第二章 第一节 电工基础PPT格式课件下载.pptx

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,负载负载又称负荷，即为用电设备，是取用电能转换为其他形式能量的设备。

灯泡把电能转换成光能，电炉把电能转换成热能。

导线导线是用来连接电源和负载以构成电流通路的导体。

它能将电源的电传送给负载。

常用有铜线和铝线。

开关开关是接通或断开电路的控制元件。

当它接通时，可使电路构成闭合的回路。

在实际生产中，电路中还常装有其他一些设备，例如：

熔断体、测量仪表等，作为保护、测量及监视电路用。

电路的工作状态,电路的工作有三种状态：

通路、开路、短路。

1、通路通路又叫闭路，是电路各部分连接成闭合回路。

电源,负载,导线,电源,负载,导线,电源,负载,2、开路开路又叫断路或空载状态，就是电源与负载未接成回路，处于断开状态。

3、短路短路，是电源的正极与负极直接用导线相连接起来，这种状态会烧坏导线及电源等设备。

开关开关开关,导线,通路,断路,跳转短到第路一页,

（二）电路的基本物理量1.电荷、电场和电场强度,跳转到第一页,带电的基本粒子称为电荷，失去电子带正电的粒子叫正电荷，失去电子带负电的粒子叫负电荷。

用电量符号Q表示，单位为C,（库仑）。

电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。

电场对放入其中的电荷有作用力，这种力称为电场力。

电场的强弱用电场强度符号E表示，单位为V/m（伏/米）。

2.电流和电流密度,跳转到第一页,电流是电路中既有大小又有方向的物理量。

电荷在导体中的定向运动形成电流。

习惯上人们将正电荷运动的方向作为电流的方向，它与电子移动的方向相反。

人们认为：

直流电流是从电源的正极出发，经导线、开关、负载及另一根导线，流回电源的负极。

电流强度是衡量电流强弱的物理量。

通过导体截面积电流强度的大小，等于单位时间内通过该截面的总电荷量。

电流强度简称电流，用“I”或“i表示。

电流分直流“I”和交流“i两种:

直流电流：

方向和大小都不随时间变化的电流。

（电池、直流发电机输出的是直流电流）交流电流：

方向和大小都随时间用周期性变化的电流。

（交流发电机输出的是交流电流）,Qt,跳转到第一页,I,对于直流电流，电流强度可表示为：

式中：

I电流，A；

Q电荷量，C；

t时间，s。

电流的单位是：

安培（A），还有用：

KA、mA、uA。

换算关系如下：

1KA=1000A1A=1000mA1mA=1000uA,IS,跳转到第一页,j,式中：

I导体流过的电流，A；

S导体的横截面积，A/mm2。

电流密度是指通过单位面积的电流，用字母j表示，单位为A/mm2,表达式：

3.电压、电位和电动势在照明电路中，如果接通开关，电路有电流，电灯亮；

关开关后，电灯灭，即电路中没有了电流。

导体中形成持续电流的条件是什么呢？

大家知道，水往低处流，是因为水流两端存在水位差，同理，能促使电流形成的条件是因为导体两端有电位差（电压）的存在。

电压也是电路中即有大小又有方向（极性）的基本物理量。

电压的大小为外电路电场力将单位正电荷从某点移动到另一点所做的功，用“U”或“u”表示，电压的实际方向规定为从电路的高电位点指向低电位点，单位是伏特（）。

跳转到第一页,在电路中a、b点两点间的电压等于a、b两点的电位差。

表示为：

跳转到第一页,Ub,UabUa,直流电压用大写字母“U”表示，交流电压用小写字母“u”表示。

电压的单位为V（伏特）10-3KV=1V=103mV=106uV,跳转到第一页,在一闭合电路中，在外电路，电流总是从电源的正极经过负载流向电源的负极，电场力做功，将电能转换为其它形式的能；

在内电路，电源是如何建立并维持正极与负极之间的电位差呢？

这是因为任何一种电源都是一个能量转换装置，在电源内部能量转过程中，产生一种非静力，它能把正电荷从负极不断地持续地流通到正极。

电源内部这种能把正电荷从电源的负极推动到正极的本领为电动势，用大写字母“E”表示，单位是伏特（V）。

电动势的实际方向与电压实际方向相反，规定为由负极指向正极。

电位：

电路中某点的电位是指电场力将单位正电荷从某点移到参考点所做的功。

电位的确定必须先任选好电路中一点为电位参考点。

电路中选定的参考点虽然一般并不与大地相联接，往往也称为“地”。

在电路图中，参考点用符号“”表示。

跳转到第一页,VaUao即：

A点的电位等于Uao,电阻电阻的概念导体中的自由电子在移动的过程中，不可避免地发生相互碰撞，并和导体中其他不带电的质子也发生碰撞，同时还必须克服原子核对它的吸引力，因而会受到一定的阻力，导体对电流的这种阻力被称为电阻。

用“R”或“r”表示，单位为“（欧姆）”。

电阻大的物体，导电能力弱，电阻小的物体，导电能力强。

图形符号如下：

或导体的电阻计算金属导体的电阻与其长度成正比，与其横截面积成反比，并与材料、温度等因素有关。

20时导体的电阻可用下式表示，即：

跳转到第一页,LS,R,r,R导体的电阻，L导体的长度，mS导体的截面积，mm,2,导体的电阻率，mm2/m,跳转到第一页,跳转到第一页,常用金属材料的电阻率,导体的电阻率决定于导体的材料。

电阻率高的材料，导电性能差；

电阻率低的材料，导电性能好。

电阻的常用单位是（欧姆）,还有K,M。

它们的换算关系是：

1M=103K=106,跳转到第一页,5、导体、绝缘体、半导体

（1）导体能够很好地传导电流的物体，如：

银、铜,、铁等。

（2）绝缘体能够可靠地隔绝电流的物体，如：

橡胶、塑胶、陶瓷等。

导体与绝缘体并没有绝对的界限，在一般状态下，某种物体是很好的绝缘体，当条件改变时也可能变为导体。

（3）半导体价于导体与半导体之间的物体，如：

硅、锗等。

任何物体都会存在电阻，只是这个电阻的测试条件不同表现出来的特性都不一样。

在我们的学习中，主要研究的是电压、电流、电阻这三者之间关系。

空气，在干燥时，它的电阻表现会很大；

当在潮湿时，它的电阻表现会变小。

像木材，干燥时，它的,电阻会很大，当湿后，它的电阻会很小。

二、电路的欧姆定律,欧姆定律就是反映电路中电压、电流和电阻之间关系的定律，是电路基本定律之一。

R=U/II=U/RU=IRU=E-U0I=E/（R+R0）R0,部分电路的欧姆定律全电路欧姆定律为电源内阻由欧姆定律可知:

电阻有电流流过时，两端必有电压，这个电压习惯上叫电压降。

通常导线都是有电阻的，当用导线传输电流时，就产生电压降，因此，输电线路末端的电位总是比始端的电位低。

输电线路上电压降低的数值叫做电压损失。

如果线路较长，线路电流较大，其电压损失就较大，供给负载的电压将明显下降，影响设备的正常跳工转到作第作一页。

RR1R2LRn,跳转到第一页,UUUU,12Ln,nn,22,11,I,III,L,n个电阻串联可等效为一个电阻当串联的电阻越多,总阻值就会越大,

（二）、电阻的串联、并联和混联1.电阻的串联把几个电阻一个接一个地依次连接起来。

特点如下：

I,R1,+,U,Rn,R,I,+U,I,1,IR,+U1+22U2+Un,In,分压公式,跳转到第一页,U,R,R,URI,k,kk,两个电阻串联时,U,U,2,1,R1,1,RR,U,R,2,R1R2,U2,R,1,I,+,U,R2,+U,1,+,U2,RkR,称为分压比,R1,R2,R3,E,电路中的电流为：

I=,EE=30R1+R2+R3R30,=1（A）,各电阻上的电压为：

U1=IR1=15=5（V）U2=IR2R2=1110=10（V）U3=IR3=115=15（跳V转）到第一页,总电阻为：

R=1+RR2+R3=5+10+15=30（）,例：

已知图中所示的电路中，R1=55，R2=100，R3=155，E=30，0，V求总电阻、电路中的电流及各电阻上的电压。

解:

n个电阻并联可等效为一个电阻,1Rn,1R,11R1R2,L,I1R1,2.电阻的并联I,+U,I2R2,InRn,R,I,+U,In,L,II1I2UU1U2,LUn,当并联的电阻越多,总阻值就会越小跳转到第一页,分流公式,跳转到第一页,两个电阻并联时,I,RkRk,k,URI,I,R,2,I1,I,I,12,R1R2R1,2,RR,I,1,I,2,R1,+U,R2,RRkI,称为分流比,例：

已知图中所示的电路中，R1=40KK，R2=60KK,跳转到第一页,E,I1,II2,R,1,R2,R1R2,R=R1R2=40604060,=24（4（K）,I=,ER,12,=24103,=0.5（mA）,总电流为：

I1=,E=12R140103,=0.3（mA）,I2=II1=0.550.3=0.2（mA）,，E=12，2，V求电流I，I1和I2，总电阻R。

解：

总电阻为：

3.电阻的混联电路电阻的串联与并联是电路最基本的连接形式。

跳转到第一页,在一些电路中，可能既有电阻的串联，又有电阻的并联，这种电路叫做电阻的混联电路。

如图：

R1,R2分析混联电路的方法1、应用电阻的串联、并联逐步简化电路，求出电路的等效电阻；

2、由等效电阻和电路的总电压，根据欧姆定律求出电路的总电流；

3、由总电流根据基尔霍夫定律和欧姆定律求出各支路的电压和电流。

R2,R3,三、基尔霍夫定律基尔霍夫定律是电路中电压和电流所遵循的基本规律，是分析和计算较国复杂电路的基础，即可以用于直流电路的分析，也可以用于交流电路的分析。

1.基尔霍夫电流定律KCL支路、结点和回路支路：

电路中流过同一个电流的分支称为支路,支路上流过的电流称为支路电流。

结点：

支路的连接点称为结点（节点）。

在电路中三条或三条以上支路相连接的地方形成一个结点。

回路：

由一条或多条支路所组成的任何一个闭合电路称为回路。

跳转到第一页,定律表述：

在电路中的任一结点，在任一时刻，流进结点的电流之和等于从该结点流出的电流之和。

式中的k表示该结点上联接的支路总数。

例题列出图中结点a、b和c的电流方程。

解对结点a有-I1+I3I4=0对结点b有I2I3I6=0对结点c有I1I2+I5=0提示：

列结点电流方程时，先标明支路电流的方向。

习惯上设流入结点的电流为正，流出结点的电流为负。

跳转到第一页,K,k1,k,I0,定律表述：

在任一瞬间，沿任一回路设定方向（顺时针或逆时针），回路中所有支路电压降的代数和为零。

例题列出图中虚线绕行回路的基尔霍夫电压方程。

解设定回路和中参考方向。

支路原设定的方向若与之一致，则为正，否则为负。

建立两个回路的电压方程如下：

跳转到第一页,1112,2,回路：

-E+IR+IR=O,2,回路：

-E+I,33,22,R+IR=0,2.基尔霍夫电压定律（KVL）K,k1,k,U0,例题如图已知：

R1=1，R2=2，R4=4，R5=5，R6=6，E3=2V，I2=1A，I4=1.5A，I5=2A。

求E1，E2。

跳转到第一页,解据基尔霍夫电流定律，结点b：

I6=I2+I4=1A+1.5A=2.5A结点c：

I3=I2+I5=1A+2A=3A结点a：

I1=I3+I4=3A+1.5A=4.5A据基尔霍夫电流定律，在abda回路中：

E1=I1