第三章 直流电路

电阻并联及等效电路
电阻并联电路
2.并联电路的特点
①电压特点。并联电路中各电阻两端电压相等，等于电路两端总电压，
即
U＝U1＝U2＝U3＝…＝Un
②电流特点。并联电路的总电流等于通过各电阻的分电流之和，即
I＝I1+I2+I3+…+In
③电阻特点。并联电路的总电阻（等效电阻）等于各电阻倒数之和，即
111 1
电阻混联电路
3.混联电路的等效变换与等效电阻的求法
混联电路的等效变换通常采用等电位法，等电位法的一般分析 方法如下：
①确定等电位点，标出相应的符号。导线的电阻和理想电流表的 电阻可忽略不计，可以认为导线和电流表连接的两点是等电位点。
②画出串、并联关系清晰的等效电路图。根据等电位点，从电路 的一端画到另一端，一般先确定电阻最少的支路，再确定电阻次少 的支路。
1课时
【观察与思考】
从表中所列数据，你能 看出各功率之间有什么 关系吗？什么时候负载 能获得最大功率？
负载电阻R的大小与各功率之间的关系
①闭合电路中的功率平衡关系式成立，即电源产生的功率等于负载 获得的功率与电源内部消耗的功率之和。
②闭合电路中，当电源电动势E和内阻r固定时，负载获得的功率与 负载电阻R的大小有关。
【课堂练习】 教材中的思考与练习
第三节 电阻串联电路
【教学目标】
1.掌握电阻串联电路的特点。 2.学会用电阻串联电路的特点分析实际电路。 3.了解电阻串联电路的应用。
【教学重点】
电阻串联电路的特点
【教学难点】
用电阻串联电路的特点分析实际电路
【课时安排】
1课时
【观察与思考】
小灯泡电路
小明在做电路实验时，遇到了如下问题：想让一个额定值为“3V、 0.1A”的小灯泡正常工作，可手头只有12V的电源，如果把小灯泡直接 接到12V的电源中，小灯泡肯定会被烧坏，这可怎么办呢？你能帮小明 解决这个问题吗？
Ir＝U0是内电路上的电压降（也叫内压降），所以 E＝U+U0
【例1】有一电源电动势为3V，内阻r＝0.5，外接负载R＝9.5，求：
（1）电路中的电流；（2）电源端电压；（3）负载上的电压；（4） 电源内阻上的电压。
闭合电路欧姆定律
2.电源与外特性
电源端电压随负R↑载→I＝电流变化的规律叫做电源 的外特性，绘成的曲线称为外特性曲线，如右 图所示。
1
R R1 R2 R3
Rn
④电流分配。并联电路中通过各个电阻的电流与它的阻值成反比，即
I1R1 I2R2 I3R3 In Rn IR U
⑤功率分配。并联电路中各电阻消耗的功率与各电阻的阻值成反比，即
P1R1 P2R2 P3R3 Pn Rn U 2
【例1】一个4和一个6的两个电阻并联后，两端接12V的直流电源， 试求：（1）加在6电阻两端的电压；（2）电路中的总电阻；（3） 通过电路的总电流。
【课时安排】
1课时
【观察与思考】
小明在维修电子设备时，遇 到了如下问题：急需一个5的 电阻，而手头只有10、20 等的较大电阻。
你能帮小明解 决这个问题吗？
其实我们只需把2个10的电阻或者4个20的电阻并接，就能 得到5的电阻。
电阻并联电路
1.并联电路
把几个电阻并列地连接起来，就组成并联电路。如图（a）所示是由三 个电阻组成的并联电路，图（b）所示电路是图（a）的等效电路。
作在R＝r附近，这种工作状态一般称为“阻抗匹配状态”。而在电力 系统中，希望尽可能减少内部损失，提高供电效率，故要求R》r。
【例1】如下图所示电路中，电源电动势E＝6V，内阻r＝0.5， R1＝2.5，R2为变阻器，要使变阻器获得功率最大，R2应为多大？ R2获得的最大功率是多少？
【课堂小结】 1.负载获得最大功率的条件。 2.最大功率的计算。
2课时
任务一 识别电工工具与材料
1.电工工具
本实训项目需 用到的电工工 具主要有钢丝 钳、尖嘴钳、 斜口钳、剥线 钳及电工刀等
任务一 识别电工工具与材料
2.材料
本实训项目需用到 的材料主要有：塑 铜硬线、塑铜软线、 护套线、黑胶布、 黄腊带等
任务二 导线的剥削
1.塑料硬线的剥削
除去塑料硬线的绝缘层可以用剥线钳、钢丝钳和电工刀。 线芯截面积为4mm2以下的塑料硬线，可用钢丝钳进行剥离。具体 方法：根据所需线头长度，用钢丝钳刀口轻轻切破绝缘层表皮，但不可 切入线芯，然后左手把紧导线，右手握紧钢丝钳头部，用力向外勒去塑 料绝缘层，在勒去绝缘层时，不可在刀口处加剪切力以免伤及线芯。有 条件时，可使用剥线钳。 线芯截面积大于4mm2的塑料硬线绝缘层，一般用电工刀进行剥削。 具体方法：根据所需线头长度，电工刀刀口以45角切入塑料绝缘层， 但不可伤及线芯，接着刀面与线芯保持15角向外推进，将绝缘层削出 一个缺口，然后将未削去的绝缘层向后扳翻，再用电工刀切齐。
实训项目四 导线的剥削、连接 与绝缘的恢复
【教学目标】
1.掌握钢丝钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等常用 电工工具的使用方法。
2.学会导线的剥削、连接与绝缘恢复的操作。 3.能识别常用塑料硬线、软线、护套线及七股铜 芯导线。
【教学重点】
导线的剥削、连接与绝缘恢复的操作
【教学难点】
七股铜芯导线的连接
【课时安排】
电阻串联电路
1.串联电路
把电阻一个接一个依次连接起来，就组成串联电路。如下图所示是由 三个电阻组成的串联电路。
电阻串联及其等效电路
电阻串联电路
2.串联电路的特点
①电流特点。串联电路只有一条通路，所以串联电路中电流处处相等，
即I＝I1＝I2＝I3＝…＝In
②电压特点。串联电路两端的总电压等于各部分两端的电压之和，即
③求解等效电阻。根据电阻串、并联的关系求出等效电阻。
【例2】如图（a）所示电路中，R1＝R2＝R3＝R4＝10，试求S断开
与闭合时AB间的等效电阻。
分析：
S断开时，A与A为等电位点；从A点出发到B点有三条通
路，第一条通过R2，第二条通过R4，第三条通过R1与R3；其 简化等效电路如图（b）所示，即R1与R3串联再与R2、R4并 联。
第一节 闭合电路欧姆定律
【教学目标】
1.掌握闭合电路欧姆定律。 2.理解电源的外特性。
【教学重点】
闭合电路欧姆定律
【教学难点】
电源的外特性
【课时安排】
1课时
【观察与思考】
日常生活中，常常会遇到这样的情况：用电动势为1.5V的两节新电池 给手电筒供电，开始时，手电筒正常发光，亮度足，使用一段时间后， 手电筒逐渐变暗，最后完全处于不亮状态，取出电池，用万用表测电 池两端电压，其值约为1.4V。请问，虽然旧电池两端的电压还有 1.4V，可给同样的手电筒供电，为什么手电筒就不亮了呢？你能解释 这其中的原因吗？
小知识：当只有两个电阻R1、R 2串联时，可得R1、R 2两端 的分电压U1、U 2与总电压U之间的关系分别为：
U1
R1 R1 R2
U
U2
R2 R1 R2
U
【例2】一个4和一个6的两个电阻串联后，两端接10V的直流电源， 问4和6电阻两端的电压分别为多少？ 电路中的电流又为多少？4 电阻消耗的功率为多大？
负载获得最大功率的条件
负载获得最大功率条件：当电源给定而负载可变时，负载电阻R和电 源内阻r相等时，负载能够从电源中获得最大功率。最大功率为：
Pm ax
E2 4r
负载功率随电阻变化的曲线
小知识：获得最大功率时，由于R＝r，所以负载上和内阻上消耗的功
率相等，这时电源的效率不高，只有50%。在电子技术中，有些电路 主要考虑负载获得最大功率，效率高低是次要问题，因而电路总是工
分压器
【课堂小结】
1.串联电路 2.串联电路的特点 3.串联电路的应用 【课堂练习】 教材中的思考与练习
第四节 电阻并联电路
【教学目标】
1.掌握电阻并联电路的特点。 2.学会用电阻并联电路的特点分析实际电路。 3.了解电阻并联电路的应用。
【教学重点】
电阻并联电路的特点
【教学难点】
用电阻并联电路的特点分析实际电路
闭合电路欧姆定律
1.闭合电路欧姆定律
闭合电路中的电流I，与电源电动势E
成正比，与电路的总电阻R+r（内电
路电阻与外电路电阻之和）成反比，
这就是闭合电路欧姆定律。
用公式表示为：
I E rR
进一步作数学变换得： E＝Ir+IR
闭合电路
电源的电动 势等于内、 外电路电压
降之和
由于IR＝U是外电路上的电压降（也叫电源的端电压），
算电路的总电流。 ③求各部分的电压、电流和功率。根据欧姆定律、电阻的串、并联
特点和电功率的计算公式分别求出电路各部分的电压、电流和功率。
【例1】如图所示电路，已知U＝220V，R1＝R4＝10，R2＝300，R3 ＝600。试求：（1）电路的等效电阻R；（2）电路中的总电流I；（3）
电阻R2两端的电压U2；（4）电阻R3消耗的功率P3。
小提示：电阻的阻值越并越小。当n个相同阻值的电阻并
联时，其总电阻（等效电阻）为
R总
ห้องสมุดไป่ตู้
R n
【例2】已知R1＝2，R2＝3，现把R1、R2两个电阻并联后接入一 直流电源中，测得通过R1的电流为1A，则通过R2的电流为多大？
小知识：当只有两个电阻R1、R 2并联时，可得通过R1、R 2 电阻的分电流I1、I2与总电压I之间的关系分别为：
I1
R2 R1 R2
I
I2
R1 R1 R2
I
电阻并联电路
3.并联电路的应用
电阻并联电路的应用非常广泛。在工程上，常利用并联电阻的分流作 用来扩大电流表的量程；实际上凡是额定电压相同的用电器几乎都采 用并联，如各种电动机、各种照明灯具都采用并联，这样既可以保证 用电器在额定电压下正常工作，又能在断开或闭合某个用电器时，不 影响其他用电器的正常工作；利用大阻值的电阻并联来获得较小电阻 等等。