电路基础知识与基本测量工具认识.ppt

* * * * * * * * 电源端电压随负载电流变化的关系特性称为电源的外特性，其关系特性曲线称为电源的外特性曲线。 §1-3 电功和电功率 一、电功 电流所做的功，简称电功，用字母W表示，单位是焦耳（J）。 电流在一段电路上所作的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积，即： W = UIt 式中W、U、I、t的单位分别用J、V、A、s。 电能的另一个常用单位是千瓦时（kW·h），即通常所说的1度电，它和焦耳的换算关系为 1 kW·h = 3.6×106 J 二、电功率 电流在单位时间内所作的功称为电功率，用字母P表示，单位为W。 对于纯电阻电路，上式还可以写为 三、电流的热效应 电流通过导体时使导体发热的现象叫电流的热效应。 电流与它流过导体时所产生的热量之间的关系可用下式表示： Q = I2Rt Q的单位是J。 §1-4 负载获得最大功率的条件 一、负载的额定值 电气设备安全工作时所允许的最大电流、最大电压和最大功率分别称为它们的额定电流、额定电压和额定功率。 电气设备在额定功率下的工作状态称为额定工作状态，也称满载； 低于额定功率的工作状态称为轻载； 高于额定功率的工作状态称为过载或超载。 注意：由于过载很容易烧坏用电器，所以一般不允许出现过载。 二、负载获得最大功率的条件 电源接上负载后，电源要向负载输送功率，负载要从电源吸收功率。由于电源内阻的存在，电源输出的总功率由电源内阻消耗的功率与外接负载获得的功率两部分组成。如果内阻上的功率较大，负载上获得的功率就较小。那么，在什么情况下，负载才能获得最大功率呢？ 设电源电动势为E，内阻为r，负载为纯电阻R，则有 利用（R+r）2 = （R－r）2+4Rr，上式可写成 显然，上式分母最小值最大，即 当负载电阻和电源内阻相等时，负载获得的功率最大。由于负载获得的最大功率就是电源输出的最大功率，因此，这个条件也是电源输出最大功率的条件。当电动势和内阻均为定值时，负载功率随R变化的曲线。 a）电路图 b）曲线图 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第一章 电路基础知识 §1-1 电流和电压§1-2 欧姆定律§1-3 电功和电功率§1-4 负载获得最大功率的条件 §1-1 电流和电压 一、基本概念 1.电路组成及功能 电路：电流的流通路径。 电路的组成：电源、开关、负载和导线。 （1）电源 是电路中提供电能的装置， （2）负载 也称用电器，是电路中取用电能的设备或器件， （3）中间环节 把电源和负载连接起来的装置，通常是一些导线、继电器、开关和保护装置等。 进行能量的传输和变换 实现信息的传递和处理 电力系统示意图 扩音机系统示意图 2.电路图 用统一规定的电气符号描述电路连接情况的图，称为电路原理图，简称电路图。 电路图 3．电路的三种状态 电路有三种连接状态，分别指通路状态、断路状态和短路状态。 a）通路 b）断路 c）短路 二、电流及参考方向 1.电流的形成 带电粒子（电子、离子）定向移动形成电流。习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向，因此电流的方向实际上与电子移动的方向相反。 a）恒定电流 b）交变电流 2.电流的大小 在单位时间内，通过导体横截面的电荷量越多，就表示流过该导体的电流越强。若在t时间内通过导体横截面的电荷量是Q ，则电流I可用下式表示： 式中，I、Q 、t的单位分别为A、C、s。 3.电流的方向 在分析和计算较为复杂的直流电路时，可先任意假定电流的参考方向，然后根据电流的参考方向列方程求解。 如果计算结果I 0，表明电流的实际方向与参考方向相同； 如果计算结果I 0，表明电流的实际方向与参考方向相反。 4．电流的测量 （1）每个电流表都有一定的测量范围，称为电流表的量程。因此，在测量之前应先估计被测电流大小，以便选择适当量程。 （2）电流表的等效电阻很小，可视为短路，所以电流表必须串接到被测电路中。 （3）指针式直流电流表接线柱上标明有“+”、“-”记号，接线时应和电路的极性相一致，即电流由“+”端流入、“-”端流出，否则