1.4 电阻、电功率的计算与测量（课件）《汽车电工电子基础》同步精品课堂（人交版·第2版）

1.4电阻、电功率的计算与测量 汽车电工电子基础人交版·第2版 同步精品课堂—中职专业课 1 学习目标 学习目标 了解电阻单位、种类、识读方法 掌握电阻、电功率的测量 理解电路的电能、电功率及计算 一、电阻的大小和单位 新知学习 管路对水流有阻碍作用，同样，物质也能对电流产生阻碍作用，我们称其是该作用下的电阻物质。 电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。电阻很小的物质称其为电导体，简称导体，如金、银、铜、铁等，而没有电阻值的物质称为超导体。 不能形成电流传输的物质称为电绝缘体，简称绝缘体，如玻璃、橡胶等。 一、电阻的大小和单位 新知学习 图1-24所示为水流与电流的阻碍作用。 一、电阻的大小和单位 新知学习 导体对电流的通过具有一定的阻碍作用，称为电阻，用字母R表示，单位是欧姆，简称欧，通常用希腊字母Ω表示。电源内部的电阻称为内阻，电源以外导线及负载的电阻称为外电阻。 一、电阻的大小和单位 新知学习 在汽车上，常见的电阻有点火线圈电阻、继电器线圈电阻、喷油器线圈电阻等，如图1-25所示。较大的电阻也可以用千欧(kΩ)或兆欧(MΩ)表示。它们之间的关系是：1MΩ=1000kΩ1kΩ=1000Ω 一、电阻的大小和单位 新知学习 电阻反映了导体的导电能力，是导体的客观属性，它的大小与导体的材料、长度以及导体横截面面积有关，还与导体所处的环境温度有关。实验结果表明，在保持温度不变的条件下，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，并与导体的材料性质有关。 p为导体电阻率(Ω·m),它与导体的几何形状无关，而与导体材料的性质和导体所处的条件有关(如温度);l为导体长度(m);S为导体横截面积(m²)。 二、电阻的标注方法 新知学习 直标法： “5W5QJ”表示：J是金属膜电阻(J是“金属”的汉语拼音第一个字母);5W是标称功率，就是能长期工作在5W以下的功率状态；5Ω是阻值为5.1欧姆。“6M3K”表示603K的电阻。 直标法是用阿拉伯数字和单位符号在电阻器表面直接标出标称阻值，如图1-26所示。 二、电阻的标注方法 新知学习 色环法： 色环法是用不同颜色的环在电阻器的表面标出标称阻值和允许误差，色环的数目常见的有4种或5种，如图1-27所示。 二、电阻的标注方法 新知学习 色环与数字的对应关系见表。 色环 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 黑 金 银 无 数字 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 5% 10% 15% 二、电阻的标注方法 新知学习 首先，确定有n个色环；其次，第一环表示的数值连接第二环的表示数值……连接到第(n-2)环表示的数值乘以10的第(n-1)环表示的数值次方；最后一环表示精度，如图1-28所示。 二、电阻的标注方法 新知学习 要说明的是：电阻分为线性电阻和非线性电阻两种。 电阻值R只与导体本身的材料和几何尺寸有关，而不随电压或电流的变化而变化，电阻值是一个常量，具有这种特性的电阻元件称为线性电阻，它的电压和电流之间的关系，即伏安特性是一直线。 电阻值R随电压或电流的变化而变化的电阻元件，称非线性电阻。 二、电阻的标注方法 新知学习 要说明的是：电阻分为线性电阻和非线性电阻两种。 色环标注记忆小技巧 棕一红二橙是三，黄四绿五六为蓝 紫七灰八白对九，黑是零位记心间 二、电阻的检测 新知学习 量程的选择 02 一般数字万用表有6个电阻挡位：200Ω、2kΩ2、20kΩ、200kΩ2、2mΩ和20mΩ。 04 若所选量程小于被测量电阻的阻值，则仪表会显示“1”,此时，应改用更大的量程进行测量。 01 为提高测量精度，应根据被测电阻标称值的大小来选择量程。 03 R为被测电阻，选取挡位的原则为R<200Ω选择200Ω挡位，200Ω<R<2kΩ的选择2kΩ挡位，依次类推。 二、电阻的检测 新知学习 测量方法 测量前，先将表笔短路，万用表调零，才能保证测量的精度。 1 实际检修时，如怀疑某电阻损坏失效，则不能直接在电路板上测量电阻值，因被测电阻两端存在 其他电路的等效电阻，正确的方法是先将电阻拆下(或焊开一个头),再选择合适 的量程测量。 2 如果所测电阻阻值为无穷大，则表明电阻内部已断路。 3 三、电压、电流和电阻的关系 新知学习 德国物理学家乔治 · 西蒙 · 欧姆1826年4月发表的《金属导电定律的测 定》论文提出：在同一电路中，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的 电阻阻值成反比，这就是欧姆定律。 基本公式是I=U/R 。 其中，电流I 的单位是 安培(A), 电 压U 的单位是伏特(V),R 电阻的单位是欧姆(Ω)。图1-29a) 显示了一个具有12V电源、2Ω电阻和6A电流的电路。 三、电压、电流和电阻的关系 新知学习 德国物理学家乔治 · 西蒙 · 欧姆1826年4月发表的《金属导电定律的测 定》论文提出：在同一电路中，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的 电阻阻值成反比，这就是欧姆定律。 如果改变电 阻，电流也会发生相应的变化，电阻、电流两者之间的关系是反比例，如图1-29b) 所 示的跷跷板。 三、电压、电流和电阻的关系 新知学习 德国物理学家乔治 · 西蒙 · 欧姆1826年4月发表的《金属导电定律的测 定》论文提出：在同一电路中，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的 电阻阻值成反比，这就是欧姆定律。 图1-30a) 显示电阻被增加到了4Ω,依据欧姆定律，此时电流与电阻成反比， 电流由原来的6A降低到3A, 如图1-30b) 所示。 四、电路的电功、电功率说明及计算 新知学习 电功就是电流通过导体时所做的功。电流做功的过程是电能转化为其他形 式能的过程，它是一段导体中电压、电流和时间的乘积，数学表达式W=Ult, 单位是 焦 耳(J) 。 电功的测量一般用电能表，图1-31所示的家用 电能表，也称电度表。 1kW=1000W 1W=1000mW 四、电路的电功、电功率说明及计算 新知学习 电功率是表示电流做功快慢的物理量，即电流在单位时 间内完成的功，数学表达式是P=W/t=UI,单位是瓦特(W),简称“瓦”。比如说一灯泡标示“12V10W”, 表示的是该灯泡 工作在12V 电压下消耗的功率为10W。 功率常用的单位还有 kW、mW, 它们的换算单位是： 项目实训 新知学习 通过以上学习，具备了一定的理论知识，下面将进行实训。首先，准备实训需要使用的积木板、器材 项目实训 新知学习 读识电路原理图，说明元器件的作用。 电 源 ： 灯泡： 熔断丝： 开关： 电压表： 电流表： 电功率和电阻的测量 项目实训 新知学习 用连接导线按照积木板连接示意图连接成 完整电路，注意连接前先关闭电源开关 电功率和电阻的测量 项目实训 新知学习 连接好实际积木板电路，打开电源、电流 表、电压表开关，电流表测量的是（ ）电 流，电压表测量的是（ ）的电压，仔细观 察实训现象，并做好相关记录 电功率和电阻的测量 项目实训 新知学习 闭合控制开关，电压 表读数为（ ） ,电 流表读数为（ ）我们可以直接用万用 表测量出灯泡的电阻值外，还可用伏安法测 量灯泡的电阻值，使用公式R=U/I计算出灯 泡的电阻值为（ ） 。 灯 泡 底 座 标 示 1W12V,表明灯泡的额定功率为 （ ） ,单位 ;根据公式P=UI计算出灯泡实际 消耗的功率为（ ） ,单位（ ） 电功率和电阻的测量 项目实训 新知学习 用电动机代替灯泡，月用同样方法计算电动 机 的 实 际 消 耗 功 率 为 （ ） , 单位（ ） 电功率和电阻的测量 随堂练习 (1)简述电路的电功、电功率说明及计算。 (2)简述电压、电流和电阻的关系。 课堂练习 有两根同种材料制成的导线，长度相同，粗细不同，粗导线的电阻比细导线的电阻（ ） A. 大 B. 小 C. 一样大 D. 无法确定 答案：B 解析：根据电阻的决定因素，在材料和长度相同的情况下，导体越粗，电阻越小。因为粗导线的横截面积更大，电子在其中移动时受到的阻碍作用相对较小，所以粗导线的电阻比细导线的电阻小。 课堂练习 一个用电器的电阻是10Ω，当两端电压为2V时，通过它的电流是0.2A，如果将这个用电器两端电压变为4V，此时它的电阻是（ ） A. 5Ω B. 10Ω C. 20Ω D. 无法确定 答案：B 解析：电阻是导体本身的一种性质，与两端的电压和通过的电流无关。虽然电压变为4V，但用电器的电阻仍为10Ω，不会因为电压的变化而改变。 课堂练习 一个电阻的阻值是500Ω，用较大的单位表示为（ ） A. 0.5kΩ B. 5kΩ C. 0.05kΩ D. 50kΩ 答案：A 解析：因为1kΩ = 10^{3}Ω，所以500Ω = \dfrac{500}{10^{3}}kΩ = 0.5kΩ。 课堂练习 一个电阻的阻值是0.02MΩ，用较小的单位表示为（ ） A. 20Ω B. 20kΩ C. 200Ω D. 200kΩ 答案：B 解析：因为1MΩ = 10^{6}Ω，所以0.02MΩ = 0.02 \times 10^{6}Ω = 20kΩ。 课堂练习 一个电阻上标注着“2.2kΩ±5%”，下列说法正确的是（ ） A. 该电阻的阻值一定为2.2kΩ B. 该电阻的阻值在2.09kΩ到2.31kΩ之间 C. 该电阻的阻值在2.2kΩ到2.31kΩ之间 D. 该电阻的阻值在2.09kΩ到2.2kΩ之间 答案：B 解析：直标法中，“2.2kΩ±5%”表示该电阻的标称阻值为2.2kΩ，误差范围为±5%。计算误差范围，2.2kΩ × 5% = 0.11kΩ，所以阻值范围为2.2kΩ - 0.11kΩ = 2.09kΩ到2.2kΩ + 0.11kΩ = 2.31kΩ。 课堂练习 某电阻上标注有“47Ω 0.5W”，下列说法错误的是（ ） A. 该电阻的标称阻值为47Ω B. 该电阻的额定功率为0.5W C. 该电阻的额定电流为0.1A D. 该电阻的额定电流为0.3A左右 答案：C 解析：直标法中，“47Ω 0.5W”表示该电阻的标称阻值为47Ω，额定功率为0.5W。根据功率公式 P = I^{2}R，可得额定电流 I = \sqrt{\dfrac{P}{R}} = \sqrt{\dfrac{0.5W}{47Ω}} ≈ 0.1A，所以选项C错误，选项D正确。 课堂练习 一个四环电阻，颜色依次为棕、黑、红、金，该电阻的阻值为（ ） A. 1kΩ B. 10kΩ C. 100Ω D. 100kΩ 答案：B 解析：根据色标法，棕代表1，黑代表0，红代表2（倍率10^{2}），金代表误差±5%。所以阻值为10 × 10^{2}Ω = 1000Ω = 1kΩ，但选项中没有1kΩ，再看选项B，10kΩ = 10000Ω，与计算结果不符，再看选项C，100Ω，与计算结果不符，最后看选项D，100kΩ = 100000Ω，与计算结果不符 课堂小结 感谢观看 $$