超导电力技术_基础部分
i 1 n1 ei1 i 2 n1 t
n1 ei1 i
1 t
n2 ei2
实部
n1 t
2in1
1
t
2i
n n ei(2 1 ) 12
n1 2
t
n1n2 sin(2 1)
J J 0 sin( 2 1 )
2020年4月19日
超导技术电力应用基础
17
约瑟夫逊（Josephson）效应-AC 效应
超导技术电力应用基础
4
电流 电阻 焦耳热 温度 -宏观
焦耳热
温度
F 斥力-强相互作用
QJ I 2Rt cmT
0
r
电流 电阻 焦耳热 温度-微观
电子（载流子） 离子实（原子核）
...
v1 ...
...
...
... 非弹性散射 ... v2
引力-电磁相互作用
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超导技术电力应用基础
超导技术在电力系统中的应用
王银顺 华北电力大学电气与电子工程学院
2016年03月
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超导技术电力应用基础
1
报告内容
超导电性简介 实用超导材料介绍 低温容器及制冷简介 小结
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超导技术电力应用基础
2
一 超导简介
超导体具有零电阻：R=0 超导电工/电力 完全抗磁性 Meissner effect：B=0 超导磁悬浮 宏观量子效应 Josephson 效应 超导电子学
-Eq +E q -Eq +Eq
QJ I 2 Rt cmT Eq Eq 0 I 0, t 0,
只有R=0 超导电性
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Meisnner EffectB=0
J
2ev dr *
J
n
exp(i)2e(i
2e
A)
mm
n exp(i)dx
p
mv
1 电子云电中心
f12 FQe//
2 电子云电中心
如果 f12<FQe//，两个同性电荷中心之间存在“等效”的“净”引力
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11
BCS-Theory Cooper pairs R=0?
电子（载流子） 离子实（原子核）
...
...
...
...
...
...
ET=Eq-Eq
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3
电流 电阻 焦耳热 温度 -宏观
电流
I
Q t
i 1
qi
t
dQ
dt
(discontinue) （continue）
V
q
E
电阻
V
R
I dV
di
(linear) (non-linear)
linear
V Non-linear
s
0
I0
I
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Bx
m
0n(2e)2
x
B(x) B0e
-penetrated depth 10-8m;
jy
B0
0
x
e
x
j0e
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0
0
B(x)/B ,J(x)/j
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0
1
2
3
4
5
6
x/
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宏观上超导体内B=0, J=0
1.2
1.0
0
0
B(x)/B ,J(x)/j
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0 0
10
20
30
40
50
x/
B(x)
B=0
J(x)
J=0
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约瑟夫逊（Josephson）效应-DC 效应
S1 I S2
i 1
t
2
1 n1 ei1
i 2
t
ห้องสมุดไป่ตู้
1
2 n2 ei2
5
电流 电阻 焦耳热 温度-微观
非弹性散射
电子损失能量
Eq
1 2
mqV12
1 2
mqV22
原子核获得能量
EQ
Eq
1 2
mqV12
1 2
mqV22
原子核振动加剧-运动混乱程度加剧
平衡位置
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电流 电阻 焦耳热 温度-微观
温度定义：描述微观粒子运动混乱程度
所以温度升高，T>0 依据
1 fF (E) e(E) / kBT 1
1 fB (E) e(E) / kBT 1
Shrödinger Equaion
2 2m
(12
2 2
)
V
(r1,
r2 )
E
E
E 2ECe2/ NFV
e-
e-
f
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Cooper pairs （库珀对）
0
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Minimum energy state p
S1 I S2
i 1
t
2
eV1
i 2
t
1
eV 2
V
n1 t
2in1
1
t
2ir
n n ei(2 1) 12
i
2eV
n1
虚部
（1）
2
t
n1 n2
cos(1
2)
eV h
1
t
n2 n1
cos(2
1)
eV
2eV
( 2 1 ) 2eV
t
代入（1）取实部 J J0 sin( t)
QJ I 2Rt cmT
出现电阻-
cmT R
I 2t
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二流体模型 R=0?
导电电子=超导电子+正常电子 n nS nN
J N nN eN N
J JS JN
J S nS eS S
牛顿第二定律
JS nSeS2 E t mS
mS
dvS dt
eS E
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SQUID-Superconducting Quantum Interference Device
I
S J
S J
F0
h 2e
2.07 1015(T
m2 )
F
Quanta flux
I
J
J0 sin(0
e F)
2eA
2ne
(
2eA)
m
量子化得
J
4ne2
A
4ne2
B
v
i
2e
A
m
m
mm
B 0 J
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Meisnner Effect-B=0
z
B0
4ne2 4ne2
J A B
m
m
y x
2B
40ne2
B
m
2B
1
B
2
d 2Bx dx2
1
2
若超导电流密度JS为稳定（直流）超导电流密度， 则，E=0, 由欧姆定律JS=E,所以只有，也就 是电阻率＝0。 反之，E不为零
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BCS-Theory Cooper pairs R=0?
最难解释：用到量子力学波函数概概念
Fermi- Dirac and Bose-Einstein Distribution
9
带电粒子在外电磁场及外场中的薛定谔方程为
i 1 [i qA]2 q(r,t) V (r)
t 2m
其中， A和V为矢量位和标量位，q为电荷量
A B
V E
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库珀对-一对电子之间“净”引力
+Q
FQe^
FQe
e-
FQe FQe^ e-
f21
FQe//
2-3 超导体的基本理论
（2）BCS理论 二流体模型和伦敦方程虽然可以解释一些超导现象，
但是不能揭示那种奇异的超导电子究竟是什么。1957年， 巴丁、库柏和施里佛提出了超导电性量子理论，称为BCS 超导微观理论。1972年获得了诺贝尔物理学奖。
BCS理论证明了低温下材料的超导电性起源于物质 中电子与声子的相互作用。当电子间通过声子的作用而产 生的吸引力大于库仑排斥力时，电子结合成库柏电子对， 使系统的总能量降低而进入超导态。在超导的基态与激发 态之间有一等于电子对结合能的能隙△（T），超导电子 对不接受小于能隙的能量。
M Tc 常数
对于大多数超导体，α=1/2。同位素效应使人们想到电 子-声子相互作用与超导电性有密切的联系，因而对超导理 论的建立产生了重要的影响。需要指出的是高温氧化物超导 体表现出很弱的同位素效应。
2.3.4 超导电性的微观机制 自超导现象发现以来，科学界一直在寻找能解释超
导这一奇异现象的理论，先后提出唯象理论，BCS理论 等。这些理论各有其合理性，同时也存在局限性。他们 在机理上并不互相排斥，相反可以互相补充。但到目前 为止，所有理论的一个严重不足之处就是，他们并不能 预测实际的超导材料的性质，也不能说明由哪些元素和 如何配比时才能得到所需临界参量的超导材料，尤其对 于高温超导现象还没有比较完善的理论加以解释。下面 简单介绍解释超导电现象的理论和微观机制。
晶体中电子是处于正离子组成的晶格环
境中，带负电荷的电子吸引正离子向它
靠拢；于是在电子周围又形成正电荷聚
集的区域，它又吸引附近的电子。电子
间通过交换声子能够产生吸引作用。
电子与正离子相互作用形 成库柏电子对示意图
当电子间有净的吸引作用时，费密面附近的两个电子将
形成束缚的电子对的状态，它的能量比两个独立的电子的总
电工基础知识
什么是电路？电路是电流流通的路径（就好比水流通需要河道一样，电路就相当于河道，电流就相当于河水），其作用是传递和分配电能，并使电能和其他形式的能量相互转换（比如将电能转换成热能烧水或取暖等）电路主要有以下三个部分组成：电源：它是电路中输出电能的必不可少的装置，没有它电路无法工作。
通常由干电池、太阳能电池、发电机等，在工作室它们分别能将化学能、机械能、光能等能量转换成电能。
负载：负载也是电路的必不可少的基本组成部分，通常称为用电设备，比如电灯、电动机、电水壶、电视机等等，它们能将电能传换成光能、热能、机械能等。
连接导线：用来传输合分配电能，没有他就无法构成电路，开关也属于归于导线中了。
电流：物质中带电粒子定向有规则的移动就形成电流。
习惯上吧正电荷移动的方向规定为电流的实际方向。
但应当指出的是，在金属导体中导电的是自由电子，它带负电，因此它的移动方向正好与规定的电流方向相反。
电流的大小是用单位时间内通过导线横截面的电量（电流强度）来衡量，公式中通常用大写字母I表示电流。
用q表示单位时间内（字母t表示）通过导线横截面的电量。
电流计算公式如下：公式中，t作为时间单位用秒（s）计，电量q的单位用库伦（c），而电量I的单位就是安培（A）电流的单位安培包括毫安（mA）、微安（μA）和千安（kA）1kA=1000A、1A=1000mA、1mA=1000μA大小和方向都不随时间变化而改变的电流叫直流电流。
这个很好理解，直流嘛，就像直线一样很平坦不会。
而大小和方向随时间变化而变化的电流则成为交流电流，注意：交流电流的在公式中的符号是小些的“i”表示。
电压：电荷移动需要力，推动电荷在电源外部移动（也就是导线和负载）的这种力称为电场力。
电场力将单位正电荷沿电路中的一点推向另一点所做的功成为电压。
就好比水流一样，水压可以控制水流的流动。
而如果电路中没有电压就不会产生电流了。
和电流有直流和交流的区别一样，电压也有直流电压和交流电压之分，这个在计算公式中表示的符号是不同的，直流电压用大写字母“U”表示，而交流电压用小写字母“u”表示，电压计算公式是：上面公式中的U代表电压、W代表电功率（单位焦耳）、q代表电量（单位库伦），功率除以电量就是电压了。
超导体的基本物理特性
超导体的基本物理特性超导体，又称为超导材料，指在某一温度下，电阻为零的导体。
那么关于超导体，它的基本物理特性有哪些?在下面店铺给你分享超导体的基本物理特性，欢迎阅读。
超导体的基本物理特性：完全导电性完全电导性又称零电阻效应，指温度降低至某一温度以下，电阻突然消失的现象。
完全电导性适用于直流电，超导体在处于交变电流或交变磁场的情况下，会出现交流损耗，且频率越高，损耗越大。
[1] 交流损耗是超导体实际应用中需要解决的一个重要问题，在宏观上，交流损耗由超导材料内部产生的感应电场与感生电流密度不同引起;在微观上，交流损耗由量子化磁通线粘滞运动引起。
交流损耗是表征超导材料性能的一个重要参数，如果交流损耗能够降低，则可以降低超导装置的制冷费用，提高运行的稳定性。
超导体的基本物理特性：完全抗磁性完全抗磁性又称迈斯纳效应，“抗磁性”指在磁场强度低于临界值的情况下，磁力线无法穿过超导体，超导体内部磁场为零的现象，“完全”指降低温度达到超导态、施加磁场两项操作的顺序可以颠倒。
完全抗磁性的原因是，超导体表面能够产生一个无损耗的抗磁超导电流，这一电流产生的磁场，抵消了超导体内部的磁场。
超导体电阻为零的特性为人们所熟知，但超导体并不等同于理想导体。
从电磁理论出发，可以推导出如下结论：若先将理想导体冷却至低温，再置于磁场中，理想导体内部磁场为零;但若先将理想导体置于磁场中，再冷却至低温，理想导体内部磁场不为零。
对于超导体而言，降低温度达到超导态、施加磁场这两种操作，无论其顺序如何，超导体超导体内部磁场始终为零，这是完全抗磁性的核心，也是超导体区别于理想导体的关键。
超导体的基本物理特性：通量量子化通量量子化又称约瑟夫森效应，指当两层超导体之间的绝缘层薄至原子尺寸时，电子对可以穿过绝缘层产生隧道电流的现象，即在超导体(superconductor)—绝缘体(insulator)—超导体(superconductor)结构可以产生超导电流。
超导材料基础知识介绍
超导材料基础知识介绍超导材料具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。
现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。
特性超导材料和常规导电材料的性能有很大的不同。
主要有以下性能。
①零电阻性：超导材料处于超导态时电阻为零，能够无损耗地传输电能。
如果用磁场在超导环中引发感生电流，这一电流可以毫不衰减地维持下去。
这种“持续电流”已多次在实验中观察到。
②完全抗磁性：超导材料处于超导态时，只要外加磁场不超过一定值，磁力线不能透入，超导材料内的磁场恒为零。
③约瑟夫森效应：两超导材料之间有一薄绝缘层（厚度约1nm）而形成低电阻连接时，会有电子对穿过绝缘层形成电流，而绝缘层两侧没有电压，即绝缘层也成了超导体。
当电流超过一定值后，绝缘层两侧出现电压U（也可加一电压U），同时，直流电流变成高频交流电，并向外辐射电磁波，其频率为，其中h为普朗克常数，e为电子电荷。
这些特性构成了超导材料在科学技术领域越来越引人注目的各类应用的依据。
基本临界参量有以下 3个基本临界参量。
①临界温度:外磁场为零时超导材料由正常态转变为超导态(或相反)的温度，以Tc表示。
Tc值因材料不同而异。
已测得超导材料的最低Tc是钨，为0.012K。
到1987年，临界温度最高值已提高到100K左右。
②临界磁场：使超导材料的超导态破坏而转变到正常态所需的磁场强度，以Hc表示。
Hc与温度T 的关系为Hc=H0[1-(T/Tc)2]，式中H0为0K时的临界磁场。
③临界电流和临界电流密度：通过超导材料的电流达到一定数值时也会使超导态破态而转变为正常态，以Ic表示。
Ic一般随温度和外磁场的增加而减少。
单位截面积所承载的Ic 称为临界电流密度，以Jc表示。
超导材料的这些参量限定了应用材料的条件，因而寻找高参量的新型超导材料成了人们研究的重要课题。
以Tc为例，从1911年荷兰物理学家H.开默林－昂内斯发现超导电性(Hg，Tc=4.2K)起，直到1986年以前，人们发现的最高的 Tc才达到23.2K(Nb3Ge，1973)。
超导材料科学及应用中的基础问题研究课题开题报告
项目名称：超导材料科学及应用中的基础问题研究首席科学家：闻海虎中国科学院物理研究所起止年限：2006.1至2010.12依托部门：中国科学院一、研究内容从总体上说本项目包括三个相互联系、相互推动的方面：（1）超导基础材料科学和物理问题研究：包括新型超导材料探索和表征，超导重大科学前沿问题和限制应用的关键科学问题研究，如非常规超导机理，磁通钉扎和磁通动力学问题；（2）实用超导材料基础科学问题：如钇钡铜氧涂层导体和二硼化镁超导体应用中的基础问题研究；（3）超导结型器件的物理、工艺以及在应用中的基础问题研究。
新超导材料探索是基础，寻找到任何有重要科学意义或重要实用价值的新型超导材料都将大大促进超导科学技术的发展，为国家争得荣誉。
而超导重大科学前沿问题和限制应用的关键科学问题研究是根本。
因为超导基础研究无非有两个根本的目标：要么在基础科学方面有重大发现，促进科学本身的发展，要么解决限制应用的关键科学问题，促进应用的发展。
只有根本问题解决了，才能谈到很好的应用。
举例来说，上个世纪50年代创立的描述II类超导体的理论，即Ginz burg－Landau理论（2003年获得诺贝尔物理学奖）很好地描述了II类超导体的电磁场行为，人们根据这个理论预言了磁通线，混合态等重要概念，然后从实验上验证了它们的存在。
在此基础上，人们制备出强磁场的超导磁体，进一步发展出高清晰度的核磁成像，超导托卡马克，高能加速器等等。
如果没有Ginzburg－Landa u理论从根本上认识到II类超导体的电磁规律，制备出强磁场超导磁体是不可想象的。
因此第一个方向的课题极有可能获得重大原创性的成果。
第一方向课题之间存在非常强的相互关联性。
如发现科学上具有重要意义的超导体，往往会促进超导机理的认识。
反过来，超导机理的新认识会促进寻找新型超导体。
比如在竞争序超导体中，当竞争序被压制掉以后，超导温度会有所提高。
人们可以根据这个特点去寻找新型的超导体。
地铁行业知识-电工电子基础
电容符号
一、基础知识
电阻、电容
C 公式：
ห้องสมุดไป่ตู้
s 4kd
q u
电容器的电容等于电容器的带电荷量，平板电容器的电容与极板面积成 正比，与极间距离成反比。
常用单位： 一般规定把电容器外加1V直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电
容量。电容的基本单位为法拉（F），还有微法（μF）、纳法（nF）、皮法 （pF）。法拉单位较大，实际不常用，常用的是微法、皮法。
I1 I5
I2 + I5+ I1 + I3 + I4 =0
I2 I4
I3
一、基础知识
电路
2. 基尔霍夫电压定律：对任一电路中的任一回路，在任一时刻，沿着该回路 的的所有支路电压的代数和恒等于零,
U4
U3 U2
U1 + U2 + U3 + U4 = 0
U1
目录
一、基础知识 二、日常维修工器具 三、仪表安全操作
二、日常维修工器具
锤子
二、日常维修工器具
锤子
1. 用途及种类：是敲打物体使其移动或变形的工具。有羊角锤、圆头锤、 橡胶锤、功能锤等多种。
2. 使用注意事项： 使用前应先检查锤柄是否安装牢固，如有松动应重新安装，以防 在使用时锤头脱出而发生事故；并应清洁锤头工作面上的油污， 以免敲击时发生滑脱而发生意外。 使用时，应将手上和锤柄上的汗水和油污擦干净，以免锤子从手 中滑脱。 使用锤子时，手要握住锤柄后端，握柄时手的用力要松紧适当。 锤击时要靠手腕的运动，眼要注视工件，锤头工作面和工件锤击 面应平行，这样才能保证锤面平整地打在工件上。
二极管
二极管的伏安特性： 二极管由PN结组成，因此，具有PN结的单向导电特性，它属于非线性电阻 元件。
电力系统的重要研究课题
电力系统的重要研究课题1.特高压交直流输电技术的相关课题在我国，特高压电网指的是以1000kV交流电压和 800kV直流电压输电工程和技术。
特高压电网指的是以1000kV输电网为骨干网架，超高压输电网和高压输电网以及特高压直流输电、高压直流输电和配电网构成的分层、分区、结构清晰的现代化大电网。
建设特高压电网时满足未来持续增长的电力需求根本保证。
只有加快建设电压等级更高、网架结构更强、资源配置更大的以特高压电网为核心的国家电网才能满足大规模的电力输送和供应，提高我过能源开发与利用效率。
特高压输电技术的相关研究热点主要高电压技术、控制与保护技术以及新材料与设备制造等。
高电压技术的研究主要包括特高压电晕效应、特高压绝缘理论与技术、特高压电磁环境及其影响、过电压分析与绝缘配合等。
控制与保护技术研究主要包括高压直流输电系统的控制系统设计方法、控制器的成套设计与实验、高压直流输电系统的保护技术研究等。
新材料与设备制造技术包括新型绝缘材料的研发、电力电子器件的制造技术以及其他特高压设备设计与制造等。
2.基于电压源型换流器多端高压直流输电技术的相关课题基于电压源换流器的高压直流输电技术（VSC-HVDC）是以电压源换流器为核心的新一代直流输电技术，采用最先进的电压源换流器（VSC）、全控型电力电子器件（IGBT）和脉冲调制（PWM）技术，解决了常规直流输电技术的诸多固有瓶颈：它可以实现有功功率和无功功率的独立控制，提供动态无功补偿能力，改善电能质量，向无源网络供电，并且滤波容量小，占地面积小，环境污染低，便于模块化。
相比于交流输电和常规直流输电，其可控性较好、运行方式灵活，在传输能量的同时，还能灵活调节交流系统的电压，在可再生能源并网、城市供电、海岛供电等方面具有巨大的优势。
大规模海上和陆地风能、荒漠太阳能、水电等可再生能源电力的开发，对美国、欧洲、中国等各大电力系统都提出了大容量、远距离输电的需求。
为此，各国都在现有输电技术的基础上研究探索新的输电方式和输电技术，为发展新的输电网络提前作技术储备。
中等职业学校电工技术基础与技能课程标准
《电工技术基础与技能》课程标准第二次修改稿王亚义第一部分一、课程性质与作用本课程是中等职业学校电类专业的一门基础课程。
其任务是：使学生掌握电子信息类、电气电力类等专业必备的电工技术基础知识和基本技能，具备分析和解决生产生活中一般电工问题的能力，具备学习后续电类专业技能课程的能力；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高学生的综合素质与职业能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。
二、课程教学目标1.知识能力：使学生会观察、分析与解释电的基本现象，理解电路的基本概念、基本定律和定理，了解其在生产生活中的实际应用；会使用常用电工工具与仪器仪表；能识别与检测常用电工元件；能处理电工技术实验与实训中的简单故障；掌握电工技能实训的安全操作规范。
2.职业能力：结合生产生活实际，了解电工技术的认知方法，培养学习兴趣，形成正确的学习方法，有一定的自主学习能力。
3..职业素养能力：通过参加电工实践活动，培养运用电工技术知识和工程应用方法解决生产生活中相关实际电工问题的能力；强化安全生产、节能环保和产品质量等职业意识，养成良好的工作方法、工作作风和职业道德。
三、课程的内容课程内容由基础模块和选学模块两部分组成。
1．基础模块是各专业学生必修的基础性内容和应该达到的基本要求。
2．选学模块是适应不同专业需要，以及不同地域、学校的差异，满足学生个性发展的选学内容，选定后即为该专业的必修内容。
知识基础模块教学单元教学内容目标与任务认识实训室与安全用电认识实训室通过现场观察与讲解，了解电工实训室的电源配置，认识交、直流电源、基本电工仪器仪表及常用电工工具；对本课程形成初步认识，培养学习兴趣安全用电了解电工实训室操作规程及安全电压的规定，树立安全用电与规范操作的职业意识；通过模拟演示等教学手段，了解人体触电的类型及常见原因，掌握防止触电的保护措施，了解触电的现场处理措施；通过模拟演示等教学手段，了解电气火灾的防范及扑救常识，能正确选择处理方法直流电路电路的组成与电路模型认识简单的实物电路，了解电路组成的基本要素，理解电路模型，会识读简单电路图；识别常用电池的外形、特点，了解其实际应用。
超导材料
1986年——瑞士科学家贝德诺兹和缪勒，发现 高温超导铜氧化物。30K左右的钡镧铜氧。 1986年——朱经武发现Tc=52k的BaLaCuO. 1987年——赵忠贤、陈立泉研制成功Tc=93k的 YBaCuO。 1988-2000年——高温超导体迅猛发展，Tc不 断升高已达132k. 2008年2月日本和中国科学家发现了一类新的 高温超导材料——铁基超导材料。东京工业大
理论基础—BCS超导理论
1956年的时候，美国物 理学家库柏提出了一个 重要的观点：当满足一 定条件，在电子和电子 之间存在有吸引力时， 这两个电子就会形成一 个 “ 电子对 ” ，它 们被束缚在一起 。这样 的 “ 电子对 ” 称为 “ 库柏对 ” 。 电子在晶格点阵中运动，它对周围的正离子有吸 引作用，从而造成局部正离子的相对集中，导致 对另外电子的吸引作用。这种作用可以用电子声子相互作用模式处理。
学的研究小组发现临界温度达26k的镧氧氟铁砷
超导材料LaO0.5F0.5FeAs。 2011年，日本发现了一种新的超导体材料—— BiS2基超导体。LaO1-xFxBiS2的Tc=10.6k
四、超导材料的应用
应用一，输电电缆、电机、储能
零电阻效应 高温超导输电线可大大节约电能一般的铜线高 架远距离输电，输电线路电能损失达5%— 15%。就美国太平洋煤气电力公司而言，一年 线路电能损失达2亿美元，如果用高温超导线 路远距离输电，则可以避免电能的损失。届时， 我国西南丰富的水能资源即全部开发出来，通 过高温超导输电线路，输送到东南沿海经济发 达地区，解决这些地区的缺电问题。 超导电机：无热损耗，电能全部转化。 超导储能：非常高的能量密度，可以无损耗贮 存巨大的能量。
常规超导材料
弱电超导材料：只涉及小电流和弱磁场。 弱电应用的超导材料多数情况下是先做 成薄膜，然后由膜加工成适当的元器件。 例如，目前最准确的电压标准仪器，其 心脏部件是4个铅膜——氧化铅膜——铅 膜做成的约瑟夫森结。
电工技术基础与技能-完整版-教案
课题1－1电路1－2电流教学目标 1. 路的组成及其作用, 电路的三种基本状态。
2．理解电流产生的条件和电流的概念, 掌握电流的计算公式。
教学重点 1. 电路各部分的作用及电路的三种状态。
2. 电流的计算公式。
教学难点对电路的三种状态的理解。
第一节电路一、电路的组成1. 电路: 由电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路。
2. 电路的组成: 电源、用电器、导线、开关（画图讲解）。
(1) 电源: 把其他形式的能转化为电能的装置。
如: 干电池、蓄电池等。
(2) 用电器：把电能转变成其他形式能量的装置, 常称为电源负载。
如电灯等。
(3) 导线: 连接电源与用电器的金属线。
作用: 把电源产生的电能输送到用电器。
(4) 开关: 起到把用电器与电源接通或断开的作用。
二、电路的状态（画图说明）1. 通路（闭路）: 电路各部分连接成闭合回路, 有电流通过。
2. 开路（断路）: 电路断开, 电路中无电流通过。
3．短路（捷路）：电源两端的导线直接相连。
短路时电流很大, 会损坏电源和导线, 应尽量避免。
三、电路图1. 电路图: 用规定的图形符号表示电路连接情况的图。
2. 几种常用的标准图形符号。
第二节电流一、电流的形成1. 电流: 电荷的定向移动形成电流。
（提问）2. 在导体中形成电流的条件(1) 要有自由电荷。
(2) 必须使导体两端保持一定的电压（电位差）。
二、电流1. 电流的大小等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值。
qI =t2. 单位: 1A1C/s；1mA10 3 A；1(A106A3. 电流的方向实际方向—规定: 正电荷定向移动的方向为电流的方向。
提问: 金属导体、电解液中的电流方向如何？参考方向: 任意假定。
4. 直流电：电流方向和强弱都不随时间而改变的电流。
（画图说明练习习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）1. 是非题(1) ～(3)小结 1. 电路的组成及其作用。
2. 电路的三种工作状态。