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电工基础教案三明农校：陈文彬第一章电路的基本概念和基本定律•本章概述：•电路是电工技术和电子技术的主要研究对象，电工理论是电工基础的主要组成部分。本章介绍的电路基本概念和基本规律，是对各种电路进行分析和研究的基础，要求了解电路的概念和基本组成及各部分的作用。学习目标•了解什么是电路，怎样组成最基本的电路。•了解组成电路的各个部分有什么作用，什么是电路模型。•了解什么是电阻和电阻器及导体电阻的计算和导体电阻与温度的关系。•掌握电阻元件电压与电流关系的欧姆定律•理解什么是电压源、什么是电流源。•掌握电压源和电流源电压与电流的关系。1.1电路和电路模型•1.1.1电路的概念•电路是由各种电气器件按一定方式连接起来的总体。•电路由四部分组成：电源、负载、控制和保护装置、连接导线。•1.1.2电路的状态•三种状态：通路、开路和短路•1.1.3电路模型简单直流电路直流电路原理图1.2电路的基本物理量•1.2.1电流•电荷有规则的定向运动就形成了电流。条件是电路两端有一定的电位差。•电量q；表示电荷的多少•1e=－1.6×10－19C•通常用单位时间内通过导体横截面的电荷量的多少来表示电流的强弱。•1A=103mA=106μA•电路中电流大小可以用电流表（安培表）进行测量。电流不仅有大小，而且有方向。tqitqIsCA111秒库仑安培111•直流电：大小和方向都不变的电流，又称稳恒电流。•符号：DC•交流电：大小和方向都做周期性变化的电流。•符号：ACR+-A+-I•1.2.2电压•电压又称电位差，是衡量电场力做功能力强弱的一个物理量。•电路中电压的大小可以用电压表（伏特表）来测量。电压的方向在电路中用“＋”、“－”或箭头表示。电流流进端为“＋”，流出为“－”；1kV=103V=106mVqWUABAB-V++-R•1.2.3电位•电场力将正电荷q从任意点A移到参考点所做的功WA跟电荷量q的比值，称作A点对参考点B的电位。•电路中任意两点的电位差就是这两点间的电压。•相对参考点来说，通常规定参考点的电位为零电位；一般选择无穷远处或大地为零电位参考点。qWVAABAABVVU•1.2.4电动势•电源是将其他形式的能转化为电能的设备•在电源内，非电场力将单位正电荷从电源负极经电源内部移到电源正极所做的功，称为电动势。•电压与电动势是两个不同的概念，但是都可以用来表示电源正负极之间的电位差。•对电动势也常选取参考方向。qWEABE+-UAB+-E•1.2.5电功率•电路的功能之一就是传输电能。分析电路经常用到有关电功率的计算。•正电荷从A点移到B点，电场力做功W＝qUAB•P＝W/t=UABI•1kW=103W=106mW•判别元件是消耗功率还是产生功率，我们引入关联和非关联参考方向。•电源有时发出功率，有时产生功率•1.2.6电能•电流通过负载或电源时，若一段时间内电路消耗或产生的电能用W＝Pt表示；•1度＝1kW·h=3.6×106J•电能的大小可以用电度表测量。1.3电阻元件•1.3.1电阻和电阻定律•导体对电流有或大或小的阻碍作用，我们称之为电阻，用文字符号R表示。•电阻单位是欧姆，用符号Ω表示，还有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）•1MΩ=103kΩ=106Ω•电阻定律：在材料确定的情况下，与导体的长度成正比，与导体的横截面成反比。SLR•1.3.2线性电阻和非线性电阻•1.3.3欧姆定律•电路中的电流强度I跟加在这段电路两端的电压成正比，跟这段电路的电阻成反比。•闭合电路中的电流强度跟电源电动势成正比，跟电路的总电阻（外电阻R和内电阻r）成反比。RUIrREIRURIP22•第四节部分电路欧姆定律•一、欧姆定律•电路中的电流强度I跟加在这段电路两端的电压U成正比，跟这段电路的电阻R成反比。•U=IR或R=U/I•二、线性电阻与非线性电阻•电阻值R与通过它的电流I和两端电压U无关(即R=常数)的电阻元件叫做线性电阻，其伏安特性曲线在I－U平面坐标系中为一条通过原点的直线。•图1-4线性电阻的伏安特性曲线RUI•第五节电能和电功率•一、电功率•电路的功能之一就是传输电能。电功率(简称功率)所表示的物理意义是电路元件或设备在单位时间内吸收或发出的电能。•P＝W/t=UI或应用欧姆定律P＝I2R=U2/R•功率的国际单位制单位为瓦特(W)，1kW=103W=106mW•...