内容正文:
专题一 认识电路(教案)-《电工技术基础与技能》高教版-专题复习讲练测
[考纲要求]
1. 掌握电路的基本组成及电路状态的描述。
2. 理解电路图的绘制和解读方法。
3. 熟悉电流形成的原理和电流的基本性质。
4. 理解电阻的概念,以及电阻与温度的关系。
5. 掌握欧姆定律及其在电路中的应用。
[课时安排]
2课时
[知识梳理]
一、电路的组成
1.电源 把其他形式的能最转换成为电能的装置称为电源。常见的直流电源有干电池、蓄电池和直流发电机等。
2.用电器 把电能转变成其他形式能量的装置称为用电器,也称负载,如电灯、电铃、电动机、电炉等。
3.导线 通常把电源与用电器及开关相连接的金属线称为导线,它将电源产生的电能输送到用电器,常用铜、铝等材料制成。
4.开关 开关起到把用电器与电源接通或断开的作用。
二、电路的状态有如下几种:
1.通路(闭路) 电路各部分连接成闭合回路,有电流通过。
2.开路(断路) 电路断开,电路中没有电流通过。
3.短路(捷路) 当电源两端或电路中某些部分被导线直接相连,这时电源输出的电流不经过负载,只经过连接导线直接流回电源,这种状态称为短路状态,简称短路。
三、电路图
在设计、安装或修理各种设备和用电器的实际电路时,常要使用表示电路连接情况的图。这种用规定的图形符号表示电路连接情况的图,称为电路图,图形符号要遵守国家标准。几种常用的电气图形符号如图1-1所示。
四、电流的形成
1.电荷的定向移动形成电流。例如,金属导体中自由电子的定向移动,电解中正、负离子沿着相反方向的移动,阴极射线管中的电子流等,都形成电流。要形成电流,首先要有能自由移动的电荷--自由电荷。但只有自由电荷还不能形成电流,例如,在未加外部电场时,导体中的大量自由电荷不断地做打规则的热运动,朝任何方向运动的概率都一样。从宏观上看,没有电荷的定向移动,因而也没有电流。
2.如果把导体放进电场内,导体中的自由电荷除了做无规则的热运动外,还要在电场力的作用下做定向移动,形成电流。但由于很快就达到静电平衡状态,电流将消失,导体内部的场强变为零,整块导体成为等位体,如图 1-2 所示。
3.电流既是一种物理现象,又是一个表示带电粒子定向运动强弱的物理量。电流的大小等于通过导体横截面的电荷与所用时间的比值。如果在时间,内通过导体横截面的电荷为,那么,电流 I=q/t 。在国际单位制中,电流的单位是A(安)。如果在1s(秒)内通过导体横截面的电荷是1C(库),则规定导体中的电流为1A(安)。常用的电流的单位还有mA(毫安)、μA(微安)等。1mA=10⁻³A,1μA=10⁻⁶A。
五、电阻
1.金属导体中的电流是自由电子定向移动形成的。自由电子在运动中要跟金属正离子频繁碰撞,每秒的碰撞次数高达 10"次左右。这种碰撞阻碍了自由电子的定向移动,表示这种阻碍作用的物理量称为电阻。不但金属导体有电阻,其他物体也有电阻。
2.导体的电阻是由它本身的物理条件,即长度、横截面积、材料的性质和温度决定的。
3.在保持温度(如 20 ℃)不变的条件下,实验结果表明,各种材料制成的导线,其电阴与它的长度!成正比,与它的横截面积S成反比,即R=ρl/S 。该式称为电阻定律。式中ρ比例系数,称为材料的电阻率,单位是Ω·m(欧米)。ρ与材料的几何形状无关,而与材料的性质和材料所处的条件,如温度等有关。
4.温度对导体电阻的影响
(1)温度升高,使物质分子的热运动加剧,带电粒子的碰撞次数增加,即自由电子的移动受到的阻碍增加。
(2)温度升高,使物质中带电粒子数目增多,更容易导电。
六、电能
1.在导体两端加上电压,导体内就建立了电场。电场力在推动电存走向移动时要做功。设导体两端的电压为U,通过导体横载面的电荷为q,电场力所效的功即电路所消耗的电能W=qU。
由于q=It,所以W=UIt(1-5-1)式中,W、U、I、t的单位分别为J焦)、Y(伏)、A(安)、s(秒)。在日常生产生活中常以 kW·h(千瓦时,俗称度)作为电能的单位,
2. 电流做功的过程实际上是电能转化为其他形式能的过程。例如,电流通过电炉做功、电能转化为热能;电流通过电动机做功,电能转化为机械能:电流运过电解槽做功,电能转化为化学能。
七、电功率
1.在一段时间内,电路产生或消耗的电能与时间的比值称为电功率。用P表示电功率,那么P=W/t (1-5-2)或P=UI (1-5-3)式中,P、U、I的单位分别为 W(瓦)、V(伏)、A(安)。可见,一段电路上的电功率,与这段电路两端的电压和电路中的电流成正比。
2.用电器上通常标明它的电功率和电压,称为用电器的额定功率和额定电压。如果给它加上额定电压,它的功率就是颜定功率,这时用电器正常工作。根据额定功率和额定电压,可以很容易算出用电器的额