1.4 部分电路欧姆定律（课件）《电工技术基础与技能》同步精品课堂（高教版·第3版）

《电工技术基础与技能》（第3版） 高等教育出版社 同步精品课程——中职专业课 第1章 认识电路 1.4 部分电路欧姆定律 知识目标 理解欧姆定律的基本原理和公式，掌握电流、电压、电阻之间的定量关系。 能够应用欧姆定律解决简单电路中的问题，如计算电流大小、电压值或电阻阻值。 了解欧姆定律在实际电路中的应用，能够分析电路中元件的工作原理和互动关系。 能力目标 具备分析和解决电路问题的能力，能够运用欧姆定律进行电路分析和计算。 培养学生实验探究的能力，能够进行实验验证欧姆定律并得出结论。 情感目标 培养学生对电路知识的兴趣和热情，激发其对科学探索的热爱与探求欲望。 促进学生合作与交流，培养团队合作意识，共同解决问题，提高协作能力 三维目标 导入情景 01 下图所示的是一个欧姆定律电流示意图 新知学习 02 一、欧姆定律 按图1-5 所示做实验。先保持里阻不变,研究电流和电压间的变化关系: 再保持电压不变,研究电流和电阻间的变化关系,就可以得出电流、电压和电阻三个量之间的变化关系了。 新知学习 02 一、欧姆定律 如前所述,在导体两端加上电压后,导体中才有持续的电流,那么,所加的电压与导体中的电流又有什么关系呢?通过实验可得到下述结论: 导体中的电流与它两端的电压成正比,与它的电阻成反比,这就是部分电路欧姆定律。 用l表示通过导体的电流,U表示导体两端的电压, 表示导体的电阻,欧姆定律可以写成如下的公 式 或 式中,U、1、R的单位分别为 V(伏)、A(安)、Ω(欧)。 新知学习 02 二、伏安特性曲线 如果以电压为横坐标,电流为纵坐标,可画出电阻的 U-1关系曲线,称为电阻元件的伏安特性曲线,如图1-6 所示。 电阻元件的伏安特性曲线是过原点的直线时,称为线性电阻。 即此电阻元件的电阻值 R可以认为是不变的常数,直线斜率的倒数表示该电阻元件的电阻值。 如果不是直线,则称为非线性电阻。通常所说的电阻都是指线性电阻。 新知学习 02 二、伏安特性曲线 伏安特性曲线，也称为电流-电压（I-V）曲线，是描述电子元件（如二极管、晶体管等）在不同电压下的电流响应关系的图表。 这个曲线是实验测量得出的，它展示了在不同电压下，电子元件的电流变化情况。 对于二极管而言，伏安特性曲线通常表现为在正向电压下呈现近似指数关系，而在反向电压下呈现近似开路状态。 而对于晶体管等元件，伏安特性曲线的形状则会根据元件类型和工作状态而有所不同。 这个知识点对于理解电子元件的工作原理和性能至关重要，它帮助工程师和科学家们设计电路、优化元件和解决电子系统中的问题。 新知学习 02 电阻器中的应用：在电路中，欧姆定律常常用于计算电阻器两端的电压和通过电阻器的电流。通过欧姆定律，可以根据电压和电阻的数值计算得到电流的数值。 电路中的串联电阻：在串联电路中，各个电阻器之间是依次连接的。欧姆定律可以用来计算串联电路中每个电阻器上的电压和电流，帮助我们了解电流在电路中的分布情况。 三、应用范围 新知学习 02 并联电路中的应用：在并联电路中，各个支路是同时连接在一起的。欧姆定律同样适用于计算并联电路中各支路上的电流和电压，帮助我们分析并了解电路中电流的分流情况。 实际电路设计和故障排查：欧姆定律在实际的电路设计和故障排查中也有广泛的应用。通过测量电路中的电流和电压，可以应用欧姆定律来分析电路中元件的工作状态，定位故障问题，并进行修复。 三、应用范围 切削运动分析： 新知学习 02 串联电路： 定义：串联电路是指电流只有一条路径依次流过多个电阻或元件的电路。 欧姆定律应用：在串联电路中，总电阻等于各个电阻之和，即 Rt = R1 + R2 + … + Rn。根据欧姆定律，电流在串联电路中保持不变，即I总 = I1 = I2 = … = In。根据欧姆定律，我们可以通过电流和电阻的关系计算每个电阻器上的电压。 电压分配：根据欧姆定律，各个电阻器的电压取决于其阻值和电流，电压分配与电阻值的大小成正比。 四、串联电路和并联电路 切削运动分析： 新知学习 02 并联电路： 定义：并联电路是指电流分成多条路径并行通过多个电阻或元件的电路。 欧姆定律应用：在并联电路中，总电流等于各支路电流之和，即 Itotal = I1 + I2 + … + In。根据欧姆定律，各支路的电阻决定了电流分配的比例，电压相同。 电压相同：在并联电路中，由于各支路两端相连在一起，故电压相同。根据欧姆定律，电流会根据电阻值的大小分配到各支路中。 四、串联电路和并联电路 小试牛刀 题目 1： 在一个串联电路中，有三个电阻分别为 10 Ω、20 Ω、30 Ω，串联后总电压为 120 V，求通过电路的总电流。 A) 1 A B) 2 A C) 3 A D) 4 A 答案：B) 2 A 解析：根据串联电路的欧姆定律，总电阻为 10 Ω + 20 Ω + 30 Ω = 60 Ω，根据 Ohm’s Law：I = V/R，总电流 I = 120 V / 60 Ω = 2 A。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 2： 在一个并联电路中，有两个电阻分别为 15 Ω 和 25 Ω，总电压为 60 V，求通过电路的总电流。 A) 1 A B) 2 A C) 3 A D) 4 A 答案：C) 3 A 解析：根据并联电路的欧姆定律，总电阻为 1/(1/15 + 1/25) = 9 Ω，根据 Ohm’s Law：I = V/R，总电流 I = 60 V / 9 Ω ≈ 3 A。 尝试解答下面习题 单相变压器的基本结构包括以下哪些部分？ A. 铁芯、初级绕组、次级绕组、绝缘材料 B. 铁芯、次级绕组、初级绕组、绝缘材料 C. 铁芯、绝缘材料、初级绕组、次级绕组 D. 初级绕组、次级绕组、铁芯、绝缘材料 解析：正确答案是A。单相变压器的基本结构包括铁芯、初级绕组、次级绕组和绝缘材料等组成部分，它们共同实现电能的变压和传输。 小试牛刀 题目 3： 如果一个电路中的总电阻为 20 Ω，通过电路的电流为 5 A，求电路两端的电压。 A) 10 V B) 20 V C) 40 V D) 100 V 答案：C) 40 V 解析：根据 Ohm’s Law：U = I * R，电压 U = 5 A * 20 Ω = 100 V。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 4： 一个电路中有一个电阻器，阻值为 30 Ω，通过该电阻器的电流为 2 A，求电路两端的电压。 A) 30 V B) 40 V C) 50 V D) 60 V 答案：D) 60 V 解析：根据 Ohm’s Law：U = I * R，电压 U = 2 A * 30 Ω = 60 V。 尝试解答下面习题 题目 5： 在一个串联电路中，三个电阻分别为 5 Ω、10 Ω、15 Ω，总电压为 120 V，求每个电阻器上的电压。 A) 20 V、40 V、60 V B) 30 V、40 V、50 V C) 40 V、40 V、40 V D) 50 V、40 V、30 V 答案：A) 20 V、40 V、60 V 解析：根据 Ohm’s Law，第一个电阻器上的电压为 5 Ω * 4 A = 20 V，第二个为 10 Ω * 4 A = 40 V，第三个为 15 Ω * 4 A = 60 V。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 6： 在一个并联电路中，两个支路的电阻分别为 20 Ω 和 30 Ω，总电压为 100 V，求通过每个支路的电流。 A) 2 A、3 A B) 3 A、2 A C) 4 A、1 A D) 5 A、0 A 答案：A) 2 A、3 A 解析：根据并联电路的欧姆定律，第一个支路的电流为 100 V / 20 Ω = 5 A，第二个支路的电流为 100 V / 30 Ω = 3.33 A，所以四舍五入后为 3 A。 小试牛刀 尝试解答下面习题 课堂小结 03 在本节课中，我们学习了部分电路中欧姆定律的应用，主要涉及串联电路和并联电路。串联电路是指电流依次流过多个电阻或元件的电路，而并联电路则是指电流分成多条路径并行通过多个电阻或元件的电路。欧姆定律是电学中非常重要的基础定律之一，它表明了电流、电压和电阻之间的关系，即电流等于电压与电阻的比值。 在串联电路中，总电阻等于各个电阻之和，电流在串联电路中保持不变。而在并联电路中，总电流等于各支路电流之和，电压在并联电路中保持不变。我们通过欧姆定律可以计算电路中的总电流、总电阻，以及各个电阻器上的电压。这些知识点对于理解电路中的电流分配、电压分配以及电路的工作状态至关重要。 作业布置 04 1.计算以下串联电路中各个电阻器的电压，并验证总电压是否等于各个电阻器的电压之和。 2.计算以下并联电路中的总电阻，并验证总电流是否等于各支路电流之和。 3.设计一个串联电路，要求总电压为 120 V，总电流为 5 A，其中包含三个电阻器，电阻值分别为 10 Ω、20 Ω、30 Ω。 感谢观看 $$