电路基础、电子技术与元器件-电子教案.docx

PAGE 22 PAGE 第1章 直流电阻电路 【学习要点】：本章主要介绍电学中的一些基本概念、基本定律、直流电阻电路的分析计算方法。这些内容也是本书涉及到的最基础的电学知识。为了使读者对抽象的概念、定律有更加感性的认识，本章列举了一些与日常生活息息相关的实例，力求做到使概念、定律、计算融为一体。学习本章时，应注意把基本概念、基本定律与实际应用联系起来。 1.1 电路 1.2 直流电阻电路 1.1 电路 一. 电路与电路图 电路的组成 电路有三种基本状态： （1）通路； （2）开路； （3）短路。 2. 电路图 常用电路符号 二. 电路中的基本物理量 1.电流 电荷的定向移动形成电流，并且规定正电荷移动方向为电流方向。电流强度为： 常用的电流强度的单位和它们之间的换算关系如下： 1 A =103mA（毫安） 　 1mA = 103μA（微安） 电流根据其大小、方向随时间变化情况的不同，可以分为以下几种： (1)直流电流； (2)稳恒电流； (3)脉动直流电流； (4)交流电流。 2. 电阻 电流流过导体时会受到阻碍作用，这种阻碍作用用电阻来表示。电阻的单位为欧姆（Ω），常用的单位如下： 1kΩ = 103Ω 1MΩ = 103kΩ = 106Ω 在温度不变时，横截面积均匀的导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，并与导体材料的电阻率有关： 电阻率是衡量材料导电能力的物理量。电阻率越大的材料，其导电能力越弱；电阻率越小的材料，其导电能力越强。 3.电压和电位 用Vab表示a、b两点之间的电压，Va、Vb分别表示a、b两点的电位，则a、b两点之间的电压为： 在分析计算电路中各点的电位时，一般先选择电路中某一点作为参考点，并规定参考点电位为0V，然后其它各点的电位在数值上就等于该点和参考点之间的电压。 用电流的方向来判定电路中各点电位的高低。 4. 电源与电动势 电源为整个电路提供电能。电源有正极和负极两个端子，电位高的一端为正极，电位低的一端为负极。 电动势的单位和电压的单位一样，也是伏特（V），它的方向规定为从电源的负极经内部指向正极。 三. 欧姆定律 1. 部分欧姆定律 它的表达式为： 2. 全电路欧姆定律 它的表达式为： 3. 路端电压及电源外特性 路端电压与电源输出电流之间的关系，也称为电源的外特性：随着电源输出电流增大，加在外电路电阻两端的路端电压会降低。 四.电功和电功率 电流流过负载时要作功，称为电功，它等于负载在工作时消耗的电能。电功与电压、电流强度、通电时间之间的关系为： 在实际生产生活中，常用的电功、电能的单位是“度”。 1度 = 1千瓦时 = 1kW×1h = 1000 W×3600 s= 3.6×106 J 电功率是衡量在单位时间里，电流所作电功多少的物理量： 或 （纯电阻电路） 五. 电阻消耗的能量 电流流过电阻时所作的电功，都转化成了热量，这种现象称为电流的热效应。焦耳定律的表达式为： 六 全电路中负载获得最大功率的条件 只有当R = ro时，电源输出功率为最大值，即负载获得的功率最大，且最大值为： 1.2 直流电阻电路 直流电阻电路按复杂程度不同，可以分为简单直流电阻电路和复杂直流电阻电路。简单直流电阻电路又可以分为电阻串联电路和电阻并联电路。 一.电阻串联电路 电阻串联电路有如下一些特点： （1）电路的总电流等于流过各电阻的电流。 （2）电路的总电压等于各电阻两端电压之和。 （3）电路的总等效电阻等于各电阻之和。 （4）电路中各电阻两端的电压与电阻的阻值成正比，即阻值大的电阻，其两端的电压也大，阻值小的电阻，其两端的电压也小，这种关系称为分压关系。 （5）电路中各电阻消耗的功率与电阻的阻值成正比。这表明阻值大的电阻消耗的功率多，阻值小的电阻消耗的功率少。 （6）电路中消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和。 二. 电阻并联电路 电阻并联电路有如下特点： （1）电路的总电流等于流过各电阻的分电流之和。 （2）电路的总电压等于各电阻两端的电压。 （3）电路总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。 （4） 电路中流过各电阻的电流与电阻的阻值成反比，