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1、第1章 直流电源1.1 电路基本概念学习目标：了解电路的概念；掌握电路图的画法及常用的部分电工图形、文字符 号；掌握电路的基本物理量（电流、电压、电位、电动势、电阻）； 了解直流电路的三种工作状态。教学重点：掌握电路的基本物理量教学难点：电压、电位的计算课时分配：2学时教学过程：一、电路的组成及作用 电路就是电流通过的闭合路径，它是由各种电气器件按一定方式用导线连接组成的总体。电路的结构形式和所能完成的任务是多种多样的，从日常生活中使用的用电设备到工、农业生产中用到的各种生产机械的电器控制部分及计算机、各种测试仪表等，从广义说，都是电路。最简单的电路如图所示的手电筒电路。1、组成：电路主要由三

2、部分组成。（1）电源 是供应电能的设备。在发电厂内将化学能或机械能等非电能转换为电能，如电池、蓄电池、发电机等。（2）负载 是使用电能的设备，又称用电器。作用是将电能转换成其它形式的能量，如电灯、电炉、扬声器、电动机等。（3）中间环节 用于连接电源和负载。起传输和分配电能或对电信号进行传递和处理的作用，如变压器、输电线等。2、电路模型和电路图实际电路元件电磁性质较为复杂。为便于对实际电路进行分析，需用能够代表其主要电磁特性的理想电路元件或它们的组合来表示。理想电路元件就是指只反映某一个物理过程的电路元件,包括电阻、电感、电容、电源等。用理想电路元件所组成的电路即为电路模型，手电筒电路的电路模型

3、如图所示。3、作用（1）进行电能的传输和转换，如照明电路、动力电路等。典型电路是电力系统。（2）实现信息的传输和处理，如测量电路、扩音机电路、计算机电路等。典型电路是扩音机。二、电流1、电流的形成：电荷的定向移动形成电流。2、电流的大小电流的大小是指单位时间内通过导体横截面的电荷量。恒定电流 （DC）（“”） 交变电流 （AC）（“”） 大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流，也称为直流电流，用表示。大小和方向随时间变化的电流称为交变电流，简称交流电流，用i表示。电流的单位为A（安培），还有kA（千安）、mA（毫安）、A（微安）等。 3、电流的方向（1）实际方向习惯上规定正电荷移动的方向或

4、负电荷移动的反方向为电流的实际方向。（2）参考方向：可以任意选取在分析电路时，常常要知道电流的方向，但有时电路中电流的实际方向难于判断，此时常可任意选定某一方向作为电流的“参考方向（也称正方向）”。所选的参考方向不一定与实际方向一致。当电流的实际方向与其参考方向一致时，则电流为正值；反之，当电流的实际方向与其参考方向相反时，则电流为负值，如图所示。a） b）4、电流的表示方法（1）箭头： （2）双下标：5、电流的测量用电流表（安培表）来测量。测量时注意：（1）交、直流电流用不同表测量。 （2）电流表应串联在电路中。（3）直流电流表有正负端子，即：“+”、“-”记号，接线时不能接错。（4）选择正

5、确的量程。三、电压（电位差）1、物理意义在图中，极板a带正电，极板b带负电，a、b间存在电场。正极板a上的正电荷在电场力的作用下从a经过负载移到负极板b，从而形成了电流。这说明电场力做功产生了电流。规定：电场力把单位正电荷从a点移动到b点所做的功称为a、b两点之间的电压，用表示。电压的单位为V（伏特），还有kV（千伏）、mV（毫伏）、V（微伏）等。 2、实际方向：由高电位指向低电位结论：对于电阻性负载来说，没有电流就没有电压，有电压就一定有电流。电阻两端的电压常叫做电压降（压降）。而对于电源来说，其端电压的实际方向是正极指向负极。3、参考方向：可以任意选取，同电流参考方向的选取4、电压的表示方

6、法（1）箭头：（2）正负号：、（3）双下标：5、电压的测量用电压表（伏特表）来测量。测量时注意：（1）交、直流电压用不同表测量。（2）电压表应并联在被测电路两端。（3）直流电压表有正负端子，即：“+”、“-”记号，接线时不能接错。（4）选择正确的量程。【例】电路如图所示，已知，求：解：四、电动势1、物理意义为维持电路中的电流流通，则必须保持电路a、b两端间的电压恒定不变，这就需要电源力源源不断地把正电荷从负极板b移回正极板a上。规定：电源力克服电场力把单位正电荷从b点（负极）经电源内部移回到a点（正极）所做的功，叫电动势，用表示。2、电动势的实际方向电动势的实际方向规定：在电源内部由负极指向正

7、极，即电位升，其单位与电压单位相同，也是伏特（V）。结论：对于一个电源来说，既有电动势，又有端电压。电动势只存在于电源内部，方向由负极指向正极；而端电压只存在于电源外部，其方向由正极指向负极。一般情况下，电源的端电压总是低于电源内部的电动势，只有当电源开路或者电源的内阻忽略不计时，电源的端电压才与其电动势相等。3、电动势（）和电压（）的区别：* 物理意义不同；* 实际方向不同；* 电动势只表示电源，而电压既可表电源，也可表负载。4、直流电动势的两种图形符号【例】电路如图所示，已知电源电动势，求出：解：，。五、功率把单位时间内电场力所做的功称为电功率。用“P”表示。定义式：单位：W、kW、mW其

8、中：“W”为电功，指电流所做的功，简称“电功”（电能）。电流做功的过程，实质上就是把电能转换为其他形式的能的过程。表达式：单位：焦耳（J）或千瓦时（） 习题： P35. 11.2 电阻元件和欧姆定律教学目标：了解欧姆定律，能分析电流、电压、电阻之间的关系；掌握电功、电 功率的计算方法。教学重点：掌握欧姆定律有关的计算题教学难点：欧姆定律计算课时分配：2学时教学过程：一、电阻与电阻率1、电阻：导体对电流的阻碍作用称为电阻，用符号R表示。电阻元件是耗能元件，其单位为（欧姆）。常用的电阻单位还有、。2、电阻率：导体的电阻是导体本身的一种性质。它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积：式中：制成电阻的

9、材料的电阻率，国际单位制单位为；绕制成电阻的导线长度，国际单位制单位为m；绕制成电阻的导线横截面积，国际单位制单位为；电阻值，国际单位制单位为。纯金属的电阻率很小，绝缘体的电阻率很大。银是最好的导体，但价格昂贵而很少采用，目前电气设备中常采用导电性能良好的铜、铝作导线。二、部分电路欧姆定律1、部分电路：只含有负载而不包含电源的一段电路。2、内容：流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，与电阻值成反比，称为部分电路欧姆定律。3、表达式：（、参考方向一致）（、参考方向不一致） a）、参考方向一致 b）、参【例1】：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。RU6V+2AR+U6VI(a)(b)I2

10、A解：对图(a)有，对图(b)有，【例2】：已知某100W的白炽灯在电压220V时正常发光，此时通过的电流是0.455A，试求该灯泡工作时的电阻。解： 三、全电路欧姆定律1、概念（1）全电路：含有电源的闭合电路。（2）内电路：电源内部的电路。外电路：电源外部的电路。（3）内电阻：电源内部的电阻，简称内阻。用表示。外电阻：外电路的电阻。用表示。2、内容：闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与电路的总电阻，即内电阻和外负载电阻之和（）成反比。3、表达式：是内阻上的压降；既是外阻上的压降，又是电源两端的电压（路端电压或端电压）。四、电阻的串联多个元件逐个顺次连接起来，就组成了串联电路。两个或两个以

11、上的电阻依次连接，组成一条无分支电路，这样的连接方式叫做电阻的串联。1、串联电路的特点（1）等效电阻：* * 当时，（大）（2） 流经各电阻的电流相等。（3）串联总电压等于各电阻上电压之和，即；（4）分压关系为：当两只电阻R1、R2串联时，总电阻，则有分压公式，五、电阻的并联把多个元件并列地连接起来，由同一电压供电，就组成了并联电路。两个或两个以上的电阻接在电路中相同的两点之间，承受同一电压，这样的连接方式叫做电阻的并联。1、并联电路的特点（1）等效电阻：；* * 当时，（小）（2）各电阻电压相等。（3）并联总电流等于各电阻上电流之和，即；（4）分流公式为：，【例1】：图所示的并联电路中，求等

12、效电阻、总电流、各负载电阻上的电压、各负载电阻中的电流。解：等效电阻总电流各负载上的电压各负载上的电流六、电阻的混联既有串联又有并联的电路称为混联。混联电路形式多种多样，但可以利用电阻串、并联关系进行逐步化简。【例3】：（选作）如图，已知，求等效电阻。解： 等效电阻习题： 如图，已知，求等效电阻。 解：等效电阻 1.3电感元件和电容元件教学目标：电容、电感元件的构造、作用和特点；掌握电容电感的作用并会正确 选用。教学重点：电容的作用，主要参数（电容量、电量、电压、耐压）的计算，电容 的充放电过程教学难点：电容参数的计算，电容充放电过程的理解课时分配：2学时教学过程：一、电容1、电容器：用来储存

13、和释放电荷及电场能量的“容器”。其容量决定了它对电荷的存储能力。2、电容器的组成：两块彼此绝缘的导体就构成一个电容器，两个导体称为电容器的电极。图a是平行板电容器结构图，两个平行的金属板构成电容器的极板，两个极板之间为电介质，电介质可为空气、纸、云母、塑料薄膜等材料。图b是一只电容器的解剖图。 图a平行板电容器 图b 电解电容器结构电容器分为有极性和无极性两种类型，无极性电容器在接入电路时不考虑其极性，有极性电容器在接入电路时正负极不得接反。电解电容器是有极性电容器，使用时要注意。3、电容的作用：隔直流通交流的作用。且电容器的电压不能突变。在电力系统中，电容可以用来改善系统的功率因素，提高电能

14、的利用率；在机械加工中，电容还可用于电火花加工。4、电容的类型：按电容器的容量是否可调分为：固定电容器、可变电容器及微调电容器。按电容器所用的介质可分为：有机介质电容器、无极介质电容器、气体介质电容器、电解电容器。5、几种常见电容的符号6、电容器主要参数：（1）电容量当给电容器两端加上电压，如下图所示，则电容器的两个极板上就聚集起等量异号的电荷，两极板间就形成电场。电容器带电实验证明，当电容器的电介质、几何尺寸确定之后，电容器两极板上所加的电压越高，极板上聚集的电荷量越多，并且电荷量与电压成正比，其比值为一常数。我们将这一常数称为电容器的电容量，亦简称电容，用大写英文字母C 表示。C=q/U 式中 C电容器的电容量，单位为法拉（F）；q极板上所带电量，单位为库伦（C）；U极板间电压，单位为伏特（V）。参考方向规定为从正极板指向负极板。电容器和电容量都简称为电容，但其含义不同，前者是元件的名称，后者是元件的容量，从概念上要加以区别