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第三章 直流电路

电阻并联及等效电路
电阻并联电路
2.并联电路的特点
①电压特点。并联电路中各电阻两端电压相等,等于电路两端总电压,

U=U1=U2=U3=…=Un
②电流特点。并联电路的总电流等于通过各电阻的分电流之和,即
I=I1+I2+I3+…+In
③电阻特点。并联电路的总电阻(等效电阻)等于各电阻倒数之和,即
111 1
电阻混联电路
3.混联电路的等效变换与等效电阻的求法
混联电路的等效变换通常采用等电位法,等电位法的一般分析 方法如下:
①确定等电位点,标出相应的符号。导线的电阻和理想电流表的 电阻可忽略不计,可以认为导线和电流表连接的两点是等电位点。
②画出串、并联关系清晰的等效电路图。根据等电位点,从电路 的一端画到另一端,一般先确定电阻最少的支路,再确定电阻次少 的支路。
1课时
【观察与思考】
从表中所列数据,你能 看出各功率之间有什么 关系吗?什么时候负载 能获得最大功率?
负载电阻R的大小与各功率之间的关系
①闭合电路中的功率平衡关系式成立,即电源产生的功率等于负载 获得的功率与电源内部消耗的功率之和。
②闭合电路中,当电源电动势E和内阻r固定时,负载获得的功率与 负载电阻R的大小有关。
【课堂练习】 教材中的思考与练习
第三节 电阻串联电路
【教学目标】
1.掌握电阻串联电路的特点。 2.学会用电阻串联电路的特点分析实际电路。 3.了解电阻串联电路的应用。
【教学重点】
电阻串联电路的特点
【教学难点】
用电阻串联电路的特点分析实际电路
【课时安排】
1课时
【观察与思考】
小灯泡电路
小明在做电路实验时,遇到了如下问题:想让一个额定值为“3V、 0.1A”的小灯泡正常工作,可手头只有12V的电源,如果把小灯泡直接 接到12V的电源中,小灯泡肯定会被烧坏,这可怎么办呢?你能帮小明 解决这个问题吗?
Ir=U0是内电路上的电压降(也叫内压降),所以 E=U+U0
【例1】有一电源电动势为3V,内阻r=0.5,外接负载R=9.5,求:
(1)电路中的电流;(2)电源端电压;(3)负载上的电压;(4) 电源内阻上的电压。
闭合电路欧姆定律
2.电源与外特性
电源端电压随负R↑载→I=电流变化的规律叫做电源 的外特性,绘成的曲线称为外特性曲线,如右 图所示。
1
R R1 R2 R3
Rn
④电流分配。并联电路中通过各个电阻的电流与它的阻值成反比,即
I1R1 I2R2 I3R3 In Rn IR U
⑤功率分配。并联电路中各电阻消耗的功率与各电阻的阻值成反比,即
P1R1 P2R2 P3R3 Pn Rn U 2
【例1】一个4和一个6的两个电阻并联后,两端接12V的直流电源, 试求:(1)加在6电阻两端的电压;(2)电路中的总电阻;(3) 通过电路的总电流。
【课时安排】
1课时
【观察与思考】
小明在维修电子设备时,遇 到了如下问题:急需一个5的 电阻,而手头只有10、20 等的较大电阻。
你能帮小明解 决这个问题吗?
其实我们只需把2个10的电阻或者4个20的电阻并接,就能 得到5的电阻。
电阻并联电路
1.并联电路
把几个电阻并列地连接起来,就组成并联电路。如图(a)所示是由三 个电阻组成的并联电路,图(b)所示电路是图(a)的等效电路。
作在R=r附近,这种工作状态一般称为“阻抗匹配状态”。而在电力 系统中,希望尽可能减少内部损失,提高供电效率,故要求R》r。
【例1】如下图所示电路中,电源电动势E=6V,内阻r=0.5, R1=2.5,R2为变阻器,要使变阻器获得功率最大,R2应为多大? R2获得的最大功率是多少?
【课堂小结】 1.负载获得最大功率的条件。 2.最大功率的计算。
2课时
任务一 识别电工工具与材料
1.电工工具
本实训项目需 用到的电工工 具主要有钢丝 钳、尖嘴钳、 斜口钳、剥线 钳及电工刀等
任务一 识别电工工具与材料
2.材料
本实训项目需用到 的材料主要有:塑 铜硬线、塑铜软线、 护套线、黑胶布、 黄腊带等
任务二 导线的剥削
1.塑料硬线的剥削
除去塑料硬线的绝缘层可以用剥线钳、钢丝钳和电工刀。 线芯截面积为4mm2以下的塑料硬线,可用钢丝钳进行剥离。具体 方法:根据所需线头长度,用钢丝钳刀口轻轻切破绝缘层表皮,但不可 切入线芯,然后左手把紧导线,右手握紧钢丝钳头部,用力向外勒去塑 料绝缘层,在勒去绝缘层时,不可在刀口处加剪切力以免伤及线芯。有 条件时,可使用剥线钳。 线芯截面积大于4mm2的塑料硬线绝缘层,一般用电工刀进行剥削。 具体方法:根据所需线头长度,电工刀刀口以45角切入塑料绝缘层, 但不可伤及线芯,接着刀面与线芯保持15角向外推进,将绝缘层削出 一个缺口,然后将未削去的绝缘层向后扳翻,再用电工刀切齐。
实训项目四 导线的剥削、连接 与绝缘的恢复
【教学目标】
1.掌握钢丝钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等常用 电工工具的使用方法。
2.学会导线的剥削、连接与绝缘恢复的操作。 3.能识别常用塑料硬线、软线、护套线及七股铜 芯导线。
【教学重点】
导线的剥削、连接与绝缘恢复的操作
【教学难点】
七股铜芯导线的连接
【课时安排】
电阻串联电路
1.串联电路
把电阻一个接一个依次连接起来,就组成串联电路。如下图所示是由 三个电阻组成的串联电路。
电阻串联及其等效电路
电阻串联电路
2.串联电路的特点
①电流特点。串联电路只有一条通路,所以串联电路中电流处处相等,
即I=I1=I2=I3=…=In
②电压特点。串联电路两端的总电压等于各部分两端的电压之和,即
③求解等效电阻。根据电阻串、并联的关系求出等效电阻。
【例2】如图(a)所示电路中,R1=R2=R3=R4=10,试求S断开
与闭合时AB间的等效电阻。
分析:
S断开时,A与A为等电位点;从A点出发到B点有三条通
路,第一条通过R2,第二条通过R4,第三条通过R1与R3;其 简化等效电路如图(b)所示,即R1与R3串联再与R2、R4并 联。
第一节 闭合电路欧姆定律
【教学目标】
1.掌握闭合电路欧姆定律。 2.理解电源的外特性。
【教学重点】
闭合电路欧姆定律
【教学难点】
电源的外特性
【课时安排】
1课时
【观察与思考】
日常生活中,常常会遇到这样的情况:用电动势为1.5V的两节新电池 给手电筒供电,开始时,手电筒正常发光,亮度足,使用一段时间后, 手电筒逐渐变暗,最后完全处于不亮状态,取出电池,用万用表测电 池两端电压,其值约为1.4V。请问,虽然旧电池两端的电压还有 1.4V,可给同样的手电筒供电,为什么手电筒就不亮了呢?你能解释 这其中的原因吗?
小知识:当只有两个电阻R1、R 2串联时,可得R1、R 2两端 的分电压U1、U 2与总电压U之间的关系分别为:
U1
R1 R1 R2
U
U2
R2 R1 R2
U
【例2】一个4和一个6的两个电阻串联后,两端接10V的直流电源, 问4和6电阻两端的电压分别为多少? 电路中的电流又为多少?4 电阻消耗的功率为多大?
负载获得最大功率的条件
负载获得最大功率条件:当电源给定而负载可变时,负载电阻R和电 源内阻r相等时,负载能够从电源中获得最大功率。最大功率为:
Pm ax
E2 4r
负载功率随电阻变化的曲线
小知识:获得最大功率时,由于R=r,所以负载上和内阻上消耗的功
率相等,这时电源的效率不高,只有50%。在电子技术中,有些电路 主要考虑负载获得最大功率,效率高低是次要问题,因而电路总是工
分压器
【课堂小结】
1.串联电路 2.串联电路的特点 3.串联电路的应用 【课堂练习】 教材中的思考与练习
第四节 电阻并联电路
【教学目标】
1.掌握电阻并联电路的特点。 2.学会用电阻并联电路的特点分析实际电路。 3.了解电阻并联电路的应用。
【教学重点】
电阻并联电路的特点
【教学难点】
用电阻并联电路的特点分析实际电路
闭合电路欧姆定律
1.闭合电路欧姆定律
闭合电路中的电流I,与电源电动势E
成正比,与电路的总电阻R+r(内电
路电阻与外电路电阻之和)成反比,
这就是闭合电路欧姆定律。
用公式表示为:
I E rR
进一步作数学变换得: E=Ir+IR
闭合电路
电源的电动 势等于内、 外电路电压
降之和
由于IR=U是外电路上的电压降(也叫电源的端电压),
算电路的总电流。 ③求各部分的电压、电流和功率。根据欧姆定律、电阻的串、并联
特点和电功率的计算公式分别求出电路各部分的电压、电流和功率。
【例1】如图所示电路,已知U=220V,R1=R4=10,R2=300,R3 =600。试求:(1)电路的等效电阻R;(2)电路中的总电流I;(3)
电阻R2两端的电压U2;(4)电阻R3消耗的功率P3。
小提示:电阻的阻值越并越小。当n个相同阻值的电阻并
联时,其总电阻(等效电阻)为
R总
ห้องสมุดไป่ตู้
R n
【例2】已知R1=2,R2=3,现把R1、R2两个电阻并联后接入一 直流电源中,测得通过R1的电流为1A,则通过R2的电流为多大?
小知识:当只有两个电阻R1、R 2并联时,可得通过R1、R 2 电阻的分电流I1、I2与总电压I之间的关系分别为:
I1
R2 R1 R2
I
I2
R1 R1 R2
I
电阻并联电路
3.并联电路的应用
电阻并联电路的应用非常广泛。在工程上,常利用并联电阻的分流作 用来扩大电流表的量程;实际上凡是额定电压相同的用电器几乎都采 用并联,如各种电动机、各种照明灯具都采用并联,这样既可以保证 用电器在额定电压下正常工作,又能在断开或闭合某个用电器时,不 影响其他用电器的正常工作;利用大阻值的电阻并联来获得较小电阻 等等。
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