1、电工基础教案樊书林2014 年第一章 电路基础知识1-1 电流和电压教学目的：1、了解电路的基本组成和电路的基本状态；2、注意电路的基本物理量及物理意义；3、掌握电路基本物理量的数值确定；教学重点：1、电路的基本组成；2、电路的基本物理量；教学难点：电动势、电位（电势）的物理意义；教学过程及内容：（一） 复习1、力的三要素（由力引申到电的性质，也需要几个量来确定）2、任何物体的移动都要经过某一路径，电也不例外。（二）新课引入：电路的基本物理量一、电路和电路图电路-电流所流过的路径1、 电路的组成-电源，用电器（负载） ，控制装置，导线说明各组成部分的作用，种类，符号等2、 电路图-用国家（国标
2、）统一规定的的符号来表示电路连接情况的的图叫做电路图最简单的电路图和实物图电路的三种状态：通路：又称为闭路，电路构成闭合回路，有电流流过。开路：又称为断路，电路断开，电路中无电流流过短路：指电源未经负载而直接由导体构成闭合回路。此时电源输出电流将比允许的通路工作电流大很多倍，电路会因为短路而损耗大量能量。通常不允许短路。短接：有用的短路。二描述电路的几个物理量1、电流：电荷的定向移动形成电流。是电流强度的简称。电流强度是描述电流强弱的物理量，是指在单位时间（一定时间）通过导体横截面的电量的多少，用 I 表示即 I 单位：安培（A）tQ1A=103mA=106A电流的测量：电路中电流的大小，可用
3、电流表（安培表）进行测量。测量时应注意几点为：对交、直流电流应分别使用交流电流表和直流电流表。电流表必须串联到电路中。直流电流表表壳接线柱上标明的“” 、 “”记号，应和电路的极性相一致，不能接错，否则指针要反转，影响正常测量，容易损坏电流表。合理选择电流表的量程。电流的方向：电流是一个矢量，既有大小，又有方向。习惯上把正电荷移动的方向规定为电流的方向，应此，自由电子和负离子移动的方向与电流方向相反。将大小和方向都不随时间变化的电流称之为稳衡电流。简称直流；将大小和时间都随时间作相应变化的电流，称为交变电流，简称交流。itOitO电流密度：当电流在导体的截面上均匀分布时，该电流与导体横截面积的
4、比值。J 单位：A/mSI导线允许的电流密度随导体横截面积的不同而和同3、 电压电压又称电位差，是衡量电场力作功本领大小的物理量。UABW AB/Q现将一电场中的电荷 Q 由 A 点移到 B 点，电场力做工为 WAB单位：1 伏（V）=1 焦耳（J ）/1 库伦（C）电路中电压的大小，可用电夺表（伏特表）进行测量，串联在电路中。测量时应注意几点为：对交、直流电流应分别使用交流电压表和直流电压表。电压表必须并联到电路中。直流电压表表壳接线柱上标明的“” 、 “”记号，应和被测两点的电位相一致，即“”端接高电位“”接低电位，不能接错，否则指针要反转，影响正常测量，容易损坏电流表。合理选择电流表的量
5、程。电压与电流一样，不仅有大小，还有方向。规定电流流进端为电压的正端，电流流出端为电压的负端。电压的方向由正指向负。如图，电流有负载的 a 端流向 b 端，则 a 端为正，b 端为负，用 Uab表示+-EIUab参考正方向：任选一个方向作为参考正方向。3、电动势衡量电源转换本领大小的物理量。在电源内部，非静电力（电源力）作功，不断将正电荷由负极送到正极所作的功。E QW电动势方向：在电源内部由负极指向正极（电动势只存在于电源内部）4、电位物理学中的电位又称为电势。在电路中任选一点为零参考点，则某点的电位就为该点到零参考点之间的电压。一般取大地为参考点，电子线路共公点（机壳）UabUa-Ub计算
6、电位：从该点出发，沿着任选的一条路径“走”到零电位点，该点的电位就等于“走”这条路径所经过的全部电位 降（电压）的代数和。1） 、若电路中没有已知的接地点，则可任选取一个零电位点。2） 、标出电源和负载的极性。3） 、求 A 点电位时，就选定一条从 A 点到零点的路径。可选择不同路径到达零电位点。例如图所示：负载两端的电压为 Uab=Va-Vb，由于 b 点接地，V b=0.所以Uab=Vaab课堂小结：一、电路及电路图二、描述电路的几个物理量1、 电流2、 电压3、 电动势4、 电位作业P23 1、21-2 电阻教学目的：1、掌握导体电阻的计算公式及电阻率；2、了解导体电阻值跟温度关系；3、
7、熟悉用万用表测导体电阻；教学重点：导体电阻的计算公式教学过程及内容：（一）复习：电路的几个基本物理量；（二） 新课引入：实际中任何物体运动都会遇到阻力，在空气中称为空气阻力，在水中有水的阻力。同样，带电粒子在导体中运动也会遇到阻碍作用，我们把这种阻碍作用称之为电阻。电阻用 R 或者 r 表示，单位：欧姆（）单位换算：常用单位还有千欧（K ） 、兆欧（M ）1 M=10 3 K=10 6 注意！电阻是任何一种导体都客观存在的，它不随导体两端的电压变化而变化，即使导体两端没有电压（即没有接入电路） ，导体中的电阻仍然存在。实验证明：当温度一定时，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟到提的粗细成（横截面
8、积 S）反比，并且与导体的材料性质有关。即 R= sL式中， 为导体的材料性质的量，成为电阻率或者电阻系数。单位是欧米（m） 。根据图 1-19 不同材料，电阻率是不同的。各种材料的电阻率都随温度的变化而变化。通常来说，金属的电阻率随温度增加而增加， ；电解液、半导体和绝缘体相反；而有些合金，几乎不变化。热敏电阻使用万用表的注意事项；小结1、电阻的计算公式及电阻率21 万用表测量电阻作业1-3 欧姆定律1.教学目的和要求:掌握电路中欧姆定律的基本概念。2.教学重点: 欧姆定律在电路中的应用4.教学内容:一、 部分电路欧姆定律内容：在不包含电源的电路中，流过导体的电流与这段导体两端的电压成正比，
9、与导体的电阻成反比。I= RU二、 全电路欧姆定律电源内部的电路成为内电路，电源内部电阻称为内阻；电源外部的电路称为外电路，外电路的电阻称之为外阻。在全电路中电流强度与电源的电动势成正比，整个电路内、外电阻之和成反比。I rRE几个重要的公式：在闭合电路中电源电动势等于 U 内 与 U 外 之和：E=U 内 +U 外电源端电压与电源电动势的关系为：U=E-Ir可见：当电源电动势 E 和内阻 r 一定时，电源端电压 U 讲随负载电流 I 的变化而变化，我们讲这种关系称之为外特性，起关系曲线称之为电源的外特性曲线IOU = I RU 外 = I r三、 电路的三种状态通路：开关 SA 接到位置“3
10、”处，I 电源特性曲线.当电rRE源电动势与内阻一定时，端电压随输出电流的增大而下降。同窗把通过大电流的负载称为大负载，反之开路：开关接到位置“2”时，I0，相当于 R或者电路中某处导线断开，此时电路中电流为零，内阻压降为零，U=E-Ir，即电源的开路电压等于电动势短路开关 SA 接到位置“1”时，相当于电源两级被导线直接相连，此时 I 短 =E/r,由于电源内阻很小，所以 I 极大，禁止！损坏电源AV12G BrS AR3小结：电路的欧姆定律作业：P23 31-4 电功与电功率教学目的：1了解电功2理解电功率的意义3负载的额定值4负载获得最大功率的条件教学重点：1电功率的含义2负载获得最大功
11、率的条件教学难点：负载获得最大功率的条件教学过程及内容：一、电功：电流所做的功称之为电功W=UIt 单位：焦耳（ J）1 千瓦时=1 度=3.610 6J二、电功率：衡量电做功快慢的物理量或者说电流在单位时间内所做的功用字母 P 小时，单位为瓦特（W）P= =UI=I2R=U2/Rt注意：通用情况为纯电阻电路，因为后两个式子有欧姆定律推导，而欧姆定律是针对纯电阻而言。当负载电阻一定时，由 PUI 可知，电功率与电流的平方或电压的平方成正比当流过负载的电流一定时，由 PI 2R 可知电功率与电阻值成正比。当加在负载两端的电压一定时，由 PU 2/R 可知，电功率与电阻值成反比。三、负载的额定值将电气设备安全工作时所允许的最大值称为额定值（额定电流、电压、功率）满载：额定功率下的工作状态轻载，超载四、焦耳楞次定律电流通过导体使导体发热的现象，叫做电流的热效应。QI 2Rt四负载获得最大功率的条件当负载电阻与电源内阻相等时，即 R=r.
