1电工基础课件-第一章

主讲教师:杨华伟毕业院校:豫西南师范大学专业:物理学(四年本科)联系电话:[phone]本班特点时间紧：学习两个月，每个星期二休息。任务重：两本教材，一本实操书。要求高：提前预习，仔细听课，认真完成课后作业，基本原理要吃透；考试严：监考严、批改严。严格考勤制度1、上课率不到70%不能参加考试并实行签到2、不得在课堂上抽烟3、上课时间把手机转为振动，最好关机4、勿在课堂上接听电话5、佩戴学员证进入课堂（将可凭学员证免费寄存自行车）本专业学习方法预习：课前至少要把当天要讲的内容看一篇听课：认真把重点、难点内容记录下来复习：听完课后要在两天的时间内把授课内容理解，吃透消化。实操：结合工作需要积极参与实践。电工技术制作：深圳市职业技术学校制作:杨华伟指导老师:张龙电工技术电工基础部分电工安全部分实验超作部分上一页下一页返回电工基础第一章直流电路第二章电磁与电磁感应第三章单相交流电路第四章三相交流电路第五章电子基础知识第六章变压器与异步电动机上一页下一页返回电工基础第七章常用电工测量仪表第八章高、低压电器第九章异步电动机的控制线路第十章导线的选择和连接第十一章电器线路第十二章照明线路及照明装置第十三章施工用电上一页下一页返回第1章直流电路1.1电路的基本感念1.2电阻与电导1.3欧姆定律1.4电工与电功率电流的热效应1.5基尔霍夫定律1.6简单电路得计算上一页下一页返回1.1.1电路的基本概念1.1.1电路、电路组成、电路图电路：电流流过的路径.作用：传递和分配电能,并使电能和其它形式的能量相互转换.电路主要由三部分组成、(1）电源：输出电能的装置.（2）负载：使用电能的装置（3）连接导线：用来传送和分配电能附属设备:控制、保护、测量之用.图1-1(a)是实物电路图.为了便于计算和分析,可把电路中的实物元件用图形符号来表示,如图1-1(b).上一页下一页返回图1--1简单直流电路图(a)实物电路图(b)电路图上一页下一页返回1.1.1电路的基本概念1.1.1电路的基本概念电池灯泡负载电源EIRU+_K电荷的性质1.1.同种电荷相互排斥;2.异种电荷相互吸引.电场有电荷的地方就有电场.1.1.2电流上一页下一页返回图2.3导体中的电流带电粒子:在这里是指正电荷(理解为空穴),负电荷(自由电子)电流的形成：带电粒子定向有规则的移动而形成的电流：单位时间内通过导线横截面的电量,叫电流强度,简称电流公式：(1--1)电量q,单位库仑(c);时间t,单位秒(s)电流强度单位的SI单位：安［培］,符号为A千安（kA）,毫安（mA）,微安（μA）AmAA6310101tqI上一页下一页返回1.1.2电流注:电荷在电路中不能堆积,也不能在流动中自行消失,也就是说,电流具有连续性.电流的测量：电流表应与被测元件串联,在直流电路中,电流表的连线要注意电流表的极性(即,正、负极)直流电流：当电流的量值和方向都不随时间变化时,称为直流电流,简称直流.直流电流常用英文大写字母I表示。交流电流：量值和方向随着时间按周期性变化的电流,称为交流电流,简称交流。常用英文小写字母i表示。上一页下一页返回1.1.2电流参考方向：在分析与计算电路时,常可任意规定某一方向作为电流的正方向或参考方向,与实际方向相同时,侧电流为正值;相反时,侧为负值.用箭头表示如下（我们在电路上看到的方向都是参考方向）上一页下一页返回1.1.2电流(a)(b)(c)(d)i参考方向实际方向iababi参考方向实际方向ibaba1.1.3电压和电位电压电场力:电荷之间的相互作用是通过电场发生的.只要有电荷存在,电荷的周围就存在着电场,电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用,这种力就叫做电场力f；电场力做功WAB=fs电压：电场力将单位正电荷沿电路中的一点推向另一点所作的功称为电压公式:(1--2)UAB表示AB两点间的电压,WAB为移动过程中电荷所减少的电能,q为由A点移动到B点的电荷量。上一页下一页返回qWUABAB1.1.3电压和电位电压的SI单位：是伏［特］,符号为V。常用的单位：千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）。上一页下一页返回VkV3101VV6101电压是衡量电场力的物理量,两点之间的电压数值愈大，电场力作功的能力也愈大1.1.3电压和电位上一页下一页返回电位电流可与水流相比，例如：水总是从高电位流向低水位．与此相似，在电源外部，电流可以说是从高电位流向低电位，每一点都有一定的电位．电路中某点的电位高低是一个相对值，与选的参考点（零电位点）有关．电路中某点的电位实质是这一点与参考点之间的电压，或者说，电路中某两点的电压等于这两点之间的电位差，即UAB＝VA-VB(1---3)UA、VB．分别代表Ａ、Ｂ两点的电位。电位的单位也是电压的单位即伏特,用字母V表示。1.1.3.电压和电位参考点:一般是指零电位的点注：通常把参考点的电位规定为零，又称零电位。一般选大地为参考点，即视大地为零电位。在电子仪器和设备中又常把金属外壳或电路的公共接点的电位规定为零。上一页下一页返回：表示接大地；或表示接机壳或公共接点,可是电源的正极或负极.1.1.3电压和电位电路中某点的电位实质是这一点与参考点之间的电压，或者说，电路某两点的电压等于这两点之间的电位差。UAB＝VA-VB(1--3)电压的测量：电压表应与被测元件并联在被测元件的两段,在直流电路中,电流表的连线要注意电流表的极性(即,正、负极)电压的方向：规定从高电位(“＋”)指向低电位(“－”)电压的实际方向与其正方向一致时，则电压为正值；电压的实际方向与其正方向相反时，则电压为负值。上一页下一页返回电压与电位区别:电压：绝对值，不随参考点的改变而改变电位：相对值，随参考点的改变而变化图2.5电压示意图上一页下一页返回1.1.3电压和电位10电压与电位的区别____A都是表示电场推动电荷所做的功B二者的大小都随参考点不同而不同C二者单位都用伏特表示D二者的大小不随参考点改变11电压与电位的关系____A某点的电位是该点也参考点之间的电压B电压是两点之间的电压差C电位相同的点,其之间的电压不一定为0D电位不同的点,其之间的电压不一定为0上一页下一页返回1.1.3电压和电位例如图所示的电路中，已知U1=3V，U2=-2V，求U总=？上一页下一页返回1.1.3电压和电位1.1.4电动势电动势:电源力将单位正电荷从电源的负极移到正极所作的功。符号E，单位VE=W/q(1-4)W表示电源力将正电荷从电源的负极移到正极所做的功，单位是焦耳J；q表示电荷，单位是库仑；E表示电动势，单位伏特v。电动势也有交流与直流之分，交流用“e”表示上一页下一页返回上一页下一页返回图1—3电动势与电压反对方向图1—4电路接同时的物理过程1.1.4电动势电动势的方向：规定为电源力推动正电荷运动的方向，即从负极指向正极的方向，也就是电位升高的方向。电动势的方向与电压的方向是相反的。见图1-3用图1—4简单说明电路接通时的物理过程。电源内部：电源力克服电场力把正电荷从低电位的负极推到高电位的正极，这个电位升高的过程是电源力作功的过程.电源外部：正电荷在电场力的推动下从高电位移到低电位，同时克服负载中的阻力作功。电能转换为其他形式的能量过程。形成持续的电流必须有两个条件：一是要有电源，二是要有一条能够使电荷移动的闭合路径。上一页下一页返回1.1.4电动势1.2.1电阻与电导电阻:自由电子在金属导体里作定向有规则移动时,要受到阻碍作用,导体对电流的阻碍作用,称为电阻.大小计算公式:(1--5)L是导线的长度；S是导体的横截面积，单位是平方米；是电阻率（如表1--1）电阻的单位：欧()千欧和兆欧SLR上一页下一页返回）欧（）兆欧（）欧（）千欧（63101101MK表1—1常用金属材料的电组率（20℃）上一页下一页返回材料电阻率材料电阻率银0.0016黄铜0.065电线铜0.017康铜0.50铸铁0.5001.2.1电阻与电导电导:导体的电阻电阻越大,其导电性能越差;导体的电阻电阻越小,其导电性能越好.因此电阻的倒数1/R的大小表明了导体导电性能的好坏.叫电导,用符号“G”表示.即G=1/R电导的SI单位为西门子(1/Ω).电阻率ρ的倒数称为电导率,用γ表示.温度降低,金属的电阻率下降.电阻率趋于零时变成“超导”超导:能够发生超导现象的物质，叫做超导体上一页下一页返回1.2.2电阻与电导上一页下一页返回电阻或电导的电路符号:RG1.2.2电阻与电导1.3.1欧姆定律电压是产生电流的原因．只有导体两端存在电压，导体中才会产生电流．没有电压导体中不会产生电流．同学们从这一点可以猜想电流大小可能跟什么有关？1.3.1欧姆定律一部分电路的欧姆定律欧姆定律：电流I与这段电路两端的电压U成正比，而与这段电路的电阻R成反比，这就是欧姆定律I=U/R（1-6）图1-6部分电路V表示电压,I表示电流,R表示电阻上一页下一页返回1.3.1欧姆定律欧姆定律还可写成另外两种形式：U=IR（1-7）R=U/I（1-8）计算:有U、I、R中的任意两个，可以求出第三个量.上一页下一页返回电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比注：电阻不与U成正比、I成比关系。因为，电阻的大小只与导体的材料、长度、截面积及温度有关。上一页下一页返回1.3.2欧姆定律二闭合电路的欧姆定律图1—8为最简单的闭合电路,闭合时,实验证明,通过闭合电路中电流的大小与电源电动势成正比,与电路中的负载和电源内阻之和成反比.即电源在电路图中可以用电动势E和一个内阻r0串联等效.当r0=0时,这时的电动势,称为理想电压源.rREI0图(1--8)1.3.2欧姆定律E---电路的电动势,(v)I---电路中的电流,(A)R---外电路的总电阻,(Ώ)r0---电源的内电阻,(Ώ)上一页下一页返回三电路的三种状态电路运行过程中,通常有通路.断路短路三种状态如图1--91.通路:K与1闭合时,负载与电源接通电路中有电流通过这时电路处于通路状态,由公式(1--9)得;U=E-Ir0由此可见:电压U总是小于电动势E,原因是电源内阻r0上有电压降.耗电能2.断路:K与2闭合时.电路处于开路状态,R=∞I=0U=E图1--91.3.3欧姆定律上一页下一页返回1.3.3欧姆定律rrEREI003.短路:K与3闭合时,负载电阻为零.处于短路状态.由(1-9)得由于,r0很小,所以电流I很大.较大的短路电流很容易导致线路过热烧坏并使电源烧坏,造成严重的事故.所以要在电源的输出端安装一定规格的熔断丝.较大的短路电流会在极端的时间内把熔断丝烧坏.十电路短路.保护了电路中的元件u=0R=01.1.4电工与电功率、电流的热效应一电功电能转化其他形式的能量的过程,是通过电流做功来实现的.由前面电场力做功公式(1—2)W=qU带入电流强度公式(1-1)I=q/t公式:W=UIt(1--10)电流所做的功W等于这段电路两段电路的电压U,电路中的电流I与通电时间t三者的乘积.二功率定义：传递转换电能的速率叫电功率，简称功率，用p或P表示。上一页下一页返回UItUIttWP1.1.4电工与电功率、电流的热效应一电流的热效应公式:W=UIt(1--10)二功率定义：传递转换电能的速率叫电功率，简称功率，P=U上一页下一页返回I21.5.1基尔霍夫定律a上一页下一页返回图a中有三条支路：ab、acb和adb；两个节点：a和b；三个回路：adbca、abca和abda。1.节点——三条或三条以上支路的联接点。2.支路——无分支的一段电路。支路中各处电流相等，称为支路电流。3.回路——由一条或多条支路所组成的闭合电路。上一页下一页返回1.5.1基尔霍夫定律1.5.1基尔霍夫电流定律a上一页下一页返回1.5基尔霍夫电流定律1.5.1基尔霍夫电流定律在图a所示的电路中，对节点a可以写