2.2 电阻的串联（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2章 简单直流电路 2.2 电阻的串联 知识目标 理解串联电路的基本概念和构成要素，包括电阻的串联连接方式及其特点。 掌握串联电路中总电阻的计算方法，能够应用欧姆定律进行电压、电流和电阻的相关计算。 能力目标 培养学生分析问题、解决问题的能力，通过串联电路的计算和分析，提高学生的问题解决能力和应用能力。 提升学生的实践操作能力，通过实验操作和实际案例练习，培养学生的动手能力和实践操作技能。 情感目标 培养学生对电学知识的兴趣和热情，激发他们学习的主动性和积极性。 培养学生的自信心，通过解决实际问题和参与互动学习，增强学生对自己能力的信心和自信心。 三维目标 导入情景 01 下图所示的是一个电阻的串联的示意图 新知学习 02 一、串联电路 把电阻一个接一个地依次连接起来,就组成串联电路。 串联电路的基本特点是: ① 电路中各处的电流相等; ② 电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。 下面就从这两个基本特点出发,研究串联电路的几个重要性质。 (1)串联电路的总电阴 用R代表串联电路的总电阻,代表电流,根据欧姆定律,在图 2-9 中有 新知学习 02 一、串联电路 因为 U= U1+U2+U3 所以 R=R1+R2+R3 (2-2-1) 这就是说,串联电路的总电阻,等于各个电阻之和。 新知学习 02 一、串联电路 (2)串联电路的电压分配 在串联电路中，由于 所以 这就是说,串联电路中各个电阻两端的电压与它的阻值成正比。当只有两个电阻串联时，可得 所以 这就是两个电阻串联时的分压公式。 新知学习 02 一、串联电路 (3)串联电路的功率分配 串联电路中某个电阻RK(k=1,2,…,n)消耗的功率PK=UKI,而U=RKI。 因此,PK=RKI2,各个电阻消耗的功率分别是 所以 这就是说,串联电路中各个电阻消耗的功率与它的阻值成正比。 新知学习 02 一、串联电路 串联电路是一种基本的电路连接方式，其中的组件（如电阻器、电池、灯泡等）一个接一个地连接起来，形成一个单一的路径。以下是串联电路的一些知识点： 电流路径：在串联电路中，电流只有一条路径可以流动，因此，所有的组件都串联在一起，形成一个连续的电流回路。 电流恒定：串联电路中，电流是恒定的，即通过每个组件的电流都是相同的。这是因为电流没有其他路径可以流动，所以它必须通过每个组件。 新知学习 02 一、串联电路 总电阻：串联电路的总电阻是所有串联组件的电阻之和。公式为：R_total = R1 + R2 + R3 + …，其中R_total是总电阻，R1、R2、R3等是每个组件的电阻。 电压分配：串联电路中，每个组件两端的电压之和等于电源的电压。电压分配与电阻成正比，即具有较大电阻的组件将获得更多的电压。 新知学习 02 一、串联电路 串联电路的特点：串联电路具有以下特点： 如果电路中的任何一个组件断开，整个电路将无法导通。 串联电路中的组件数量增加会导致总电阻增加，从而减少电路的总电流。 串联电路中的组件数量增加会导致总电压增加，因为每个组件都会分得一部分电压。 新知学习 02 一、串联电路 串联电路的应用：串联电路广泛应用于各种场合，例如家庭电路中的保险丝、圣诞灯串、电路中的限流电阻等。 串联电路的优点：串联电路的优点包括结构简单、易于控制和维护。 串联电路的缺点：串联电路的缺点是如果一个组件损坏或断开，整个电路将停止工作。 新知学习 02 一、串联电路 串联电路中的功率计算：串联电路中每个组件的功率可以通过以下公式计算：P = V * I，其中 P 为功率（单位为瓦特），V 为电压（单位为伏特），I 为电流（单位为安培）。根据电流恒定的特性，每个组件的功率可以通过其电压和电流计算得出。 串联电路中的电压降：串联电路中，每个组件都会有电压降。电压降是指电流通过组件时，由于组件的电阻而导致电压的减少。根据欧姆定律，电压降可以通过组件的电阻和电流计算得出。 串联电路中的故障排除：在串联电路中，如果出现故障，通常可以通过逐个检查每个组件来排除故障。例如，可以用万用表或电压表测量每个组件的电阻和电压，以确定故障所在。 新知学习 02 一、串联电路 串联电路中的灯泡串联：串联电路中常见的应用是多个灯泡串联连接。在这种情况下，如果一个灯泡损坏，其他灯泡仍会继续发光，因为串联电路中每个灯泡有其独立的电流路径。 串联电路和并联电路的比较：与并联电路相比，串联电路的总电阻随组件数量增加而增加，总电流不变；并且串联电路中一个组件的故障可能影响整个电路的正常工作，而并联电路则不会。 新知学习 02 一、串联电路 串联电路中的电压测量：在串联电路中，可以使用电压表来测量每个组件两端的电压值。通过测量不同部分的电压，可以了解电路中各个组件的电压分布情况，有助于进行电路分析和故障排查。 串联电路中的电流测量：通过串联电路中的任意一个组件内部接入电流表，可以测量整个串联电路中的总电流。根据串联电路的特性，整个电路中的电流是恒定的，因此只需在某个位置接入电流表即可测量出整个电路的电流值。 串联电路中的功率分配：在串联电路中，由于电流恒定，不同组件的功率分配是根据各组件的电阻大小来决定的。具有较大电阻的组件将具有较高的功率，而功率较小的组件则相应地具有较低的功率。 新知学习 02 一、串联电路 串联电路的扩展：串联电路可以通过不断串联更多的组件来扩展，形成更复杂的电路结构。这种串联扩展的方法可以应用在各种电子设备中，满足不同的电路设计需求。 串联电路中的信号传输：在通信领域中，串联电路也被用于传输数字信号或模拟信号。通过串联连接各个传输元件，可以实现信号在整个电路中的顺序传递和处理。 新知学习 02 常用的电压表是由微安表或毫安表改装成的。 微安表或毫安表的电阻值R。 为几百欧到几千欧,允许通过的最大电流1为几十微安到几毫安。 每个微安表或毫安表都有它的 R,值和1,值,当通过它的电流为1时,它的指针偏转到最大刻度,所以, 也称为满偏电流。 如果电流超过满偏电流,不但指针指示超出刻度范围,还会烧毁微安表或安表。 二、电压表 新知学习 02 电流越大,微安表或毫安表指针的偏角就越大。 根据欧姆定律可知,加在它两端的电压越大,指针的偏角也越大,如果在刻度盘上直接标出电压值,就可以用它来测电压。 但是不能直接用微安表或毫安表来测较大的电压。 因为，如果被测电压U大于R人,电流将超过1而把微安表或毫安表烧毁。 如果给微安表或毫安表串联一个电阻,分担一部分电压,就可以用来测较大的电压了。 加上串联电阻并在刻度盘上直接标出电压值,微安表或毫安表就改装成了电压表。 二、电压表 切削运动分析： 新知学习 02 如图 2-11 所示。 二、电压表 切削运动分析： 新知学习 02 作用：电压表主要用来测量电路中某一点的电压值，也可以用来验证电池电压、检测电器设备工作状态等。通过电压表的测量，可以了解电路中不同部分的电压情况，为故障排查和电路设计提供重要参考。 原理：电压表通过在电路中引入一个测量电压的仪器，利用测量电阻和电流的相互作用来测量电路中的电压。当电压表与电路连接后，电压表内部的电流表会受到电压作用，通过测量电流表的偏转角度或数字显示来确定电路中的电压值。 工作方式：电压表工作时，需要选取适当的量程档位以保护电压表、确保测量准确性，然后正确连接电压表的测试引脚至待测电路中的正负极，注意保持正确的电压极性。通过电压表的显示或读数，便可得知待测点的电压值。 三、电压表作用和原理知识 切削运动分析： 新知学习 02 类型：根据测量方式和显示形式的不同，电压表可以分为模拟电压表和数显电压表，模拟电压表通过指针和刻度盘显示电压值，数显电压表则通过数码显示屏显示电压值。 应用领域：电压表在电子电路实验、电器维修、工程测试等领域广泛应用。它是工程师、技术员等专业人员必备的测量仪器，能够帮助准确测量电路中的电压，保证电路正常运行。 三、电压表作用和原理知识 小试牛刀 题目 1： 在串联电路中，下列哪一项是正确的？ A. 每个电阻上的电流不同 B. 每个电阻上的电压相同 C. 每个电阻上的电流相同 D. 电压在各电阻间平均分配 答案： C 解析： 在串联电路中，电流在所有电阻上是相同的。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 2： 在串联电路中，如果总电阻增加，下列哪一项是正确的？ A. 总电流增加 B. 总电流减少 C. 总电压增加 D. 每个电阻上的电流增加 答案： B 解析： 总电阻增加会导致总电流减少，因为电压一定时，电流与电阻成反比。 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： 在串联电路中，如果其中一个电阻断开，会发生什么？ A. 电流增加 B. 电流减少 C. 电路中没有电流 D. 电路中的电压增加 答案： C 解析： 如果其中一个电阻断开，整个电路的电流会被切断，电路中没有电流。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 4： 在串联电路中，下列哪项关于电压的说法是正确的？ A. 电压在所有电阻上相等 B. 电压在各电阻上按照电阻值分配 C. 电压全部加在最后一个电阻上 D. 电压随时间变化而变化 答案： B 解析： 在串联电路中，电压分配与电阻值成正比。 尝试解答下面习题 题目 5： 在串联电路中，电流的路径是怎样的？ A. 有多条路径供电流选择 B. 只有一条路径供电流流过 C. 电流路径随时间变化 D. 电流路径与电阻值有关 答案： B 解析： 在串联电路中，电流只有一条路径流过所有电阻。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 6： 在一个串联电路中，如果一个电阻的电阻值增加，总电阻将会怎样？ A. 总电阻增加 B. 总电阻减少 C. 总电阻不变 D. 总电阻先增加后减少 答案： A 解析： 在串联电路中，一个电阻的电阻值增加会导致总电阻增加。 小试牛刀 尝试解答下面习题 课堂小结 03 在本节课中，我们学习了关于电动势和闭合电路的欧姆定律的基本概念和应用。电动势是电源将其他形式能量转换为电能的能力，单位为伏特（V），而欧姆定律则描述了电路中电流、电压和电阻之间的关系。 闭合电路中，电源的电动势与两端的电压相等，但当有内阻存在时，需要考虑其对电路的影响。内阻增大会导致总电阻增加，从而使得电路中的电流减小。我们通过欧姆定律的公式 (I = \frac{E}{R + r}) 可以计算闭合电路中的电流大小。 在实际应用中，要注意在什么状态下测量电动势以及如何根据电源参数计算电路中的电流、电压等重要参数。 作业布置 04 1.计算题： 一台电源的电动势为18V，内阻为3Ω，连接一个外电阻为6Ω的电路，请计算电路中的电流和外电压是多少？ 2.思考题： 为什么在测量电动势时需要保持电路开路状态？闭路状态测量会带来什么影响？ 3.分析题： 如果一台电池的电动势为10V，连接一个外电阻为8Ω的电路，外电阻可变，若要使电路中的电流最大化，外电阻应该取多少？为什么？ 感谢观看 $$