电工基础1～2学时-(7)课件.ppt

1、学 习 目 标 1.掌握电路的基本物理量。2.掌握欧姆定律和焦耳定律。3.理解电路的三种工作状态。一、电路及电路的三种工作状态一、电路及电路的三种工作状态二、电流二、电流 三、电流密度三、电流密度一、电路及电路的三种工作状态一、电路及电路的三种工作状态1)电流所流经的路径称为电路。电流所流经的路径称为电路。2)电路通常总是由电源、负载和中间环节（导线和开电路通常总是由电源、负载和中间环节（导线和开关）等基本部分组成。关）等基本部分组成。将非电能转化为将非电能转化为电能的装置电能的装置将电能转化将电能转化为其他形式为其他形式能的装置能的装置用于传输和用于传输和分配电能分配电能1.电路图用统一规定

2、的图形符号画出的电路模型图称为电路图。图1-1电路图中常用的部分图形符号见表1-1。2.电路的三种工作状态 （1）通路 通路就是电源与负载接成的回路。（2）断路 断路就是电源与负载与负载未接成闭合电路。（3）短路 短路就是电源未经负载而直接由导线（导体）构成通路。二、电流二、电流 1.电流的形成 电荷的定向运动称为电流。电荷的定向运动称为电流。(1)电流的方向 规定以正电荷移动的方向为电流的方向。规定以正电荷移动的方向为电流的方向。i i在分析或计算电路时，常常要求出电流的方向。在分析或计算电路时，常常要求出电流的方向。(2)电流的大小电流的大小 tqI 1)通常规定用单位时间内通过导体横截面

3、的电量来表示通常规定用单位时间内通过导体横截面的电量来表示电流的大小，以字母电流的大小，以字母I表示表示 我们规定：电量的单位是我们规定：电量的单位是C，时间的单位是，时间的单位是s，那么电，那么电流的单位是流的单位是A。电流常用的单位还有电流常用的单位还有kA、mA、A，其换算关系是，其换算关系是A101mA1mA101A1A101kA1333 2)凡大小和方向都不随时间变化的电流，称为凡大小和方向都不随时间变化的电流，称为稳恒电流，简称直流（稳恒电流，简称直流（DC）。）。tqI 0 0I It t3)凡大小和方向都随时间变化的电流，称为交变电凡大小和方向都随时间变化的电流，称为交变电流，

4、简称交流（流，简称交流（AC）。）。tqi0举例举例 某导体在某导体在5min内均匀通过的电荷量为内均匀通过的电荷量为4.5C，求导体，求导体中的电流是多少？中的电流是多少？解：解：A015.05605.4tqI4.电流的测量电流的测量01230.20.40.6A0.6一301230.20.40.6A0.6一3 测量电流时必须把电流表串联在电路中，同时要选择测量电流时必须把电流表串联在电路中，同时要选择好电流表的量程（测量范围），使其大于实际电流的数值。好电流表的量程（测量范围），使其大于实际电流的数值。测量直流电流时测量直流电流时,还必须使电流从表的正端流入，负端还必须使电流从表的正端流入，

5、负端流出。流出。三、电流密度 电流密度就是当电流在导体的横截面上均匀分布时，电流密度就是当电流在导体的横截面上均匀分布时，该电流与导体横截面积的比值，以字母该电流与导体横截面积的比值，以字母J表示表示SIJ 电流密度的单位是安培电流密度的单位是安培/平方毫米（平方毫米（A/mm2）。）。第二节 电压、电位、电动势一、电压一、电压二、电位二、电位三、电动势三、电动势一、电压 电场力把单位正电荷从电场中电场力把单位正电荷从电场中a点移动到点移动到b点所做的功点所做的功称为称为a、b两点的电压，用两点的电压，用Uab表示。表示。QAUabab 电压的单位称为伏特，简称伏，用符号电压的单位称为伏特，简

6、称伏，用符号V表示。表示。我们规定：电场力把我们规定：电场力把1C电量的正电荷从电量的正电荷从a点移到点移到b点，点，如果所做的功为如果所做的功为1J，那么，那么a、b两点间的电压就是两点间的电压就是1V。电压常用的单位还有电压常用的单位还有kV、mV、V，其换算关系是，其换算关系是1kV=103V1mV=103 V1V=103mV二、电位 电位等于电场力将单位正电荷从该点移动到参考点电位等于电场力将单位正电荷从该点移动到参考点所做的功。用符号所做的功。用符号 表示，以表示，以o点为参考点，则点为参考点，则a点的电点的电位为位为aoaoaUqA 参考点的电位等于零。参考点又称为零电位点。高于参

7、考点的电位等于零。参考点又称为零电位点。高于参考点的电位是正电位。低于参考点的电位是负电位。参考点的电位是正电位。低于参考点的电位是负电位。电位的单位与电压相同，也是电位的单位与电压相同，也是V。电压与电位的关系 结论：电路中任意两点间的电压就等于两点间的电位结论：电路中任意两点间的电压就等于两点间的电位之差，所以电压又称为电位差。之差，所以电压又称为电位差。bobaoaUUaboboabaoUUU整理得整理得baabU 举例举例 在图中，已知在图中，已知UCO=3V，UCD=2V.试分别以试分别以D点和点和O点为参考点，求各点的电位及点为参考点，求各点的电位及D、O两点的电压两点的电压UDO

8、。解解：1）以）以D点为参考点，即点为参考点，即D=0V因为因为DCCDU所以所以2V02DCDCU又因为又因为OCCOU 所以所以1V32COCOU1V1)(0ODDOU又因为又因为2）以）以O点为参考点，即点为参考点，即O=0V因为因为 OCCOU所以所以 3VOCOCU因为因为 DCCDU所以所以 1V23CDCDU1V01ODDOU 结论一：参考点改变，各点的电位随之改变，即各点结论一：参考点改变，各点的电位随之改变，即各点的电位与参考点的选择有关。的电位与参考点的选择有关。结论二：不管参考点如何变化，两点间的电压（电位结论二：不管参考点如何变化，两点间的电压（电位差）是不变的，即电位

9、差与参考点的选择无关。差）是不变的，即电位差与参考点的选择无关。电路中，参考点可以任意选定。在电力工程中，常取大电路中，参考点可以任意选定。在电力工程中，常取大地为参考点。因此，凡是外壳接大地的电气设备，其外壳都地为参考点。因此，凡是外壳接大地的电气设备，其外壳都是零电位；有些不接大地的设备，在分析其工作原理时，常是零电位；有些不接大地的设备，在分析其工作原理时，常常选用许多元件汇集的公共点作为零电位点，即参考点，并常选用许多元件汇集的公共点作为零电位点，即参考点，并在电路图中用符号在电路图中用符号“”表示；接大地则用符号表示；接大地则用符号“”表示，表示，以示区别。以示区别。习惯上规定，电场

10、力移动正电荷做功的方向为电压的习惯上规定，电场力移动正电荷做功的方向为电压的实际方向，电压的实际方向也就是电位降的方向，即高电实际方向，电压的实际方向也就是电位降的方向，即高电位指向低电位的方向，所以电压又称电位降。位指向低电位的方向，所以电压又称电位降。电压的参考方向有两种表示方法。电压的参考方向有两种表示方法。第一种表示是用箭头表示。箭第一种表示是用箭头表示。箭头由假定的高电位指向低电位。头由假定的高电位指向低电位。第二种表示是用双下标字母表第二种表示是用双下标字母表示。如示。如Uab，前一个下标字母，前一个下标字母a表示表示假定的高电位，后一个字母假定的高电位，后一个字母b表示假表示假定

11、的低电位。定的低电位。电压的测量电压的测量 测量电压时必须把电流表并联在电路中，同时要选择测量电压时必须把电流表并联在电路中，同时要选择好电压表的量程（测量范围），使其大于实际电压的数值。好电压表的量程（测量范围），使其大于实际电压的数值。测量直流电压时测量直流电压时,还必须使电压表的正负极和被测电压还必须使电压表的正负极和被测电压一致。一致。负负载载开关开关电电源源V 三、电动势 在电源内部，由于其他形在电源内部，由于其他形式能量的作用，产生一种对电式能量的作用，产生一种对电荷的作用力，叫做电源力。荷的作用力，叫做电源力。电池中的电源力是电解液和极电池中的电源力是电解液和极板间的化学作用产生

12、的；发电机的板间的化学作用产生的；发电机的电源力则是电磁作用产生的。电源力则是电磁作用产生的。1.电源力电源力 2.电动势电动势 在电源内部，电源力将单位正电荷从电源负极在电源内部，电源力将单位正电荷从电源负极b移到正移到正极极a所做的功叫做电源的电动势，用符号所做的功叫做电源的电动势，用符号E表示。表示。QAEba电动势的单位是电动势的单位是V，其方向是由，其方向是由电源负极指向正极。电源负极指向正极。E 3.电动势与端电压的关系电动势与端电压的关系电源两端的电位差称为电源的电源两端的电位差称为电源的端电压端电压（或电源电压）。（或电源电压）。在电源不接负载的情况下，电源在电源不接负载的情况

13、下，电源电动势与电源端电压在数值上是相等电动势与电源端电压在数值上是相等的，方向是相反的。的，方向是相反的。电动势仅存在于电源内部，而电电动势仅存在于电源内部，而电压存在于电源外部两端。压存在于电源外部两端。UE小结小结 1电流经过的路径称为电路电流经过的路径称为电路。电路由电源、负载、导线和控制电器（开关）三部分组成。电路通常为通路、断路、短路三种状态。2电荷的定向移动称为电流电荷的定向移动称为电流。正电荷移动的方向为电流方向。电流的大小用单位时间内通过导体横截面积的电荷量的多少来表示，即I=q/t，其单位为A。电流密度等于单位截面上通过的电流的大小，即J=I/S，其单位为A/mm2。3电场

14、力将单位正电荷在电场中从电场力将单位正电荷在电场中从a点移动到点移动到b点所做的功点所做的功，叫做a、b两点间的电压，即Uab=Aab/q，其单位为V。电场力将单位正电荷从电场中的某点移动参考点所做的功，叫做该点的电位，即=A/q，其单位为V。参考点的电位等于零。两点间的电压等于两点的电位差，即Uab=a-b 4电源力把单位正电荷从电源负极移到正极所做的功，称为电源力把单位正电荷从电源负极移到正极所做的功，称为电源的电动势电源的电动势。电动势的方向在电源内部由低电位指向高电位。电动势的单位为V。1.电位高低的含义是什么？负电位与负电压各表示什么意义？2.试述电动势的定义、单位和方向。3.电动势与电压有何导同？电源内部电荷移动和电源外部电路中电荷移动的原因是否一样？4.在电源中，电动势和电压之间有何关系？