电工及电气测量技术 教学课件 作者 杨红 电工-1.ppt

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1、电工及电气测量技术直流部分本章要求（Requests）:一、了解电路的基本物理量；二、掌握电压与电流的方向；三、理解电路的基本定律并能正确应用；四、掌握电阻的测量方法。第1章电路基本概念与基本定律1.1电路组成与电路中的物理量电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。一、电路的组成部分电源:提供电能的装置负载:取用电能的装置中间环节：传递、分配和控制电能的作用电路模型电路可以用电器的原型来表示，但是画起来太麻烦，所以使用图形符号。名称图符号名称图符号电源开关灯泡电流表电阻电压表直流电

2、路的图形符号手电筒的电路模型R+RoE–S+U–I电源导线灯泡开关今后分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号表示。二、电路的基本物理量电流是在电气压力作用下产生的，这一压力就称为电压。电压电压的符号为U，单位为伏特（V），用伏作电压单位太大时，就用毫伏（mV）用伏作电压单位太小时，就用千伏（kV）。1V=1000mV1V=10-3kV在电路中使电流能够续循环流动的是电源。电源有持续产生电压的能力，电源产生的电压称为电动势。单位为伏特（V）。电动势先设定一个基准点，取该点为0V（一般以

3、大地为0V），各点对基准点的电压称为电位。电位如果选取a点为参考点，那么，a、b、c各点的电位分别为：大地：－1.5V，a点：0V，b点：1.5V，c点：3V上图中：a、b、c各点的电位分别为：a点：1.5V，b点：3.0V，c点：4.5V电位是对基准点的电压，任意两点间电位的差称为电位差，也就是两点间的电压。结论1.电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中各点的电位也将随之改变；2.电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而变，即与零电位参考点的选取无关。某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为负，说

4、明该点电位比参考点低。1.3电压和电流的方向物理中对基本物理量规定的方向一、实际方向物理量实际方向电流I正电荷运动的方向电动势E(电位升高的方向)电压U(电位降低的方向)高电位低电位单位kA、A、mA、μA低电位高电位kV、V、mV、μVkV、V、mV、μV表示方法电流：Uab双下标电压：IE+_在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。Iab双下标二、参考方向aRb箭标abRI正负号+–abUU+_实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值；实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。3.实际方向与参考方

5、向的关系注意：在参考方向选定后，电流(或电压)值才有正负之分。若I=5A，则电流从a流向b；例：若I=–5A，则电流从b流向a。abRIabRU+–若U=5V，则电压的实际方向从a指向b；若U=–5V，则电压的实际方向从b指向a。练习与思考在图（a）中，Uab=－5V，试问a、b两点哪点电位高？在图（b）中，U1=－6V，U2=4V，试问Uab等于多少伏？Uab是否表示a端的电位高于b端的电位？电阻和欧姆定律用来测量物体导电的能力称为电阻（R），单位：欧姆（Ω）1MΩ=1000kΩ=106Ω导电能力强的物体电阻小，导电

6、能力差的物体电阻大。电压U（V）01.53.04.56.0电流I（mA）00.51.01.52.0U/I=R（kΩ）——3333欧姆定律当电阻不变时，电流与电压成正比。这就是电路中最重要的定律——欧姆定律。可用数学表达式表示为或者将实验数据用曲线图表示，就得到图1.4.1(b)中的直线，称为伏安特性曲线。遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，伏安特性是一条过原点的直线。欧姆定律U、I参考方向相同时U、I参考方向相反时RU+–IRU+–I式前的正负号由U、I参考方向的关系确定；通常取U、I参考方向相同。U=IRU=–IR解：图

7、（a）有，U=IR例：已知R=3，应用欧姆定律对图中的电路列出式子，并求电流I。图（b）有，U=–IR图（c）有；图（d）有：例1.4.2计算图1.4.4所示电路在开关S闭合与断开两种情况下的电压Uab和Ucd。解：开关S闭合时，电路形成闭合回路，在电源的作用下将有电流流过。先选定电流的参考方向，并在电路图上画出。I由于开关的电阻很小，可以忽略不计，则Rab≈0电路的总电阻为R=0.5+0+5.5=6(Ω)当开关S断开时，电路断开，没有电流产生。I=0根据欧姆定律，电压的方向与电流的方向一致，电路中的电流I为【例1.

8、7】用图所示的直流电源、电表及电阻，构成测量流入电阻的电流以及电阻两端电压的电路图，并适当选择仪表的量程。解：计算出电流的大小为：所以，选择电压表量程为5V、电流表量程为3mA比较合适。连接电路图如下。【例1.8】在图中，求出闭合开关S时的电流I，然后求出开关S打开时的电流大小。解：开关S闭合时，一个电阻2KΩ处于短路状态，开关S