电工基础《电路的基本物理量》.ppt

第一章 第一章　电路的基本概念和基本定律 　　第一章　电路的基本概念和基本定律 第一节　电　路 　　一、电路的基本组成 　　3．电路的状态 　　二、电路模型(电路图) 第二节　电流和电压 　　一、电流的基本概念 　　二、直流电流 第三节　电　阻 　　一、电阻元件 二、电阻与温度的关系 第四节　部分电路欧姆定律 　　一、欧姆定律 　　二、线性电阻与非线性电阻 第五节　电能和电功率 　　一、电功率 　　二、电能 　　三、电气设备的额定值 　　四、焦耳定律 　　为了保证电气设备和电路元件能够长期安全地正常工作，都规定了额定电压、额定电流、额定功率等铭牌数据。 　　额定电压——电气设备或元器件所允许施加的最大电压。 　　额定电流——电气设备或元器件允许通过的最大电流。 　　额定功率——在额定电压和额定电流下消耗的功率，即允 许消耗的最大功率。 　　额定工作状态——电气设备或元器件在额定功率下的工作状态，也称满载状态。 　　轻载状态——电气设备或元器件在低于额定功率的工作状态，轻载时电气设备不能得到充分利用或根本无法正常工作。 　　过载(超载)状态——电气设备或元器件在高于额定功率的工作状态，过载时电气设备很容易被烧坏或造成严重事故。 　　轻载和过载都是不正常的工作状态，一般是不允许出现的。 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 * * 电路的基本概念和基本定律 　　教学难点： 　　1．了解电路的三种工作状态特点。 　　2．理解理想元件与电路模型、线性电阻与非线性电阻的概念。 　　教学重点： 　　1. 了解电路的基本组成、电路的三种工作状态和额定电压、电流、功率等概念。 　　2．掌握电流、电压、电功率、电能等基本概念。 　　3．掌握电阻定律、欧姆定律、焦耳定律，了解电阻与温度的关系。 第一节　电路 第二节　电流和电压 第三节　电阻 第四节　部分电路欧姆定律 第五节　电能和电功率 一、电路的基本组成 二、电路模型(电路图) 　　1．什么是电路 　　电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式连接起来的总体，为电流的流通提供了路径。 　2．电路的基本组成 电路的基本组成包括以下四个部分： (1)电源(供能元件)： 为电路提供电能的设备和器件(如电池、发电机等)。 图1-1　简单的直流电路 (2)负载(耗能元件): 使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电器)。 控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。 将电器设备和元器件按一定方式连接起来(如各种铜、铝电缆线等)。 (3)控制器件： (4)连接导线： 　　(1)通路(闭路)：电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换。 　　(2)开路(断路)：电路断开，中没有电流通过，有称为空载状态。 　　(3)短路(捷路)：电源两端或电路中某些部分被导线直相连接，输出电流过大对电源来说属于严重过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。 图1-2　某用电器的电路原图 　　由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型，也叫做实际电路的电路原理图，简称为电路图。例如某用电器的电路如图 1-2 所示。 　 表 1-3　常用理想元件及符号 一、电流的基本概念 二、直流电流 三、交流电流 四、电压 　　电路中电荷沿着导体的定向运动即形成电流，其方向规定为正电荷流动的方向(或负电荷流动的反方向)，其大小等于在单位时间内通过导体横截面的电量，称为电流强度(简称电流)，用符号 I 或 i(t)表示，讨论一般电流时可用符号 i 。 　　设在 ?t = t2－t1 时间内，通过导体横截面的电荷量为 ?q = q2－q1，则在 ?t 时间内的电流强度可用数学公式表示为 　　式中，?t 为很小的时间间隔，时间的国际单位制为 秒(s)，电量 ?q 的国际单位制为库仑 (C)。电流 i(t) 的国际单位制为安培 (A) 。 　　常用的电流单位还有毫安 （mA）、微安（ ?A）、千安 （kA） 等，它们与安培的换算关系为 1 mA = 10-3A； 1 ?A = 10-6 A； 1 kA = 103 A 　　如果电流的大小及方向都不随时间变化，即在单位时间内通过导体横截面的电量相等，则称之为稳恒电流或恒定电流，简称为直流 (Direct Current)，记为 DC 或 dc ，直流电流要用大写字母 I 表示。 　　直流电流 I 与时间 t 的关系在 I－t 坐标系中为一条与时间轴平行的直线。 一、电阻元件 二、电阻与温