电工技术基础与技能(中职)第二章

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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。
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任务二 电路的基本物理量及其测量
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任务二 电路的基本物理量及其测量
活动二 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：
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任务二 电路的基本物理量及其测量
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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E＝3V， 试写出电压U的数值。
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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=E＝3V；图2-18（b）中，电压与 电动势规定正方向相同时，U=-E=-3V。
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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。
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任务二 电路的基本物理量及其测量
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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）。常用的单位还有kW（千瓦）、mW（毫瓦）， 它们之间的关系为
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Δ q表示在Δ 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
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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
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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α 表示，单位为1/℃。
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任务二 电路的基本物理量及其测量
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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。
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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2-17所示。
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）、mA （毫安）和μ A（微安），它们之间的关系为
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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。
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。
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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
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任务三 电阻
式中，ρ 为导体的电阻率，单位为Ω ·m；L 为导体的长度，单位为m;S为导体的横截面积， 单位为m2。
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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。
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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。
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任务三 电阻
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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：Ω （欧［姆］）、kΩ （千欧）、MΩ （兆欧）、GΩ （吉欧）、TΩ （太欧）。
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。
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任务一
电路的组成与电路模型
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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。
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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
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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。
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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。
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任务二 电路的基本物理量及其测量
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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。
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任务一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24所示电路中开关S合上时的工作状态。
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任务一
电路的组成与电路模型
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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。
任务二 电路的基本物理量及其测量
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，
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任务三 电阻
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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Ω 表示，除欧姆外，常用的单位还有kΩ （千欧）、MΩ （兆欧）,它们之间的关系为
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任务三 电阻
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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。
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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。
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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21中所示的开关。 (4)连接导线。即连接电源、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。
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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。
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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。
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任务二 电路的基本物理量及其测量
解：以A为参考点时，则
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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
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 一种是用箭头表示，如图2-11(b)所示。
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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。
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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。