第2章 直流电路（课件）- 《电工电子技术与技能》同步教学（机工版·2018）

二 直流电路 电路的组成、作用及状态 一 电路的基本物理量 二 欧姆定律及其应用 三 电阻的串、并联及其应用 四 电能与电功率 五 电流定律和电压定律 六 ‹#› ‹#› 一 了解电路的组成，理解电路有关基本物理量的意义，熟记它们的单位和符号。 理解欧姆定律，并掌握其应用。 熟练掌握电阻串联、并联电路的特点及其应用。 会利用仪表测量电流、电压等物理量。 理解基尔霍夫电流定律和电压定律，并掌握其应用。 学习目标 三 四 五 六 二 ‹#› ‹#› 2.1.1 电路和电路图 2.1 电路的组成、作用及状态 1．电路的组成 一般而言，组成电路的基本要素为电源、开关、负载及导线，如图2-1 所示。 一 三 四 五 六 二 ‹#› ‹#› 2.1 电路的组成、作用及状态 2. 电路图 图2-1a 所示是电气设备的实物图电路。如图2-1b 所示是电路图。 常用的标准图形符号见表2-1。 一 三 四 五 六 二 ‹#› ‹#› 2.1.2 电路的作用 2.1 电路的组成、作用及状态 1）实现电能的传输、分配与转换。 2）实现信号的传递与处理。图2-2 所示为扩音机电路。 一 三 四 五 六 二 ‹#› ‹#› 2.1.3 电路的工作状态 2.1 电路的组成、作用及状态 在不同的条件下，电路处于不同的状态，主要有以下三种（见表2-2）。 一 三 四 五 六 二 ‹#› ‹#› 2.2.2 电压 2.2 电路的基本物理量 电压的方向的表示方法如图2-3所示。 一 三 四 五 六 二 ‹#› ‹#› 2.2.4 电动势 2.2 电路的基本物理量 电动势的方向如图2-4所示 一 三 四 五 六 二 ‹#› ‹#› 2.2 电路的基本物理量 如图2-5 所示，电池为供应电路的主要能量，称为电压或电压源、电动势。 一 三 四 五 六 二 ‹#› ‹#› 2.2 电路的基本物理量 表2-3 列出了几种材料在20℃时的电阻率及主要用途。 一 三 四 五 六 二 2.2.5 电阻与电导 ‹#› ‹#› 2.2 电路的基本物理量 3. 电阻与温度的关系 实验证明：导体的温度变化时，它的电阻值也随之变化。一般的金属材料，温度升高后，导体的电阻值会增大。导体的电阻值与温度成正比。 4. 常用电阻（器） 常用电阻（器）的外形如图2-6 所示。 一 三 四 五 六 二 ‹#› ‹#› 2.3.1 一段无源支路的欧姆定律 2.3 欧姆定律及其应用 在一个完整的电路中，只有电阻而不包含电源的支路称为一段无源支路。如图2-7所示，点画线框内的部分就是一段无源支路 一 三 四 五 六 二 ‹#› ‹#› 2.3 欧姆定律及其应用 电阻值不随其两端的电压和流过的电流而改变的电阻叫作线性电阻。如图2-8a所示。 电阻值随其两端的电压和流过的电流而改变的电阻叫作非线性电阻。它的伏安特性曲线如图2-8b 所示。 一 三 四 五 六 二 ‹#› ‹#› 2.3.2 全电路欧姆定律 2.3 欧姆定律及其应用 全电路是指由内电路和外电路组成的闭合电路的整体，如图2-9 所示。 实验证明：流过闭合电路的电流I 的大小与电动势E 成正比，与电路中内、外电阻之和（R+r）成反比，这个规律称为全电路的欧姆定律，又称为闭合电路的欧姆定律。用公式表示为 一 三 四 五 六 二 ‹#› ‹#› 2.4.1 电阻串联电路 2.4 电阻的串、并联及其应用 1. 电阻的串联 把两个或两个以上的电阻，依头尾相接的方式，一个接一个地连成一串，构成中间无分支的连接方式叫作电阻的串联，如图2-10a 所示。 一 三 四 五 六 二 ‹#› ‹#› 2.4.2 电阻并联电路 2.4 电阻的串、并联及其应用 1．电阻的并联 把两个或以上的电阻，以头接头、尾接尾的方式，分别连接在电路中相同的两点，称为电阻的并联，如图2-12a 所示。 一 三 四 五 六 二 ‹#› ‹#› 2.4.3 电阻混联电路 2.4 电阻的串、并联及其应用 在实际应用中，使用更多的是电阻的混联电路，即在同一个电路中，既有电阻的串联，又有电阻的并联，如图2-14 所示。 一 三 四 五 六 二 ‹#› ‹#› 2.5.1 电能 2.5 电能与电功率 电流流过一些用电设备时是会做功的，电流所做的功称为电功。电功即为电路所消耗的电能，用符号W 表示。 一 三 四 五 六 二 2.5.2 电功率 电流需要通过一些用电设备才能做功。为了衡量这些设备做功能力的大小，引入一个电功率的概念。我们把单位时间内电流所做的功称为电功率，用符号P 表示。 2.5.3 焦耳定律 电流通过金属导体时，导体产生的热量与电流的二次方、导体的电阻以及通电时间的长短成正比。这