《電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能》教案第一省電路一、電路的組成1．電路：由電源、用家電、導(dǎo)線和開關(guān)等組成的閉合回路。2．電路的組成：電源、用家電、導(dǎo)線、開關(guān)（作圖講解）。電源：把其他方式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。如：干電板、蓄電板等。用家電：把電能轉(zhuǎn)弄成其他方式能量的裝置，常稱為電源負(fù)載。如電燈等。導(dǎo)線：聯(lián)接電源與用家電的金屬線。作用：把電源形成的電能輸送到用家電。開關(guān)：起到把用家電與電源接通或斷掉的作用。二、電路的狀態(tài)（作圖說明）1．通路（閉路）：電路各部份聯(lián)接成閉合回路，有電壓通過。2．開路（斷路）：電路斷掉，電路中無電壓通過。3．漏電（捷路）：電源兩端的導(dǎo)線直接相連。漏電時(shí)電壓很大，會(huì)毀壞電源和導(dǎo)線，應(yīng)盡量避開。三、電路圖1．電路圖：用規(guī)定的圖形符號(hào)表示電路聯(lián)接情況的圖。2．幾種常用的標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)。第二節(jié)電壓一、電流的產(chǎn)生1．電壓：電荷的定向聯(lián)通產(chǎn)生電壓。（提問）2．在導(dǎo)體中產(chǎn)生電壓的條件必須使導(dǎo)體兩端保持一定的電流（電位差）。二、電流1．電壓的大小等于通過導(dǎo)體橫截面的電荷量與通過這種電荷量所用時(shí)間的比值。3．電壓的方向?qū)嶋H方向—規(guī)定：正電荷定向聯(lián)通的方向?yàn)殡妷旱姆较颉Ｌ釂枺航饘賹?dǎo)體、電解液中的電壓方向怎樣？參考方向：任意假設(shè)。
4．直流電：電壓方向和強(qiáng)弱都不隨時(shí)間而改變的電壓。（作圖說第三節(jié)內(nèi)阻一、電阻1．導(dǎo)體對電壓所呈現(xiàn)出的制約作用。除了金屬導(dǎo)體有阻值，其他物體也有內(nèi)阻。2．導(dǎo)體內(nèi)阻是由它本身的數(shù)學(xué)條件決定的。例：金屬導(dǎo)體，它的內(nèi)阻由它的長短、粗細(xì)、材料的性質(zhì)和濕度決定。3．電阻定理：在保持體溫不變的條件下，導(dǎo)體的阻值跟導(dǎo)體的厚度成反比，跟導(dǎo)體的橫截面積成正比，并與導(dǎo)體的材料性質(zhì)有關(guān)。式中：－導(dǎo)體的阻值率。它與導(dǎo)體的幾何形狀無關(guān)，而與導(dǎo)體材料的性質(zhì)和導(dǎo)體所處的條件有關(guān)（如體溫）。單位：R－歐姆（Ω）；l－米（m）；S－平方米（m閱讀P6表1-1，得出推論。推論：內(nèi)阻率的大小反映材料導(dǎo)電性能的優(yōu)劣，內(nèi)阻率愈大，導(dǎo)電性能愈差。導(dǎo)體：＜10-6半導(dǎo)體：10-6m＜＜10舉例說明不同導(dǎo)電性能的物質(zhì)用途不同。二、電阻與氣溫的關(guān)系1．氣溫對導(dǎo)體阻值的影響：體溫下降，使物質(zhì)中帶電質(zhì)點(diǎn)數(shù)量增多，更易導(dǎo)電。隨著氣溫的下降，導(dǎo)體的內(nèi)阻是減小還是減少，看哪一種誘因的作用占主要地2．通常金屬導(dǎo)體，氣溫下降，其內(nèi)阻減小。少數(shù)合金內(nèi)阻，幾乎不受氣溫影響，用于制造標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)阻器。超導(dǎo)現(xiàn)象：在極高溫（接近于熱力學(xué)零度）狀態(tài)下，有些金屬（一些合金和金屬的化合物）內(nèi)阻忽然變?yōu)榱悖@些現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象。
3．內(nèi)阻的氣溫系數(shù)：體溫每下降1時(shí)，內(nèi)阻所變動(dòng)的數(shù)值與原先內(nèi)阻值的比。若水溫為時(shí)此線圈的匝數(shù)R為多少？例2：習(xí)題（《電工基礎(chǔ)》第2版周紹敏主編）4.估算題(3)。第四節(jié)歐姆定理一、歐姆定理1．內(nèi)容：導(dǎo)體中的電壓與它兩端的電流成反比，與它的阻值成反3：給一導(dǎo)體通電，當(dāng)電流為20V時(shí)，電壓為0.2A，問電流為30V時(shí)，電壓為多大？電壓增至1.2A時(shí)，導(dǎo)體兩端的電流多大？當(dāng)電流減為零時(shí)，導(dǎo)體的阻值多大？二、伏安特點(diǎn)曲線1．定義：以電流為橫座標(biāo)，電壓為縱座標(biāo)，可畫出阻值的U－I系曲線，叫內(nèi)阻器件的伏安特點(diǎn)曲線。2．線性內(nèi)阻：內(nèi)阻器件的伏安特點(diǎn)曲線是直線。課前備考內(nèi)阻定理和部份電路歐姆定理。第五節(jié)電能和電功率一、電能1．設(shè)導(dǎo)體兩端電流為U，通過導(dǎo)體橫截面的電量為q，電場力所2．電場力所做的功即電路所消耗的電能WUIt。3．電壓做功的過程實(shí)際上是電能轉(zhuǎn)化為其他方式的能的過程。二、電功率1．在一段時(shí)間內(nèi)，電路形成或消耗的電能與時(shí)間的比值。單位：P－瓦特（W）。2．額定功率、額定電流：用家電上注明的電功率和電流，叫用家電的額定功率和額定電流。若給用家電加上額定電流，它的功率就是額定功率，此時(shí)用家電正常工作。
若加在它前面的電流改變，則它的實(shí)際功率也改變。例1：有一的白熾燈接在220V的供電線路上，它消耗的功率為多大？若加在它兩端的電流為110V，它消耗的功率為多少？（不考慮濕度對內(nèi)阻的影響）例2：P8例題。三、焦耳定理1．電壓的熱效應(yīng)2．焦耳定理：電壓通過導(dǎo)體形成的熱量，跟電壓的平方、導(dǎo)體的內(nèi)阻和通電時(shí)間成反比。第二章簡單直流電路第一節(jié)閉合電路的歐姆定理一、電動(dòng)勢1．電源的電動(dòng)勢等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電流。用符號(hào)表示。2．單位：伏特（V）注意點(diǎn)：(1)電動(dòng)勢由電源本身決定，與外電路無關(guān)。(2）電動(dòng)勢的規(guī)定方向：自正極通過電源內(nèi)部到負(fù)極的方向。二、閉合電路的歐姆定理1．備考部份電路的歐姆定理時(shí)間內(nèi)有電荷量q通過閉合電路的橫截面。電源內(nèi)部，非靜電(3）閉合電路歐姆定理閉合電路內(nèi)的電壓，與電源電動(dòng)勢成反比，與整個(gè)電路的內(nèi)阻成正比。其中電流和電路教學(xué)設(shè)計(jì)，外電路上的電壓降（端電流）4，負(fù)載內(nèi)阻R20，試求：（1）電路中的電壓；（2）電源的端電流；（3）負(fù)載上的電壓降；（4）電源電阻上的電壓降。例2：電源電動(dòng)勢為1.5V，內(nèi)內(nèi)阻為0.12，外電路內(nèi)阻為1.38，求電路中的電壓和端電流。例3：電動(dòng)勢為3.6V的電源，與8的內(nèi)阻接成閉合電路，電源兩極間的電流為3.2V，求電源的內(nèi)內(nèi)阻。
三、端電流1．電動(dòng)勢與外電路內(nèi)阻的變化無關(guān)，但電源端電流隨負(fù)載變化，隨著外內(nèi)阻的降低端電流降低，隨著外內(nèi)阻的降低端電流增大。證明：I）降低，電壓I減少，UEIR減少時(shí)，U也減少。2．兩種特例：（1）當(dāng)外電路斷掉時(shí)，R趨于于無窮大。應(yīng)用：可用電流表簡略地測定電源的電動(dòng)勢（2）當(dāng)外電路漏電時(shí)，R趨近于零電流和電路教學(xué)設(shè)計(jì)，I趨于于無窮大，U趨近于零。漏電時(shí)電壓很大，會(huì)燒毀電源，導(dǎo)致火警，決不容許將導(dǎo)線或電壓表直接接到電源上，避免漏電。應(yīng)用：檢測電動(dòng)勢和電源電阻。例4：例1（《電工基礎(chǔ)》第2版周紹敏主編）。例5：有一簡單閉合電路，當(dāng)外內(nèi)阻加倍時(shí)，通過的電壓減為原先的2/3，求電阻與外阻的比值。四、電源向負(fù)載輸出的功率1．P電源IE；P負(fù)載IU；P電阻電源P負(fù)載P電阻在何時(shí)電源的輸出功率最大？設(shè)負(fù)載為純內(nèi)阻當(dāng)RR這時(shí)稱負(fù)載與電源匹配。2．電源輸出功率P與負(fù)載內(nèi)阻R的變化關(guān)系曲線3．注意：當(dāng)RR時(shí)，電源輸出功率最大，但此時(shí)電源的效率僅為50%。課前備考：1．閉合電路歐姆定理的內(nèi)容和表達(dá)式。2．端電流隨外內(nèi)阻的變化規(guī)律。3．電源輸出最大功率的條件。第二省電池組一個(gè)電板所能提供的電流不會(huì)超過它的電動(dòng)勢，輸出的電壓有一個(gè)最大限度，超出這個(gè)極限，電源就要受損。
對于要求較高電流或較大電壓的場合，就要用到多個(gè)電板的串聯(lián)和并聯(lián)及混聯(lián)。一、電池的串聯(lián)1．當(dāng)負(fù)載須要較高電流時(shí)，可使用串聯(lián)電瓶組供電。設(shè)串聯(lián)電瓶電阻等于單個(gè)電瓶內(nèi)內(nèi)阻之和。3．注：用家電的額定電壓必須大于單個(gè)電瓶容許通過的最大電壓。二、電池的并聯(lián)1．當(dāng)負(fù)載須要較大電壓時(shí)，可使用并聯(lián)電瓶組供電。設(shè)并聯(lián)電瓶3．注：用家電的額定電流必須高于單個(gè)電瓶的電動(dòng)勢。三、電池的混聯(lián)1．當(dāng)單個(gè)電瓶的電動(dòng)勢和容許通過的最大電壓都大于用家電額定電流和額定電壓時(shí)，可采用混聯(lián)電瓶組供電。0.02，將它們串聯(lián)后,外接內(nèi)阻為2.4，求電路的電壓及每位電瓶兩端的電流。課前備考1．串、并聯(lián)電瓶組的電動(dòng)勢和內(nèi)內(nèi)阻的估算。2．串、并聯(lián)電瓶組的應(yīng)用場合。第三節(jié)內(nèi)阻的串聯(lián)一、定義（1）內(nèi)阻的串聯(lián)——把兩個(gè)或兩個(gè)以上的內(nèi)阻依次聯(lián)接上去，使電壓只有一條通路。（2）特性電路總電流等于各部份電路兩端的電流之和。二、重要性質(zhì)1．總內(nèi)阻推論：串聯(lián)電路的總內(nèi)阻等于各個(gè)內(nèi)阻之和。2．電流分配推論：串聯(lián)電路中各內(nèi)阻兩端的電流與它的電阻成反比。若兩個(gè)內(nèi)阻串聯(lián)，則