3.3电位(课件）-《电工基础》同步教学（广东高等教育出版社）

第三章 基本直流电路的分析 第1节 闭合回路欧姆定律 第2节 部分电路欧姆定律 第3节 电位 第4节 电功、电功率与效率 通过本章的学习，您将熟悉基本直流电路中的计算： （1）理解闭合回路欧姆定律和部分电路欧姆定律，熟练掌握基本直流电路中电压、电流及功率等的计算，理解电源和电阻的伏安特性曲线。 （2）理解电位的概念，掌握基本直流电路中电位的计算方法，能利用万用表判断基本直流电路故障。 （3）理解电功、电功率的概念和焦耳定律，懂得能量交换中电功、效率等的计算，知道负载获得最大功率的条件。 （4）进一步熟悉直流稳压电源、万用表等的使用方法。 第 3 节 电 位 观察电梯内的楼层按键，如图3-22所示。想一想：楼层号是以哪一层楼作为编号基准的？某同学从第10层下到-2层，中间经过了多少层楼？ 想一想 图3-22 做 一 做 第3节 电位 一、电位的概念 电位：电路中某一点与参考点之间的电压，电位符号V（注意，作为电位符号的V为斜体，作为电压单位的V为正体），国际标准单位为伏特，简写为伏（V）。 第3节 电位 二、电位的计算 要确定电路中某一点的电位，首先要确定参考点。参考点在电路中用接地符号“⊥”表示。一旦确定了参考点，电路中各点的电位也就确定下来。有两点必须注意： （1）参考点电位为零，故参考点又称为零电位点。 （2）某一点的电位等于该点与参考点之间的电压。若某点的电位为正，说明该点电位高于零电位点；若电位为负，则说明低于零电位点。若O为参考点，用公式表示即为： 求如图3-23所示电路中a 、b、c点的电位。 【例3-10】 小 提 示 图3-23 虽然电位没有方向，但由于电压有方向，所以计算电位时应按该点到参考点的方向计算电压。如果已知电压方向与所求电压方向不一致，可应用公式 进行转换。 求如图3-24所示电路中a 、b、c点的电位。 【例3-11】 小 提 示 图3-24 当计算电位的路径经过不止一个元件时，可将沿路径各元件两端电压按首尾相接的方式叠加起来，即： 图3-23中若以a为参考点，b、c点的电位如何计算？ 想 一 想 小 提 示 图3-23 电路中若参考点选择不同，则各点的电位也不相同。 电路中各点电位如图3-25所示，求Uab、Ubc。 【例3-12】 小 提 示 图3-25 由电位公式可以推导出： ，所以有时也说电压的方向是由高电位点指向低电位点。 电路中两点间电压不受电路参考点的影响。 第3节 电位 二、电位的计算 端电压计算公式与适用情况： 图3-26所示电路中，已知：E=6V，R=18Ω，电流方向如图所示，r=2Ω，I=0.3A，求a 、b、c各点的电位。 【例3-13】 小 提 示 图3-25 Va也可从a-b-c的路径求解，方法一是将E和r看成一个实际电压源，Uac为实际电源的端电压， 。还有一种方法是将E和r分开考虑，ab之间为理想电源E，bc之间为电阻元件r，故 。两种方法解得结果均与从a-R-c路径解得结果一致。故电位的计算不受路径影响，宜选择最便捷的路径计算。 如图3-27所示电路中，E＝6V，R1＝12Ω，R2＝18Ω，求a、b点的电位。 图3-27 第3节 电位 二、电位的计算 建立了电位的概念后，可以将电路中的电源直接用电位来标注，使电路更简洁。 图3-28 第3节 电位 三、用万用表测量电位 用万用表测量电位时，黑表笔接参考点，红表笔接被测点，其余方法与测量电阻两端电压的方法几乎完全相同，但要注意：用指针式万用表测量时，如果发现指针向左偏转，说明电位是负值，应将红、黑表笔对换，在获得正确读数后，再给数据加上负号。另外，为了防止万用表反偏时打弯指针，红表笔应轻轻点触，在确认表笔连接正确后再可靠接触。 + a c + b - 15V - 5V + a c b - 15V + - 5V + a c + b - 15V - 5V Vb=5V Va=20V c b a b Va=20V c Vc=-5V a - + R E r I a b c - + R1 E I R2 c a b - + 20Ω E1 140V c a b d 5Ω 6Ω E2 90V - + +