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《电工技术与技能实训 教学课件 作者 谭维瑜 第七章 简单直流电路.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第七章简单直流电路【教学要求】1）理解闭合电路的欧姆定律；了解路端电压的意义；熟练运用本章有关知识求解电路各电量。2）理解等效变换的概念；掌握电阻的串联、并联和混联电路中求解等效电阻(总电阻)的方法；掌握电阻的串联、并联电路中总电流、电压和电阻的特点；掌握电阻串联分压和电阻并联分流概念。3）了解电池的结构；掌握电池组的使用。4）了解通路、开路和短路的定义；掌握三种电路工作状态时电流、电压和功率的特征；掌握“满载”、“过载”和“轻载”的意义；熟悉用电器标称值的意义；掌握电路获得最大功率的条件。7.1闭合电路的欧姆定律概述7.1.1简单电路“简单电路”是指只含有一个电源的回
2、路,也叫单回路电路。有的电路虽然有几个回路,但是能够用电阻的串、并联方法将电路等效为一个单回路电路,即只含一个等效电阻的电路。分析简单电路需要用到闭合电路的欧姆定律。7.1.2闭合电路的欧姆定律而“闭合电路的欧姆定律”是指包含电源在内的闭合电路(又称全电路)的EIR的关系。如图所示的最简单的闭合电路。列回路电压方程得：E=Ir+IR,上式表明,闭合电路的电流I,与电源电动势E成正比,与电路的总等效电阻(r+R)成反比。这就是闭合电路的欧姆定律。由于IR=U是外电路的电压降,Ir=Ur’是内电路上的电压降,所以,E=U+Ur。7.1闭合电路的欧姆定律概述7.1.3路端电压
3、1.路端电压外电路的电压降IR=U因其在电源两端,故称为路端电压或(电源)端电压。Ir=U’是电源内部电路上的电压降,故称为(电源)内压降。电源的电动势等于内外电压降之和,即E=U+U’。2.电源的电动势、路端电压与外电阻的关系1)电源的电动势是不随外电路电阻而变化的。2)但路端电压U却随外电阻而变化。由于当外电路电阻R增大时,I将变小。又路端电压U=E－Ir,I减小时,U就增大,反之,外电路电阻R减小时,U就减小。7.1闭合电路的欧姆定律概述例7-1在图7-1中,设E=24V,r=4Ω,R=20Ω。求：(1)电路中的电流；(2)电源的端电压；(3)负载R上的电压降；(
4、4)电源内阻上的电压降。解：1.2.U=E－Ir=24V－1×4=20V3.U=IR=1×20V=20V4.Ur=Ir=1×4V=4V例7-2在图7-2中,当开关K扳到位置1时,外电路的电阻R1=14Ω,测得电流I=0.2A；当K扳到位置2时,外电路的电阻R2=9Ω,测得电流I=0.3A。求电源的电动势E和内阻r。解：要求两个未知数,用闭合电路欧姆定律列两个方程式联立求解：消去E,可得将r=1Ω代入E=I1R1+I1r=0.2×14+0.2×1=2.8+0.2=3V注:本例题实际上是一种测量电源电动势及其内阻的方法。7.2电阻的连接7.2.1电阻的连接在电路中最简单的最
5、基本的是串联和并联。在电路分析计算时,常常利用电阻的串并联关系,将电路化简为一个等效电阻。7.2.2等效变换的概念用一个较为简单的电路代替原来的电路,使电路得以简化。如图a)的虚线内的与图b)电路是等效的,两电路具有相同的u和i。电阻Req称为图a)虚框中电路的等效电阻,其值取决于被等效电路中各电阻值及其连接方式。7.2电阻的连接7.2.3电阻的串联分压及其等效电阻1.电阻的串联几个电阻顺序地一个一个相联,中间没有分支,各电阻流过同一个电流的连接方式,称为电阻的串联。如图是两个电阻串联及其等效电阻。2.电阻串联电路的特点1)端口电流等于各电阻流过的电流,即I=IR1=I
6、R2。2)等效电阻等于各串联电阻之和：Req=R1+R2,即Req=∑Ri。3)端口电压等于各电阻上电压之和U=U1+U24)各个电阻上的分电压为上式即是电阻串联时的分压公式.上两式表明电阻串联时,各电阻分得的电压与其电阻值成正比,Ri/Req称为分压比。6)当有n个相同的电阻串联时,则第i个电阻Ri上的电压为：7.2电阻的连接例7-3有一盏弧光灯,额定电压U1=40V,正常工作时流过的电流I=5A。应该怎样把它接入U=220V的照明电路。解：因照明电路电压比弧光灯的额定电压高很多,故不能直接接入。利用串联电路的分压作用,串联一个适当的电阻,使弧光灯上分得40V的电压。
7、设串联电阻上的电压为U2,则U2=U－U1=220－40=180V串联电路的电流I=5A,即R2上流过的电流亦为5A。所以R2=U2/I=180/5=36Ω。可见,串联电阻可以分担一部分电压,作这种用途的电阻叫做分压电阻。电阻串联应用广泛,如电压表扩大量程,电子线路中的信号分压,直流电动机的串电阻启动等。7.2电阻的连接7.2.4电阻的并联分流及其等效电阻1.电阻的并联几个电阻联连在两个公共节点之间,在各个电阻(支路)上受到同一电压,这种联连方式称为电阻的并联。如图是两个电阻并联及其等效电阻。2.电阻并联的特点1)各支路电压相等且等于端口
