简单直流电路课件.ppt
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- 简单 直流 电路 课件
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1、高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿2 简单直流电路简单直流电路高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿2简单直流电路简单直流电路 教学重点:教学重点:1理解电动势、端电压、电位的概念。理解电动势、端电压、电位的概念。2掌握闭合电路的欧姆定律。掌握闭合电路的欧姆定律。3掌握电阻串联分压关系与并联
2、分流关系。掌握电阻串联分压关系与并联分流关系。4了解万用表的基本构造和基本原理,掌握万用表的使了解万用表的基本构造和基本原理,掌握万用表的使用方法。用方法。5掌握电阻的测量方法。掌握电阻的测量方法。6.学会分析计算电路中各点电位。学会分析计算电路中各点电位。教学难点:教学难点:1运用电阻串联分压关系与并联分流关系解决电阻电路运用电阻串联分压关系与并联分流关系解决电阻电路问题、掌握扩大电压表与电流表量程的原理。问题、掌握扩大电压表与电流表量程的原理。2熟练分析计算电路中各点电位。熟练分析计算电路中各点电位。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education Pre
3、ssHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿2 简单直流电路简单直流电路2.12.1电动势闭合电路的欧姆定律电动势闭合电路的欧姆定律2.22.2电阻的串联电阻的串联2.32.3电阻的并联电阻的并联2.42.4电阻的混联电阻的混联2.52.5万用表万用表2.62.6电阻的测量电阻的测量2.72.7电路中各点电位的计算电路中各点电位的计算单元小结单元小结高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿第
4、一节电动势闭合电路的欧姆定律第一节电动势闭合电路的欧姆定律 一、电动势一、电动势二、闭合电路的欧姆定律二、闭合电路的欧姆定律高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press一、电动势一、电动势电动势通常用符号电动势通常用符号 E 或或 e (t)表示,表示,E 表示大小与方向都恒定表示大小与方向都恒定的的电动势电动势(即直流电源的电动势即直流电源的电动势),e (t)表表示大小和方向随时间变化示大小和方向随时间变化的电动势,也可简记为的电动势,也可简记为 e。电动势的国际单位制单位为伏特,记作。电动势的国
5、际单位制单位为伏特,记作 V。电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。衡量电源的电源力大小及其方向的物理量称为电源的衡量电源的电源力大小及其方向的物理量称为电源的电动势电动势。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education PressqWE 电动势是一个标量。电动势是一个标量。电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极,即与电源两端电压的方向相反。正极,即与电源两端电压的方向相反。电动势的大小电动势
6、的大小等于电源力把单位正电荷从电源的负极,经等于电源力把单位正电荷从电源的负极,经过电源内部移送到电源正极所作的功。如设过电源内部移送到电源正极所作的功。如设 W 为电源中非静电为电源中非静电力力(电源力电源力)把正电荷量把正电荷量 q 从电源负极经过电源内部移送到电源从电源负极经过电源内部移送到电源正极所作的功,则正极所作的功,则电动势大小电动势大小高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher
7、Education Press高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press 外电路两端电压外电路两端电压 ,显然,负载,显然,负载电阻电阻 R 值越大,其两端电压值越大,其两端电压 U 也越大。当也越大。当 R R0 时时(相当于开相当于开路路),则,则 U=E;当;当 R R0时时(相当于短路相当于短路),则,则 U=0,此时一,此时一 般情况下的电流般情况下的电流(I=E/R0)很大,电源容易烧毁。很大,电源容易烧毁。ERRRIRERIU00 高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Hi
8、gher Education PressHigher Education Press解解:根据闭合电路的欧姆定律,列出联立方程组根据闭合电路的欧姆定律,列出联立方程组E=R1I1 R0 I1(当当 S 合到位置合到位置 1 时时)E=R2I2 R0 I2(当当 S 合到位置合到位置 2 时时)解得:解得:R0 1 ,E 3 V。本例题给出了一种测量直流电源电。本例题给出了一种测量直流电源电动势动势 E 和内阻和内阻R0的方法。的方法。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技
9、术基础与技能演示文稿演示文稿2.22.2电阻的串联电阻的串联 一、电阻串联电路的特点一、电阻串联电路的特点二、应用举例二、应用举例高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿一、串联电路的特点串联电路的特点图图 2-3电阻的串联电阻的串联设总电压为设总电压为 U、电流为、电流为 I、总功率为、总功率为 P,1.等效电阻等效电阻:R R1 R2 RnIRURURURUnn 22112.分压关系分压关系:高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社
10、Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 特例:两只电阻特例:两只电阻 R1、R2串联时,等效电阻串联时,等效电阻 R=R1 R2,则则有分压公式有分压公式 URRRUURRRU21222111 ,22211IRPRPRPRPnn 3.功率分配功率分配:高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿二、应用举例应用举例解:将电灯解:将电灯(设电阻为设电阻
11、为 R1)与与一只分压电阻一只分压电阻R2串联后,接入串联后,接入 U 220 V 电源上,如图电源上,如图 2-4 所示。所示。【例【例2-3】有一盏额定电压】有一盏额定电压 U1 40 V,额定电流,额定电流 I 5 A 的电灯,应该怎样把它接入电压的电灯,应该怎样把它接入电压 U 220 V 照明电路中?照明电路中?图图 2-4例题例题 2-3高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 36518022IUR解法一:分压电阻解法一:分压电阻
12、R2 上的电压上的电压U2=UU1=(220 40)V=180 V,且,且 U2=R2I,则,则解法二:利用两只电阻串联的分压公式解法二:利用两只电阻串联的分压公式 8112111IURURRRU,且且可得可得 361112UUURR即将电灯与一只即将电灯与一只 36 的的分压电阻串联后,接入分压电阻串联后,接入 U=220 V 照照明电路中即可。明电路中即可。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿【例【例 2-4】有一只电流表,内阻】有一只电
13、流表,内阻 Rg 1 k ,满偏电流为满偏电流为Ig 100A,要把它改成量程为,要把它改成量程为 Un 3 V的电压表,应该串联一只多大的分的电压表,应该串联一只多大的分压电阻压电阻 R?高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 解:如图解:如图 2-5 所示。所示。该电流表的电压量程为该电流表的电压量程为 Ug=RgIg=0.1 V,与分压电阻,与分压电阻 R串联串联后的总电压后的总电压 Un=3 V,即将电压量程扩大到,即将电压量程扩大到
14、n=Un/Ug=30 倍。倍。利用两只电阻串联的分压公式,利用两只电阻串联的分压公式,可得可得 nURRRU ggg k29)1(1gggggRnRUURUUURgnn则则 上例表明,将一只量程为上例表明,将一只量程为 Ug,内阻为内阻为 Rg 的表头扩大到量程为的表头扩大到量程为 Un,所需要的分压电阻所需要的分压电阻 R=(n 1)Rg,其中其中 n=(Un/Ug)称为电压扩大倍称为电压扩大倍数。数。图图 2-5例题例题 2-4A高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技
15、术基础与技能演示文稿演示文稿2.3电阻的并联电阻的并联一、并联电路的特点一、并联电路的特点二、应用举例二、应用举例高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿nRRRR111121 设总电流为设总电流为 I,总电压为总电压为 U,总功率为,总功率为 P。1.1.等效电导等效电导:G=G1 G2 Gn 即即 一、电阻并联电路的特点一、电阻并联电路的特点 图图 2-6电阻的并联电阻的并联2.2.分流关系:分流关系:R1I1=R2I2 =RnIn=RI=U
16、3.3.功率分配:功率分配:R1P1=R2P2=RnPn=RP=U 2I高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿特例:两只电阻特例:两只电阻 R1、R2 并联时,等效电阻并联时,等效电阻 2121RRRRR 。,IRRRIIRRRI21122121 则有分流公式则有分流公式 高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能
17、演示文稿演示文稿【例【例2-5】如图如图 2-7 所示,电源供电电压所示,电源供电电压U=220 V,每根输电,每根输电导线的电阻均为导线的电阻均为 R1=1 ,电路中一共并联,电路中一共并联 100 盏额定电压盏额定电压 220V、功率功率 40 W 的电灯。假设电灯正常发光时电阻值为常数。试求:的电灯。假设电灯正常发光时电阻值为常数。试求:(1)当只有当只有 10 盏电灯工作时,每盏电灯的电压盏电灯工作时,每盏电灯的电压 UL 和功率和功率 PL;(2)当当 100 盏电灯全部工作时,每盏电灯的电压盏电灯全部工作时,每盏电灯的电压 UL 和功率和功率 PL。二、应用举例二、应用举例图图 2
18、-7例题例题2-5高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿解解:每盏电灯的电阻为每盏电灯的电阻为 R=U2/P=1210 ,n 盏电灯并联后的盏电灯并联后的等效电阻为等效电阻为 Rn=R/n根据分压公式,可得每盏电灯的电压根据分压公式,可得每盏电灯的电压 ,功率功率URRRUnn 1L2RUP2LL(1)当只有当只有 10 盏电灯工作时,即盏电灯工作时,即 n=10,则,则 Rn=R/n=121 ,因此因此 W39V21622LL1L RUPUR
19、RRUnn,(2)当当100盏电灯全部工作时,即盏电灯全部工作时,即 n=100,则,则 Rn=R/n=12.1 ,W29V18922LL1L RUPURRRUnn,高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿【例【例2-6】有一只微安表,满偏电流】有一只微安表,满偏电流Ig=100 A、内阻、内阻 Rg=1 k,要改装成量程为要改装成量程为 In=0.1A的电流表,试求所需分流电阻的电流表,试求所需分流电阻 R。图图 2-8例题例题2-6高 等 教
20、 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 解:如图解:如图 2-8 所示,所示,设设 n=In/Ig(称为电流量程扩大倍数称为电流量程扩大倍数),根据分流公式可得根据分流公式可得 I n,则,则RRRI gg1 nRRg本题中本题中 n=In/Ig=1000,111000k11nRRg上例表明,将一只量程为上例表明,将一只量程为 Ig,内阻为,内阻为 Rg 的表头扩大到量程为的表头扩大到量程为 In,所需要的分流电阻,所需要的分流电阻R=Rg/(n 1),
21、其中,其中 n=(In/Ig)称为电流称为电流扩大倍数。扩大倍数。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿2.4电阻的混联电阻的混联一、混联电路分析步骤一、混联电路分析步骤二、解题举例二、解题举例高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿一、混联电路分析步骤一、混联电路分析步骤在电路中,既有电阻的串联
22、又有电阻的并联,称为在电路中,既有电阻的串联又有电阻的并联,称为电阻的电阻的混联混联。对混联电路的分析和计算大体上可分为以下几个步骤:。对混联电路的分析和计算大体上可分为以下几个步骤:1首先整理清楚电路中电阻串、并联关系,必要时重新画首先整理清楚电路中电阻串、并联关系,必要时重新画出串、并联关系明确的电路图;出串、并联关系明确的电路图;2利用串、并联等效电阻公式计算出电路中总的等效电阻;利用串、并联等效电阻公式计算出电路中总的等效电阻;3利用已知条件进行计算,确定电路的端电压与总电流;利用已知条件进行计算,确定电路的端电压与总电流;4根据电阻分压关系和分流关系,逐步推算出各支路的电根据电阻分压
23、关系和分流关系,逐步推算出各支路的电流或各部分的电压。流或各部分的电压。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿二、解题举例二、解题举例【例【例2-72-7】如图如图 2-9 所示,已知所示,已知 R1 R2 8 ,R3 R4 6 ,R5 R6 4 ,R7 R8 24 ,R9 16 ,电压,电压 U 224 V。试求:试求:(1)电路总的等效电阻电路总的等效电阻 RAB 与总电流与总电流 I;(2)电阻电阻 R9 两端的电压两端的电压 U9 与通
24、过它的电流与通过它的电流 I9。图图2-9例例2-7 高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿V32 A2V48V962412999965EF9CD4EF3EFEFIRURRRUIURRRRU,(2)利用分压关系求各部分电压:利用分压关系求各部分电压:UCD=RCD I =96 V,解解:(1)R5、R6、R9三者串联后,再与三者串联后,再与 R8 并联,并联,E、F两端两端等效电阻等效电阻REF (R5 R6 R9)R8 12 REF、R3、R
25、4 三电阻串联后,再与三电阻串联后,再与 R7 并联,并联,C、D 两端等效电阻两端等效电阻 RCD (R3 REF R4)R7 12 总的等效电阻总的等效电阻 RAB R1 RCD R2 28 总电流总电流 I U/RAB (224/28)A 8 A高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿 【例【例2-8】如图如图 2-10 所示,已知所示,已知 R 10 ,电源电动势,电源电动势 E=6 V,内阻,内阻 r 0.5 ,试求电路中的总电流,试求
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