教学课件：《电工技术基础与技能》1.ppt

1、第一章 认识实训室与安全用电认识实训室1安全用电 2任务一 二极管的特性、结构与分类活动一 实训室 实训室守则如下：(1)注意用电安全，不得随意触摸室内的电气设备，不经指导教师同意不得擅自通电；实训中，不得用手碰触裸露的带电部分，改接和拆除电路前应先切断电源。若电路出现故障，应马上切断电源并报告指导教师。活动一 实训室 (2)注意防火安全，不得随意动用各类防火设备。严禁吸烟及引燃火种；不得带易燃易爆物品进入实训室；要严格按安全操作规程使用电热器具；线路安装要严防发生短路故障。(3)要遵守纪律，实训中要听从指导教师的指导，要按指导教师安排的工位进行实训；实训时不得喧哗、打闹；不得随意走动和换位。

2、活动一 实训室 (4)实训中要爱护实训设备、工具与器材，不得私自拆卸实训使用的元件、器件；若实训设备和器材损坏，应立刻报告指导教师；注意节约实训材料。实训后应将实训设备、工具与器材按指定位置放好。(5)要保持室内的清洁卫生，不得在工位上乱涂乱画，不得乱丢废纸、线头等；要注意保持工位的整洁。实训操作规程如下：(1)实训前应进行预习，明确实训目的、要求与实训步骤，熟悉实训器材，了解仪表的使用方法。(2)实训时要做到：检查实训器材、工具与仪表的数量与质量是否符合实训要求。确认实训对电源的要求和实训室所提供的电源相符。连接电路或改接电路之前，应断开电源；电路中有电容器时，应将电容器放电后才能连接电路严

3、格按照实训步骤进行操作，通电要经指导教师同意。要确保安全操作第一，线路连接无误，线头压接牢固，仪表使用正确，现象观察清楚，数据读取准确。(3)实训测量完毕，应立刻切断电源，将各仪表、仪器的旋钮置于安全位置。实训全部完成后，应将实训数据交指导教师认可后再拆电路。(4)离开实训室前应将实训室打扫干净，关灯、关窗，并将仪器、工具、设备按指定位置放好，向实训员办好交接手续。(5)实训后要认真填写实训报告。活动二 电源配置 一、交流单相220V电源1.交流220V单相插座（见图1-1）使用说明：(1)接地线插头(插孔)用做接地或接零保护。(2)接地线外的两个插孔(插头)为相线与零线。按安全规程规定：插座

4、的左插孔为零线，右插孔为相线，这是在实验中需要注意的。(3)插头插入插座时，要将插头金属片对准插座插孔，稍用力将插头插入到与插座贴紧为止。(4)使用插头时，不要拉扯插头的电线，以免造成断线或短路故障。2.由单相闸刀开关（见图1-2）控制的交流220 V单相接线端子 使用说明：闸刀开关的合闸或拉闸操作，一定要手持闸刀绝缘把手，在接通或断开电源瞬间动作要迅速。不需要通电时，一定要置闸刀在断开状态。接线端子为插入式，线头接入时应用小螺丝刀旋动压接螺钉，压紧插入线头的力度要适当，以免将直径较小的线头压断。二、交流三相380 V电源1.交流三相380 V电源（见图1-3）使用说明：(1)三相插座只用做三

5、相对称交流负载的电源。(2)有接地标志或尺寸稍大的插孔(插头)为接地线插孔(插头)，用做接地或接零保护。另外的三个插孔(插头)为380 V电源的三条相线的插孔(插头)。(3)插入时应使插头对准插孔稍用力插入，直至插头与插座贴紧为止。(4)使用时不要拉扯插头的电线，以免造成断线或短路事故。2.由三相闸刀开关（见图由三相闸刀开关（见图1-4）控制的交流）控制的交流380 V三相电源三相电源使用说明：(1)三相闸刀开关控制电源的三条相线。若需要使用零线，须再从电源的零线端子引接零线。(2)实验电路接好并检查正确无误后，才能合闸送电。(3)拉、合闸时应手持开关的绝缘把手，刀闸接触时动作要迅速。要注意防

6、止电弧伤人。(4)接线端子与导线的连接要求与单相闸开关相同。三、直流稳压电源 实验用直流稳压电源是一种把220 V交流电压降低，再经过整流、滤波和稳压，从而输出稳定直流电压的低压直流电源设备。在电网电压波动或负载发生变化时，仍能保持输出电压的稳定，从而可以替代蓄电池和干电池使用。一、电流表和电压表电流表用于测量电路中的电流，其基本单位为安培（A），故又俗称安培表。电压表用于测量电路两端电压，基本单位为伏特（V），故也俗称伏特表。常用电流表和电压表按工作原理的不同分为磁电式、电磁式和电动式三类。二、万用表1.万用表的分类万用表（又称多用表）是能测量多种电气参数、有多种量程的可携带式电工仪表。它是

7、电工维修中最基本、最常用的检测仪表。万用表按其结构分成模拟式（指针式）和数字式两大类。2.万用表的用途万用表在电工维修中主要用于检测电阻、交流电压、直流电压与电流。有的还能测量交流电流、音频电平、三极管正向压降、三极管静态放大因数以及电容、电感等参数。一、螺丝刀螺丝刀又称螺钉旋具、起子和改锥，由手柄和金属杆组成，主要作用是紧固、拆卸螺钉。螺丝刀式样和规格种类繁多，除了单一功能的外，还有一种组合式多用途的。根据金属杆顶端的形状，可以分为平口螺丝刀和梅花螺丝刀，又分别称为一字螺丝刀和十字螺丝刀，如图1-5所示，手柄根据常用材料可以分为木质手柄和塑料手柄、橡胶手柄等。二、电工刀电工刀是电工常用的一种

8、切削工具。普通的电工刀由刀片、刀刃、刀把、刀挂等构成，如图1-6所示。三、常用电工刀图1-7所示为4种常用电工刀。另外，还有一些多功能电工刀，除了刀片外还有锯片、尺子和扩孔锥，甚至还有剪子和开啤酒瓶盖的开瓶扳手等。四、钢丝钳钢丝钳是在电工操作中使用最多的一种电工钳，如图1-8所示，它的主要用途就是夹持元件、剪切金属线、弯折金属线或金属片、开剥绝缘导线的绝缘层等。它的各部分名称如图1-9所示。钳口可以弯折金属导线，齿口可以拧螺钉，刀口可以剪导线或者拉剥导线绝缘层，铡口可以切钢线。五、常见扳手扳手是用于螺纹连接的工具，种类繁多，常见的有活络扳手、固定扳手、套筒扳手等，图1-10所示为生产、生活中常

9、用的几种扳手。六、试电笔试电笔，又称为低压验电器，是专门用来检查低压设备或低压线路是否有电，以及区别火线（相线）与零线（中性线）的一种工具。任务二 安全用电活动一 安全电流与安全电压 一、安全电流 电流通过人体时，对人体机能组织不造成伤害的电流值，即为安全电流。触电的伤害程度与通过人体电流的大小、流过的途径、持续的时间、电流的种类、交流电的频率及人体的健康状况等因素有关，其中通过人体电流的大小对触电者的伤害程度起决定性作用。一般来说，通过人体的电流越大、时间越长，危险就越大；触电时间超过人的心脏搏动周期(约为750ms)，或者触电正好开始于搏动周期的易损伤期时，危险最大；电流通过人体脑部和心脏

10、时最为危险；4060Hz的交流电对人体的危害最大，直流电流与较高频率电流的危险性则小些；男性、成年人、身体健康者受电流伤害的程度相对要轻一些。二、安全电压 电流通过人体时，人体承受的电压越低，触电伤害越轻。当电压低于某一定值后，就不会造成触电了。这种不带任何防护设备，对人体各部分组织均不造成伤害的电压值，称为安全电压。通过人体电流的大小与触电电压和人体电阻有关。通常人体电阻可按1 0002 000考虑，人体电阻越大，受电流伤害越轻。细嫩潮湿的皮肤，电阻可降至800以下。世界各国对于安全电压的规定不尽相同。有50V，40V，36V，25V，24V等，其中以50V，25V居多。国际电工委员会(IE

11、C)规定安全电压限定值为50V，25V以下电压可不考虑防止电击的安全措施。我国规定12V，24V，36V三个电压等级为安全电压级别，不同场所选用安全电压等级不同。在湿度大、狭窄、行动不便、周围有大面积接地导体的场所(如金属容器内、矿井内、隧道内等)使用的手提照明，应采用12V安全电压。凡手提照明器具，在危险环境、特别危险环境下使用的局部照明灯，环境高度不足25m时使用的一般照明灯，携带式电动工具等，若无特殊的安全防护装置或安全措施，均应采用24V或36V安全电压。一、触电类型二、触电防护(1)使用绝缘材料保护。(2)使用安全电压保护。(3)带电体应置于人体不能触及的高处或加以屏蔽保护。三、触电

12、现场的处理 人体触电急救的原则包括迅速使触电者脱离电源，就地对触电者进行诊断，使用正确姿势对症急救，抢救要及时、坚持、不中断。一、电气火灾的防范电气火灾的特点：一是着火后的电气设备可能仍然带电，扑救时若安全措施不得当，救火人员在灭火时易发生触电事故；二是变压器、互感器、电容器和断路器等充油电气设备充有大量的绝缘油，一旦起火燃烧，很有可能发生喷油，甚至爆炸，造成火势蔓延并危及救火人员的安全。为了防止电气火灾的发生，首先应按场所的危险等级正确地选择、安装、使用和维护电气设备及电气线路，按规定正确采用各种保护措施。在线路设计上，应充分考虑负载容量及合理的过载能力。在用电上，应禁止过度超载及乱接乱搭电

13、源线。用电设备有故障应停用并及时检修。对于须在监护下使用的电气设备，应“人去停用”。对于易引发火灾的场所，应注意加强防火，配置防火器材。为了防止电气引爆的发生，在有易燃、易爆气体，粉尘的场所，应合理选用防爆电气设备，正确敷设电气线路，保持场所良好通风；应保证电气设备的正常运行，防止短路、过载；应安装自动断电保护装置，对危险性大的设备应安装在危险区域外；防爆场所一定要选用防爆电机等防爆设备，使用便携式电气设备应特别注意安全；电源应采用三相五线制与单相三线制，线路接头采用熔焊或钎焊等。二、电气火灾的扑救1.灭火方法要正确灭火方法之一隔离法：隔离法是使燃烧物和未燃烧物隔离，从而限制火灾范围。(1)拆

14、除毗邻燃烧处的建筑、设备等。(2)断绝燃烧气体、液体的来源。(3)搬走未燃烧物。(4)堵截流散的燃烧液体等。灭火方法之二窒息法：窒息法是减少（稀释）燃烧区的氧量，隔绝新鲜空气进入燃烧区，从而使燃烧熄灭。(1)往燃烧物上喷射氮气、二氧化碳、四氯化碳。(2)往着火的空间注入惰性气体、水蒸气，喷洒雾状水、泡沫。(3)用石棉被、湿麻袋、湿棉被等捂盖燃烧物。(4)封闭已着火的建筑物和设备孔洞。(5)用砂土埋没燃烧物等。灭火方法之三冷却法：冷却法是降低燃烧物的温度于燃点之下，从而使其停止燃烧。(1)用水直接喷射燃烧物。(2)往火源附近的未燃烧物上淋水。(3)往燃烧物上喷射二氧化碳泡沫等。灭火方法之四抑制法

15、：抑制法是中断燃烧的连锁反应。常用的抑制法是往燃烧物上喷射1211、干粉灭火剂覆盖火焰，从而中断燃烧。2.灭火过程中要保护好自己和他人 生命无价。火灾发生后，许多复杂情况都可能相伴而生。在灭火过程中灭火者如果不善于自我保护并保护他人，就难免会出现烧、摔、砸、炸、窒息、中毒、触电、高温辐射等情况，不仅影响救火速度，还会造成更大的灾难性损失。因此，灭火者在灭火过程中必须做好人身保护工作。3.灭火措施当首选断电灭火 当电气设备发生火灾或引燃附近可燃物时，首先要采取先切断电源，然后再实施灭火这一措施。室外或街道的供电线路起火时要及时同供电部门联系，切断电源；室内的电气装置发生火灾时，应尽快拉下总开关，

16、切断电源。4.不得已时才能采取带电灭火 电气设备发生火灾时，有时在特殊的危急情况下，若等待切断电源后再进行扑救，就会失去战机，使火势蔓延，燃烧面积增大，危险性扩大；或者断电后严重影响生产。这时为了获取灭火战斗的主动权，争取时间，迅速有效地控制火势、扑灭火灾，就必须在保证灭火人员的生命安全情况下进行带电灭火。第二章 直流电路电路的组成与电路模型电路的组成与电路模型1电路的基本物理量及其测量电路的基本物理量及其测量 2电阻电阻 3欧姆定律欧姆定律4基尔霍夫定律的应用基尔霍夫定律的应用5电源的模型电源的模型 6戴维宁定理戴维宁定理 7叠加原理叠加原理8任务一 电路的组成与电路模型活动一 电路的组成

17、概括地说，电路是由各种元器件按一定方式连接起来组成的总体。如手电筒电路可以简单地用图2-1表示。(1)电源。它的作用是将其他形式的能转化为电能，如图2-1中所示的干电池，将化学能转化为电能。(2)负载。负载又称为用电器，即将电能转化为其他形式能的装置，确切地说，就是消耗电能的装置，如图2-1中所示的灯泡。(3)控制和保护装置。它的作用是接通或断开电路，使电路或保护电路不被损坏等，如图2-1中所示的开关。(4)连接导线。即连接电源、负载及保护控制装置，它的作用主要是形成传输电能的通道。通常所说的电路，是指电流通过的路径，它有两个作用：一是传输和转换电能，例如照明电路、电动机电路和电力传输系统等；

18、二是传递和处理信号，例如电视机电路、计算机电路以及各种自动控制电路等。活动二 电路模型 考虑到实际元器件多种电磁特性在强弱程度上的不同，可以将组成电路的实际元器件加以近似化、理想化，保留它的一个主要性质，忽略其次要性质，并用一个足以反映其主要性质的模型来表示，人们习惯上称这个模型为理想元件。如果用理想电路元件表示和代替实际电路元件，按照实际电路的逻辑规律连接，就形成了一种由理想元件构成的电路，称之为电路模型。今后书中分析的都是电路模型，并且用图形符号和文字符号表示，称为电路图，简称电路。这样，图2-1所示的电路就可以用图2-2来表示了。活动三 电路状态 1.通路(负载工作状态)通路就是电源与负

19、载接成闭合回路，如图2-4所示电路中开关S合上时的工作状态。2.断路(开路状态)断路就是电源与负载没有接成闭合回路，如图2-5所示电路中的开关S断开时的状态。3.短路(故障状态)短路就是电源未经负载而直接由导线接通成闭合回路，如图2-6所示。任务二 电路的基本物理量及其测量活动一 电流 通常用单位时间内通过导体横截面的电荷量的多少来表示电流的强弱，即电流强度，简称电流。若用q表示在t时间内通过导体横截面的电量，则电流的大小可以表示为 如果电流的大小和方向都不随时间变化，则称之为恒定电流。这时电流的大小可表示为 在国际单位制中，时间的单位是s（秒），电量的单位是C（库仑），电流的单位是A（安培）

20、。此外，电流常用的单位还有kA（千安）、mA（毫安）和A（微安），它们之间的关系为 电流不仅有大小，而且还有方向。在电工学中，一般规定正电荷移动的方向为电流的方向。在金属导体中，由于移动的是自由电子，因而其运动方向与电流的方向相反，如图2-8所示。设流过导体的电流是0.5A，在图2-9（a）中，参考方向与实际方向相同，Iab=0.5A；在图2-9（b）中，参考方向与实际方向相反,Iab=-0.5A。这说明同一个电流，选择的参考方向不同，则有可能是正值，也可能是负值。活动二 电压 电压又称为电位差，是衡量电场力做功能力强弱的一个物理量。如图2-10所示，若电场力把正电荷q从A点移动到B点，所做的

21、功为WAB，则功与电荷q的比值就称做AB两点间的电压：在国际单位制中，功的单位是J（焦耳），电量的单位是C（库仑），电压的单位是V（伏特）。若电场力将1C的电荷从A点移到B点所做的功是1J，则AB两点间的电压就是1V。电压常用的单位还有kV（千伏）、mV（毫伏）等，它们之间的关系为 电压的方向在电路中有两种表示方法，一是用“+”、“-”号表示，如图2-11(a)所示；另一种是用箭头表示，如图2-11(b)所示。【例2-1】如图2-13所示，若U1=5V,U2=-5V,试说明电流I的正负。解：在图（a）中，U1=5V，是正值，说明参考方向同实际方向相同，电流的实际方向是从右端流向左端，与参考方向

22、相同，故而I取正值。在图（b）中，U2=-5V，是负值，说明电压的参考方向与实际方向相反，电压的实际方向应是由右指向左，电流的实际方向也应由右指向左，与参考方向相反，故而I取负值。如图2-10所示，若以B为参考点，电场力将正电荷q从任意点A移到参考点B所做的功WA跟电荷量q的比值，称做A点对参考点B的电位，记作 电位的单位也是V（伏特）。电路中任意两点的电位差就是这两点间的电压，即 电位是表示电路中某一点电势高低的物理量，而且是相对于参考点来说的，通常规定参考点的电位为零电位。参考点的选择，原则上是任意的，但在实际研究问题时，一般选择无穷远处或大地为零电位参考点。需要注意的是，在同一个电路中，

23、当选定不同的参考点时，同一点的电位是不同的。但是参考点一经确定，各点的电位也就是确定的。当电位为正值时，说明其电位高于参考点电位；当电位为负值时，说明其电位低于参考点的电位。【例2-2】如图2-14所示，试分析分别以A，B，C这3个点为参考点时的VA，VB和VC以及UAB，UBC 和UAC。解：以A为参考点时，则同理，当以B为参考点时，则当以C为参考点时，则 在电源内，非电场力将单位正电荷从电源的负极经电源内部移到电源的正极所做的功，称为电动势。对直流电动势，表示为 电动势的单位也是V。电动势也是有方向的，一般规定为电动势在电源内部由电源负极指向正极。对于一个电源来说，既存在电动势，又存在端电

24、压。电动势只存在于电源内部，端电压存在于电源加在外电路的两端，由电源正极指向负极。当外电路开路时，端电压在数值上与电动势相等。电动势与电压是两个不同的概念，但是都可以用来表示电源正负极之间的电位差。在图2-15所示的电路中，E和UAB的参考方向刚好相反，图2-16所示为电动势常用的两种表示方法。在分析和计算时，对电动势也常选取参考方向。当电动势的真实方向和参考方向相同时，电动势为正值；当电动势的真实方向和参考方向相反时，电动势为负值。如图2-17所示。【例2-3】如图2-18所示，已知电动势E3V，试写出电压U的数值。解：图2-18（a）中，电压与电动势规定正方向相反时，U=E3V；图2-18

25、（b）中，电压与电动势规定正方向相同时，U=-E=-3V。图2-19点电荷在电场中运动电路的功能之一就是传输电能，分析电路时经常用到有关电功率的计算。在国际单位制中，电压的单位是V；电流的单位是A；电功率的单位是W（瓦特，简称瓦）。常用的单位还有kW（千瓦）、mW（毫瓦），它们之间的关系为 为了方便判别，引入关联和非关联参考方向。如图2-20（a）所示，选择元件两端电压U与流过元件电流I的参考方向一致，称为关联参考方向。如图2-20（b）所示，选择元件两端电压U与流过元件电流I的参考方向相反，称为非关联参考方向。【例2-4】在图2-21所示的简单电路中，已知：（1）U=5V,I=-3A；（2）

26、U=5V,I=3A。试说明两种情况下，电路是产生电能还是消耗电能？解：（1）P=UI=5(-3)=-15W0，为电源，产生电能。（2）P=UI=53=15W0，为负载，消耗电能。任务三 电阻活动一 电阻和电阻定律 导体对电流有或大或小的阻碍作用，人们称之为电阻，用符号R表示。电阻单位是欧姆，用符号表示，除欧姆外，常用的单位还有k（千欧）、M（兆欧）,它们之间的关系为 如图2-25(a)所示是几种常见的电阻实物，图2-25（b）所示是图形符号。电阻定律：导体的电阻在材料确定的情况下，与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，可表示为式中，为导体的电阻率，单位为m；L为导体的长度，单位为m;S为

27、导体的横截面积，单位为m2。金属导体的电阻还随温度的变化而变化，一般金属导体随温度升高，电阻增加。也有少数合金的电阻几乎不受温度影响，还有一些金属在温度接近绝对零度时会出现超导现象，电阻突然变为0。电工学上用温度系数表示这种现象，即温度每升高1时，电阻所变动的数值与原来电阻值的比值，用字母表示，单位为1/。活动二 线性电阻和非线性电阻 加在电阻两端的电压和电流之间的关系，称为电阻的伏安特性。在UI直角坐标系中表示这一关系的曲线称为伏安特性曲线。根据电阻元件性质的不同，可分为线性电阻和非线性电阻。线性电阻元件的伏安特性曲线是通过坐标原点的直线。伏安特性曲线不是直线或者是直线但不过原点的称为非线性

28、电阻。如图2-26所示为线性电阻的伏安特性曲线。通常所说的电阻都是指线性电阻。活动三 电阻器的识别与测试 一、电阻器的三种标称方法1.直标法如图2-27所示，电阻值用数字与文字直接标出。2.文字符号法 用文字、数字和数字符号有规律地组合在一起标识在产品表面，表示电阻值。阻值标志单位符号有：（欧姆）、k（千欧）、M（兆欧）、G（吉欧）、T（太欧）。3.色标法 用电阻上不同颜色环来表示不同标称阻值和允许偏差，如图2-29所示。4.如何选用电阻器和电位器(1)按用途选用合适的型号。对于一般用途，可选择通用型电阻器。对于特殊用途，应选用专用型电阻器。例如，对精密的电子设备，应选用误差小、精度高的碳膜电

29、阻、金属膜电阻和线绕电阻。对用于湿度高的地方，应选用防潮被釉线绕电阻。(2)正确选取阻值及精度。应按照电路的要求选取合适阻值及误差，在精度要求高的场合，应选用精密电阻器。(3)额定功率的选择，应选得比计算消耗的实际功率大，对于电位器要注意它的阻值调到最小时，其电流最大，应满足它所承受的功率不能超过额定功率。(4)注意最高工作电压。每个电阻器都有一定的耐压能力，超过最高电压，电阻器就会损坏。在高压场合下使用时，高阻值电阻器的使用电压值更应小于最高工作电压。二、用万用表测电阻1.用指针式万用表测电阻2.用数字式万用表测电阻数字式万用表测量外热式电烙铁的电阻时，将黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入

30、“V”插孔。把量程开关置于“”范围内2k挡位。按下数字万用表的电源开关进行测量。在液晶显示器窗口直接读出数值。若显示屏左端出现“1”，表示测量结果已超出该挡最大值，应转换一个更大量程挡测量，如图2-33所示。三、用兆欧级电阻表和直流单臂电桥测电阻1.用兆欧级电阻表测电阻(1)兆欧级电阻表的结构和工作原理。图2-35所示是兆欧级电阻表的结构示意图。兆欧级电阻表主要由两只绕向相反的转动线圈、指针、转轴及手摇直流发电机等组成。由图2-36可以看出，手柄静止时，通过线圈的电流I1，I2为零，其电磁转矩M1，M2为零，指针随机停在任意位置上。（2）实验步骤。按照图2-37所示连接好电路，图(a)用于测两

31、导线或三相异步电动机两绕组间的绝缘电阻，图(b)用于测某一相导线或绕组对地的绝缘电阻。2.直流电桥测电阻 步骤如下：按R0=80 及120 分两次完成下列操作过程。(1)根据图2-38连接好测量电路，其中RX100，第一次测量时在电阻箱上取R0=120，第二次测量时取R0=80。RP为0150 的可变电阻，r为015 的可调电阻。(2)调变阻器RP的阻值在较大的位置，r的阻值在较小的位置，滑动触头在AC的中值附近。(3)闭合S1，S2，调电桥平衡(检流计G的读数为零)。(4)逐步减小变阻器RP的值，增大AC段的电压，AC段的电压不宜过小，否则会增加测量误差。同时AC段的电压不能过高，以防电流过

32、大，损坏电桥。(5)逐步增大变阻器r的阻值，移动触头D使电桥处于平衡，直至S2断开。(6)断开S1，读取l1，l2的长度。(7)将测量数据填在表中。(8)测量电阻也可选用专用仪器：QJ23型直流单臂电桥。任务四 欧姆定律活动一 部分电路欧姆定律 在一段电阻电路中，电路中的电流强度I跟加在这段电路两端的电压U成正比，跟这段电路的电阻R成反比，人们称之为欧姆定律，因为这个规律是对部分电路来讲的，因此叫做部分电路的欧姆定律，可表示为 活动二 全电路欧姆定律 实际应用中遇到的多是包含电源在内的闭合电路，如图2-39所示。该闭合回路可以看做是由两部分组成，即外电路和内电路。其中电阻R构成外电路，电动势E

33、和内阻r构成内电路。根据能量守恒定律，电动势提供的功率等于内、外电阻消耗的功率之和。考虑到UrIr,U=IR，故而E=Ir+IR，整理后为即闭合电路中的电流强度跟电源电动势成正比，跟电路的总电阻（外电阻R和内电阻r之和）成反比。这一规律称为全电路欧姆定律。上式表示了电源的端电压U随负载电流I变化的关系，称为电源的外特性。在UI坐标系中用曲线描述出这种特性，称为电源的外特性曲线，如图2-40所示。活动三 电阻的串联、并联及混联 一、电阻串联电路如图2-41所示，将两个或两个以上电阻依次连接起来，中间无分支的连接方式叫做串联。电阻串联电路具有以下特点：（1）流过每个电阻的电流都相等，即电流强度处处

34、相等。（2）电路两端的总电压等于各电阻两端的电压之和。（3）串联电路的总电阻等于各串联电阻的代数和，（4）电阻串联电路的电压分配与阻值成正比。（5）串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比【例2-6】两个电阻的串联电路，R1=10，R2=20。已知电路中的电流为3A，求：(1)串联电路的总电阻；(2)各个电阻上的电压和总电压；(3)各个电阻上的功率和总功率。【例2-7】某指示灯的额定电压为6V，正常工作时，额定电流为0.5A，应怎样把它连入12V的电路中，采取什么措施它才能正常工作？。二、电阻并联电路图2-45所示的两个或两个以上电阻，接在电路中相同的两点之间，使每一电阻两端电压相同的连接

35、方式，叫做电阻的并联。（1）电阻两端的电压都相等。（2）电路中的总电流等于各电阻中的电流之和。（3）并联电路的总电阻(等效电阻)的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。（4）电路的电流分配与阻值成反比。（5）电阻并联电路的功率分配与阻值成反比。【例2-9】有两个电阻的并联电路，其中R1=100，流过R1的电流I1=0.2A，通过整个并联电路的电流为0.6A。求R2和流过R2的电流I2，并求出两个电阻的功率分别是多少？。【例2-10】如图2-46所示，已知某微安级电流表的内阻rg=1 000，允许流过的最大电流Ig=100A=0.000 1A。现要用此微安级电流表制作一个量程为2A的电流表，问需并联多

36、大的分流电阻R0？。三、电阻混联电路既有电阻的串联，又有电阻的并联的电路，称为电阻的混联电路。画等效电路图的一般步骤如下：（1）按电路结构，在电路的各连接点上标注字母。（2）忽略导线电阻，若两连接点间无电阻，则两点是等电位点，可认为是同一点，标注相同字母。（3）从一待求端出发，按电路结构或电流分合依次画出方向和结构清晰的电路图。【例2-11】如图2-47(a)所示电路，已知E=3V（内阻忽略不计），R1=6，R2=R4=2，R3=R5=4，试求流过R1的电流。任务五 基尔霍夫定律的应用活动一 支路、节点、回路和网孔（1）支路。电路中的每一分支叫做支路。支路是由一个或几个串联的电路元件构成的，是

37、构成复杂电路的基本单元。如图2-60所示，有3条支路。（2）节点。3条或3条以上支路的汇交点。如图2-60所示电路中A，B两点。（3）回路。电路中任意一个闭合的路径叫做回路。在每次所选用的回路中，至少包含一个没有选用过的新支路时，这些回路叫做独立回路。如图2-60所示，有3个回路，即ACDBA回路、AEFBA回路和AEFBDCA回路。但独立回路只能选其中的任意两个。（4）网孔。不可再分的回路叫做网孔。如图2-60所示，ACDBA回路和AEFBA回路是网孔，AEFBDCA回路不是网孔。电路中的网孔数等于独立回路数。一、基尔霍夫第一定律 基尔霍夫第一定律也叫做节点电流定律，可简写为KCL，其内容是

38、：对电路中的任一节点，流进节点的电流之和等于流出节点的电流之和。基尔霍夫第一定律也可表述为：在任一瞬间通过任一节点的电流的代数和等于零。其一般形式为 基尔霍夫第一定律还可推广应用于任意假定的闭合曲面（广义节点）。如图2-62所示，电路中的某一部分被闭合曲面S包围起来，则流入此闭合曲面S的电流必等于流出闭合曲面S的电流，所以IA+IB=IC。【例2-13】如图2-63所示电桥电路中，已知I1=20mA，I3=10mA，I4=5mA，方向如图中所示，试求其余支路电流。二、基尔霍夫第二定律基尔霍夫第二定律也叫做回路电压定律，可简写为KVL，其内容为：在电路的任何闭合回路中，各段电压降的代数和等于零。

39、如图2-64所示电路中，回路ABCDA是复杂电路中的一个回路，各支路电流已知。三、应用支路电流法分析问题支路电流法是以支路电流为求解对象，应用基尔霍夫定律列出所需方程组，而后解出支路电流。其求解步骤如下：（1）设定各支路的电流方向和回路方向。（2）应用基尔霍夫第一定律列出节点电流方程。（3）应用基尔霍夫第二定律列出回路电压方程。（4）代入已知数据，解联立方程组，求出各支路电流。【例2-14】如图2-66所示电路，已知E1=10V，E2=5V，R1=R2=1，R3=7。求各支路电流。解：（1）设各支路电流分别为I1，I2 和I3，电流参考方向和回路绕行方向如图2-66所示。（2）电路中有两个节点

40、，只能列一个独立的节点电流方程。对节点B由KCL可得（3）由KVL，列出两个网孔的回路电压方程。对回路：对回路：（4）代入已知数据，得到联立方程组为任务六 电源的模型活动一 认识电压源模型电源两端保持固定电压值的电源就称为理想电压源，如图2-69所示为两种理想电压源。理想电压源有两个基本性质：它的端电压或电动势是一定值，与流过的电流无关；流过电压源的电流由外电路确定。图2-70所示为理想电压源的伏安特性曲线。在实际应用中，人们常把实际电压源等效成一个理想电压源E（或US）和一个内阻r串联的形式，称这种电路模型为电压源模型，如图2-71所示。能够对外电路提供一定电流的装置，就可以称它为电流源。理

41、想电流源的表示方法如图2-72（a）所示，图2-72（b）所示为其伏安特性曲线，从图中可以看出，它的伏安特性曲线也是一条平行于横轴的直线。通常把实际的电流源看做是一个理想电流源IS和内电阻r并联的模型，称之为电流源模型。如图2-73所示。实际电流源的伏安特性曲线如图2-74所示。【例2-15】图2-75所示为一闭合电路，试分析电阻两端的电压及电流源两端的电压。任务七 戴维宁定理任何网络，不管其内部结构简单还是复杂，只要有两个引出端与外电路相连，就叫做二端网络。二端网络根据其内部是否含有电源，可分为有源二端网络和无源二端网络。任一个无源二端网络都可以用一个等效电阻来代替，这个电阻叫做该二端网络的

42、输入电阻，即从两个端点看进去的总电阻，如图2-79所示。任何线性有源二端网络都可以根据戴维宁定理化简为一个电压源，如图2-80所示。戴维宁定理的内容：一个有源二端网络可以用一个等效电源来代替。应用戴维宁定理简化复杂电路，求解某一支路电流的一般步骤如下：（1）将电路分为有源二端网络和待求支路。（2）移开待求支路，求出有源二端网络的开路电压U0，则等效电源的电动势E0=U0，等效电源的极性应与开路电压保持一致。（3）将有源二端网络中所有电动势短接，变为无源二端网络，求出电阻r0，即为等效电源的内阻。（4）画出有源二端网络的等效电路，并接上待求支路，求出电流。【例2-16】如图2-81（a）所示电路

43、，已知E1=45V，E2=20V，R1=10，R2=15，R3=64，试用戴维宁定理求解流过R3的电流。解：（1）将电路分为有源二端网络和待求支路，如图2-81(a)所示。（2）移开待求支路，开路电压U0即等效电源的电动势E0，如图2-81(b)所示。（3）将有源二端网络中所有电动势短接，变为无源二端网络，求出输入电阻r0，即为等效电源的内阻，如图2-81(c)所示。（4）画出有源二端网络的等效电路，并接上待求支路R3，如图2-81(d)所示。任务八 叠加原理叠加原理是线性电路的一种重要分析方法。线性电路是指电压和电流成正比的电路。它的内容是：在含有多个电动势的线性电路中，任一支路的电流（或电

44、压）都是电路中各个电源单独作用时在该电路中产生的电流（或电压）的代数和。应用叠加原理分析复杂电路的一般步骤如下：（1）设定各待求支路的电流方向。（2）分别作出每个电源单独作用的分图，将其余的电源电动势短接，只保留内阻。（3）按简单直流电路的分析方法，计算出每一分图中各支路电流的大小和方向。（4）求出各电动势在各个支路中产生的电流的代数和，凡与原电路中假定的电流（或电压）方向相同的取正，反之取负。【例2-17】如图2-83(a)所示电路中，已知E1=18V，E2=12V，R1=R2=R3=4，试用叠加原理求解各支路电流。解：（1）设各支路电流方向如图2-83(a)所示。（2）作出每个电源单独作用

45、时的分图，如图2-83(b)和图2-83(c)所示。（3）求出各分图中单一电动势作用时的各支路电流。图2-83(b)中，E1单独作用时，则图2-83(c)中，E2单独作用时，则（4）求出各电动势在各个支路中产生的电流的代数和。第三章 电容和电感电容电容1电磁感应电磁感应 2电感电感 3任务一 电容活动一 电容器的描述一、电容器的结构两个彼此绝缘的导体构成的器件称为电容器，如图3-1所示。二、电容器在电路中的作用将电容器的两个电极与电源连接并合上开关，在电源的作用下，电荷作定向运动，形成电流I，如图3-3（a）所示。使电容器的极板带电的过程称做充电。电容器在充电过程中使两极板带电，便在两极板之间

46、的电介质内形成电场，两电极之间便有了电压。如图3-3（c）所示。使电容器的极板所带的电量减少并消失的过程称做放电。电容器在放电过程中，随着极板所带电量的减少，两电极之间的电压降低。如图3-3（f）所示。三、电容器储存电场能的能力 电容器充电时，两极板上聚集电荷而带电，使两电极之间有一定的电压，这种作用叫做储存电荷。两极板上聚集的电荷在两极板之间形成电场，电场具有能量，这种作用叫做储存电场能。电容器一个极板上所带电量Q与两电极之间电压U的比值，称做电容器的电容，用符号C表示为 实际使用的电容器的电容都很小，常用F(微法)和pF(皮法)做单位。其换算关系为【例3-1】电容器的带电量Q=410-3C

47、，电压U=200V，求电容器的电容；当该电容器的电压U=300V时，求该电容器的带电量。四、影响电容器电容的因素1.平板电容器的电容 当电容器为平板电容器时，电容为 式中，S为两极板正对的面积，单位为m2；d为两极板之间的距离，单位为m；为绝缘材料的介电常数，单位为F/m；电容C的单位为F（法拉）。2.圆柱电容器的电容 两个金属圆筒之间填充绝缘材料,在金属圆筒上引出电极，这样的电容器为圆柱电容器，如图3-4所示。圆柱电容器的电容为五、计算电容器中的电场能 电容器中电场的电场能与电压有关。当一个电容器的电容为C、两电极之间的电压为U时，电容器中电场能WC的大小为 电容器在充电过程中，两电极之间的

48、电压由U1上升到U2时，电容器从电路吸收的电能或由电能转换为电场能的能量为 电容器在放电过程中，两电极之间的电压由U1下降到U2时，电容器释放的电场能或由电场能转换为其他形式能的能量为【例3-2】C=20F的电容器两电极之间的电压U=100V，电容器中储存的电场能为多少？将该电容器接入200V的电路继续充电，到充电结束时，电容器从电路吸收了多少电能？解：当电容器两电极之间的电压为100V时，电容器储存的电场能为活动二 电容器的识别与挑选 一、电容器的命名方法 电容器在电路中起隔断直流、通过交流、耦合信号等作用，其电路符号用“C”表示，电容的命名方法如图3-5所示，（1）CCW1型圆片形微调瓷介

49、电容器，如图3-6所示。（2）CI21型管形玻璃釉电容器，如图3-7所示。二、电容器的标称方法1.直标法 将电容器容量偏差值直接标在电容体上，如图3-8所示。2.文字符号法与电阻类似，以下举例说明文字符号法。0.33pF写成p336 800pF写成6n82.2pF标为2p24 700F标为4m71 000pF标为1n0.01F标为10n0.22F标为220n0.1F标为100n对于容量为10pF以下的电容允许偏差，用B标志，表示其允许偏差为0.1%；用C标志，表示允许偏差是0.2%；用D标志，表示允许偏差是0.5%。3.色标法电容器色环表示法有立式色环、卧式色环。卧式色环用色点表示。色环及色点

50、的读数基本单位为pF。电容器耐压值也由色环表示。色环所表示的电容耐压值如表3-2所示。三、电容器的极性和质量判别1.容量固定电容器漏电的判别 用万用表欧姆挡R10k量程，将表笔与电容两极并接，如图3-9所示。电容器漏电电阻数据的读取，如图3-10所示。此值越大越好，越大说明电容器绝缘性越好，一般应为几百到几千兆欧。2.电容量的初步估判(1)用表笔接触电容器两端时，表针应先是一跳，然后逐渐复原。(2)调换表笔再测，表针又一跳，但应跳得更远，然后再逐渐复原。(3)上面（1）（2）步是电容器充电和放电时的情形。电容器容量越大，表头跳动也越大，指针复原的速度也就越慢，说明电容器充、放电时间越长。由此初