includetext"02.doc"includetext"02.doc"《電工基礎(chǔ)》第一章電路的基本概念電路的基本組成、電路的三種工作狀態(tài)和額定電壓、電流、功率等概念。電路的基本組成、電路的三種工作狀態(tài)和額定電壓、電流、功率等概念。2．掌握電流、電壓、電功率、電能等基本概念。3．掌握電阻定律、歐姆定律、焦?fàn)柖桑私怆娮枧c溫度的關(guān)系。1．了解電路的三種工作狀態(tài)特點(diǎn)。2．理解理想元件與電路模型、線性電阻與非線性電阻的概念。1．了解電路的三種工作狀態(tài)特點(diǎn)。2．理解理想元件與電路模型、線性電阻與非線性電阻的概念。序號(hào)內(nèi)容學(xué)時(shí)1緒論0.52第一節(jié)電路13第二節(jié)電流和電電壓4第三節(jié)電阻15第四節(jié)部分歐姆姆定理6第五節(jié)電能和電電功率1.57本章小結(jié)與習(xí)題8本章總學(xué)時(shí)4第一節(jié)電路一、電路的基本組成1．什么是電路圖1-1簡(jiǎn)單的直流電路圖1-1簡(jiǎn)單的直流電路2．電路的基本組成電路的基本組成包括以下四個(gè)部分：電源(供能元件)：為電路提供電能的設(shè)備和器件(如電池、發(fā)電機(jī)等)。負(fù)載(耗能元件)：使用(消耗)電能的設(shè)備和器件(如燈泡等用電器)。(3)控制器件：控制電路工作狀態(tài)的器件或設(shè)備(如開關(guān)等)。(4)聯(lián)接導(dǎo)線：將電器設(shè)備和元器件按一定方式聯(lián)接起來(如各種銅、鋁電纜線等)。3．電路的狀態(tài)(1)通路(閉路)：電源與負(fù)載接通，電路中有電流通過，電氣設(shè)備或元器件獲得一定的電壓和電功率，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。(2)開路(斷路)：電路中沒有電流通過，又稱為空載狀態(tài)。(3)短路(捷路)：電源兩端的導(dǎo)線直接相連接，輸出電流過大對(duì)電源來說屬于嚴(yán)重過載，如沒有保護(hù)措施，電源或電器會(huì)被燒毀或發(fā)生火災(zāi)，所以通常要在電路或電氣設(shè)備中安裝熔斷器、保險(xiǎn)絲等保險(xiǎn)裝置，以避免發(fā)生短路時(shí)出現(xiàn)不良后果。圖1-2圖1-2手電筒的電路原理圖由理想元件構(gòu)成的電路叫做實(shí)際電路的電路模型，也叫做實(shí)際電路的電路原理圖，簡(jiǎn)稱為電路圖。例如，圖1-2所示的手電筒電路。理想元件：電路是由電特性相當(dāng)復(fù)雜的元器件組成的，為了便于使用數(shù)學(xué)方法對(duì)電路進(jìn)行分析，可將電路實(shí)體中的各種電器設(shè)備和元器件用一些能夠表征它們主要電磁特性的理想元件(模型)來代替，而對(duì)它的實(shí)際上的結(jié)構(gòu)、材料、形狀等非電磁特性不予考慮。表1-1常用理想元件及符號(hào)表1-1常用理想元件及符號(hào)第二節(jié)電流和電壓一、電流的基本概念電路中電荷沿著導(dǎo)體的定向運(yùn)動(dòng)形成電流，其方向規(guī)定為正電荷流動(dòng)的方向(或負(fù)電荷流動(dòng)的反方向)，其大小等于在單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量，稱為電流強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱電流)，用符號(hào)I或i(t)表示，討論一般電流時(shí)可用符號(hào)i。設(shè)在t=t2－t1時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為q=q2－q1，則在t時(shí)間內(nèi)的電流強(qiáng)度可用數(shù)學(xué)公式表示為式中，t為很小的時(shí)間間隔，時(shí)間的國(guó)際單位制為秒(s)，電量q的國(guó)際單位制為庫侖(C)。電流(t)的國(guó)際單位制為安培(A)。常用的電流單位還有毫安mA、微安A、千安kA等，它們與安培的換算關(guān)系為1mA=10-3A；1A=10-6A；1kA=103A二、直流電流如果電流的大小及方向都不隨時(shí)間變化，即在單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量相等，則稱之為穩(wěn)恒電流或恒定電流，簡(jiǎn)稱為直流(DirectCurrent)，記為DC或dc，直流電流要用大寫字母I表示。直流電流I與時(shí)間t的關(guān)系在I－t坐標(biāo)系中為一條與時(shí)間軸平行的直線。三、交流電流如果電流的大小及方向均隨時(shí)間變化，則稱為變動(dòng)電流。對(duì)電路分析來說，一種最為重要的變動(dòng)電流是正弦交流電流，其大小及方向均隨時(shí)間按正弦規(guī)律作周期性變化，將之簡(jiǎn)稱為交流(Alternatingcurrent)，記為AC或ac，交流電流的瞬時(shí)值要用小寫字母i或i(t)表示。四、電壓1．電壓的基本概念電壓是指電路中兩點(diǎn)A、B之間的電位差(簡(jiǎn)稱為電壓)，其大小等于單位正電荷因受電場(chǎng)力作用從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)所作的功，電壓的方向規(guī)定為從高電位指向低電位的方向。電壓的國(guó)際單位制為伏特(V)，常用的單位還有毫伏(mV)、微伏(V)、千伏(kV)等，它們與伏特的換算關(guān)系為1mV=103V；1V=106V；1kV=103V2．直流電壓與交流電壓如果電壓的大小及方向都不隨時(shí)間變化，則稱之為穩(wěn)恒電壓或恒定電壓，簡(jiǎn)稱為直流電壓，用大寫字母U表示。如果電壓的大小及方向隨時(shí)間變化，則稱為變動(dòng)電壓。對(duì)電路分析來說，一種最為重要的變動(dòng)電壓是正弦交流電壓(簡(jiǎn)稱交流電壓)，其大小及方向均隨時(shí)間按正弦規(guī)律作周期性變化。交流電壓的瞬時(shí)值要用小寫字母u或u(t)表示。第三節(jié)電阻一、電阻元件電阻元件是對(duì)電流呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件，例如燈泡、電熱爐等電器。電阻定律：——制成電阻的材料電阻率，國(guó)際單位制為歐姆·米(·m)；——繞制成電阻的導(dǎo)線長(zhǎng)度，國(guó)際單位制為米(m)；S——繞制成電阻的導(dǎo)線橫截面積，國(guó)際單位制為平方米(m2)；R——電阻值，國(guó)際單位制為歐姆()。1M=106二、電阻與溫度的關(guān)系電阻元件的電阻值大小一般與溫度有關(guān)，衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1C時(shí)電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)。如果設(shè)任一電阻元件在溫度t1時(shí)的電阻值為R1，當(dāng)溫度升高到t2時(shí)電阻值為R2，則該電阻在t1~t2溫度范圍內(nèi)的(平均)溫度系數(shù)為如果R2>R1，則>0，將R稱為正溫度系數(shù)電阻，即電阻值隨著溫度的升高而增大；如果R2<R1，則<0，將R稱為負(fù)溫度系數(shù)電阻，即電阻值隨著溫度的升高而減小。顯然的絕對(duì)值越大，表明電阻受溫度的影響也越大。R2=R1[1(t2－t1)]圖圖1-4線性電阻的伏安特性曲線一、歐姆定律電阻元件的伏安關(guān)系服從歐姆定律，即U=RI或I=U/R=GU其中G=1/R，電阻R的倒數(shù)G叫做電導(dǎo)，其國(guó)際單位制為西門子(S)。二、線性電阻與非線性電阻電阻值R與通過它的電流I和兩端電壓U無關(guān)(即R=常數(shù))的電阻元件叫做線性電阻，其伏安特性曲線在I－U平面坐標(biāo)系中為一條通過原點(diǎn)的直線。電阻值R與通過它的電流I和兩端電壓U有關(guān)(即R常數(shù))的電阻元件叫做非線性電阻，其伏安特性曲線在I－U平面坐標(biāo)系中為一條通過原點(diǎn)的曲線。通常所說的“電阻”，如不作特殊說明，均指線性電阻。第五節(jié)電能和電功率一、電功率電功率(簡(jiǎn)稱功率)所表示的物理意義是電路元件或設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)吸收或發(fā)出的電能。兩端電壓為U、通過電流為I的任意二端元件(可推廣到一般二端網(wǎng)絡(luò))的功率大小為P=UI功率的國(guó)際單位制單位為瓦特(W)，常用的單位還有毫瓦(mW)、千瓦(kW)，它們與W的換算關(guān)系是1mW=103W；1kW=103W吸收或發(fā)出：一個(gè)電路最終的目的是電源將一定的電功率傳送給負(fù)載，負(fù)載將電能轉(zhuǎn)換成工作所需要的一定形式的能量。即電路中存在發(fā)出功率的器件(供能元件)和吸收功率的器件(耗能元件)。習(xí)慣上，通常把耗能元件吸收的功率寫成正數(shù)，把供能元件發(fā)出的功率寫成負(fù)數(shù)，而儲(chǔ)能元件(如理想電容、電感元件)既不吸收功率也不發(fā)出功率，即其功率P=0。通常所說的功率P又叫做有功功率或平均功率。二、電能電能是指在一定的時(shí)間內(nèi)電路元件或設(shè)備吸收或發(fā)出的電能量，用符號(hào)W表示，其國(guó)際單位制為焦?fàn)?J)，電能的計(jì)算公式為W=P·t=UIt通常電能用千瓦小時(shí)(kW·h)來表示大小，也叫做度(電)：1度(電)=1kW·h=3.6106J。即功率為1000W的供能或耗能元件，在1小時(shí)的時(shí)間內(nèi)所發(fā)出或消耗的電能量為1度?！纠?-1【例1-1】有一功率為60W的電燈，每天使用它照明的時(shí)間為4小時(shí)，如果平均每月按30天計(jì)算，那么每月消耗的電能為多少度？合為多少J?解：該電燈平均每月工作時(shí)間t=430=120h，則W=P·t=60120=7200W·h=7.2kW·h即每月消耗的電能為7.2度，約合為3.61067.22.6107J。三、電氣設(shè)備的額定值為了保證電氣設(shè)備和電路元件能夠長(zhǎng)期安全地正常工作，規(guī)定了額定電壓、額定電流、額定功率等銘牌數(shù)據(jù)。額定電壓——電氣設(shè)備或元器件在正常工作條件下允許施加的最大電壓。額定電流——電氣設(shè)備或元器件在正常工作條件下允許通過的最大電流。額定功率——在額定電壓和額定電流下消耗的功率，即允許消耗的最大功率。額定工作狀態(tài)——電氣設(shè)備或元器件在額定功率下的工作狀態(tài)，也稱滿載狀態(tài)。輕載狀態(tài)——電氣設(shè)備或元器件在低于額定功率的工作狀態(tài)，輕載時(shí)電氣設(shè)備不能得到充分利用或根本無法正常工作。過載(超載)狀態(tài)——電氣設(shè)備或元器件在高于額定功率的工作狀態(tài)，過載時(shí)電氣設(shè)備很容易被燒壞或造成嚴(yán)重事故。輕載和過載都是不正常的工作狀態(tài)，一般是不允許出現(xiàn)的。四、焦?fàn)柖呻娏魍ㄟ^導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量(焦?fàn)枱?為Q=I2RtI——通過導(dǎo)體的直流電流或交流電流的有效值，單位為A。R——導(dǎo)體的電阻值，單位為。T——通過導(dǎo)體電流持續(xù)的時(shí)間，單位為s。Q——焦耳熱單位為J。本章小結(jié)本章介紹了電路的基本概念，內(nèi)容包括：一、電路電路是由各種元器件(或電工設(shè)備)按一定方式聯(lián)接起來的總體,為電流的流通提供了路徑。電路的基本組成電源、負(fù)載、控制器件和聯(lián)結(jié)導(dǎo)線等四個(gè)部分。電路有通路、開路、短路等三種狀態(tài)。由理想元件構(gòu)成的電路叫做實(shí)際電路的電路模型，也叫做實(shí)際電路的電路原理圖，簡(jiǎn)稱為電路圖。二、電流在電場(chǎng)力作用下，電路中電荷沿著導(dǎo)體的定向運(yùn)動(dòng)即形成電流，其方向規(guī)定為正電荷流動(dòng)的方向(或負(fù)電荷流動(dòng)的反方向)，其大小等于在單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量，稱為電流強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱電流)。電流的大小及方向都不隨時(shí)間變化，則稱為直流電流。電流的大小及方向均隨時(shí)間做周期性變化，則稱為交流電流。三、電壓電壓是指電路中兩點(diǎn)A、B之間的電位差，其大小等于單位正電荷因受電場(chǎng)力作用從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)所作的功，電壓的方向規(guī)定為從高電位指向低電位的方向。電壓的大小及方向都不隨時(shí)間變化，則稱之為直流電壓。電壓的大小及方向均隨時(shí)間做周期性變化，則稱為交流電壓。四、電功率與電能電功率是電路元件或設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)吸收或發(fā)出的電能，P=UI。電能是指在一定的時(shí)間內(nèi)電路元件或設(shè)備吸收或發(fā)出的電能量，W=P·t=UIt1度(電)=1kW·h=3.6106J。為了保證電氣設(shè)備和電路元件能夠長(zhǎng)期安全地正常工作，規(guī)定了額定電壓、額定電流、額定功率等銘牌數(shù)據(jù)。五、電阻1.電阻元件是對(duì)電流呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件，電阻定律為。電阻元件的電阻值一般與溫度有關(guān)，衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1C時(shí)電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)，即。2.電阻元件的伏安特性關(guān)系服從歐姆定律，即U=RI或I=U/R=GU。其中，電阻R的倒數(shù)G叫做電導(dǎo)，其國(guó)際單位制為西門子(S)。3.電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt(焦?fàn)柖?。第二章簡(jiǎn)單直流電路1.理解電動(dòng)勢(shì)、端電壓、電位的概念。1.理解電動(dòng)勢(shì)、端電壓、電位的概念。2.掌握閉合電路的歐姆定律。3.掌握電阻串聯(lián)分壓關(guān)系與并聯(lián)分流關(guān)系。4.了解萬用表的基本構(gòu)造和基本原理，掌握萬用表的使用方法。5.掌握電阻的測(cè)量方法。6.學(xué)會(huì)分析計(jì)算電路中各點(diǎn)電位。1.運(yùn)用電阻串聯(lián)分壓關(guān)系與并聯(lián)分流關(guān)系解決電阻電路問題、掌握擴(kuò)大電壓表與電流表量程的原理。2.1.運(yùn)用電阻串聯(lián)分壓關(guān)系與并聯(lián)分流關(guān)系解決電阻電路問題、掌握擴(kuò)大電壓表與電流表量程的原理。2.熟練分析計(jì)算電路中各點(diǎn)電位。序號(hào)內(nèi)容學(xué)時(shí)1第一節(jié)電動(dòng)勢(shì)閉合電路的的歐姆定律22第二節(jié)電池組3第三節(jié)電阻的串串聯(lián)24第四節(jié)電阻的并并聯(lián)5第五節(jié)電阻的混混聯(lián)6第六節(jié)萬用表的的基本原理27實(shí)驗(yàn)2.1練習(xí)使用萬萬用表8實(shí)驗(yàn)2.2電流表改裝電電壓表29第七節(jié)電阻的測(cè)測(cè)量210實(shí)驗(yàn)2.3用惠斯通電橋橋測(cè)電阻211第八節(jié)電路中各各點(diǎn)電位的計(jì)計(jì)算212實(shí)驗(yàn)2.4電壓和電位的的測(cè)定213本章小結(jié)與習(xí)題14本章總學(xué)時(shí)16第一節(jié)電動(dòng)勢(shì)閉合電路的歐姆定律電動(dòng)勢(shì)衡量電源的電源力大小及其方向的物理量叫做電源的電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)通常用符號(hào)E或e(t)表示，E表示大小與方向都恒定的電動(dòng)勢(shì)(即直流電源的電動(dòng)勢(shì))，e(t)表示大小和方向隨時(shí)間變化的電動(dòng)勢(shì)，也可簡(jiǎn)記為e。電動(dòng)勢(shì)的國(guó)際單位制為伏特，記做V。電動(dòng)勢(shì)的大小等于電源力把單位正電荷從電源的負(fù)極，經(jīng)過電源內(nèi)部移到電源正極所作的功。如設(shè)W為電源中非靜電力(電源力)把正電荷量q從負(fù)極經(jīng)過電源內(nèi)部移送到電源正極所作的功，則電動(dòng)勢(shì)大小為電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為從電源的負(fù)極經(jīng)過電源內(nèi)部指向電源的正極，即與電源兩端電壓的方向相反。圖2-1圖2-1簡(jiǎn)單的閉合電路圖中r表示電源的內(nèi)部電阻，R表示電源外部聯(lián)接的電阻(負(fù)載)。閉合電路歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為外電路兩端電壓U=RI=ErI=，顯然，負(fù)載電阻R值越大，其兩端電壓U也越大；當(dāng)R>>r時(shí)(相當(dāng)于開路)，則U=E；當(dāng)R<<r時(shí)(相當(dāng)于短路)，則U=0，此時(shí)一般情況下的電流(I=E/r)很大，電源容易燒毀?！纠?-1【例2-1】如圖2-2所示，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S合到位置1時(shí)，外電路的電阻R1=14，測(cè)得電流表讀數(shù)I1=0.2A；當(dāng)開關(guān)S合到位置2時(shí)，外電路的電阻R2=9，測(cè)得電流表讀數(shù)I2=0.3A；試求電源的電動(dòng)勢(shì)E及其內(nèi)阻r。解：根據(jù)閉合電路的歐姆定律，列出聯(lián)立方程組圖圖2-2例題2-1解得：r=1，E=3V。本例題給出了一種測(cè)量直流電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的方法。三、負(fù)載獲得最大功率的條件圖2-3電源輸出功率與外電路(負(fù)載)電阻的關(guān)系曲線容易證明：在電源電動(dòng)勢(shì)E及其內(nèi)阻r保持不變時(shí)，負(fù)載R獲得最大功率的條件是圖2-3電源輸出功率與外電路(負(fù)載)電阻的關(guān)系曲線電源輸出的最大功率是【例2-2【例2-2】如圖2-4所示，直流電源的電動(dòng)勢(shì)E=10V、內(nèi)阻r=0.5，電阻R1=2，問：可變電阻RP調(diào)至多大時(shí)可獲得最大功率Pmax？圖2-4例題2-2解：將(R1r)視為電源的內(nèi)阻，則RP=R1r=2.5時(shí)，圖2-4例題2-2第二節(jié)電池組圖2-5圖2-5串聯(lián)電池組如圖2-5所示串串聯(lián)電池組，每每個(gè)電池的電電動(dòng)勢(shì)均為EE、內(nèi)阻均為為r。圖2-6并聯(lián)電池組如果有n個(gè)相同的的電池相串聯(lián)聯(lián)，那么整個(gè)個(gè)串聯(lián)電池組組的電動(dòng)勢(shì)與與等效內(nèi)阻圖2-6并聯(lián)電池組E串=nE，r串==nr串聯(lián)電池組的電動(dòng)動(dòng)勢(shì)是單個(gè)電電池電動(dòng)勢(shì)的的n倍，額定電電流相同。二、電池的并聯(lián)如圖2-6所示并并聯(lián)電池組，每每個(gè)電池的電電動(dòng)勢(shì)均為EE、內(nèi)阻均為為r。如果有n個(gè)相同的的電池相并聯(lián)聯(lián)，那么整個(gè)個(gè)并聯(lián)電池組組的電動(dòng)勢(shì)與與等效內(nèi)阻分分別為E并=E，r并==r/n。并聯(lián)電池組的額定定電流是單個(gè)個(gè)電池額定電電流的n倍，電動(dòng)勢(shì)勢(shì)相同。第三節(jié)電阻的串串聯(lián)一、電阻串聯(lián)電路路的特點(diǎn)圖2-7電阻的串聯(lián)聯(lián)設(shè)總電壓為U、電電流為I、總功率為為P。1.等效電阻::R=R1R2…Rn2.分壓關(guān)系：：3.功率分配：：特例：兩只電電阻R1、R2串聯(lián)時(shí)，等等效電阻R=R1R2,則有分壓公公式二、應(yīng)用舉例【例【例2-3】有一盞額定電壓為U1=40V、額定電流為I=5A的電燈，應(yīng)該怎樣把它接入電壓U=220V照明電路中。圖2-8例題2-3解：將電燈(設(shè)電電阻為R1)與一只分壓壓電阻R2串聯(lián)后，接接入U(xiǎn)=220VV電源上，如圖2-8例題2-3解法一：分壓電阻阻R2上的電壓為為U2=U－U1=22040==180VV，且U2=R2I，則解法二：利用兩只只電阻串聯(lián)的的分壓公式，可可得即將電燈與一只336分壓電阻阻串聯(lián)后，接接入U(xiǎn)=220VV電源上即可可?！纠?-4】【例2-4】有一只電流表，內(nèi)阻Rg=1k，滿偏電流為Ig=100A，要把它改成量程為Un=3V的電壓表，應(yīng)該串聯(lián)一只多大的分壓電阻R？圖2-9例題2-4解：如圖圖2-9例題2-4該電流表的電壓量量程為Ug=RgIg=0.1V，與分壓壓電阻R串聯(lián)后的總總電壓Un=3V，即將電電壓量程擴(kuò)大大到n=Un/Ug=30倍。利用兩只電阻串聯(lián)聯(lián)的分壓公式式，可得，則上例表明，將將一只量程為為Ug、內(nèi)阻為Rg的表頭擴(kuò)大大到量程為UUn，所需要的的分壓電阻為為R=(n1)Rg，其中n=(Un/Ug)稱為電壓擴(kuò)擴(kuò)大倍數(shù)。第四節(jié)電阻的并并聯(lián)一、電阻并聯(lián)電路路的特點(diǎn)設(shè)總電流為I、電電壓為U、總功率為為P。圖2-10電阻的并聯(lián)1.等效電導(dǎo)::G=G1G2…Gn圖2-10電阻的并聯(lián)2.分流關(guān)系：：R1I1=R2I2=…=RnIn=RI=U3.功率分配：：R1P1=R2P2=…=RnPn=RP=U2特例：兩只電阻RR1、R2并聯(lián)時(shí)，等等效電阻，則有分流公式二、應(yīng)用舉例【例2-5【例2-5】如圖2-11所示，電源供電電壓U=220V，每根輸電導(dǎo)線的電阻均為R1=1，電路中一共并聯(lián)100盞額定電壓220V、功率40W的電燈。假設(shè)電燈在工作(發(fā)光)時(shí)電阻值為常數(shù)。試求：(1)當(dāng)只有10盞電燈工作時(shí)，每盞電燈的電壓UL和功率PL；(2)當(dāng)100盞電燈全部工作時(shí)，每盞電燈的電壓UL和功率PL。解：每盞電燈的電電阻為R=U2/P=12100，n盞電燈并聯(lián)聯(lián)后的等效電電阻為Rn=R/n圖2-11例題2-5根據(jù)分壓公式，可圖2-11例題2-5，功率當(dāng)只有10盞電燈燈工作時(shí)，即即n=10，則Rn=R/n=121，因此此(2)當(dāng)100盞盞電燈全部工工作時(shí)，即nn=100，則Rn=R/n=12.11，【例【例2-6】有一只微安表，滿偏電流為Ig=100A、內(nèi)阻Rg=1k，要改裝成量程為In=100mA的電流表，試求所需分流電阻R。圖圖2-12例題2-6解：如圖2-122所示，設(shè)n=In/Ig(稱為電流量量程擴(kuò)大倍數(shù)數(shù))，根據(jù)分流流公式可得IIn，則本題中n=IIn/Ig=10000，。上例表明，將一只只量程為Ig、內(nèi)阻為Rg的表頭擴(kuò)大大到量程為IIn，所需要的的分流電阻為為R=Rg/(n1)，其中n=(In/Ig)稱為電流擴(kuò)擴(kuò)大倍數(shù)。第五節(jié)電阻的混混聯(lián)分析步驟在電阻電路中，既既有電阻的串串聯(lián)關(guān)系又有有電阻的并聯(lián)聯(lián)關(guān)系，稱為為電阻混聯(lián)。對(duì)對(duì)混聯(lián)電路的的分析和計(jì)算算大體上可分分為以下幾個(gè)個(gè)步驟：首先整理清楚電路路中電阻串、并并聯(lián)關(guān)系，必必要時(shí)重新畫畫出串、并聯(lián)聯(lián)關(guān)系明確的的電路圖；利用串、并聯(lián)等效效電阻公式計(jì)計(jì)算出電路中中總的等效電電阻；利用已知條件進(jìn)行行計(jì)算，確定定電路的總電電壓與總電流流；根據(jù)電阻分壓關(guān)系系和分流關(guān)系系，逐步推算算出各支路的的電流或電壓壓。二、解題舉例【例【例2-7】如圖2-13所示，已知R1=R2=8，R3=R4=6，R5=R6=4，R7=R8=24，R9=16；電壓U=224V。試求：電路總的等效電阻RAB與總電流I；(2)電阻R9兩端的電壓U9與通過它的電流I9。解：(1)R55、R6、R9三者串聯(lián)后后，再與R8并聯(lián)，E、F兩端等效電電阻為REF=(R5RR6R9)∥R8=24∥24=12REF、R3、R44三者電阻串串聯(lián)后，再與與R7并聯(lián)，C、D兩端等效電電阻為RCD=(R3RREFR4)∥R7=24∥24=12總的等效電阻RAB=R1RCDR2=28總電流I=U/RAB=224//28=8A圖2-13例題2-7利用分壓關(guān)系求各圖2-13例題2-7UCD=RCDII=96V，【例【例2-8】如圖2-14所示，已知R=10，電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻r=0.5，試求電路中的總電流I。圖圖2-15例題2-8的等效電路圖圖2-14例題2-8解:首先整理清楚電路路中電阻串、并并聯(lián)關(guān)系，并并畫出等效電電路，如圖2-155所示。四只電阻并聯(lián)的等等效電阻為Re=R/4=22.5根據(jù)全電路歐姆定定律，電路中中的總電流為為第六節(jié)萬用電表表的基本原理理一、萬用表的基本本功能萬用電表又叫做復(fù)復(fù)用電表，通通常稱為萬用用表。它是一一種可以測(cè)量量多種電量的的多量程便攜攜式儀表，由由于它具有測(cè)測(cè)量的種類多多，量程范圍圍寬，價(jià)格低低以及使用和和攜帶方便等等優(yōu)點(diǎn)，因此此廣泛應(yīng)用于于電氣維修和和測(cè)試中。一般的萬用表可以以測(cè)量直流電電壓、直流電電流、電阻、交交流電壓等，有有的萬用表還還可以測(cè)量音音頻電平、交交流電流、電電容、電感以以及晶體管的的值等。二、萬用表的基本本原理萬用表的基本原理理是建立在歐歐姆定律和電電阻串聯(lián)分壓壓、并聯(lián)分流流等規(guī)律基礎(chǔ)礎(chǔ)之上的。萬用表的表頭是進(jìn)進(jìn)行各種測(cè)量量的公用部分分。表頭內(nèi)部部有一個(gè)可動(dòng)動(dòng)的線圈(叫做動(dòng)圈)，它的電阻阻Rg稱為表頭的的內(nèi)阻。動(dòng)圈圈處于永久磁磁鐵的磁場(chǎng)中中，當(dāng)動(dòng)圈通通有電流之后后會(huì)受到磁場(chǎng)場(chǎng)力的作用而而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。固固定在動(dòng)圈上上的指針隨著著動(dòng)圈一起偏偏轉(zhuǎn)的角度，與與動(dòng)圈中的電電流成正比。當(dāng)當(dāng)指針指示到到表盤刻度的的滿標(biāo)度時(shí)，動(dòng)動(dòng)圈中所通過過的電流稱為為滿偏電流IIg。Rg與Ig是表頭的兩兩個(gè)主要參數(shù)數(shù)。1.直流電壓的的測(cè)量圖2-16簡(jiǎn)單的直流電壓表將表頭串聯(lián)一只分分壓電阻R，即構(gòu)成一一個(gè)簡(jiǎn)單的直直流電壓表，如如圖圖2-16簡(jiǎn)單的直流電壓表測(cè)量時(shí)將電壓表并并聯(lián)在被測(cè)電電壓Ux的兩端，通通過表頭的電電流與被測(cè)電電壓Ux成正比在萬用表中，用轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開關(guān)分別別將不同數(shù)值值的分壓電阻阻與表頭串聯(lián)聯(lián)，即可得到到幾個(gè)不同的的電壓量程?！纠?-9】【例2-9】如圖2-17所示某萬用表的直流電壓表部分電路，五個(gè)電壓量程分別是U1=2.5V，U2=10V，U3=50V，U4=250V，U5=500V，已知表頭參數(shù)Rg=3k，Ig=50A。試求電路中各分壓電阻R1、R2、R3、R4、R5。解:利用電壓表擴(kuò)大量量程公式R=(n1)Rg，其中n=(Un/Ug)，Ug=RgIg=0.155V。(1)求R1：n1=(U1/Ug)=16..67，R1=(n1)Rg=47k(2)求R2：把RRg2=RgR1=50kk視為表頭內(nèi)內(nèi)阻，n2=(U2/U1)=4，則R2=(n1)Rg22=150k(3)求R3：：把Rg3=RgR1R2=200k視為表頭內(nèi)阻，nn3=(U3/U2)=5，則圖2-17例題2-9R3=(n1)Rg33=800圖2-17例題2-9(4)求R4：：把Rg4=RgR1R2R3=10000k視為表頭內(nèi)阻，nn4=(U4/U3)=5，則R4=(n1)Rg44=40000k=4M(5)求R5：把RRg5=RgR1R2R3R4=5M視為表頭內(nèi)阻，nn5=(U5/U4)=2，則R5=(n1))Rg5=5M2.直流電流的測(cè)測(cè)量將表頭并聯(lián)一只分分流電阻R，即構(gòu)成一一個(gè)最簡(jiǎn)單的的直流電流表表，如圖2--18所示。設(shè)被測(cè)電流為Ixx，則通過過表頭的電流流與被測(cè)電流流Ix成正比，即即圖圖2-19多量程的直流電流表圖圖2-18簡(jiǎn)單的直流電流表分流電阻R由電流流表的量程IIL和表頭參數(shù)數(shù)確定實(shí)際萬用表是利用用轉(zhuǎn)換開關(guān)將將電流表制成成多量程的，如如圖2-199所示。3.電阻的測(cè)量萬用表測(cè)量電阻((即歐姆表)的電路如圖圖2-20所示示?？勺冸娮鑂叫做調(diào)調(diào)零電阻，當(dāng)當(dāng)紅、黑表筆筆相接時(shí)(相當(dāng)于被測(cè)測(cè)電阻Rx=0)，調(diào)節(jié)R的阻值使指指針指到表頭頭的滿刻度，即萬用表電阻檔的零零點(diǎn)在表頭的的滿度位置上上。而電阻無無窮大時(shí)(即紅、黑表表筆間開路))指針在表頭頭的零度位置置上。當(dāng)紅、黑表筆間接接被測(cè)電阻RRx時(shí)，通過表表頭的電流為為可見表頭讀數(shù)I與與被測(cè)電阻RRx是一一對(duì)應(yīng)應(yīng)的，并且成成反比關(guān)系，因因此歐姆表刻刻度不是線性性的。三、萬用表的使用用1．正確使用轉(zhuǎn)換開開關(guān)和表筆插插孔萬用表有紅與黑兩兩只表筆(測(cè)棒)，表筆可插插入萬用表的的“”、“”兩個(gè)插孔里里，注意一定定要嚴(yán)格將紅紅表筆插入“”極性孔里，黑黑表筆插入“”極性孔里。測(cè)測(cè)量直流電流流、電壓等物物理量時(shí)，必必須注意正負(fù)負(fù)極性。根據(jù)據(jù)測(cè)量對(duì)象，將將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋旋至所需位置置，在被測(cè)量量大小不詳時(shí)時(shí)，應(yīng)先選用用量程較大的的高檔試測(cè)，如如不合適再逐逐步改用較低低的檔位，以以表頭指針移移動(dòng)到滿刻度度的三分之二二位置附近為為宜。2．正確讀數(shù)萬用表有數(shù)條供測(cè)測(cè)量不同物理理量的標(biāo)尺，讀讀數(shù)前一定要要根據(jù)被測(cè)量量的種類、性性質(zhì)和所用量量程認(rèn)清所對(duì)對(duì)應(yīng)的讀數(shù)標(biāo)標(biāo)尺。3．正確測(cè)量電阻值在使用萬用表的歐歐姆檔測(cè)量電電阻之前，應(yīng)應(yīng)首先把紅、黑黑表筆短接，調(diào)調(diào)節(jié)指針到歐歐姆標(biāo)尺的零零位上，并要要正確選擇電電阻倍率檔。測(cè)測(cè)量某電阻RRx時(shí)，一定要要使被測(cè)電阻阻不與其它電電路有任何接接觸，也不要要用手接觸表表筆的導(dǎo)電部部分，以免影影響測(cè)量結(jié)果果。當(dāng)利用歐歐姆表內(nèi)部電電池作為測(cè)試試電源時(shí)(例如判斷二二極管或三極極管的管腳)，要注意到到：黑表筆接的是是電源正極，紅表筆接的是是電源負(fù)極。4．測(cè)量高電壓時(shí)的注注意事項(xiàng)在測(cè)量高電壓時(shí)務(wù)務(wù)必要注意人人身安全，應(yīng)應(yīng)先將黑表筆筆固定接在被被測(cè)電路的地地電位上，然然后再用紅表表筆去接觸被被測(cè)點(diǎn)處，操操作者一定要要站在絕緣良良好的地方，并并且應(yīng)用單手手操作，以防防觸電。在測(cè)測(cè)量較高電壓壓或較大電流流時(shí)，不能在在測(cè)量時(shí)帶電電轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換開開關(guān)旋鈕改變變量程或檔位位。5．萬用表的維護(hù)萬用表應(yīng)水平放置置使用，要防防止受震動(dòng)、受受潮熱，使用用前首先看指指針是否指在在機(jī)械零位上上，如果不在在，應(yīng)調(diào)至零零位。每次測(cè)測(cè)量完畢，要要將轉(zhuǎn)換開關(guān)關(guān)置于空檔或或最高電壓檔檔上。在測(cè)量量電阻時(shí)，如如果將兩只表表筆短接后指指針仍調(diào)整不不到歐姆標(biāo)尺尺的零位，則則說明應(yīng)更換換萬用表內(nèi)部部的電池；長(zhǎng)長(zhǎng)期不用萬用用表時(shí)，應(yīng)將將電池取出，以以防止電池受受腐蝕而影響響表內(nèi)其它元元件。第七節(jié)電阻的測(cè)測(cè)量一、電阻的測(cè)量方方法電阻的測(cè)量在在電工測(cè)量技技術(shù)中占有十十分重要的地地位，工程中中所測(cè)量的電電阻值，一般般是在106~1012的范圍內(nèi)內(nèi)。為減小測(cè)測(cè)量誤差，選選用適當(dāng)?shù)臏y(cè)測(cè)量電阻方法法，通常是將將電阻按其阻阻值的大小分分成三類，即即小電阻(1以下)、中等電阻(1~0.11M)和大電阻(0.1M以上)。測(cè)量電阻阻的方法很多多，常用的方方法分類如下下：1.按獲取測(cè)量量結(jié)果方式分分類(1)直接測(cè)阻法法采用直讀讀式儀表測(cè)量量電阻，儀表表的標(biāo)尺是以以電阻的單位位(、k或M)刻度的，根根據(jù)儀表指針針在標(biāo)尺上的的指示位置，可以直直接讀取測(cè)量量結(jié)果。例如如用萬用表的的檔或M表等測(cè)量電電阻，就是直直接測(cè)阻法。(2)比較測(cè)阻法法采用比較較儀器將被測(cè)測(cè)電阻與標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)電阻器進(jìn)行行比較，在比比較儀器中接接有檢流計(jì)，當(dāng)當(dāng)檢流計(jì)指零零時(shí)，可以根根據(jù)已知的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)電阻值，獲獲取被測(cè)電阻阻的阻值。(3)間接測(cè)阻法法通過測(cè)量量與電阻有關(guān)關(guān)的電量，然然后根據(jù)相關(guān)關(guān)公式計(jì)算，求求出被測(cè)電阻阻的阻值。例例如得到廣泛泛應(yīng)用的、最最簡(jiǎn)單的間接接測(cè)阻法是電電流、電壓表表法測(cè)量電阻阻(即伏安法)。它是用電電流表測(cè)出通通過被測(cè)電阻阻中的電流、用用電壓表測(cè)出出被測(cè)電阻兩兩端的電壓，然然后根據(jù)歐姆姆定律即可計(jì)計(jì)算出被測(cè)電電阻的阻值。2．按被測(cè)電阻的阻值值的大小分類類(1)小電阻的測(cè)測(cè)量是指測(cè)測(cè)量1以下的電阻阻。測(cè)量小電電阻時(shí)，一般般是選用毫歐歐表。要求測(cè)測(cè)量精度比較較高時(shí)，則可可選用雙臂電電橋法測(cè)量。(2)中等電阻的的測(cè)量是指指測(cè)量阻值在在1~0.11M之間的電阻阻。對(duì)中等電電阻測(cè)量的最最為方便的方方法是用歐姆姆表進(jìn)行測(cè)量量，它可以直直接讀數(shù)，但但這種方法的的測(cè)量誤差較較大。中等電電阻的測(cè)量也也可以選用伏伏、安表測(cè)阻阻法，它能測(cè)測(cè)出工作狀態(tài)態(tài)下的電阻值值。其測(cè)量誤誤差比較大。若若需精密測(cè)量量可選用單臂臂電橋法。(3)大電阻的測(cè)測(cè)量是指測(cè)測(cè)量阻值在00.1M以上的電阻阻。在測(cè)量大大電阻時(shí)可選選用兆歐表法法，可以直接接讀數(shù)，但測(cè)測(cè)量誤差也較大。二、伏安法測(cè)電阻阻圖2-21((a)是電流表外外接的伏安法法，這種測(cè)量量方法的特點(diǎn)點(diǎn)是電流表讀讀數(shù)I包含被測(cè)電電阻R中的電流I與電壓表中中的電流IV，所以電壓壓表讀數(shù)U與電流表讀讀數(shù)I的比值應(yīng)是是被測(cè)電阻RR與電壓表內(nèi)內(nèi)阻RV并聯(lián)后的等等效電阻，即即(R//RV)=U/II，所以被測(cè)測(cè)電阻值為如果不知道電壓表表內(nèi)阻RV的準(zhǔn)確值，令令，則該種測(cè)測(cè)量方法適用用于R<<RV情況，即適用于測(cè)量量阻值較小的的電阻。圖2-21伏安法測(cè)電阻圖2-21(b)是是電流表內(nèi)接接的伏安法，這這種測(cè)量方法法的特點(diǎn)是電電壓表讀數(shù)UU包含被測(cè)電電阻R端電壓U與電流表端端電壓UA，所以電壓壓表讀數(shù)U與電流表讀讀數(shù)I的比值應(yīng)是是被測(cè)電阻RR與電流表內(nèi)內(nèi)阻RA之和，即RRA=U/I，所以圖2-21伏安法測(cè)電阻如果不知道電流表表內(nèi)阻的準(zhǔn)確確值，令，則則該種測(cè)量方方法適用于RR>>RA的情況，即適用于測(cè)量量阻值較大的的電阻。三、惠斯通電橋圖2-22惠斯通電橋法測(cè)量電阻惠斯通電橋法可以以比較準(zhǔn)確的的測(cè)量電阻，其其原理如圖22-22所圖2-22惠斯通電橋法測(cè)量電阻R1、R2、R3、為可調(diào)電阻，并并且是阻值已已知的標(biāo)準(zhǔn)精精密電阻。RR4為被測(cè)電阻阻，當(dāng)檢流計(jì)計(jì)的指針指示示到零位置時(shí)時(shí)，稱為電橋橋平衡。此時(shí)時(shí)，B、D兩點(diǎn)為等電電位，被測(cè)電電阻為惠斯通電橋有多種種形式，常見見的是一種滑滑線式電橋。第八節(jié)電路中各各點(diǎn)電位的計(jì)計(jì)算一、電位參考點(diǎn)((即零電位點(diǎn))在電路中選定定某一點(diǎn)A為電位參考點(diǎn)點(diǎn)，就是規(guī)定定該點(diǎn)的電位位為零，即UA=0。電位參考考點(diǎn)的選擇方方法是：(1)在工程中中常選大地作作為電位參考考點(diǎn)；(2)在電子線線路中，常選選一條特定的的公共線或機(jī)機(jī)殼作為電位位參考點(diǎn)。在電路中通常常用符號(hào)“⊥”標(biāo)出電位參參考點(diǎn)。二、電位的定義電路中某一點(diǎn)點(diǎn)M的電位UM就是該點(diǎn)到到電位參考點(diǎn)點(diǎn)A的電壓，也也即M、A兩點(diǎn)間的電電位差，即UM=UMA計(jì)算電路中某點(diǎn)電電位的方法是是：確認(rèn)電位參考點(diǎn)的的位置；確定電路中的電流流方向和各元元件兩端電壓壓的正負(fù)極性性；從被求點(diǎn)開始通過過一定的路徑徑繞到電位參參考點(diǎn)，則該該點(diǎn)的電位等等于此路徑上上所有電壓降降的代數(shù)和：：電阻元件電電壓降寫成RRI形式，當(dāng)當(dāng)電流I的參考方向向與路徑繞行行方向一致時(shí)時(shí)，選取“”號(hào)；反之，則則選取“”號(hào)。電源電電動(dòng)勢(shì)寫成EE形式，當(dāng)電電動(dòng)勢(shì)的方向向與路徑繞行行方向一致時(shí)時(shí)，選取“”號(hào)；反之，則則選取“”號(hào)?！纠?-10】如圖【例2-10】如圖2-23所示電路，已知：E1=45V，E2=12V，電源內(nèi)阻忽略不計(jì)；R1=5，R2=4，R3=2。求B、C、D三點(diǎn)的電位UB、UC、UD。圖2-23例題2-10解:利用電路中A點(diǎn)為為電位參考點(diǎn)點(diǎn)(零電位點(diǎn))，電流方向圖2-23例題2-10B點(diǎn)電位：UB=UBA=R1I=15VC點(diǎn)電位：UC=UCA=E1R1I=4515=30VD點(diǎn)電位：UD=UDA=E2R2I=1212=24V必須注意的是，電電路中兩點(diǎn)間間的電位差((即電壓)是絕對(duì)的，不不隨電位參考考點(diǎn)的不同發(fā)發(fā)生變化，即即電壓值與電電位參考點(diǎn)無無關(guān)；而電路路中某一點(diǎn)的的電位則是相相對(duì)電位參考考點(diǎn)而言的，電電位參考點(diǎn)不不同，該點(diǎn)電電位值也將不不同。例如，在上例題中中，假如以EE點(diǎn)為電位參參考點(diǎn)，則B點(diǎn)的電位變?yōu)閁BB=UBE=R1IR2I=27V；C點(diǎn)的電位變?yōu)閁CC=UCE=R3IE2=18V；D點(diǎn)的電位變?yōu)閁DD=UDE=E2=12V。本章小結(jié)一、閉合電路的歐歐姆定律負(fù)載R獲得最大功功率的條件是是R=r，此時(shí)負(fù)載載的最大功率率值為。二、電池組n個(gè)相同的電池相串串聯(lián)，那么整整個(gè)串聯(lián)電池池組的電動(dòng)勢(shì)勢(shì)E串=nE，等效內(nèi)內(nèi)阻r串=nr。n個(gè)相同的電池相并并聯(lián)，那么整整個(gè)并聯(lián)電池池組的電動(dòng)勢(shì)勢(shì)E并=E，等效內(nèi)阻阻r并=r/n。三、電阻的串聯(lián)1.等效電阻::R=R1R2…Rn2.分壓關(guān)系：：3.功率分配：：四、電阻的并聯(lián)1.等效電導(dǎo)::G=G1G2…Gn即2.分流關(guān)系：：R1I1=R2I2=…=RnIn=RI=U3.功率分配：：RR1P1=R2P2=…=RnPn=RP=U2五、萬用表萬用表的基本原理理是建立在歐歐姆定律和電電阻串聯(lián)分壓壓、并聯(lián)分流流等規(guī)律基礎(chǔ)礎(chǔ)之上的。一一般的萬用表表可以測(cè)量直直流電壓、直直流電流、電電阻、交流電電壓等。六、電阻的測(cè)量1．直接測(cè)阻法采用用直讀式儀表表測(cè)量電阻，儀儀表的標(biāo)尺是是以電阻的單單位(、k或M)刻度的，可可以直接讀取取測(cè)量結(jié)果。例例如用萬用表表的檔測(cè)量電電阻，就是直直接測(cè)阻法。2．比較測(cè)阻法采用用比較儀器將將被測(cè)電阻與與標(biāo)準(zhǔn)電阻器器進(jìn)行比較，在在比較儀器中中接有檢流計(jì)計(jì)，當(dāng)檢流計(jì)計(jì)指零時(shí)，可可以根據(jù)已知知的標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值，獲取被被測(cè)電阻的阻阻值。3．間接測(cè)阻法通過過測(cè)量與電阻阻有關(guān)的電量量，然后根據(jù)據(jù)相關(guān)公式計(jì)計(jì)算，求出被被測(cè)電阻的阻阻值。例如得得到廣泛應(yīng)用用的、最簡(jiǎn)單單的間接測(cè)阻阻法是伏安法法。它是用電電流表測(cè)出通通過被測(cè)電阻阻中的電流、用用電壓表測(cè)出出被測(cè)電阻兩兩端的電壓，然然后根據(jù)歐姆姆定律即可計(jì)計(jì)算出被測(cè)電電阻的阻值?；菟雇姌蚍梢砸员容^準(zhǔn)確的的測(cè)量電阻，電電橋平衡時(shí)，被被測(cè)電阻為。惠惠斯通電橋有有多種形式，常常見的是一種種滑線式電橋橋，被測(cè)電阻阻為。七、電路中各點(diǎn)電電位的計(jì)算在電路中選定某一一點(diǎn)A為電位參考考點(diǎn)，就是規(guī)規(guī)定該點(diǎn)的電電位為零，即即UA=0。電路中某一一點(diǎn)M的電位UM就是該點(diǎn)到到電位參考點(diǎn)點(diǎn)A的電壓，也也即M、A兩點(diǎn)間的電電位差，即UUM=UMA。第三章復(fù)雜直流流電路1．掌握基爾霍夫定律及其應(yīng)用，學(xué)會(huì)運(yùn)用支路電流法分析計(jì)算復(fù)雜直流電路。2．掌握疊加定理及其應(yīng)用。1．掌握基爾霍夫定律及其應(yīng)用，學(xué)會(huì)運(yùn)用支路電流法分析計(jì)算復(fù)雜直流電路。2．掌握疊加定理及其應(yīng)用。3．掌握戴維寧定理及其應(yīng)用。4．掌握兩種實(shí)際電源模型之間的等效變換方法并應(yīng)用于解決復(fù)雜電路問題。1．應(yīng)用支路電流法1．應(yīng)用支路電流法分析計(jì)算復(fù)雜直流電路。2．運(yùn)用戴維寧定理解決復(fù)雜直流電路問題。序號(hào)序號(hào)內(nèi)容學(xué)時(shí)1第一節(jié)基爾霍夫定律32第二節(jié)支路電流法13實(shí)驗(yàn)3.1基爾霍夫定律的驗(yàn)證24第三節(jié)疊加定理25實(shí)驗(yàn)3.2疊加定理的驗(yàn)證26第四節(jié)戴維寧定理27實(shí)驗(yàn)3.3戴維寧定理的驗(yàn)證28第五節(jié)實(shí)際電源模型之間的等效變換29本章小結(jié)與習(xí)題210本章總學(xué)時(shí)=SUM(ABOVE)18第一節(jié)基爾霍夫夫定律一、常用電路名詞詞以圖3-1所示電電路為例說明明常用電路名名詞。1.支路：電路路中具有兩個(gè)個(gè)端鈕且通過過同一電流的的無分支電路路。如圖3--1電路中的的ED、AB、FC均為支路路，該電路的的支路數(shù)目為為b=3。2.節(jié)點(diǎn)：電路路中三條或三三條以上支路路的聯(lián)接點(diǎn)。如如圖3-1電路的的節(jié)點(diǎn)為A、B兩點(diǎn)，該電電路的節(jié)點(diǎn)數(shù)數(shù)目為n=2。3.回路：電路路中任一閉合合的路徑。如如圖3-1電路中中的CDEFFC、AFCBAA、EABDEE路徑均為回回路，該電路路的回路數(shù)目目為l=3。4.網(wǎng)孔：不含含有分支的閉閉合回路。如如圖3-1電路中中的AFCBBA、EABDEE回路均為網(wǎng)網(wǎng)孔，該電路路的網(wǎng)孔數(shù)目目為m=2。圖3-1常用電路路名詞的說明明5.網(wǎng)絡(luò)：在電電路分析范圍圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)是指指包含較多元元件的電路。二、基爾霍夫電流流定律(節(jié)點(diǎn)電流定定律)1．電流定律(KCLL)內(nèi)容電流定律的第一種種表述：在任任何時(shí)刻，電電路中流入任任一節(jié)點(diǎn)中的的電流之和，恒恒等于從該節(jié)節(jié)點(diǎn)流出的電電流之和，即即例如圖3-2中，在在節(jié)點(diǎn)A上：I1I3=I2I4I5圖圖3-2電流定律的舉例說明電流定律的第二種種表述：在任任何時(shí)刻，電電路中任一節(jié)節(jié)點(diǎn)上的各支支路電流代數(shù)數(shù)和恒等于零零，即一般可在流入入節(jié)點(diǎn)的電流流前面取“+”號(hào)，在流出出節(jié)點(diǎn)的電流流前面取“”號(hào)，反之亦亦可。例如圖圖3-2中，在在節(jié)點(diǎn)A上：I1I2+I3I4I5=0。在使用電流定律時(shí)時(shí)，必須注意意：(1)對(duì)于含有nn個(gè)節(jié)點(diǎn)的電電路，只能列列出(n1)個(gè)獨(dú)立的電電流方程。(2)列節(jié)點(diǎn)電流流方程時(shí)，只只需考慮電流流的參考方向向，然后再帶帶入電流的數(shù)數(shù)值。為分析電路的方便便，通常需要要在所研究的的一段電路中中事先選定(即假定)電流流動(dòng)的的方向，叫做做電流的參考考方向，通常常用“→”號(hào)表示。電流的實(shí)際方向可可根據(jù)數(shù)值的的正、負(fù)來判判斷，當(dāng)I>0時(shí)，表明電電流的實(shí)際方方向與所標(biāo)定定的參考方向向一致；當(dāng)II<0時(shí)，則表明明電流的實(shí)際際方向與所標(biāo)標(biāo)定的參考方方向相反。2．KCL的應(yīng)用舉例例(1)對(duì)于電路路中任意假設(shè)設(shè)的封閉面來來說，電流定定律仍然成立立。如圖3--3中，對(duì)于于封閉面S來說，有I1+I2=I3。(2)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)絡(luò)(電路)之間的電流流關(guān)系，仍然然可由電流定定律判定。如如圖3-4中，流流入電路B中的電流必必等于從該電電路中流出的的電流。(3)若兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)之間只有一一根導(dǎo)線相連連，那么這根根導(dǎo)線中一定定沒有電流通通過。(4)若一個(gè)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)只有一根導(dǎo)導(dǎo)線與地相連連，那么這根根導(dǎo)線中一定定沒有電流通通過。圖圖3-3電流定律的應(yīng)用舉例(1)圖3-4電流定律的應(yīng)用舉例(2)【例【例3-1】如圖3-5所示電橋電路，已知I1=25mA，I3=16mA，I4=12A，試求其余電阻中的電流I2、I5、I6。解：在節(jié)點(diǎn)a上：：I1=I2+I3，則I2=I1I3=2516=9mAA在節(jié)點(diǎn)d上：I1=I4+I5，則I5=I1I4=2512=13mmA在節(jié)點(diǎn)b上：I2=I6+I5，則I6=I2I5=913=4mAA圖3-6電壓定律的舉例說明電流I2與I5均均為正數(shù)，表表明它們的實(shí)實(shí)際方向與圖圖中所標(biāo)定的的參考方向相相同，I6為負(fù)數(shù)，表表明它的實(shí)際際方向與圖中中所標(biāo)定的參參考方向相圖3-6電壓定律的舉例說明圖圖3-5例題3-1三、基夫爾霍電壓壓定律(回路電壓定定律)1.電壓定律((KVL)內(nèi)容容著任行路壓恒即以圖3-6電電路說明基夫夫爾霍電壓定定律。沿著回回路abcddea繞行方方向，有Uac=Uab++Ubc=R1I1+E1，Uce=Ucd+Ude=R2I2E2，Uea=R3I3則Uac+Uce+Uea=0即R1I1+E1R2I2E2+R3I3=0上式也可寫成R1I1R2I2+R3I33=E1+E2對(duì)于電阻電路來說說，任何時(shí)刻刻，在任一閉閉合回路中，各各段電阻上的的電壓降代數(shù)數(shù)和等于各電電源電動(dòng)勢(shì)的的代數(shù)和，即即。2．利用RI=E列列回路電壓方方程的原則標(biāo)出各支路電流的的參考方向并并選擇回路繞繞行方向(既可沿著順順時(shí)針方向繞繞行，也可沿沿著反時(shí)針方方向繞行)；電阻元件的端電壓壓為±RI，當(dāng)電流流I的參考方向向與回路繞行行方向一致時(shí)時(shí)，選取“+”號(hào)；反之，選選取“”號(hào)；電源電動(dòng)勢(shì)為E，當(dāng)當(dāng)電源電動(dòng)勢(shì)勢(shì)的標(biāo)定方向向與回路繞行行方向一致時(shí)時(shí)，選取“+”號(hào)，反之應(yīng)應(yīng)選取“”號(hào)。第二節(jié)支路電流流法以各支路電流為未未知量，應(yīng)用用基爾霍夫定定律列出節(jié)點(diǎn)點(diǎn)電流方程和和回路電壓方方程，解出各各支路電流，從從而可確定各各支路(或各元件)的電壓及功功率，這種解解決電路問題題的方法叫做做支路電流法法。對(duì)于具有有b條支路、n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電電路，可列出出(n1)個(gè)獨(dú)立的電電流方程和bb(n1)個(gè)獨(dú)立的電電壓方程。【例【例3-2】如圖3-7所示電路，已知E1=42V，E2=21V，R1=12，R2=3，R3=6，試求：各支路電流I1、I2、I3。解：該電路支路數(shù)數(shù)b=3、節(jié)點(diǎn)數(shù)n=2，所以應(yīng)列列出1個(gè)節(jié)點(diǎn)電電流方程和22個(gè)回路電壓壓方程，并按按照RI=E列回路電壓壓方程的方法法：圖3-7例題3-2(1)I1=I2+I圖3-7例題3-2(2)R1I1+R2I2=E1+E2((網(wǎng)孔1)(3)RR3I3R2I2=E2(網(wǎng)孔2)代入已知數(shù)據(jù)，解解得：I1=4A，I2=5A，I3=1A。電流I1與I2均均為正數(shù)，表表明它們的實(shí)實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考考方向相同，I3為負(fù)數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中中所標(biāo)定的參參考方向相反反。第三節(jié)疊加定理理一、疊加定理的內(nèi)內(nèi)容當(dāng)線性電路中有幾幾個(gè)電源共同同作用時(shí)，各各支路的電流流(或電壓)等于各個(gè)電電源分別單獨(dú)獨(dú)作用時(shí)在該該支路產(chǎn)生的的電流(或電壓)的代數(shù)和(疊加)。在使用疊加定理分分析計(jì)算電路路應(yīng)注意以下下幾點(diǎn):(1)疊加定理只只能用于計(jì)算算線性電路(即電路中的的元件均為線線性元件)的支路電流流或電壓(不能直接進(jìn)進(jìn)行功率的疊疊加計(jì)算)；(2)電壓源不作作用時(shí)應(yīng)視為為短路，電流流源不作用時(shí)時(shí)應(yīng)視為開路路；(3)疊加時(shí)要注注意電流或電電壓的參考方方向，正確選選取各分量的的正負(fù)號(hào)。二、應(yīng)用舉例【例3-3】【例3-3】如圖3-8(a)所示電路，已知E1=17V，E2=17V，R1=2，R2=1，R3=5，試應(yīng)用疊加定理求各支路電流I1、I2、I3。圖圖3-8例題3-3解：(1)當(dāng)電電源E1單獨(dú)作用時(shí)時(shí)，將E2視為短路，設(shè)設(shè)R23=R2∥RR3=0.833則(2)當(dāng)電源E22單獨(dú)作用時(shí)時(shí)，將E1視為短路，設(shè)設(shè)R13=R1∥RR3=1.43則(3)當(dāng)電源源E1、E2共同作用時(shí)(疊加)，若各電流流分量與原電電路電流參考考方向相同時(shí)時(shí)，在電流分分量前面選取取“+”號(hào)，反之，則則選取“”號(hào)：I1=I1′I11″=1A，I2=I2′+I2″=1A，I3=I3′+I3″=3A圖3-9二端網(wǎng)絡(luò)第四節(jié)戴維寧圖3-9二端網(wǎng)絡(luò)一、二端網(wǎng)絡(luò)的有有關(guān)概念二端網(wǎng)絡(luò)：具有兩兩個(gè)引出端與與外電路相聯(lián)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。又叫做一端口網(wǎng)絡(luò)絡(luò)。無源二端網(wǎng)絡(luò)：內(nèi)內(nèi)部不含有電電源的二端網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。有源二端網(wǎng)絡(luò)：內(nèi)內(nèi)部含有電源源的二端網(wǎng)絡(luò)絡(luò)。二、戴維寧定理任何一個(gè)線性有源源二端電阻網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電電路來說，總總可以用一個(gè)個(gè)電壓源E0與一個(gè)電阻阻r0相串聯(lián)的模模型來替代。電電壓源的電動(dòng)動(dòng)勢(shì)E0等于該二端端網(wǎng)絡(luò)的開路路電壓，電阻阻r0等于該二端端網(wǎng)絡(luò)中所有有電源不作用用時(shí)(即令電壓源源短路、電流流源開路)的等效電阻阻(叫做該二端端網(wǎng)絡(luò)的等效效內(nèi)阻)。該定理又又叫做等效電電壓源定理?！纠?-4【例3-4】如圖3-10所示電路，已知E1=7V，E2=6.2V，R1=R2=0.2，R=3.2，試應(yīng)用戴維寧定理求電阻R中的電流I。圖3-11圖3-11求開路電壓Uab圖3-10例題3-4解：(1)將RR所在支路開開路去掉，如如圖3-111所示，求開路路電壓Uab：，Uab=E2++R2I1=6.2+0.4=6.6VV=E0(2)將電壓源短短路去掉，如如圖3-122所示，求等效效電阻Rab：圖3-12圖3-12求等效電阻Rab圖3-13求電阻R中的電流IRab=R1∥RR2=0.1=r0(3)畫出戴維寧等等效電路，如如圖3-133所示，求電電阻R中的電流I：【例【例3-5】如圖3-14所示的電路，已知E=8V，R1=3，R2=5，R3=R4=4，R5=0.125，試應(yīng)用戴維寧定理求電阻R5中的電流I。圖圖3-15求開路電壓Uab圖圖3-14例題3-5解：(1)將RR5所在支路開開路去掉，如如圖3-155所示，求開路路電壓Uab：Uab=R2I22R4I4=54=1V=E0圖3-17求電阻R中的電流I(2)將電壓源短短路去掉，如如圖3-166所示，求圖3-17求電阻R中的電流I圖3-16求等效電阻RabRab=(R1∥∥R2)+(R3∥R4)=1.8775+2=3.8775=r0(3)根據(jù)戴維寧寧定理畫出等等效電路，如如圖3-177所示，求電電阻R5中的電流第五節(jié)兩種電源源模型的等效效變換一、電壓源通常所說的電壓源源一般是指理理想電壓源，其其基本特性是是其電動(dòng)勢(shì)(或兩端電壓)保持固定不不變E或是一定的的時(shí)間函數(shù)ee(t)，但電壓源源輸出的電流流卻與外電路路有關(guān)。實(shí)際電壓源是含有有一定內(nèi)阻rr0的電壓源。圖圖3-18電壓源模型二、電流源通常所說的電流源源一般是指理理想電流源，其其基本特性是是所發(fā)出的電電流固定不變變(Is)或是一定的的時(shí)間函數(shù)iis(t)，但電流源源的兩端電壓壓卻與外電路路有關(guān)。實(shí)際電流源是含有有一定內(nèi)阻rrS的電流源。圖圖3-19電流源模型三、兩種實(shí)際電源源模型之間的的等效變換實(shí)際電源可用一個(gè)個(gè)理想電壓源源E和一個(gè)電阻阻r0串聯(lián)的電路路模型表示，其其輸出電壓UU與輸出電流流I之間關(guān)系為為U=Er0I實(shí)際電源源也可用一個(gè)個(gè)理想電流源源IS和一個(gè)電阻阻rS并聯(lián)的電路路模型表示，其其輸出電壓UU與輸出電流流I之間關(guān)系為為U=rSISrSSI對(duì)外電路來說，實(shí)實(shí)際電壓源和和實(shí)際電流源源是相互等效的的，等效變換換條件是r0=rS，EE=rSIS或IS=E/r0【例【例3-6】如圖3-18所示的電路，已知電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻r0=0.2，當(dāng)接上R=5.8負(fù)載時(shí)，分別用電壓源模型和電流源模型計(jì)算負(fù)載消耗的功率和內(nèi)阻消耗的功率。圖3-18例題3-6解：(1)用電壓壓源模型計(jì)算算：，負(fù)載消耗的功率率PL=I2R=5.8WW，內(nèi)阻的功率率Pr=I2r0=0.2WW(2)用電流源模型型計(jì)算：電流源的電流ISS=E/r0=30A，內(nèi)阻rS=r0=0.2負(fù)載中的電流，負(fù)載消消耗的功率PL=I2R=5.8WW，內(nèi)阻中的電流，內(nèi)阻的功率Pr=Ir2r0=168..2W兩種計(jì)算方法對(duì)負(fù)負(fù)載是等效的的，對(duì)電源內(nèi)內(nèi)部是不等效效的?！纠纠?-7】如圖3-19所示的電路，已知：E1=12V，E2=6V，R1=3，R2=6，R3=10，試應(yīng)用電源等效變換法求電阻R3中的電流。圖圖3-19例題3-7圖3-20例題3-7的兩個(gè)電壓源等效成兩個(gè)電流源解：(1)先將將兩個(gè)電壓源源等效變換成成兩個(gè)電流源源，圖3-21例題3-7的最簡(jiǎn)等效電路如圖3-20所示示，兩個(gè)電圖3-21例題3-7的最簡(jiǎn)等效電路IS1=E1/RR1=4A，IS2=E2/R2=1A(2)將兩個(gè)電電流源合并為為一個(gè)電流源源，得到最簡(jiǎn)簡(jiǎn)等效電路，如圖3-221所示。等等效電流源的的電流IS=IS1IS22=3A其等效內(nèi)阻為R=R1∥R2==2(3)求出R33中的電流為為本章小結(jié)本章學(xué)習(xí)了分析計(jì)計(jì)算復(fù)雜直流流電路的基本本方法，內(nèi)容容包括：一、基夫爾霍定律律1．電流定律電流定律的第一種種表述：在任任何時(shí)刻，電電路中流入任任一節(jié)點(diǎn)中的的電流之和，恒恒等于從該節(jié)點(diǎn)流出的電電流之和，即即I流入=I流出。電流定律的第二種種表述：在任任何時(shí)刻，電電路中任一節(jié)節(jié)點(diǎn)上的各支支路電流代數(shù)數(shù)和恒等于零，即I=00。在使用電流定律時(shí)時(shí)，必須注意意：(1)對(duì)于含有nn個(gè)節(jié)點(diǎn)的電電路，只能列列出(n1)個(gè)獨(dú)立的電電流方程。(2)列節(jié)點(diǎn)電流流方程時(shí)，只只需考慮電流流的參考方向向，然后再帶帶入電流的數(shù)數(shù)值。2．電壓定律在任何時(shí)刻，沿著著電路中的任任一回路繞行行方向，回路路中各段電壓壓的代數(shù)和恒恒等于零，即U=0。對(duì)于電阻電路來說說，任何時(shí)刻刻，在任一閉閉合回路中，各各段電阻上的的電壓降代數(shù)數(shù)和等于各電源電動(dòng)勢(shì)的代代數(shù)和，即RI=E。二、支路電流法以各支路電流為未未知量，應(yīng)用用基爾霍夫定定律列出節(jié)點(diǎn)點(diǎn)電流方程和和回路電壓方方程，解出各各支路電流，從從而可確定各各支路(或各元件)的電壓及功功率，這種解解決電路問題題的方法叫做做支路電流法法。對(duì)于具有b條支路路、n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電電路，可列出出(n1)個(gè)獨(dú)立的電電流方程和bb(n1)個(gè)獨(dú)立的電電壓方程。三、疊加定理當(dāng)線性電路中有幾幾個(gè)電源共同同作用時(shí)，各各支路的電流流(或電壓)等于各個(gè)電電源分別單獨(dú)獨(dú)作用時(shí)在該該支路產(chǎn)生的的電流(或電壓)的代數(shù)和(疊加)。四、戴維寧定理任何一個(gè)線性有源源二端電阻網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電電路來說，總總可以用一個(gè)個(gè)電壓源E0與一個(gè)電阻阻r0相串聯(lián)的模模型來替代。電壓源的電動(dòng)勢(shì)EE0等于該二端端網(wǎng)絡(luò)的開路路電壓，電阻阻r0等于該二端端網(wǎng)絡(luò)中所有有電源不作用用時(shí)(即令電壓源源短路、電流流源開路)的等效電阻阻。五、兩種實(shí)際電源源模型的等效效變換實(shí)際電源可用一個(gè)個(gè)理想電壓源源E和一個(gè)電阻阻r0串聯(lián)的電路路模型表示，也也可用一個(gè)理理想電流源IIS和一個(gè)電阻阻rS并聯(lián)的電路路模型表示，對(duì)外電路來說，二者是相互等效的，等效變換條件是r0=rS，E=rSIS或IS=E/r0第四章電容理解電容的概念及其計(jì)算。掌握電容器串、并聯(lián)的性質(zhì)及等效電容的計(jì)算。理解電容充放電過程中的能量轉(zhuǎn)換規(guī)律及有關(guān)計(jì)算。理解電容的概念及其計(jì)算。掌握電容器串、并聯(lián)的性質(zhì)及等效電容的計(jì)算。理解電容充放電過程中的能量轉(zhuǎn)換規(guī)律及有關(guān)計(jì)算。理解電容器的充放電過程。理解電容器的充放電過程。序號(hào)內(nèi)容學(xué)時(shí)1第一節(jié)電容器和電電容22第二節(jié)電容器的連連接13第三節(jié)電容器的充充電和放電14實(shí)驗(yàn)4..1電容器的充充放電25第四節(jié)電容器中的的電場(chǎng)能量16本章小結(jié)結(jié)與習(xí)題17本章總學(xué)學(xué)時(shí)8第一節(jié)電容器和和電容一、容器1．結(jié)構(gòu)：兩個(gè)彼此靠靠近又相互絕絕緣的導(dǎo)體，就就構(gòu)成了一個(gè)個(gè)電容器。這這對(duì)導(dǎo)體叫電電容器的兩個(gè)個(gè)極板。2．種類：電容器按其其電容量是否否可變，可分分為固定電容容器和可變電容器器，可變電容容器還包括半半可變電容器器，它們?cè)陔婋娐分械姆?hào)號(hào)參見表4-1。表4-1電容器在電路中的符號(hào)表4-1電容器在電路中的符號(hào)名稱電容器電解電容器半可變電容器可變電容器雙連可變電容器圖形符號(hào)固定電容器的電容容量是固定不不變的，它的的性能和用途途與兩極板間間的介質(zhì)有關(guān)關(guān)。一般常用用的介質(zhì)有云云母、陶瓷、金金屬氧化膜、紙紙介質(zhì)、鋁電電解質(zhì)等。電解電容器是有正正負(fù)極之分的的，使用時(shí)不不可將極性接接反或接到交交流電路中，否否則會(huì)將電解解電容器擊穿穿。電容量在一定范圍圍內(nèi)可調(diào)的電電容器叫可變變電容器。半可變電容容器又叫微調(diào)電容容。圖4-1常用電容器常用的電容器如圖圖4-1所示。圖4-1常用電容器3．作用：電容器是儲(chǔ)儲(chǔ)存和容納電電荷的裝置，也也是儲(chǔ)存電場(chǎng)場(chǎng)能量的裝置置。電容器每每個(gè)極板上所所儲(chǔ)存的電荷荷的量叫電容容器的電量。將電容器兩極板分分別接到電源源的正負(fù)極上上，使電容器器兩極板分別別帶上等量異異號(hào)電荷，這這個(gè)過程叫電電容器的充電電過程。電容器充電后，極極板間有電場(chǎng)場(chǎng)和電壓。用一根導(dǎo)線將電容容器兩極板相相連，兩極板板上正負(fù)電荷荷中和，電容容器失去電量量，這個(gè)過程程稱為電容器器的放電過程程。4．平行板電容器：由由兩塊相互平平行、靠得很很近、彼此絕絕緣的金屬板板所組成的電電容器，叫平平行板電容器器。是一種最最簡(jiǎn)單的電容容器。圖4-2給出了平板板電容器的示示意圖。二、電容1．電容C如圖4-2所示，當(dāng)電電容器極板上上所帶的電量量Q增加或減少少時(shí)，兩極板板間的電壓UU也隨之增加加或減少，但但Q與U的比值是一一個(gè)恒量，不不同的電容器器，Q/U的值不同。圖4-2平行板電容器電容器所帶電量與與兩極板間電電壓之比，稱稱為電容器的的圖4-2平行板電容器電容反映了電容器器儲(chǔ)存電荷能能力的大小，它它只與電容本本身的性質(zhì)有關(guān)，與與電容器所帶帶的電量及電電容器兩極板板間的電壓無關(guān)。2．單位電容的單位有法拉拉(F)、微法(F)、皮法(pF)，它們之間間的關(guān)系為1F=1006F=10012pF三、平行板電容器器的電容圖4-2所示的平行行板電容器的的電容C，跟介電常常數(shù)成正比，跟跟兩極板正對(duì)對(duì)的面積S成正比，跟跟極板間的距距離成d反比，即式中介電常數(shù)由介介質(zhì)的性質(zhì)決決定，單位是是F/m。真空介電常常數(shù)為08.8611012F/m。某種介質(zhì)的介電常常數(shù)與真空介介電常數(shù)0之比，叫做做該介質(zhì)的相相對(duì)介電常數(shù)數(shù)，用r表示，即r=/0表4-2給出了幾種種常用介質(zhì)的的相對(duì)介電常常數(shù)。表4-2幾種常用介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)表4-2幾種常用介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)介質(zhì)名稱相對(duì)介電常數(shù)介質(zhì)名稱相對(duì)介電常數(shù)石英空氣硬橡膠酒精純水云母4.21.03.535807.0聚苯乙烯三氧化二鋁無線電瓷超高頻瓷五氧化二鉭2.28.56~6.57~8.511.6四、說明1．電容是電容器的的固有特性，它它只與兩極板板正對(duì)面積、板板間距離及板板間的介質(zhì)有有關(guān)，與電容容器是否帶電電、帶電多少少無關(guān)。2．任何兩個(gè)導(dǎo)體之之間都存在電電容。3．電容器存在耐壓壓值，當(dāng)加在在電容器兩極極板間的電壓壓大于它的額額定電壓時(shí)，電電容器將被擊擊穿。【例4-1】將一個(gè)電容為6.8【例4-1】將一個(gè)電容為6.8F的電容器接到電動(dòng)勢(shì)為1000V的直流電源上，充電結(jié)束后，求電容器極板上所帶的電量。解：根據(jù)電容定義式，則Q=CU=66.8110610000=0..0068C【例4-2】【例4-2】有一真空電容器，其電容是8.2F，將兩極板間距離增大一倍后，其間充滿云母介質(zhì)，求云母電容器的電容。解：查表4-2可知知云母的相對(duì)對(duì)介電常數(shù)rr=7，則真空電電容器的電容容為云母電容器的電容容為比較兩式可得第二節(jié)電容器的的連接一、電容器的的串聯(lián)把幾個(gè)電容器首尾尾相接連成一一個(gè)無分支的的電路，稱為為電容器的串串聯(lián)，如圖4-3所示。串聯(lián)時(shí)每個(gè)極板上上的電荷量都都是q。設(shè)每個(gè)電容器的電電容分別為CC1、C2、C3，電壓分別別為U1、U2、U3，則圖4-3圖4-3電容器的串聯(lián)總電壓U等于各個(gè)個(gè)電容器上的的電壓之和，所所以設(shè)串聯(lián)總電容(等等效電容)為C，則由，可得得即：串聯(lián)電容器總總電容的倒數(shù)數(shù)等于各電容容器電容的倒倒數(shù)之和?！纠?-3】如圖4-3中，【例4-3】如圖4-3中，C1=C2=C3=C0=200F，額定工作電壓為50V，電源電壓U=120V，求這組串聯(lián)電容器的等效電容是多大？每只電容器兩端的電壓是多大？在此電壓下工作是否安全？圖4-4例題4-4圖解：三只電容串聯(lián)后后的等效電容容為圖4-4例題4-4圖每只電容器上所帶帶的電荷量為為每只電容上的電壓壓為電容器上的電壓小小于它的額定定電壓，因此此電容在這種種情況下工作作是安全的?！纠?-4【例4-4】現(xiàn)有兩只電容器，其中一只電容器的電容為C1=2F，額定工作電壓為160V，另一只電容器的電容為C2=10F，額定工作電壓為250V，若將這兩個(gè)電容器串聯(lián)起來，接在300V的直流電源上，如圖4-4所示，問每只電容器上的電壓是多少？這樣使用是否安全？解：兩只電容器串聯(lián)聯(lián)后的等效電電容為各電容的電容量為為各電容器上的電壓壓為由于電容器C1的的額定電壓是是160V，而實(shí)際加加在它上面的的電壓是250V，遠(yuǎn)大于它它的額定電壓壓，所以電容容器C1可能會(huì)被擊擊穿；當(dāng)C1被擊穿后，300V的電壓將全全部加在C2上，這一電電壓也大于它它的額定電壓壓，因而也可可能被擊穿。由由此可見，這這樣使用是不不安全的。本本題中，每個(gè)個(gè)電容器允許許充入的電荷荷量分別為為了使C1上的電電荷量不超過過3.21104C，外加總總電壓應(yīng)不超超過電容值不等的電容容器串聯(lián)使用用時(shí)，每個(gè)電電容上分配的的電壓與其電電容成反比。二、電容器的并聯(lián)聯(lián)如圖4-5所示，把把幾個(gè)電容器器的一端連在在一起，另一一端也連在一一起的連接方方式，叫電容容器的并聯(lián)。電容器并聯(lián)時(shí)，加加在每個(gè)電容容器上的電壓壓都相等。設(shè)電容器的電容分分別為C1、C2、C3，所帶的電電量分別為qq1、q2、q3，則圖4-5電容器的并聯(lián)電容器組儲(chǔ)存的總總電量q等于各個(gè)圖4-5電容器的并聯(lián)帶電量之和，即設(shè)并聯(lián)電容器的總總電容(等效電容)為C，由q=CU得即并聯(lián)電容器的總總電容等于各各個(gè)電容器的的電容之和?！尽纠?-5】電容器A的電容為10F，充電后電壓為30V，電容器B的電容為20F，充電后電壓為15V，把它們并聯(lián)在一起，其電壓是多少？解：電容器A、B連連接前的帶電電量分別為它們的總電荷量為為并聯(lián)后的總電容為為連接后的共同電壓壓為第三節(jié)電容器的的充電和放電電一、電容器的充電電充電過程中，隨著著電容器兩極極板上所帶的的電荷量的增增加，電容器器兩端電壓逐逐漸增大，充充電電流逐漸漸減小，當(dāng)充充電結(jié)束時(shí)，電流為零，電電容器兩端電電壓UC=E二、電容器的放電電放電過程中，隨著著電容器極板板上電量的減減少，電容器器兩端電壓逐逐漸減小，放放電電流也逐逐漸減小直至至為零，此時(shí)時(shí)放電過程結(jié)結(jié)束。三、電容器充放電電電流充放電過程中，電電容器極板上上儲(chǔ)存的電荷荷發(fā)生了變化化，電路中有有電流產(chǎn)生。其其電流大小為為由，可得。所以以需要說明的是，電電路中的電流流是由于電容容器充放電形形成的，并非非電荷直接通通過了介質(zhì)。四、電容器質(zhì)量的的判別利用電容器的充放放電作用，可可用萬用表的的電阻檔來判判別較大容量量電容器的質(zhì)質(zhì)量。將萬用表的表棒分分別與電容器器的兩端接觸觸，若指針偏偏轉(zhuǎn)后又很快快回到接近于于起始位置的的地方，則說說明電容器的的質(zhì)量很好，漏漏電很小；若若指針回不到到起始位置，停停在標(biāo)度盤某某處，說明電電容器漏電嚴(yán)嚴(yán)重，這時(shí)指指針?biāo)柑幍牡碾娮钄?shù)值即即表示該電容容的漏電阻值值；若指針偏偏轉(zhuǎn)到零歐位位置后不再回回去，說明電電容器內(nèi)部短短路；若指針針根本不偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，則說明電電容器內(nèi)部可可能斷路。第四節(jié)電容器中中的電場(chǎng)能量量一、電容器中的電電場(chǎng)能量1．能量來源電容器在充電過程程中，兩極板板上有電荷積積累，極板間間形成電場(chǎng)。電電場(chǎng)具有能量量，此能量是是從電源吸取取過來儲(chǔ)存在在電容器中的的。2．儲(chǔ)能大小的計(jì)算圖4-6uC—q關(guān)系電容器充電時(shí)，極極板上的電荷荷量q逐漸增加，兩兩板間電壓uuC也在逐漸增增加，電壓與與電荷量成正正比，即圖4-6uC—q關(guān)系把充入電容器的總總電量q分成許多小小等份，每一一等份的電荷量為q表表示在某個(gè)很很短的時(shí)間內(nèi)內(nèi)電容器極板板上增加的電量，在在這段時(shí)間內(nèi)內(nèi)，可認(rèn)為電電容器兩端的的電壓為uC，此時(shí)電電源運(yùn)送電荷荷做功為即為這段時(shí)間內(nèi)電電容器所儲(chǔ)存存的能量增加加的數(shù)值。當(dāng)充電結(jié)束時(shí)，電電容器兩極板板間的電壓達(dá)達(dá)到穩(wěn)定值UUC，此時(shí)，電容器所儲(chǔ)儲(chǔ)存的電場(chǎng)能能量應(yīng)為整個(gè)個(gè)充電過程中中電源運(yùn)送電電荷所做的功功之和，即把把圖中每一小小段所做的功功都加起來。利利用積分的方方法可得式中，電容C的單單位為F，電壓UC的單位為V，電荷量q的單位為C，能量的單單位為J。電容器中儲(chǔ)存的能能量與電容器器的電容成正正比，與電容容器兩極板間間電壓的平方方成正比。二、電容器在電路路中的作用當(dāng)電容器兩端電壓壓增加時(shí)，電電容器從電源源吸收能量并并儲(chǔ)存起來；；當(dāng)電容器兩兩端電壓降低低時(shí)，電容器器便把它原來來所儲(chǔ)存的能能量釋放出來來。即電容器器本身只與電電源進(jìn)行能量量交換，而并并不損耗能量量，因此電容容器是一種儲(chǔ)儲(chǔ)能元件。實(shí)際的電容器由于于介質(zhì)漏電及及其他原因，也也要消耗一些些能量，使電電容器發(fā)熱，這這種能量消耗耗稱為電容器器的損耗。本章小結(jié)一、電容器1．任何兩個(gè)相互靠靠近有彼此絕絕緣的導(dǎo)體，都都可看成是一一個(gè)電容器。2．平行板電容器是是最簡(jiǎn)單的電電容器，是由由兩塊相互絕絕緣，彼此靠靠得很近的平平行金屬板組組成。3．電容器是儲(chǔ)能元元件。充電時(shí)時(shí)把能量?jī)?chǔ)存存起來，放電電時(shí)把儲(chǔ)存的的能量釋放出出去。儲(chǔ)存在在電容器中的的電場(chǎng)能量為為若電容器極板上所所儲(chǔ)存的電荷荷量不變，則則電路中沒有有電流流過；；當(dāng)電容器極極板上的所帶帶的電量發(fā)生生變化時(shí)，電電路中就有電電流流過，其其電流大小為為4．加在在電容器兩端端的電壓不能能超過它的額額定電壓，否否則電容器將將有可能被擊擊穿。二、電容1．電容器所帶的電電量與它的兩兩極板間的電電壓的比值，稱稱為電容器的的電容。2．電容是電容器的的固有特性，外外界條件變化化、電容器是是否帶電或帶帶電多少都不不會(huì)使電容改改變。平行板板電容器的電電容是有兩極極板的正對(duì)面面積、極板間間距離以及兩兩板間的介質(zhì)質(zhì)所決定的。即即3．電容反映了電容容器儲(chǔ)存電荷荷的能力。三、電容器的連接接1．電容器的連接方方法有串聯(lián)、并并聯(lián)和混聯(lián)三三種。2．串聯(lián)電容器的總總電容的倒數(shù)數(shù)等于各電容容器電容的倒倒數(shù)之和，各各電容器上的的電壓與它的的電容成反比比；并聯(lián)電容容器的總電容容等于各電容容器電容之和和。第五章磁場(chǎng)和磁磁路1．了解直線電流、環(huán)形電流以及螺線管電流的磁場(chǎng)，會(huì)用右手定則判斷其磁場(chǎng)的方向。2．理解磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通、磁導(dǎo)率、磁場(chǎng)強(qiáng)度的概念。1．了解直線電流、環(huán)形電流以及螺線管電流的磁場(chǎng)，會(huì)用右手定則判斷其磁場(chǎng)的方向。2．理解磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通、磁導(dǎo)率、磁場(chǎng)強(qiáng)度的概念。3．了解勻強(qiáng)磁場(chǎng)的性質(zhì)及有關(guān)計(jì)算。4．掌握磁場(chǎng)對(duì)電流作用力的有關(guān)計(jì)算及方向的判斷，了解磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用。5．了解鐵磁性物質(zhì)的磁化、磁化曲線和磁滯回線。6．了解磁動(dòng)勢(shì)和磁阻的概念。掌握掌握全電流定律和磁路中的歐姆定律。序號(hào)內(nèi)容學(xué)時(shí)1第一節(jié)電流的磁效效應(yīng)12第二節(jié)磁場(chǎng)的主要要物理量13第三節(jié)磁場(chǎng)對(duì)電流流的作用力14第四節(jié)鐵磁性物質(zhì)質(zhì)的磁化15第五節(jié)磁路的基本本概念16習(xí)題和小小結(jié)17本章總學(xué)學(xué)時(shí)6第一節(jié)電流的磁磁效應(yīng)磁場(chǎng)1．磁場(chǎng)：磁體周圍存存在的一種特特殊的物質(zhì)叫叫磁場(chǎng)。磁體體間的相互作作用力是通過過磁場(chǎng)傳送的的。磁體間的的相互作用力力稱為磁場(chǎng)力力，同名磁極極相互排斥，異異名磁極相互互吸引。2．磁場(chǎng)的性質(zhì)：磁場(chǎng)場(chǎng)具有力的性性質(zhì)和能量性性質(zhì)。3．磁場(chǎng)方向：在磁場(chǎng)場(chǎng)中某點(diǎn)放一一個(gè)可自由轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針針，它N極所指的方方向即為該點(diǎn)點(diǎn)的磁場(chǎng)方向向。二、磁感線1．磁感線圖5-2條形磁鐵的磁感線圖5-2條形磁鐵的磁感線在磁場(chǎng)中畫一系列列曲線，使曲曲線上每一點(diǎn)點(diǎn)的切線方向向都與該點(diǎn)的的磁場(chǎng)方向相相同，這些曲曲線稱為磁感感線圖5-2條形磁鐵的磁感線圖5-2條形磁鐵的磁感線圖5-1磁感線圖5-1磁感線2．特點(diǎn)(1)磁感線的切切線方向表示示磁場(chǎng)方向，其其疏密程度表表示磁場(chǎng)的強(qiáng)強(qiáng)弱。(2)磁感線是閉閉合曲線，在在磁體外部，磁磁感線由N極出來，繞繞到S極；在磁體體內(nèi)部，磁感感線的方向由由S極指向N極。(3)任意兩條磁磁感線不相交交。說明：磁感線是為為研究問題方方便人為引入入的假想曲線線，實(shí)際上并并不存在。圖5-2所示為條形形磁鐵的磁感感線的形狀。3．勻強(qiáng)磁場(chǎng)在磁場(chǎng)中某一區(qū)域域，若磁場(chǎng)的的大小