电工技术基础与技能中职第二章课件.pptx
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1、任务一 电路的组成与电路模型,任务一电路的组成与电路模型,活动一 电路的组成 概括地说,电路是由各种元器件按一定方式连接起来组成的总体。如手电筒电路可以简单地用图2-1表示。,任务一电路的组成与电路模型,任务一电路的组成与电路模型,(1)电源。它的作用是将其他形式的能转化为电能,如图2-1中所示的干电池,将化学能转化为电能。(2)负载。负载又称为用电器,即将电能转化为其他形式能的装置,确切地说,就是消耗电能的装置,如图2-1中所示的灯泡。,任务一电路的组成与电路模型,(3)控制和保护装置。它的作用是接通或断开电路,使电路或保护电路不被损坏等,如图2-1中所示的开关。(4)连接导线。即连接电源、
2、负载及保护控制装置,它的作用主要是形成传输电能的通道。,任务一电路的组成与电路模型,通常所说的电路,是指电流通过的路径,它有两个作用:一是传输和转换电能,例如照明电路、电动机电路和电力传输系统等;二是传递和处理信号,例如电视机电路、计算机电路以及各种自动控制电路等。,任务一电路的组成与电路模型,活动二 电路模型 考虑到实际元器件多种电磁特性在强弱程度上的不同,可以将组成电路的实际元器件加以近似化、理想化,保留它的一个主要性质,忽略其次要性质,并用一个足以反映其主要性质的模型来表示,人们习惯上称这个模型为理想元件。,任务一电路的组成与电路模型,如果用理想电路元件表示和代替实际电路元件,按照实际电
3、路的逻辑规律连接,就形成了一种由理想元件构成的电路,称之为电路模型。今后书中分析的都是电路模型,并且用图形符号和文字符号表示,称为电路图,简称电路。这样,图2-1所示的电路就可以用图2-2来表示了。,任务一电路的组成与电路模型,任务一电路的组成与电路模型,活动三 电路状态 1.通路(负载工作状态)通路就是电源与负载接成闭合回路,如图2-4所示电路中开关S合上时的工作状态。,任务一电路的组成与电路模型,任务一电路的组成与电路模型,2.断路(开路状态)断路就是电源与负载没有接成闭合回路,如图2-5所示电路中的开关S断开时的状态。,任务一电路的组成与电路模型,任务一电路的组成与电路模型,3.短路(故
4、障状态)短路就是电源未经负载而直接由导线接通成闭合回路,如图2-6所示。,任务二电路的基本物理量及其测量,任务二电路的基本物理量及其测量,任务二电路的基本物理量及其测量,活动一 电流通常用单位时间内通过导体横截面的电荷量的多少来表示电流的强弱,即电流强度,简称电流。若用q表示在t时间内通过导体横截面的电量,则电流的大小可以表示为,任务二电路的基本物理量及其测量,如果电流的大小和方向都不随时间变化,则称之为恒定电流。这时电流的大小可表示为,任务二电路的基本物理量及其测量,在国际单位制中,时间的单位是s(秒),电量的单位是C(库仑),电流的单位是A(安培)。此外,电流常用的单位还有kA(千安)、m
5、A(毫安)和A(微安),它们之间的关系为,任务二电路的基本物理量及其测量,电流不仅有大小,而且还有方向。在电工学中,一般规定正电荷移动的方向为电流的方向。在金属导体中,由于移动的是自由电子,因而其运动方向与电流的方向相反,如图2-8所示。,任务二电路的基本物理量及其测量,任务二电路的基本物理量及其测量,设流过导体的电流是0.5A,在图2-9(a)中,参考方向与实际方向相同,Iab=0.5A;在图2-9(b)中,参考方向与实际方向相反, Iab=-0.5A。这说明同一个电流,选择的参考方向不同,则有可能是正值,也可能是负值。,任务二电路的基本物理量及其测量,任务二电路的基本物理量及其测量,活动二
6、 电压 电压又称为电位差,是衡量电场力做功能力强弱的一个物理量。如图2-10所示,若电场力把正电荷q从A点移动到B点,所做的功为WAB,则功与电荷q的比值就称做AB两点间的电压:,任务二电路的基本物理量及其测量,任务二电路的基本物理量及其测量,在国际单位制中,功的单位是J(焦耳),电量的单位是C(库仑),电压的单位是V(伏特)。若电场力将1C的电荷从A点移到B点所做的功是1J,则AB两点间的电压就是1V。电压常用的单位还有kV(千伏)、mV(毫伏)等,它们之间的关系为,任务二电路的基本物理量及其测量,电压的方向在电路中有两种表示方法,一是用“+” 、“-”号表示,如图2-11(a)所示;另一种
7、是用箭头表示,如图2-11(b)所示。,任务二电路的基本物理量及其测量,【例2-1】如图2-13所示,若U1=5V,U2=-5V,试说明电流I的正负。,任务二电路的基本物理量及其测量,解:在图(a)中,U1=5V,是正值,说明参考方向同实际方向相同,电流的实际方向是从右端流向左端,与参考方向相同,故而I取正值。在图(b)中,U2=-5V,是负值,说明电压的参考方向与实际方向相反,电压的实际方向应是由右指向左,电流的实际方向也应由右指向左,与参考方向相反,故而I取负值。,任务二电路的基本物理量及其测量,活动三 电位 如图2-10所示,若以B为参考点,电场力将正电荷q从任意点A移到参考点B所做的功
8、WA跟电荷量q的比值,称做A点对参考点B的电位,记作,任务二电路的基本物理量及其测量,电位的单位也是V(伏特)。 电路中任意两点的电位差就是这两点间的电压,即,任务二电路的基本物理量及其测量,电位是表示电路中某一点电势高低的物理量,而且是相对于参考点来说的,通常规定参考点的电位为零电位。参考点的选择,原则上是任意的,但在实际研究问题时,一般选择无穷远处或大地为零电位参考点。,任务二电路的基本物理量及其测量,需要注意的是,在同一个电路中,当选定不同的参考点时,同一点的电位是不同的。但是参考点一经确定,各点的电位也就是确定的。当电位为正值时,说明其电位高于参考点电位;当电位为负值时,说明其电位低于
9、参考点的电位。,任务二电路的基本物理量及其测量,【例2-2】如图2-14所示,试分析分别以A,B,C这3个点为参考点时的VA,VB和VC以及UAB,UBC 和UAC。,任务二电路的基本物理量及其测量,解:以A为参考点时,则,任务二电路的基本物理量及其测量,同理,当以B为参考点时,则当以C为参考点时,则,任务二电路的基本物理量及其测量,活动四 电动势 在电源内,非电场力将单位正电荷从电源的负极经电源内部移到电源的正极所做的功,称为电动势。对直流电动势,表示为,任务二电路的基本物理量及其测量,电动势的单位也是V。电动势也是有方向的,一般规定为电动势在电源内部由电源负极指向正极。,任务二电路的基本物
10、理量及其测量,对于一个电源来说,既存在电动势,又存在端电压。电动势只存在于电源内部,端电压存在于电源加在外电路的两端,由电源正极指向负极。当外电路开路时,端电压在数值上与电动势相等。电动势与电压是两个不同的概念,但是都可以用来表示电源正负极之间的电位差。在图2-15所示的电路中,E和UAB的参考方向刚好相反,,任务二电路的基本物理量及其测量,任务二电路的基本物理量及其测量,图2-16所示为电动势常用的两种表示方法。,任务二电路的基本物理量及其测量,在分析和计算时,对电动势也常选取参考方向。当电动势的真实方向和参考方向相同时,电动势为正值;当电动势的真实方向和参考方向相反时,电动势为负值。如图2
11、-17所示。,任务二电路的基本物理量及其测量,任务二电路的基本物理量及其测量,【例2-3】如图2-18所示,已知电动势E3V,试写出电压U的数值。,任务二电路的基本物理量及其测量,解:图2-18(a)中,电压与电动势规定正方向相反时,U=E3V;图2-18(b)中,电压与电动势规定正方向相同时,U=-E=-3V。,任务二电路的基本物理量及其测量,活动五 电功率 图2-19点电荷在电场中运动电路的功能之一就是传输电能,分析电路时经常用到有关电功率的计算。,任务二电路的基本物理量及其测量,任务二电路的基本物理量及其测量,在国际单位制中,电压的单位是V;电流的单位是A;电功率的单位是W(瓦特,简称瓦
12、)。常用的单位还有kW(千瓦)、mW(毫瓦),它们之间的关系为,任务二电路的基本物理量及其测量,为了方便判别,引入关联和非关联参考方向。如图2-20(a)所示,选择元件两端电压U与流过元件电流I的参考方向一致,称为关联参考方向。如图2-20(b)所示,选择元件两端电压U与流过元件电流I的参考方向相反,称为非关联参考方向。,任务二电路的基本物理量及其测量,任务二电路的基本物理量及其测量,【例2-4】在图2-21所示的简单电路中,已知:(1)U=5V,I=-3A;(2)U=5V,I=3A。试说明两种情况下,电路是产生电能还是消耗电能?,任务二电路的基本物理量及其测量,解:(1)P=UI=5(-3)
13、=-15W0,为电源,产生电能。(2)P=UI=53=15W0,为负载,消耗电能。,任务二电路的基本物理量及其测量,任务三电阻,任务三电阻,活动一 电阻和电阻定律 导体对电流有或大或小的阻碍作用,人们称之为电阻,用符号R表示。电阻单位是欧姆,用符号表示,除欧姆外,常用的单位还有k(千欧)、M(兆欧),它们之间的关系为,任务三电阻,如图2-25(a)所示是几种常见的电阻实物,图2-25(b)所示是图形符号。,任务三电阻,电阻定律:导体的电阻在材料确定的情况下,与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比,可表示为,任务三电阻,式中,为导体的电阻率,单位为m;L为导体的长度,单位为m;S为导体的横截
14、面积,单位为m2。,任务三电阻,金属导体的电阻还随温度的变化而变化,一般金属导体随温度升高,电阻增加。也有少数合金的电阻几乎不受温度影响,还有一些金属在温度接近绝对零度时会出现超导现象,电阻突然变为0。电工学上用温度系数表示这种现象,即温度每升高1时,电阻所变动的数值与原来电阻值的比值,用字母表示,单位为1/。,任务三电阻,任务三电阻,活动二 线性电阻和非线性电阻 加在电阻两端的电压和电流之间的关系,称为电阻的伏安特性。在UI直角坐标系中表示这一关系的曲线称为伏安特性曲线。根据电阻元件性质的不同,可分为线性电阻和非线性电阻。线性电阻元件的伏安特性曲线是通过坐标原点的直线。伏安特性曲线不是直线或
15、者是直线但不过原点的称为非线性电阻。,任务三电阻,如图2-26所示为线性电阻的伏安特性曲线。通常所说的电阻都是指线性电阻。,任务三电阻,活动三 电阻器的识别与测试 一、电阻器的三种标称方法1. 直标法如图2-27所示,电阻值用数字与文字直接标出。,任务三电阻,任务三电阻,2.文字符号法用文字、数字和数字符号有规律地组合在一起标识在产品表面,表示电阻值。阻值标志单位符号有:(欧姆)、k(千欧)、M(兆欧)、G(吉欧)、T(太欧)。,任务三电阻,任务三电阻,3.色标法用电阻上不同颜色环来表示不同标称阻值和允许偏差,如图2-29所示。,任务三电阻,4.如何选用电阻器和电位器(1) 按用途选用合适的型
16、号。对于一般用途,可选择通用型电阻器。对于特殊用途,应选用专用型电阻器。例如,对精密的电子设备,应选用误差小、精度高的碳膜电阻、金属膜电阻和线绕电阻。对用于湿度高的地方,应选用防潮被釉线绕电阻。,任务三电阻,(2) 正确选取阻值及精度。应按照电路的要求选取合适阻值及误差,在精度要求高的场合,应选用精密电阻器。(3) 额定功率的选择,应选得比计算消耗的实际功率大,对于电位器要注意它的阻值调到最小时,其电流最大,应满足它所承受的功率不能超过额定功率。,任务三电阻,(4) 注意最高工作电压。每个电阻器都有一定的耐压能力,超过最高电压,电阻器就会损坏。在高压场合下使用时,高阻值电阻器的使用电压值更应小
17、于最高工作电压。,任务三电阻,二、用万用表测电阻1.用指针式万用表测电阻,任务三电阻,2.用数字式万用表测电阻数字式万用表测量外热式电烙铁的电阻时,将黑表笔插入“COM”插孔,红表笔插入“V”插孔。把量程开关置于“”范围内2k挡位。按下数字万用表的电源开关进行测量。在液晶显示器窗口直接读出数值。,任务三电阻,若显示屏左端出现“1”,表示测量结果已超出该挡最大值,应转换一个更大量程挡测量,如图2-33所示。,任务三电阻,任务三电阻,三、用兆欧级电阻表和直流单臂电桥测电阻1.用兆欧级电阻表测电阻(1)兆欧级电阻表的结构和工作原理。图2-35所示是兆欧级电阻表的结构示意图。兆欧级电阻表主要由两只绕向
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- 电工 技术 基础 技能 第二 课件
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