

16、電壓的參考方向可用箭頭在圖上表示，由起點指向終點；也可用雙下標表示，前一個下標代表起點，后一個下標代表終點，如圖（a)；電壓的方向還可以在起點標正號（+）、終點標負號（-）表示，如圖（b）。,3）電壓的參考方向,如果在電路中選定一個參考點，則電路中某一點與參考點之間的電壓即為該點的電位。單位：伏特（V）。,4）電位的定義,如右圖所示： 若取O點為參考點，則,計算電位時，必須先任意選定電路中的某一點作為參考點，并規定該點的電位為零（參考點就是零電位點）。,參 考 點,如上圖所示，由于Uao=Uab+Ubo，若取O點為參點， 則 Va=Uab+Vb 故 Uab=Va-Vb,5）電壓與電位的關系,如

17、右圖所示,結論：電路中任意兩點間的電位之差就等于這兩點之間的電壓，故電壓又稱電位差。,參 考 點,通常選大地作為零電位參考點，在電子儀器和設備中又常把金屬外殼或電路的公共接點定為零電位點。 零電位的符號有兩種：“ ”表示接大地，“ ”表示接機殼或公共點。,直流情況下,6） 高中物理課中電壓的定義,高中物理課對電壓的定義是：電場力把單位正電荷從電場中的一點移到另一點所做的功。其表達式為：,注意：變量用小寫字母表示，恒量用大寫字母表示。,電工技術基礎問題分析中，通常規定電壓的參考正方向由高電位指向低電位，因此電壓又稱作電壓降。,從工程應用的角度來講，電路中電壓是產生電流的根本原因。數值上，電壓等于

18、電路中兩點電位的差值。即：,圖1.8 測量電壓的儀表,參考書： 電位的概念,電位實際上就是電路中某點到參考點的電壓，電壓常用雙下標，而電位則用單下標，電位的單位也是伏特V。,電位具有相對性，規定參考點的電位為零電位。因此，相對于參考點較高的電位呈正電位，較參考點低的電位呈負電位。,【案例1.2】電位、電壓的測定 本案例通過電位值、電壓值的測定，驗證電位的相對性和電壓的絕對性。 【操作步驟】 （1）在實驗線路板上按照下圖連線好電路。,【實訓】電位、電壓的測定（1）,電路如右圖所示,實訓注意事項,1在啟動實驗電源之前，應使直流穩壓的輸出端旋紐置于零位，實驗時再緩緩地增、減輸出。 2使用各儀表測量直

19、流量時要正確選擇表筆的極性，同時讀數要正確。讀指針表讀數時，應正視表面，同時認清所選測量檔的標度尺；記錄時要標出正、負號。 3穩壓源輸出端（即兩個電極）不允許短路。 4不能用萬用表的電流檔和電阻檔測量電壓值，不能帶電測電阻。 5改接線時，要斷開穩壓電源，以避免帶電操作。,（2）檢查電路連接無誤后，接通電源（通電前將穩壓電源調至9V）。,【實訓】電位、電壓的測定（2）,（3）用數字萬用表進行測量電位值值（量程調至10V的直流電壓擋）。 以d點為參考點，分別測量a、b、c、d、g、h各點電位值及電壓值Uhb、Uba、Ubc、Ucd、Uda、Uhg，將測量數據記入表1-2。 以a點參考點，重復步驟。

20、,表1.2 測量數據記錄,結論： （1）電位具有 ，它的大小與參考點的選擇 。 （2）電壓具有 ，它的大小與參考點的選擇 。,【實訓】數據記錄（4）,注意： 測量電位時，若用指針萬用表測量，則用萬用表的黑表筆接參考點，紅表筆接被測點。當指針萬用表的表針正向偏轉，則表示電位值為正；若表針反向偏轉，應調換表筆，然后讀出數值，此時電位值為負值。 測量電壓時，應將萬用表的紅、黑表筆并接在被測電路的兩點上，表針正向偏轉，則電壓值為正值；若發現表針反向偏轉時，應調換表筆，此時的電壓值為負值。,【實訓】注意事項（3）,【綜合練習案例】,在下圖中，已知Uco=3V，Ucd=2V。試分別以d點和o點為參考點，求

21、各點的電位及d、o兩點間的電壓Udo。,想一想 練一練！,解：（1）以D點為參考點，即,因為,所以,又因為,所以,（2）以O點為參考點，即,因為,所以,因為,所以,【綜合案例解答】,特別提示： 電位參考點的選擇是任意的，參考點不同，電路中的同一點的電位也會隨之改變。,檢驗學習結果,什么是電流？形成電流的條件？金屬導體和電解液中分別有什么是可自由移動的電荷？,求下圖電路中開關S閉合和斷開時B點的電位。,試述電壓和電位的異同，若電路中兩點電位都很高，則這兩點間電壓是否也很高？,1.2.3 電動勢（E-代表符號）,在下圖中，為使水在C管中持續不斷地流動，必須用水泵把B槽中的水不斷地泵入A槽中，以維持

22、兩槽間的固定水位差，也就是要保證水管C兩端有固定的水壓。電源與水泵的作用相似，在電源內部，電源把正電荷由電源的負極搬到正極在電路中持續不斷地流動。電源是利用非電場力把正電荷由電源的負極搬到電源的正極。,為了衡量電源內部非電場力做功的能力，引入電動勢的概念：在電源內部，電源力將單位正電荷從電源負極b移動到正極a所做的功稱為電源的電動勢。用字母E表示，單位為伏特（V）。,電動勢的方向規定為電源內部由負極指向正極。對于一個電源來說，在外部不接負載時，電源兩端電壓的大小等于電源電動勢的大小，但方向相反。,1）電動勢的定義,表達公式右圖所示, 電動勢定義的理解 ,表述電源都有一定的轉換電能的本領； 電源

23、兩端的電位差 電動勢只存在于電源內部，其實際方向與電壓的實際方向相反。,想一想！,第1.2小節學習結束。 Goodbye!,1.3 電阻,1.3.1 導體的電阻,1.3.2 電阻定律,1.3.3 電阻器的主要指標和標志方法,引子：常用的導線通常是用銅或鋁制作的，特別重要的電氣設備的導線還要用價格昂貴的銀來制作，鐵又多又便宜，為什么不用鐵來做導線呢？這與它們的導電性有關!,1.3.1 導體的電阻（R-代表符號）,當電流通過導體時，導體中的自由電子在移動的過程中不斷地與導體中的原子發生相互碰撞，這種碰撞對電子的運動起阻礙作用。導體對電流的阻礙作用稱為導體的電阻。,1) 導體的電阻,電阻產品實物圖,

24、電阻元件圖符號,線性電阻元件伏安特性, 電阻器簡稱為電阻；常見的電阻有金屬膜電阻、碳膜電阻、水泥電阻、玻璃電阻、保險電阻、繞線電阻等。白熾燈、電爐和電烙鐵等也可以看作是電阻。電阻消耗的電能一般是以熱能形式釋放，所以，電阻或導線通過電流時會發熱。,在一定的溫度下，各種電阻器的阻值一般為常數，與所加電壓和通過的電流無關，這時，稱為線性電阻。線性電阻的阻值只與導體材料和幾何尺寸有關。隨著電壓或電流的變化而電阻值不同的稱為非線性電阻。,1) 電阻的分類和電阻的性能,（1）熱敏電阻。 （2）光敏電阻。 （3）壓敏電阻。 （4）濕敏電阻。,常見的敏感電阻器如下,2）電阻的單位,電阻的單位是：歐姆（）、 常

25、用單位還有：千歐（k）、兆歐(M),它們的換算關系是： 1K=1000, 1 M=1000k 即：1M=103k=106,1.3.2 電阻定律,實驗表明：導體的電阻不僅與導體自身的材料有關，而且與導體的長度成正比，與導體的橫截面積成反比，這個結論稱為電阻定律。,式中 導體的電阻率，單位為歐米（m）,它是反映材料導電性能好壞的物理量。,表達公式右圖所示,電阻率是反映材料導電性能好壞的物理量， 越大，導體的導電性越差。不同材料的導體其電阻率也不同。在金屬導體中，銀的電阻率最小，導電性能最好，但價格昂貴，銅和鋁的電阻率也較小，作為導電材料，銅用得較多。,表1.3 幾種常見材料在20時的電阻率,1）常

26、見材料的電阻率,【例1.2】 試計算長度為100m，橫截面積為2.5mm2的鋁導線在20時的電阻值是多少？ 解：由表1.3可以查出鋁的電阻率為：,2）電阻率計算實例,1.3.3 電阻器的主要指標和標志方法,1）電阻器的主要指標 1、標稱阻值-為了便于生產，同時考慮到能夠滿足實際使用的需要，國家規定了一系列數電阻值作為產品的標準，稱為電阻器的標稱阻值。電阻器的標稱阻值應為表中所列數千值的10n倍，n為正整數、負整數或零。,2、允許偏差-電阻器的標稱阻值與實際阻值不完全相符，存在著誤差（偏差）。當R為實際阻值、RH為標稱阻值時，允許偏差的表達式為：（R-RH）/RH。允許偏差表示電阻器阻值的準確程

27、度，常用百分數%表示。,3、標稱功率-也稱為額定功率，是指在一定的條件下，電阻器長期連續工作所允許消耗的最大功率。,普通電阻器的標稱阻值系列,電阻器的標稱值應符合表中所列數值乘以10n倍，其中n為正整數、負整數或零。,(1)電阻器的性能指標主要是指電阻的標稱阻值、允 許偏差、額定功率、最高工作電壓、穩定性、溫度特性等 參數，其中主要指標是標稱阻值、允許偏差和標稱功率。,2) 電阻器的標志方法,直標法是將額定功率、標稱阻值、允許偏差等電阻器的性能指標用數字和文字符號直接標在電阻器的表面上。,色標法是用顏色表示元件的各種參數并直接標注在產品上的一種標志方法。采用色環標注的電阻器，顏色醒目，標志清晰

28、，不易褪色，從各方向都能看清阻值和偏差，有利于電氣設備裝配、調試和檢修。,(2)電阻的標志方法如下：,1）直標法示圖,直標法用阿拉伯數字、符號在電阻體表面直接標注阻值和允許偏差的方法。適合于體積較大的電阻標注。,直標法識讀示例,其中，用阿拉伯數字和文字符號來標稱電阻器主要參數的方法。適合于體積稍大（或較大）的電阻標注。,文字和數字符號標注示例,3）色標法,色標法用不同顏色的色環在電阻器表面標出標稱阻值和允許偏差的方法。,四環色標法,五環色標法,四環色標法,五環色標法,表1.5 電阻值的色標符號,3）電阻器色標法含義,電阻器的色環標志法,四色環標注法,五色環標注法,識別電阻器的色標: 小功率的電

29、阻器多數情況下用色環表示。特別0.5W2W 以下的碳膜電阻器和金屬膜電阻器較為普遍采用色標法標注 電阻器大小及精度等。 色環標注電阻器的色環可分為三環、四環、五環3種。 具體含義如表1.5所示：要認真背熟各種顏色所代表 不同的數值。如：紅色代表“2”，黃色代表“4”等。,識別首位色環: 準確識別首位色環，對準確讀出電阻器的標稱值非常 重要。因為電路中的電阻器可能會隨意放置，并不一定首 位色標在左邊，如果首位錯定為另一端，則數據必定全錯。,下面介紹幾點識別首位色環的方法： 1）在一般電阻器的色環中，金色環、銀色環一般表示電阻的精度，如果在色環中有金或銀色環，則通常此色環為末位色環。 2）最靠近引

30、線端的色環是首位色標，依此可定出其右邊的第二、第三、第四和五位色環。 3）當色環中與最后一環的顏色相同時，則可通過色環之間的距離來判斷，即第一環與第二環之間的距離比最后一環與前一環的距離小。 4）如果色環中沒有金或銀色環，并且無法準確判斷哪個色環最靠近引線端，可以先用萬用表測量一下，然后根據所測阻值，來確定“乘數位”色環的顏色，繼而判斷出首位色環的顏色。,例1：阻值為26000、允許偏差5%的電阻器，表示方法如下圖（a）所示。,例2：阻值為17.4、允許偏差為1%的電阻器，表示方法如上圖（b）所示。,4）電阻器的色標方法：實例,例3：根據規定表1.5中電阻的阻值為黃 紫 紅 金，試求色環電阻的

31、阻值為多少 ？,第1.3小節學習結束。 Goodbye!,1.4 歐姆定律,1.4.1 部分電路歐姆定律 1.4.2 全電路歐姆定律 1.4.3 電源的外特性,1.4.1 部分電路歐姆定律,1）中學基礎知識： 只含有負載而不包含電源的一段電路稱為部分電路。,2）通過實驗得知：導體中的電流，與導體兩端的電壓成正比，與導體的電阻成反比，這個規律稱為部分電路歐姆定律。,表達公式右圖所示,【例1.3】當一個白熾燈接上4.5V電壓時，其燈絲的工作電阻值為1.5。試問此時流經燈泡的電流是多少？,3）部分電路歐姆定律計算實例,【例1.4】當一個電爐接上220V電壓時，電爐的工作電阻值為1k。試問此時流經電爐

32、的電流是多少？,想一想 練一練！,220A對嗎？,1.4.2 全電路歐姆定律,1）全電路是指含有電源的閉合電路。,電源中電動勢,電源中內阻,簡單的全電路右圖所示,外電路電阻,圖中的點畫線框內代表一個實際的電源，電源的內部一般都是有電阻的，這個電阻稱為電源的內電阻，用字母r表示。,圖1-14全電路歐姆定律電路圖,2）電源內電阻的繪制圖,實際上電源的內部一般都是有電阻，這個電阻稱為電源的內電阻，簡稱電源內阻，用字母r表示。 為了看起來方便，通常，在電路圖上把r單獨畫出。事際上，電源內電阻是在電源內部，與電動勢是分不開的，因此，在繪制電路圖時，可以不單獨畫出來，只要在電源符號的旁邊注明內電阻的數值就

33、行了。,3）全電路歐姆定律的表述過程,前面我們已經學習過，當開關S斷開時，電源的端電壓在數值上等于電源的電動勢（方向是相反的）。當開關S閉合時，我們用電壓表測量電源的端電壓，發現所測數值比開路（斷開）電壓小，或者說，閉合電路中電源的端電壓小于電源的電動勢。這是為什么呢？這是因為電流流過電源內部時，在內電阻上產生了電壓降Ur，而Ur=Ir。可見電路閉合時，電源端電壓U應該等于電源電動勢E減去內壓降Ur，即：U=E-Ur=E-Ir=IR。 故：E=IR+Ir=I(R+r)，即:I=E/R+r,全電路歐姆定律-電路過程分析,電源中電動勢,開關S斷開,全電路歐姆電路所示圖,電源端電壓,圖1-14全電路

34、歐姆定律電路圖,1、 如1-14圖所示，前面我們已經學習過，當開關S斷開時，電源的端電壓在數值上等于電源的電動勢（方向是相反的）。,全電路歐姆定律-電路過程分析,電源中電動勢,開關S斷開,全電路歐姆電路所示圖,電源端電壓,圖1-14全電路歐姆定律電路圖,2、 如1-14圖所示，當開關S閉合時，我們用電壓表測量電源的端電壓，發現所測數值比開路（斷開）電壓小，或者說，在閉合電路中，電源的端電壓小于電源的電動勢。,全電路歐姆定律-電路過程分析,圖1-14全電路歐姆定律電路圖,3、這是因為電流流過電源內部時，在內電阻上產生了電壓降Ur，而Ur=Ir（由部分電路歐姆定律變化）。可見電路閉合時，電源端電壓

35、U應該等于電源電動勢E減去內壓降Ur， 即：U=E-Ur=E-Ir=IR。 故：E=IR+Ir=I(R+r)， 即: I=E/R+r,在一個閉合電路中，電流與電源的電動勢成正比，與電路中內電阻和外電阻之和成反比，這個規律稱為全電路歐姆定律。,4 ）全電路歐姆定律的定義,式中： I-電流，單位是安培（A） r-電源內阻，單位是歐姆（） E-電源電動勢，單位是伏特（V） R-外電阻，單位是歐姆（）,經變化后：E=U+Ir U=E-Ir,全電路歐姆定律表達分析：,全電路歐姆定律內容是：閉合電路中的電流與電動勢成正比，與電路的總電阻（內電路電阻與外電路電阻之和）成反比，用公式表示為,端電壓U隨外電路電

36、阻R變化的規律：,【例1.4】有一電源電動勢E=3V，內阻r=0.4，外接負載電阻R=9.6，試求電源端電壓和內壓降。,解：由全電路歐姆定律, 得,故電源端電壓,內壓降,1）全電路歐姆定律應實例,【例1.5】已知電池的開路電壓UK=1.5V，接上9的負載電阻時，其端電壓為U=1.35V,試求電池的內電阻r。,2）全電路歐姆定律應實例,1.4.3 電源的外特性,1. 電源的外特性 當電源電動勢E和內電阻r（簡稱內阻r）一定時，電源端電壓U隨負載電流I變化而變化。我們把電源端電壓隨負載電流變化的關系特性稱為電源的外特性。其關系特性曲線稱為電源的外特性曲線。,圖1-16電源的外特性電路圖,圖1-15

37、電源的外特性曲線圖,圖1-16電源的外特性電路圖,圖1-15電源的外特性曲線圖,電源端電壓U應該等于電源電動勢E減去內壓降Ur， 即：U=E-Ir,基礎知識：由全電路歐姆定律得知：電源端電壓U與負載電源I的關系為： U=E-Ir,2）電路的工作狀態,（1）通路，也稱工作狀態或帶負載狀態或閉路狀態。如(1)圖所示，電路中開關閉合，電源與負載連成閉合回路，電路中有電流流過。,（1）通路,IE(R+r),（2）開路,（2）開路，圖中開關S斷開，電源與負載沒有連成閉合回路，如(2)圖所示，電路中沒有電流流過。通路和開路屬于正常狀態。, U=E ,備注：任何一個電源都含有電動勢和內阻，實際電壓源的模型由

38、理想電壓源E串聯一個內電阻r組成。,2）電路的工作狀態,（3）短路,（3）短路，即電路中的電源或電路的某部分被導電體短接。如圖（3）所示，電源被短路時，電源中的電流很大，而負載中卻沒有電流通過，這樣會燒壞電源或引發事故，這種現象在電路中是不允出現的。 電路中部分電路短路時，被短路的部分電路中沒有電流通過，電路的總電流增大，從而使部分元器件損壞！, U=0 ,IE / r,(2)開路,(3)短路,電源短路是嚴重的故障狀態，必須避免發生。但有時在調試和維修電氣設備的過程中，有意將電路中某一部分短路，這是為了讓與調試過程無關的部分暫不通電流，或是為了便于發現故障而采用的一種特殊方法，這種方法也只有在

39、確保電路安全的情況下才能采用。,電流 I=0 電源端電壓 ：U=E,電流,電源端電壓 U=0,(1) 通路,2）電路的三種狀態下電流、電壓和電動勢 之間的關系,【綜合案例】,在下圖所示電路中，設電阻R1 = 14，R2 = 9。當開關S接到位置1時，由電流表測得I1 = 0.2A；接到位置2時，測得I2 = 0.3A。試求電源電動勢E和內電阻r。,圖1-17綜合案例電路圖,解：根據全電路歐姆定律，可列出聯立方程：,消去E，解得,把r=1代入E = I1R1 + I1r，可得E = 3 V,【綜合案例】解答,第1.4小節學習結束。 Goodbye!,1.5 電功與電功率,1.5.1 電功,1.5

40、.2 電功率,1.5.3 焦耳定律,1.5.4 負載的額定值,1.5.1 電功（W-代表符號）,1）電流所做的功稱為電功。 如果a、b兩點間的電壓為U，則電場力將電量為Q的正電荷從a點移到b所做的功W：,而,故,式中： W-電功，單位是焦耳（J） U-導體兩端的電壓，單位是伏特（V） I-通過導體的電流，單位是安培（A） t-通電時間，單位是秒鐘（S）,2） 電功的單位及千瓦時的概念,因此：電功是單位就有： 焦耳（J）、 千瓦時（kWh） （度）,1kWh=3.6106J, 在實際應用中，電功還有一個常用單位是千瓦時（kWh）俗稱“度”，其與焦耳的換算是：,3） 純電阻電路中的電功,因為：,因

41、此：,純電阻電路的功率,電源兩端的電壓,日常生產和生活中，電能（或電功）也常用“度”作為量綱：1度=1KWh=1KVAh, 電功（或電能）,電流作功所消耗電能的多少可以用電功來量度。 電功：,式中單位：U【V】；I【A】；t【s】時，電功W為焦耳【J】,1度電的概念,1000W的電爐加熱1小時；,100W的電燈照明10小時；,40W的電燈照明25小時。,1.5.2 電功率（P-代表符號）,1）電功率-單位時間內電流所做的功稱為電功率。,它們的換算關系為：1kW = 1000W 1W=1000mW,單位是：瓦特,單位是：瓦特,單位是：秒,電功率的單位是瓦特（W）、 常用單位還有：千瓦（kW）,2） 純電阻電路中的電功率,因為：,因此：,解： (1) 由部分電路歐姆定律得電阻上的電壓降： U=IR=0.05100=5V (2) 電阻消耗的功率：P=UI=50.05=0.25W（瓦特） (3) 電阻消耗的電能： W=Pt=0.2560=15J（焦耳）,【例1.6】一個100的電阻流過50mA的電流時，求電阻上的電壓降和電阻消耗的功率，當通電時間為1min時，電阻消耗的電能為多少？,電功率計算實例,【例】兩只100W燈泡使用6小時，一個800W電熨斗使用2小時，一個1200W電暖氣使用4小時，它們總