直流电路的认识_精品文档.ppt

1、任务二任务二任务一任务一建立电路模型建立电路模型仿真验证基尔霍夫定律仿真验证基尔霍夫定律任务三任务三仿真验证戴维南定理及叠加原理仿真验证戴维南定理及叠加原理 直流电路是实际应用电路的基础，通过直流电直流电路是实际应用电路的基础，通过直流电路知识的学习，掌握电路分析的基本方法、原理，路知识的学习，掌握电路分析的基本方法、原理，进而能应用到解决实际电路的问题中。电路仿真软进而能应用到解决实际电路的问题中。电路仿真软件的出现，极大地提高了电路的设计和故障的分析件的出现，极大地提高了电路的设计和故障的分析等解决实际电路问题的效率，同时，仿真软件的使等解决实际电路问题的效率，同时，仿真软件的使用也是一种

2、很有效地学习电路知识的方法。用也是一种很有效地学习电路知识的方法。知识目标知识目标 1.1.了解电路的组成及各部分的作了解电路的组成及各部分的作用，了解电路中的基本物理量，并掌用，了解电路中的基本物理量，并掌握其计算方法，了解构成电路的基本握其计算方法，了解构成电路的基本元件；元件；2.2.了解电压、电流的方向问题，了解电压、电流的方向问题，掌握电压、电流的测量方法；掌握电压、电流的测量方法；3.3.掌握欧姆定律并能用来分析和掌握欧姆定律并能用来分析和计算简单电路，进而掌握电阻串、并计算简单电路，进而掌握电阻串、并联电路的分析和计算；联电路的分析和计算；4.4.了解并掌握基尔霍夫定律，了了解并

3、掌握基尔霍夫定律，了解戴维南定理及叠加原理，进而掌握解戴维南定理及叠加原理，进而掌握复杂电路的分析方法复杂电路的分析方法；5.5.了解电压源与电流源及其了解电压源与电流源及其 等效变换的方法等效变换的方法。技能目标技能目标 1.1.掌握测量电路基本参数的掌握测量电路基本参数的方法；方法；2.2.掌握电压表、电流表的使掌握电压表、电流表的使用方法；用方法；3.3.掌握仿真软件掌握仿真软件Multisim 10Multisim 10的基本使用方法，能用仿真的方的基本使用方法，能用仿真的方式验证基尔霍夫定律、戴维南定式验证基尔霍夫定律、戴维南定理及叠加原理。理及叠加原理。本任务就是通过建本任务就是通

4、过建立电路模型，掌握分析立电路模型，掌握分析电路的规律和方法。电路的规律和方法。任务一建立电路模型任务一建立电路模型 任务目标任务目标一、电路与电路模型（一）电路及电路组成（一）电路及电路组成任务一建立电路模型任务一建立电路模型电路的组成电路的组成一、电路与电路模型任务一建立电路模型任务一建立电路模型2.2.负载负载负载负载3.3.导线和开关导线和开关导线和开关导线和开关 1.1.电源电源电源电源一、电路与电路模型任务一建立电路模型任务一建立电路模型（二）电路模型及电路图（二）电路模型及电路图常用的几种理想元件的电路符号常用的几种理想元件的电路符号二、电路的工作状态和电气设备的额定值任务一建立

5、电路模型任务一建立电路模型（一）电路的工作状态（一）电路的工作状态1.通路通路2.开路开路3.短路短路二、电路的工作状态和电气设备的额定值任务一建立电路模型任务一建立电路模型（二）电气设备的额定值（二）电气设备的额定值 在电路中，各种电气在电路中，各种电气设备和电路元件都有额定设备和电路元件都有额定值，只有按额定值使用，值，只有按额定值使用，即处于额定工作状态，电即处于额定工作状态，电气设备和电路元件的运行气设备和电路元件的运行才能安全可靠，使用才能安全可靠，使用 寿命才会长寿命才会长。三、电流、电压及电动势任务一建立电路模型任务一建立电路模型（一）电流的形成（一）电流的形成 电流是由于电荷的

6、定向移动形成的。在金属导体中，电子在外电场作用下有规则地运动就形成了电流。而在某些液体或气体中，电流则是由于 正离子或负离子在电场力作用下有规则地运 动而形成的。三、电流、电压及电动势任务一建立电路模型任务一建立电路模型（二）电流的方向（二）电流的方向电流的方向电流的方向三、电流、电压及电动势任务一建立电路模型任务一建立电路模型（三）电流的大小（三）电流的大小 电流的大小取决于在电流的大小取决于在一定时间内通过导体横截面一定时间内通过导体横截面的电荷量的多少。在相同时的电荷量的多少。在相同时间内通过导体横截面的电间内通过导体横截面的电 荷量越多，就表示流过荷量越多，就表示流过 该导体的电流越强

7、，反该导体的电流越强，反 之越弱。之越弱。任务一建立电路模型任务一建立电路模型 引例引例 解析解析请看下面的例题请看下面的例题任务一建立电路模型任务一建立电路模型 某导体在0.5 min的时间内均匀通过导体横截面的电荷量为120 C，求导体中的电流。三、电流、电压及电动势任务一建立电路模型任务一建立电路模型（四）电压的基本概念（四）电压的基本概念 电压是用来衡量电场力推动电荷运动，对电荷做功能力大小的物理量。电路中A、B两点之间的电压在数值上等于电场力把单位正电荷从A点移动到B点所做的功。若电场力移动的电荷量为q，所做的功为W，那么A与B点之间的电压为：三、电流、电压及电动势任务一建立电路模型

8、任务一建立电路模型（五）电压的参考方向（五）电压的参考方向电压参考方向与实际方向的关系电压参考方向与实际方向的关系三、电流、电压及电动势任务一建立电路模型任务一建立电路模型（六）电压的测量（六）电压的测量 （1）对交、直流电压应分别采用交流电压表和直流电压表。）对交、直流电压应分别采用交流电压表和直流电压表。（2）电压表必须并联在被测电路的两端。）电压表必须并联在被测电路的两端。（3）直流电压表表壳接线柱上标明的）直流电压表表壳接线柱上标明的“+”、“-”记号应和被测两记号应和被测两点的电位相一致，即点的电位相一致，即“+”端接高电位，端接高电位，“-”端接低电位，不能接错。端接低电位，不能接

9、错。（4）合理选择电压表的量程，其方法和电流表相同。）合理选择电压表的量程，其方法和电流表相同。任务一建立电路模型任务一建立电路模型 引例引例 解析解析请看下面的例题请看下面的例题任务一建立电路模型任务一建立电路模型 某一电路如图所示，各段电路的电流、电压的参考方向均已标注在图中。(1)指出哪一段电路的电流与电压是关联参考方向?哪一段是非关联参考方向?(2)已知I1 4 A，I2-3 A，I37 A，U1=-20 V。指出各段电路电流的实际方向是什么?(3)由(2)中的已知条件判断 AB 段电压的实际方向是什么?。任务一建立电路模型任务一建立电路模型 (1)(1)U2 和和 I2、U3 和和

10、I3是非关联参考方向，是非关联参考方向，U1 和和 I1是是关联参考方向。关联参考方向。(2)(2)从已知条件可知，电流从已知条件可知，电流 I1、I3 为正值，表示它们的为正值，表示它们的实际方向与参考方向相同；实际方向与参考方向相同；I2 为负值，表示它的实际方向与为负值，表示它的实际方向与参考方向相反。参考方向相反。(3)(3)从已知条件可知，从已知条件可知，U1 为负值，表示它的实际方向与为负值，表示它的实际方向与图示的参考方向相反，即图示的参考方向相反，即 B 点是实际的高电位点，点是实际的高电位点，A 点是点是实际的低电位点，该段电压的实际方向是从实际的低电位点，该段电压的实际方向

11、是从B B点到点到A A点。点。三、电流、电压及电动势任务一建立电路模型任务一建立电路模型（七）电动势（七）电动势1.1.电动势的基本概念电动势的基本概念 在电源内部，电源力在电源内部，电源力把正电荷从低电位把正电荷从低电位(负极负极)移到高电位移到高电位(正极正极)反抗电反抗电场力所做的功场力所做的功W W与被移与被移 动动电荷的电荷量电荷的电荷量 q q 的的 比值就是电源电动势比值就是电源电动势。三、电流、电压及电动势任务一建立电路模型任务一建立电路模型2.2.电动势的参考方向电动势的参考方向 电动势的作用是把正电荷从低电位点移动到高电位点，使正电电动势的作用是把正电荷从低电位点移动到高

12、电位点，使正电荷的电势能增加，所以规定电动势的实际方向是由低电位指向高电荷的电势能增加，所以规定电动势的实际方向是由低电位指向高电位，即从电源的负极指向电源的正极。在电路中，电源的极性和电位，即从电源的负极指向电源的正极。在电路中，电源的极性和电动势的数值一般都是已知的，所以一般电动势的参考方向都取与实动势的数值一般都是已知的，所以一般电动势的参考方向都取与实际方向相同的方向，即由电源的负极指向电源的正极际方向相同的方向，即由电源的负极指向电源的正极。三、电流、电压及电动势任务一建立电路模型任务一建立电路模型3.3.电源端电压与电动势的关系电源端电压与电动势的关系 （1 1）)电源端电压电源端

13、电压U反映的是电场力在外电路将正电荷由高电位点反映的是电场力在外电路将正电荷由高电位点(正极正极)移向低电位点移向低电位点(负极负极)做功的能力。电动势做功的能力。电动势E反映的是电源力将电反映的是电源力将电源内部的正电荷从低电位点源内部的正电荷从低电位点(负极负极)移向高电位点移向高电位点(正极正极)做功的能力做功的能力。（2 2）)若不考若不考虑电虑电源内源内损损耗，耗，则电则电源源电动势电动势在数在数值值上与它的端上与它的端电压电压相相等，但等，但实际实际方向相反，即方向相反，即E -U。四、电功与电功率任务一建立电路模型任务一建立电路模型 电功，简单地说就是电流所做的功。电流在经过电器

14、设备时会发生能量的转换，能量转换的大小就是电流所做功的大小，用符号“W”表示，单位为焦耳(J)。能量转换的速率就是电功率，即单位时间内电器设备能量转换的大小，简称为功率，用符号“P”表示：五、电阻元件及欧姆定律任务一建立电路模型任务一建立电路模型（一）电阻元件（一）电阻元件 电阻元件是电路中使用最多电阻元件是电路中使用最多的元件之一，常称为电阻器。电的元件之一，常称为电阻器。电阻器的主要特征是变电能为热能，阻器的主要特征是变电能为热能，它是一个消耗电功率的元器件，它是一个消耗电功率的元器件，在电路中主要起调节电流、在电路中主要起调节电流、电压以及将电能转换成热电压以及将电能转换成热 能的作用。

15、能的作用。五、电阻元件及欧姆定律任务一建立电路模型任务一建立电路模型1.1.线性电阻元件和非线性电阻元件线性电阻元件和非线性电阻元件电阻器的伏安特性电阻器的伏安特性五、电阻元件及欧姆定律任务一建立电路模型任务一建立电路模型2.2.电阻器的选用电阻器的选用 选用电阻器时，要根据电路和设备的实际要求来选用电阻器，选用电阻器时，要根据电路和设备的实际要求来选用电阻器，从电气性能到经济价值等方面综合考虑，不要片面采用高精度和非从电气性能到经济价值等方面综合考虑，不要片面采用高精度和非标准系列电阻器。在一般场合下，主要是根据阻值、额定功率和允标准系列电阻器。在一般场合下，主要是根据阻值、额定功率和允许误

16、差的要求来选择合适的电阻器。也就是说，电阻的标称阻值应许误差的要求来选择合适的电阻器。也就是说，电阻的标称阻值应和电路要求相符，额定功率应该是电阻器在电路中实际消耗的功率和电路要求相符，额定功率应该是电阻器在电路中实际消耗的功率的的1.51.52 2倍，允许误差在要求的范围之内倍，允许误差在要求的范围之内。五、电阻元件及欧姆定律任务一建立电路模型任务一建立电路模型3.3.电导电导导体导体绝缘体绝缘体AB超导体超导体D半导体半导体C五、电阻元件及欧姆定律任务一建立电路模型任务一建立电路模型（二）欧姆定律（二）欧姆定律1.1.部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律 在一段不包括电源的电路在一段不包括电源的电路中，电路中的电流中，电路中的电流 I 与加在这与加在这段电路两端的电压段电路两端的电压 U 成正比，成正比，与这段电路的电阻与这段电路的电阻 R 成反比，成反比，这一结论称为欧姆定律，它揭这一结论称为欧姆定律，它揭示了一段电路中电阻、电压和示了一段电路中电阻、电压和电流三者之间的关系。电流三者之间的关系。五、电阻元件及欧姆定律任务一建立电路模型任务一建立电路模型2.2.全电路欧姆定律全电路欧