电工电子技术基础 第2版 教学课件 作者 于建华 第1章 直流电路 .ppt

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1、第1章直流电路认识电路的组成1.1测量电流和电压1.2测量电阻1.3早在远古时代，人们就已经发现了电的存在，从雷电到静电，从摩擦起电到水力发电、火力发电，再到核电站发电，现代生产和生活已经离不开电。1.1认识电路的组成1.1.1观察电路的组成在我们的周围存在着各种简单或复杂的电路，它们的结构组成必定符合相同的规律和要求。让我们通过观察来认识电路的组成规律。图1.1电路的组成灯泡发光是由于电流通过灯丝时产生热效应所致，可见在上述电路中已形成了完整的电流的通路。电路的组成包括：（1）电源—供电的器件；（2）用电器—利用电

2、来工作的器件；（3）开关—控制电路接通或断开的器件；（4）导线—起连接和电流传输作用的材料。1.1.2观察电路的状态状态特点通路电路接通有电流通过开路电路一处或多处断开无电流通过短路导线未经用电器（负载）而直接将电源正负极（两极）相接电流很大，易引起电路烧毁甚至火灾等严重事故表1.1电路的3种状态阅读材料熔断器图1.2熔断器1.1.3认识电源电池是生活中常用的电源，我们常把几节新电池串联起来使用，生活常识告诉人们不要把新旧电池混用，一般也不把电池并联使用，这是什么原因呢？广义地讲，能把非电能转换成电能而向用电器供电的

3、装置均称为电源。常用的电源有：干电池、太阳能电池、火力发电机组、水力发电机组、风力发电机组、核电机组等（见图1.3）。图1.3常用电源电源均有两个电极（正、负极），电源的作用在于依靠电源内部的非静电力将正电荷不断地从电源的负极经电源内部搬运到电源的正极，从而维持电源的正极和负极之间存在一定的电压（称为电源的端电压）。衡量电源内部这种搬运电荷能力的物理量称为电源电动势，通常用符号E表示，电动势的单位是V（伏特）。电源本身也存在一定的电阻，称为电源内阻，用符号r表示。当电源两端接上负载RL形成闭合回路时，电路中形成电流I

4、，此时E=I×r+I×RL其中，I×RL=U称为电源的端电压。电源向负载供电时既提供电压也提供电流，电源既可以看做是电压提供者也可以看做是电流提供者，因此为电路分析方便起见，通常可以将电源分成电流源和电压源两种形式。为电路提供一定电压的电源称为电压源，其符号如图1.4所示。其中，E代表电动势，r0为内阻。当r0= 0时，电压源将向电路提供恒定电压，称为理想电压源，又称恒压源。图1.4电压源注意“+”代表电源正极。为电路提供一定电流的电源称为电流源，其符号如图1.5所示。其中，IS为电流源输出的定值电流，r0为内阻。图

5、1.5电流源注意箭头方向代表电源电流输出方向。当r0=∞时，电流源将向电路提供恒定电流，称为理想电流源，又称恒流源。电池的串联可以增加电动势，满足电路对大电动势的需求，同时串联以后的电池组的内阻也相当于几个电阻的串联。如果相互串联的几个电池中有一个是老化或损坏的（内阻比正常电池大大增大），将使整个电池组的电阻大大增大，也就使得整个电池组无法发挥作用，所以一般不把新旧电池混合使用。电池组并联后，虽然没有增加电动势，但会使总的内阻减小，从而使整个电池输出的电流增加。由于电池之间存在一定差异，即使是同一型号、同一批次的电池

6、，它们的内阻之间也会存在差异，这就使得各电池中通过的电流不平衡，内阻小的电池中会通过超过其正常值的电流，容易造成电池发热甚至烧毁，所以一般不将电池并联使用。拓展与延伸正确绘制电路图1．熟悉电路符号国际电工委员会和我国国家标准委员会对各类电路元器件均规定了统一的符号。我国《电气图用图形符号》国家标准（简称国标），常用的电气图形符号如表1.2所示。2．绘图注意事项（1）采用统一规定的电路符号（国标）。（2）接线要横平竖直。（3）交叉线注意是否有连接关系。（4）线路要简洁、匀称、整齐、美观。3．计算机软件绘图除了手工绘图外

7、，随着计算机软件技术的发展，还出现了Protel、AutoCAD、Visio等计算机绘图软件，运用这些软件可以较方便地绘制各种电路图。1.2测量电流和电压1.2.1认识电流和电压电荷的定向移动形成电流。从微观上分析，电流的大小与单位时间内通过导体横截面的电荷量有关。在宏观上，通常用电流表和万用表测量电流。电流的符号为I，在国际单位制中，电流的单位是A（安培），此外常用的还有mA（毫安）、A（微安）等。习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。通常根据电流方向是否随时间改变而将电流分成直流电流和交流电流（见图1.9

8、）。图1.9直流电流与交流电流波形正如水位差带来的水压导致水流一样，电压是形成电流的必要条件之一，电路中提供电压的器件是电源。电压的符号为U，在国际单位制中，电压的单位是V（伏特），此外还有kV（千伏）、MV（兆伏）、mV（毫伏）、V（微伏）等。正如水压又称水位差一样，电压又称电位差，它是导体两端在电场中的相对位置（电位）之差。根据电路中电流