厦门电子职业中专学校教案纸第页教 案 纸 附 页第1 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计3.电路的状态(1) 通路(闭路 ):电源与负载接通,电路中有电流通过,电气设备或元器件获得一 定的电压和电功率,进行能量转换。
(2) 开路(断路 ):电路中没有电流通过,又称为空载状态。
(3) 短路(捷路 ):电源两端的导线直接相连接,输出电流过大对电源来说属于严重 过载,如没有保护措施,电源或电器会被烧毁或发生火灾,所以通常要在电路或电气 设备中安装熔断器、保险丝等保险装置,以避免发生短路时出现不良后果。
、电气元件符号三、基本电路图 由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型, 也叫做实际电路的电路原理图,简称为电路图。
例如,图 1-2 所示的手电筒电路。
理想元件:电路是由电特性相当复杂的元器件组成的,为了便于使用数学方法对 电路进行分析,可将电路实体中的各种电器设备和元器件用一些能够表征它们主要电 磁特性的理想元件 (模型)来代替, 而对它的实际上的结构、 材料、形状等非电磁特性不 予考虑。
图 1-2 手电筒的电路原理图教学追记画图讲解第页厦门电子职业中专学校教案纸教案纸附页第1 页教学内容、方法、过程和板书设计教学追记特例:交流电的实际方向是随时间而变的。
如果某一时刻电流为正值,即表示该时刻电流的实际方向与参考方向一致;如果是负值,则表示该时刻电流的实际方向与参考方向相反。
3.电流的大小为QIt电流的单位是安(培)(A) 。
常用的电流单位还有毫安(mA) 、微安( μA)等。
1A103 mA 06μA4、直流电流和交流电流(1)直流电流如果电流的大小及方向都不随时间变化,即在单位时间内通过导体横截面的电量相等,则称之为稳恒电流或恒定电流,简称为直流(Direct Current) ,记为DC或dc,直流电流要用大写字母I 表示。
Iq Q常数tt 直流电流I 与时间t 的关系在I-t 坐标系中为一条与时间轴平行的直线。
(2)交流电流如果电流的大小及方向均随时间变化,则称为变动电流。
对电路分析来说,一种最为重要的变动电流是正弦交流电流,其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化,将之简称为交流(Alternating current) ,记为AC 或ac,交流电流的瞬时值要用小写字母i 或i(t) 表示。
5、电流对负载有各种不同的作用和效应,如表光效应在气体和一些半1.1 所示。
对人体生命的效应热效应总出磁效应总出电熨斗、电烙铁、熔断器继电器线圈、开关装置白炽灯、发光二极管化学效应在导电的溶液教学内容、方法、过程和板书设计教学追记导体中出现蓄电池的充电过程事故、动物麻醉教学内容、方法、过程和板书设计教学追记1.2.2 电压与电动势电压:可以通过电荷的分离产生,如图 1.22。
要把不同极性的电荷分离开,就必须对电荷做功。
在电荷分离过程中,这两种不同极性的电荷之间便产生了电压。
1.电压的基本概念电压是指电路中两点A 、B 之间的电位差(简称为电压),其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A 点移动到B 点所作的功,电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。
电压的国际单位制为伏特(V) ,常用的单位还有毫伏(mV) 、微伏( V) 、千伏(kV) 等,它们与伏特的换算关系为1 mV = 10 3 V;1 V = 10 6 V; 1 kV = 103 V2.直流电压与交流电压如果电压的大小及方向都不随时间变化,则称之为稳恒电压或恒定电压,简称为直流电压,用大写字母U 表示。
如果电压的大小及方向随时间变化,则称为变动电压。
对电路分析来说,一种最为重要的变动电压是正弦交流电压(简称交流电压),其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化。
交流电压的瞬时值要用小写字母u 或u(t)表示。
3.电源电动势(电动势) :它表征非静电力在电源内部搬运电荷所做的功与被移送电荷量的比值。
4.电动势的大小为E W SQ电动势的单位为伏[特](V )。
5.电动势的方向规定由电源负极指向电源正极,如图 1.23 所示。
图1.23 电动势的方向图1.22《电子电工技术》电子电工技术》教学内容、方法、过程和板书设计教学追记教 案 纸 附 页第 5 页功率表测电压的线圈( 1、 2)并联在电路上,测量电流的线圈( 3、 4)串联在电 路上。
[例 1.2] 一台电炉的额定电压为 220 V ,额定电流为 5 A ,该电炉电功率为多大? [解] P UI 220 5 W 1100 W=1.1 kW1.2.5 电功率1.电功率:用电设备单位时间( t ) 里所消耗的电能( W )叫做电功率:WUI若是纯电阻电路:2 U2P = UI = I 2R = R 2.电功率是利用功率表进行测量的,其测量线路如图1.25 所示。
图 1.24 电度表及接教 案 纸 附 页第 6 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计 教学追记 教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教学追记1.2.6 电气设备额定值 1.额定值:电气设备在正常工作时对电流、电压和功率具有一定限额。
2.额定值表示方法:( 1)利用铭牌标出(电动机、电冰箱、电视机的铭牌) ; ( 2)直接标在该产品上(电灯泡、电阻) ;( 3)从产品目录中查到(半导体器件) 。
3.额定状态:应用中实际值等于额定值时,电气设备的工作状态。
4.过载:实际值超过额定值。
5.欠载:实际值低于额定值。
[例1.8] 标有100Ω、4 W 的电阻,如果将它接在 20 V 或40 V 的电源上,能否 正常工作?[解] 该电阻阻值为 100 Ω,额定功率为 4 W ,也就是说,如果该电阻消耗的功率 超过 4 W ,就会产生过热现象甚至烧毁。
(1)在 20 V 电压作用下时22U 2 202 P W 4 WR 100 该值等于额定功率,因此在 20V 的电源电压时可以正常工作。
( 2)在 40V 电压作用下时,同理可得402 P W 16 W10016 W 4 W ,此时该电阻消耗的功率已经大大超过其额定值,这种过载情况极易 烧毁电阻,使其不能正常工作。
应更换阻值相同,额定功率大于或等于 16 W 的电阻。
1.电流是一种物理现象,又是一个表示带电粒子定向运动强弱的物理量(电流会 使导线发热,指的是物理现象;电路中有 3A 的电流,是指其电流的强弱) 。
2.电流的参考方向是任意假定的,在电路图中用箭头标示。
如果有了电流的参考 方向又有了电流的正值或负值,才可以判定出导体中电流的真实方向。
3.电压产生的本质是不同极性的电荷分离,而产生电压的方式有多种。
电压的实际方向,习惯上规定高电位点指向低电位点。
4.电动势不仅有大小,也有方向。
它的实际方向习惯上规定由低电位点指向高电 位点(经内电路) 。
电动势单位与电压单位一致是“伏[特] ”。
5.为了描述某点电位高低,在选定一零电位点(参考点)以后,就可以用电位概 念来表征某点电位的高低了。
6.电位的值与参考点的选择有关,而电压与电位参考点的选择无关。
7.电路所消耗的电能是指在电场力的作用下, 该电路两端电压使电路中电荷移动 所做的功。
8.电能测量可使用电能表,电能表接线按“相线 1进 2出,零线 3进 4出”的原则。
9.电功率数学表达式为P U IP = UI = R I 2 = U 2 R第页厦门电子职业中专学校教案纸第页第1 页教 学 内 容、方 法、过 程 和 板 书 设 计教学追记注意:电阻越小,这条直线越陡。
1.3.3 线性电阻和非线性电阻图 1.14 电阻的电流、电压特性 1.线性电阻:电压、电流特性如图 1.15( a )所示,电阻是常数。
2.非线性电阻:电压、电流特性如图 1.15( b )所示,电阻不是常数。
(b)图 1.15 电阻的电流、电压特性1.3.4 常用电阻元件1.线性性电阻(1)电阻参数标注:① 1.2 所示。
直接标注在电阻上;② 色环标注。
色环表示的意义如表 颜色 有效数字 乘数 允许偏差% 工作电压 /V 银色 10 2 10金色 10 15黑色 0 10 04棕色 1 10 1 1 6.3红色 2 10 2 2 10 橙色 3 10 3 16 黄色 4 10 4 25绿色 5 10 5 0.5 32 蓝色 6 10 6 0.25 40 紫色 7 10 7 0.1 50 灰色8 10 8 63白色 9 10 9 + 50 , 20 无色 20表 1.2 色标符号规定本章重点第2 页教学内容、方法、过程和板书设计教学追记(2)二位有效数字色环标记:如图 1.17 所示,该电阻的阻值为 2 700 Ω,允许偏差± 5%;(3)三位有效数字色环标记:如图 1.18所示,该电阻的阻值为33 200 Ω,允许偏差± 1% 。
图 1.17图 1.18 三位有效数字色标示例2.非线性电阻(1)热敏电阻外形如图1.19 所示。
(2 )热敏电阻:① 负温度系数热敏电阻,简称NTC (NegativeTemperatureCoefficient )电阻;应用于温度测量和温度调节,还可以作为补偿电阻,对具有正温度系数特性的元件(例如晶体管)进行补偿;抑制小型电动机、电容器和白炽灯在通电瞬间所出现的大电流(冲击电流)。
② 正温度系数热敏电阻,简称PTC(PositiveTemperature Coefficient )电阻。
PTC 电阻可用于小范围的温度测量、过热保护和常识了解延时开关。
3)压敏电阻:如图1.20 所图 1.19 热敏电阻图 1.20 压敏电阻教案纸附页第3 页教学内容、方法、过程和板书设计教学追记压敏电阻可用于过压保护,将它并联在被保护元件两端,当出现过电压时,其电阻急剧减小,将电流分流以保护并联在一起的元件。
第4 页教学内容、方法、过程和板书设计教学追记1.3.5 欧姆定律1.基本概念:(1)内电路:电源本身的电流通路。
(2)内阻:内电路的电阻。
(3)外电路:电源以外的电流通路。
(4)全电路:内电路和外电路总称。
2.图1.11 所示为全电路。
1)对于外电路,在电路电压一定的情况下,电路电阻越大,电路中电流就越小。
UI应用欧姆定律时,应注意电流I 和电压U 的参考方图1.12(a)中,电流为IUR图1.12(b)中,电流为IUR[例1.3] 试求图1.13(a)所示电路中的电流,图中电压为 1.5 V,电阻为1Ω。
(a)(b)图 1.12 应用欧姆定律时的参考方向常识了解图 1.13 例题 1.3附图图 1.11 全电第5 页第页厦门电子职业中专学校教案纸第页教案纸附页第1 页教学内容、方法、过程和板书设计教学追记(3)电源总电压等于各负载电阻两端电压之和U = U1 + U2 + U3(4)串联后的等效电阻为R = R1 + R2 + R3[例1.5] 求图1.42 所示电路中的总电阻、总电流、各电阻上的电压降、总电压降。