2.3 电阻及电阻器（课件）-《电工技术基础与技能》（机工版 第4版）同步精品课堂

第二章 直流电路 2.3 电阻及电阻器 《电工技术基础与技能》机工版·第4版 同步精品课堂 1 目录 电阻与电阻定律 1 电阻器 2 教学目标 能力目标 情感态度与价值观 知识目标 1. 掌握电阻的概念、单位及符号；电阻定律； 2. 理解电阻器的分类、特点及应用场合； 3. 了解常用、新型电阻器。 1. 掌握色标法读电阻的方法，能够通过色标识读四环、五环电阻器的阻值；万用表测电阻的方法； 2. 了解电阻器型号、组成部分的代号及意义。 1.激发学生的学习兴趣； 2.培养学生自主探究和规范操作能力； 3.培养学生交流合作和继续学习能力。 课程导入 水管中的水在流动时，总是受到阻力，水管的粗细、长度及水管内壁的粗糙程度都会影响水管对水流的阻碍作用。同样，电流在电路中流动时，也会受到“电阻”的阻碍作用。电阻器是电路中的基本元件之一。 本节课主要学习电阻、电阻定律、电阻与温度的关系及电阻的分类。 探究新知 一、电阻与电阻定律  人们把物体在运动中受到各种不同的阻碍作用称为阻力。导体中的自由电子在电场力的作用下定向运动时也会受到阻碍作用，表示这种阻碍作用大小的物理量称为电阻，用字母R表示。 任何物体都有电阻，当有电流流过时，都要消耗一定的能量。电阻是导体本身所具有的属性。 在国际单位制中，电阻的单位是欧[姆]，简称欧，用符号表示。电阻的常用单位还有k （千欧）和M（兆欧），它们之间的关系为 1 k=103 1 M=103K=106 1.电阻 探究新知 一、电阻与电阻定律  物质的分类 根据物质导电能力的强弱，一般可分为导体、绝缘体和半导体。 导体都能导电，如银、铜、铝等是电的良导体； 绝缘体不能导电，如玻璃、胶木、陶瓷、云母等； 半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，如硅、锗等。 探究新知 一、电阻与电阻定律 导体电阻的大小不仅与导体的材料有关，还与导体的尺寸有关。经实验证明，在温度不变时，一定材料制成的导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。这个实验规律称为电阻定律。均匀导体的电阻可用公式表示为   式中:R——导体的电阻，单位是（欧[姆]）； ρ——电阻率，反映材料的导电性能，单位是·m（欧 [姆]米）； L——导体的长度，单位是m（米）； A——导体的横截面积，单位是m2（平方米）。 2.电阻定律 R < R 探究新知 一、电阻与电阻定律 电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。电阻率与导体的长度、横截面积等无关，是导体本身的电学属性，由导体的材料决定，还与温度、压力等外界因素有关。电阻的大小除了与导体的材料、长度、横截面积有关之外，还与温度有关。一般情况下纯金属导体的电阻值随温度升高而增大。有的合金，如锰铜合金的电阻基本不随温度变化，而碳、某些半导体的电阻，则会随温度升高而减小。 几种常见材料在 20 ℃时的电阻率如表所示 探究新知 一、电阻与电阻定律 探究新知 一、电阻与电阻定律 一根粗细均匀的铜导线长L=100m，横截面积A=1mm2,该导线的电阻值为多大？如果将该铜导线均匀拉长为原来的2倍，拉长后的电阻值为多少？如果将其对折，则对折后的电阻值又为多少？ 通过计算，你能发现什么规律？ 探究新知 一、电阻与电阻定律 研究表明，金属导体的电阻与温度有关。通常情况下，纯金属导体的电阻会随着温度的升高而增大，即电阻温度系数α＞0，称为正温度系数。 例如：白炽灯的灯丝是用钨丝制造的，灯丝发光时温度约2 000C，钨的电阻随温度升高而增大，温度升高1C电阻约增大千分之五，所以，灯丝正常发光时的电阻要比常温下的电阻大很多。 有的合金如康铜和锰铜的电阻与温度变化的关系不大，导体的电阻几乎不随温度的变化而变化，常用来制造标准电阻。而碳和有些半导体的电阻随温度的升高反而减小，即α＜0，称为负温度系数。具有负温度系数的电阻在电路中常用作温度补偿。 3.电阻与温度的关系 探究新知 二、电阻器 电阻器是利用金属或非金属材料对电流的阻碍作用而制成的，电阻器通常称为电阻。它在电路中可以起分压、分流和限流等作用，是工程实际中应用最多的元器件。常用电阻器的分类如下： 按结构形式可分为固定电阻器、可变电阻器（可调电阻器、电位器）等。 按制作材料可分为碳膜电阻器、金属膜电阻器、线绕电阻器等。 按用途可分为精密电阻器、高频电阻器、熔断电阻器、敏感电阻器等。 1.电阻器的分类 探究新知 二、电阻器 探究新知 二、电阻器 电阻器的主要参数有标称阻值、允许误差和额定功率，其他参数只在特殊要求时才考虑。 标称阻值是标注在电阻器上的电阻值； 允许误差是指电阻器的实际阻值对于标称阻值的最大允许偏差范围； 额定功率是指电阻器在产品标准规定的气压和温度下，长期连续工作而不损坏或基本不改变电阻器性能的情况下，电阻器允许消耗的功率。额定功率较大的电阻器，一般都将额定功率直接印在电阻器上。额定功率较小的电阻器，往往不标注额定功率。 2.电阻器的主要参数 探究新知 二、电阻器 （1）电阻器的标称值是指电阻器的阻值,阻值是电阻的主要参数之一。不同类型的电阻,其 阻值范围不同,不同精度的电阻其阻值也不同。根据国家标准,常用的标称电阻值系列如下表所示。常见标注方法有E96、 E24、 E12和E6几种,这种标注方法也适用于电位器,即表中数值再乘以10n ,其中 n 为正整数或负整数。 探究新知 二、电阻器 （2）电阻器的额定功率并不是电阻器在电路中工作时一定要消耗的功 率,而是电阻器在电路工作中所允许消耗的最大功率。不同类型的电阻具有不同系列的额定功率。电阻的额定功率值,指的是电阻所承受的最高电压和最大电流的乘积。每个电阻都有其额定功率值,常见电阻的额定功率一般分为1/8W、 1/4W、 1/2W、 1W、 2W、 3W、 4W、 5W、 10W等。其中1/8W和1/4W的电阻较为常用,在大电流场合, 大功率的电阻也很普遍。 探究新知 二、电阻器 电阻器的标称阻值和允许偏差的表示方法通常有三种：直标法、文字符号法、色标法。 （1）直标法。如图所示，直标法是指将电阻器的标称阻值和允许误差直接用数字和字母印在电阻上。若电阻上未标出误差，则表示该电阻误差为 ±20%。 3.电阻器的表示方法 探究新知 二、电阻器 通常用 3 位数字来标注片状电阻的阻值。第一位数字、第二位数字代表有效数字；第三位数字代表阻值倍率，即两位有效数字之后 0 的个数。对于带小数的欧姆级片状电阻或 10 Ω 之内的整数值也用 R 来代表 Ω，如下表所示。 探究新知 二、电阻器 （2）文字符号法。文字符号法是指用数字和文字符号或者二者有规律的组合，在电阻器上标志出主要参数的表示方法，如下表所示。 电阻器标称阻值的单位标志符号 允许误差的文字符号表示 探究新知 二、电阻器 （3）色标法。色标法是指用不同颜色的色环在电阻器表面表示出标称阻值和允许误差的方法。采用色环标志的电阻器，颜色醒目，标志清晰，不易褪色，可以从任意角度读取代表电阻值的颜色信息，有利于电气设备的装配、调试和维修。色环电阻是目前市场上最常见、使用最广泛的电阻器。普通电阻用四环法表示，精密电阻用五环法表示。 探究新知 二、电阻器 如图所示，四环电阻表示方法为 电阻值＝有效数字（第一、二色环表示的两位数字）× 倍率（第三色环表示的 10*）+ 允许误差（第四色环表示） 五环电阻表示方法为电阻值 = 有效数字（第一、二、三色环表示的三位数字）× 倍率（第四色环表示的 10*）+ 允许误差（第五色环表示） 探究新知 二、电阻器 色环表示的有效数字如表所示。 探究新知 二、电阻器 怎样识别色环电阻的第一环在实际使用中，有些色环电阻的排列顺序不甚分明，往往很难分清一个是第一环。在识别时，可以根据以下几点进行辨别。 （1）偏差环距离其他色环较远。 （2）偏差环较宽。 （3）第一环距离端部较近。 （4）有效数字没有金、银色。 （5）偏差环没有橙、黄色。 （6）四环电阻的第四环不是金色就是银色。 （7）试读。一般成品电阻器的阻值不大于 22 MΩ。若试读色环电阻结果的阻值大于 22 MΩ，说明试读的顺序错误。 巩固练习 一、抢答 序号 问题 1 电阻器的表示方法有哪些？ 2 将一根导体对折后使用，其阻值怎样变化？与原来的电阻值是什么关系？ 巩固练习 二、实战演练——器材和工具 电阻识别与阻值测量：多种不同规格的色环电阻（包括四色环电阻、五色环电阻），不同阻值的普通电阻元件、数字万用表 巩固练习 二、实战演练——要求 注意事项： 使用数字万用表测量电阻时，根据预估电阻阻值选择合适的量程，若无法预估，先选择最大量程进行测量，再逐步调整到合适量程，以确保测量精度；测量时，将万用表的表笔与电阻两端紧密接触，避免接触不良导致测量误差；使用指针式万用表测量电阻前，需进行欧姆调零，确保测量准确性。 巩固练习 二、实战演练——识别   1. 电阻色环识别练习 （1）每位参与者领取 5 - 10 个不同的色环电阻和电阻色环识别卡。 （2）仔细观察电阻上的色环，根据色环的颜色顺序，对照电阻色环识别卡，确定电阻的标称阻值和误差等级。例如，对于四色环电阻，第一、二环表示有效数字，第三环表示倍率，第四环表示误差；五色环电阻中，前三环表示有效数字，第四环表示倍率，第五环表示误差。记录每个电阻的色环颜色顺序、标称阻值和误差。 （3）小组内成员相互交换电阻，重复上述识别过程，检验自己的识别准确性，如有疑问，小组内讨论或向指导老师请教。 巩固练习 二、实战演练——测量   2. 电阻阻值测量 （1）将数字万用表的功能旋钮旋至电阻测量档位（Ω 档），根据预估的电阻阻值选择合适的量程。 （2）断开被测电阻所在电路的电源（若为独立电阻，可直接测量），将万用表的红表笔插入 “VΩ” 插孔，黑表笔插入 “COM” 插孔 用表笔分别接触电阻的两端，待万用表显示数值稳定后，读取并记录电阻的实际测量阻值。 （3）测量多个不同电阻，重复上述步骤，记录测量结果。 课堂小结 本节课主要学习了电阻相关知识：电阻是导体对电流的阻碍作用，由电阻定律R=ρL/S可知其与材料、长度、横截面积有关。了解了电阻器按照结构、材料、用途的相关分类，重点掌握色环电阻识别，四色环 / 五色环分别通过色环位置确定阻值与误差，还需结合测量与计算深化理解。 感谢观看 $$