直流电路基础知识
电工基础知识

一 .电工基础知识1. 直流电路电路电路的定义: 就是电流通过的途径电路的组成: 电路由电源、负载、导线、开关组成 内电路: 负载、导线、开关 外电路: 电源内部的一段电路 负载: 所有电器电源: 能将其它形式的能量转换成电能的设备基本物理量1.2.1 电流1.2.1.1 电流的形成: 导体中的自由电子在电场力的作用下作有规则的定向运动就形成电流.1.2.1.2 电流具备的条件: 一是有电位差,二是电路一定要闭合.1.2.1.3 电流强度: 电流的大小用电流强度来表示,基数值等于单位时间内通过导体截面的电荷量,计算公式为tQ I =其中Q 为电荷量(库仑); t 为时间(秒/s); I 为电流强度1.2.1.4 电流强度的单位是 “安”,用字母 “A”表示.常用单位有: 千安(KA)、安(A)、毫安(mA) 、微安(uA)1KA = 103A 1A = 103mA 1mA = 103uA1.2.1.5 直流电流(恒定电流)的大小和方向不随时间的变化而变化,用大写字母 “I”表示,简称直流电.1.2.2 电压1.2.2.1 电压的形成: 物体带电后具有一定的电位,在电路中任意两点之间的电位差,称为该两点的电压.1.2.2.2 电压的方向: 一是高电位指向低电位; 二是电位随参考点不同而改变.1.2.2.3 电压的单位是 “伏特”,用字母 “U ”表示.常用单位有: 千伏(KV) 、伏(V)、毫伏(mV) 、微伏(uV)1KV = 103V 1V = 103 mV 1mV = 103 uV1.2.3 电动势1.2.3.1 电动势的定义: 一个电源能够使电流持续不断沿电路流动,就是因为它能使电路两端维持一定的电位差.这种电路两端产生和维持电位差的能力就叫电源电动势. 1.2.3.2 电动势的单位是 “伏”,用字母 “E”表示.计算公式为 QA E =(该公式表明电源将其它形式的能转化成电能的能力)其中A 为外力所作的功,Q 为电荷量,E 为电动势.1.2.3.3 电源内电动势的方向: 由低电位移向高电位1.2.4 电阻1.2.4.1 电阻的定义: 自由电子在物体中移动受到其它电子的阻碍,对于这种导电所表现的能力就叫电阻.1.2.4.2 电阻的单位是 “欧姆”,用字母 “R”表示. 1.2.4.3 电阻的计算方式为: sl R ρ= 其中l 为导体长度,s 为截面积,ρ为材料电阻率 铜ρ=0.017铝ρ=0.028欧姆定律1.3.1 欧姆定律是表示电压、电流、电阻三者关系的基本定律.1.3.2 部分电路欧姆定律: 电路中通过电阻的电流,与电阻两端所加的电压成正比,与电阻成反比,称为部分欧姆定律.计算公式为 RU I =IUR =U = IR 1.3.3 全电路欧姆定律: 在闭合电路中(包括电源),电路中的电流与电源的电动势成正比,与电路中负载电阻及电源内阻之和成反比,称全电路欧姆定律.计算公式为 0r R EI +=其中R 为外电阻,r 0为内电阻,E 为电动势电路的连接(串连、并连、混连) 1.4.1 串联电路 1.4.1.1 电阻串联将电阻首尾依次相连,但电流只有一条通路的连接方法. 1.4.1.2 电路串联的特点为电流与总电流相等,即I = I 1 = I 2 = I 3…总电压等于各电阻上电压之和,即 U = U 1 + U 2 + U 3… 总电阻等于负载电阻之和,即 R = R 1 + R 2 + R 3…各电阻上电压降之比等于其电阻比,即 2121R RU U =,3131R R U U =, … 1.4.1.3电源串联: 将前一个电源的负极和后一个电源的正极依次连接起来.特点: 可以获得较大的电压与电源.计算公式为 E = E 1 + E 2 + E 3 +…+ E n r 0 = r 01 + r 02 + r 03 +…+ r 0nnnr r r r E E E E I 0030201321......++++++++=1.4.2 并联电路1.4.2.1 电阻的并联: 将电路中若干个电阻并列连接起来的接法,称为电阻并联.1.4.2.2并联电路的特点: 各电阻两端的电压均相等,即U 1 = U 2 = U 3 = … = U n ; 电路的总电流等于电路中各支路电流之总和,即I = I 1 + I 2 + I 3 + … + I n ; 电路总电阻R 的倒数等于各支路电阻倒数之和,即nR R R R R 1...1111321++++=.并联负载愈多,总电阻愈小,供应电流愈大,负荷愈重.1.4.2.3 通过各支路的电流与各自电阻成反比,即2121R R I I = 1.4.2.4电源的并联:把所有电源的正极连接起来作为电源的正极,把所有电源的负极连接起来作为电源的负极,然后接到电路中,称为电源并联.1.4.2.5 并联电源的条件:一是电源的电势相等;二是每个电源的内电阻相同.1.4.2.6并联电源的特点:能获得较大的电流,即外电路的电流等于流过各电源的电流之和.1.4.3 混联电路 1.4.3.1 定义: 电路中即有元件的串联又有元件的并联称为混联电路 1.4.3.2 混联电路的计算: 先求出各元件串联和并联的电阻值,再计算电路的点电阻值;由电路总电阻值和电路的端电压,根据欧姆定律计算出电路的总电流;根据元件串联的分压关系和元件并联的分流关系,逐步推算出各部分的电流和电压.电功和电功率 电功电流所作的功叫做电功,用符号 “A”表示.电功的大小与电路中的电流、电压及通电时间成正比,计算公式为 A = U IT =I2RT电功及电能量的单位名称是焦耳,用符号 “J”表示;也称千瓦/时,用符号 “KWH”表示. 1KWH=3.6M J电功率电流在单位时间内所作的功叫电功率,用符号 “P”表示.计算公式为RU R I UI t A P 22====电功率单位名称为 “瓦”或 “千瓦”,用符号 “W”或 “KW”表示;也可称 “马力.1马力=736W 1KW = 1.36马力电流的热效应、短路 电流的热效应定义: 电流通过导体时,由于自由电子的碰撞,电能不断的转变为热能.这种电流通过导体时会发生热的现象,称为电流的热效应.电与热的转化关系其计算公式为 t RU W RT I Q 22=== 其中Q 为导体产生的热量,W 为消耗的电能.短路定义: 电源通向负载的两根导线,不以过负载而相互直接接通.该现象称之为短路.短路分析: 电阻(R) 变小,电流(I)加大,用公式表示为 0r R EI +=短路的危害: 温度升高,烧毁设备,发生火灾;产生很大的动力,烧毁电源,电网破裂.保护措施: 安装自动开关;安装熔断器.2. 交流电路;单相交流电路定义: 所谓交流电即指其电动势、电压及电流的大小和方向都随时间按一定规律作周期性的变化,又叫正磁交流电.单相交流电的产生: 线圈在磁场中运动旋转,旋转方向切割磁力线,产生感应电动势.单相交流发电机: 只有一个线圈在磁场中运动旋转,电路里只能产生一个交变电动势,叫单相交流发电机.由单相交流发电机发出的电简称为单相交流电.交流电与直流电的比较: 输送方便、使用安全,价格便宜。
第一章电路基本知识

负载:指电动机、电灯等各类用电器,在电路中是接收 电能的装置,可将其它形式的能量转换成电能。
中间环节:将电源和负载连成通路的输电导线、控制电路 通断的开关设备和保护电路的设备等。
电工电子技术
第一节 电路及其主要物理量 直流电路基本知识
例:手电筒
s
1 3 2
弹簧
电池
电珠
开关 金属连片6
电工电子技术
直流电路基本知识第三节 电路的基本状态
三种状态: 开路状态 短路状态 有载状态
R0
A +
C + U2
S R
+ E –
电源
U1
– B
– D 负载
用U1表示电源的端电压UAB
用U2表示负载的端电压UCD
3
电工电子技术
一、有载状态
直流电路基本知识第三节 电路的基本状态
电路的一般工作状态。 (一)特征 (1)电路中的电流为
一般电容为线性电容。
2
电工电子技术
直流电路基本知识
第二节 电路模型
电容元件的种类
2
电工电子技术
直流电路基本知识
第二节 电路模型
电容元件
3
电工电子技术
直流电路基本知识
第二节 电路模型
3.电容元件上通过的电流与元件两端的电压 对时间的变化率成正比。 I +
电压变化越快, 电流越大
dq du i C dt dt
1 WC 0 uidt 0 Cudu Cu 2 2
t u
3
电工电子技术
直流电路基本知识
理想电路元件又分有有源和无源两大类
无源二端元件 有源二端元件
+ R
电路基础知识点总结

电路基础知识点总结电路是电子学的基础,它是由电源、导线和电子元件组成的。
电路可以分为直流电路和交流电路,其中每种电路都有一些基础知识点需要我们了解。
本文将对电路基础知识点进行总结,并介绍相关概念和理论。
1. 电压(Voltage):电压是电路中最基本的概念之一。
它代表着电源的电能转换成电势能的大小。
电压通常用V表示,其单位为伏特(Volt)。
电压可以看作是电荷移动的驱动力,通过电路中的导线和元件传递。
2. 电流(Current):电流是指电荷在单位时间内通过导线的数量。
电流的方向通常是从正极到负极的流动,电流的单位为安培(Ampere),通常用I表示。
根据欧姆定律,电流与电压和电阻之间存在一定的关系,即I = V / R。
3. 电阻(Resistance):电路中的元件对电流的阻碍称为电阻。
电阻的单位为欧姆(Ohm),通常用R表示。
电阻可以使电路中的电能转换成其他形式的能量,如热能。
根据欧姆定律,电阻与电压和电流之间存在一定的关系,即R = V / I。
4. 阻抗(Impedance):阻抗是交流电路中电阻和电抗的总称。
电抗是电路对交流电流的阻碍。
阻抗的单位也是欧姆,通常用Z表示。
阻抗与电阻类似,但对于交流电路而言,阻抗还包括电容和电感的影响。
5. 电容(Capacitance):电容指的是电路中的电子元件对电荷的存储能力。
电容器是最常见的电容元件,其单位为法拉(Farad),通常用C表示。
电容器能够在电场中存储电能,当电容器两端施加电压时,会积累电荷。
6. 电感(Inductance):电感是电路中的元件对电流变化的阻抗。
电感器是最常见的电感元件,其单位为亨利(Henry),通常用L表示。
电感器通过磁场的变化来储存和释放电能,当电流发生变化时,会产生电感作用。
7. 串联与并联:在电路中,元件可以通过串联或并联来连接。
串联是指将元件相连接,电流依次经过每个元件,而电压在元件间分配。
并联是指将元件平行连接,电流在元件中分流,而电压相同。
电工基础题库-复杂直流电路

第三章复杂直流电路[知识点]1.支路节点回路网孔的概念2.基尔霍夫定律3.支路电流法4.叠加定理5.戴维南定理6.两种电源模型及等效变换[题库]一、是非题1.基尔霍夫电流定律是指沿任意回路绕行一周,各段电压的代数和一定等于零。
2 .任意的闭合电路都是回路。
3 .理想电压源和理想的电流源是可以进行等效变换的。
4 .电压源和电流源等效变换前后电源内部是不等效的。
5 .电压源和电流源等效变换前后电源外部是不等效的。
6.在支路电流法中用基尔霍夫电流定律列节点电流方程时。
若电路有m个节点,那么一定要列出m个方程来。
7 .回路电流和支路电流是同一电流。
8.在电路中任意一个节点上,流入节点的电流之和,一定等于流出该节点的电流之和。
9.在计算有源二端网络的等效电阻时,网络内电源的电动势可去掉,电源的内阻也可不考虑。
10 .由若干个电阻组成的无源二端网络,一定可以把它等效成一个电阻。
11 .任意一个有源二端网络都可以用一个电压源来等效替代。
12.用支路电流法求解各支路电流时,若电路有 n条支路,则需要列出n-1个方程式来联立求解。
13 .电路中的电压、电流和功率的计算都可以应用叠加定理。
14.如果网络具有两个引出端与外电路相连,不管其内部结构如何,这样的网络就叫做二端网络。
15 .在任一电路的任一节点上,电流的代数和永远等于零。
二、选择题1.某电路有3个节点和7条支路,采用支路电流法求解各支路电流时,应列出电流方程和电压方程的个数分别为A 、3, 4B 、4, 3C 、2, 5D 、4, 72.如图所示,可调变阻器 R获得最大功率的条件是A、1.2ΩB、2ΩC 、3 ΩD、5Ω3.实验测得某有源二端线性网络的开路电压为 6V,短路电流为2A,当外接电阻为3Ω,其端电压为A 、2VB 、3VC、4VD、6V4.在上题中,该线性网络的开路电压为 6V,短路电流为2A,当外接电阻为( )时,可获得最大功率。
A 、1 ΩB 、2ΩC、3 ΩD、4Ω5.上题中,该有源二端线性网络等效为一个电压源的电压为A 、2VB 、3VC、4VD、6V6.把图示电路用电流源等效替代,则该电流源的参数为A 、3A,3 ΩB 、3A,4ΩC、1A,1 ΩD、1.5A,4Ω7.上题电路用电压源等效替代,则电压源的参数为A 、9V,3 ΩB 、1V,1 ΩC、3V,4ΩD、6V,4Ω8.如图所示网络N1 、N2,已知I1=5A, I2=6A,则I3为A 、11AB 、-11AC、1AD、-1A9.如图所示,电流I的值为A 、1AB 、-2AC、2AD、-1A10 .上图中, Us的值为A 、3VB 、-3VC、2VD、-2V11.下面的叙述正确的是A、电压源和电流源是不能等效变换的B、电压源和电流源等效变换后,内部是不等效的C、电压源和电流源等效变换后,外部是不等效的D、以上说法都不正确12.电路如图,所示该电路的节点数和支路数分别为A 、3, 5B 、3, 6C、4, 6D、4, 513 .如图所示, A、B两点间的等效电压是A 、-18VB 、18VC、-6VD、6V14 .上题中, A、B两点间的等效电阻是A 、0 ΩB 、3 ΩC、6ΩD、不能确定15.电路如图所示,电流I为A 、0AB 、2AC、-2AD、4A三、填空题1.基尔霍夫电流定律指出流过任一节点的为零,其数学表达式为;基尔霍夫电压定律指出从电路上的任一点出发绕任意回路一周回到该点时为零,其数学表达式为。
电工电子技术基础直流部分复习题

《电工与电子基础》直流部分复习题一、直流电路复习知识点1、电路的组成2、实际电源与理想电源的区别3、电位的概念电压的概念电位与电压(电压降或电位差)的关系电压与电动势的关系4、电压、电流的参考方向的概念关联参考方向与非关联参考方向5、电功率指某元件的电功率P>0表明该元件是消耗功率P<0表明该元件是发出功率6、部分电路欧姆定律有源电路欧姆定律全电路欧姆定律7、电路的三种工作状态8、基尔霍夫电流、电流定律9、电阻的串、并联,电阻Y—Δ的等效变换10、电压源、电流源的等效变换11、支路电流法,叠加定理二、练习题(一)填空题1、如题2图电路所示,图(a)的U ab= V,图(b)的E= 。
2、在题4图所示电路中,U ab= V。
3、在题5图电路中,当开关S闭合时U a= V,U c= V,U ab= V;当开关S打开时,U a= V,U c= V,U ab= V。
4、已知题6图中电源E=10V,此电源在电路中吸收功率为30W,则流过此电源的电流I= A,电流实际方向由指向。
5、如题7电路中,已知I=8mA,U1=4V,U2=-2V,U3=-6V,由此可判断方框内元件是发出能量还是吸收能量。
元件1:,元件2:,元件3:。
6、在题8图所示电路中,I4= ,I5= ,E= 。
7、题9图所示电路为一含源支路,I1= ,I2= 。
8、题10图所示电路中,开关S打开,则U ab= 。
9、在题11图所示电路中,U1= ,U2= 。
10、一个量程为200mV,内阻为1KΩ的电压表,则应与该电压表一个阻值为R V= 的电阻。
11、在题14图电路中,开关S打开时R ab= ,开关S闭合时R ab= 。
12、在题15图所示电路中,已知I=9A,I1=3A,R1=4Ω,R3=6Ω,可知支路电阻R2= Ω,总电阻R= Ω。
13、在题1-16图(a)、(b)、(c)电路中,a b间等效电阻为:(a)Rab= Ω;(b)Rab= Ω;(c)Rab= Ω。
电路分析知识点总结大全

电路分析知识点总结大全一、电路分析的基础知识1. 电路基本元件在电路分析中,最基本的电路元件包括电阻、电容和电感。
这些元件分别用来阻碍电流、储存电荷和储存能量。
此外,还有理想电源、电压源、电流源等理想元件。
2. 电路参数在电路分析中,常用的电路参数包括电压、电流、电阻、电导、电容、电感、功率等。
3. 电路定理在电路分析中,常用的电路定理包括欧姆定律、基尔霍夫定律、戴维南-诺顿定理、叠加原理等。
4. 电路图在电路分析中,常用的电路图包括电路的标准符号、线路图和接线图。
二、直流电路的分析1. 基本电路的分析方法直流电路的分析主要包括基尔霍夫定律、欧姆定律、戴维南-诺顿定理和叠加定理等。
通过这些方法可以求得电流、电压、功率等参数。
2. 串并联电路的分析串联电路的分析主要是利用欧姆定律和基尔霍夫定律,计算总电阻、电流分布和电压分布等;并联电路的分析也是利用欧姆定律和基尔霍夫定律,计算总电阻、电流分布和电压分布等。
3. 戴维南-诺顿定理的应用戴维南-诺顿定理可以将复杂电路转化为简单的等效电路,从而方便计算电路的各项参数。
4. 叠加定理的应用叠加定理通过将电路分解为多个独立的部分,分别计算每个部分对电压、电流的贡献,最后叠加得到最终结果。
三、交流电路的分析1. 交流电路的基本知识交流电路的基本知识包括交流电源、交流电压、交流电流、交流电阻、交流电抗等。
2. 交流电路的复数表示法在交流电路分析中,常使用复数表示法来分析电压、电流和阻抗等参数。
3. 交流电路的频率响应交流电路的频率响应表征了电路对不同频率信号的响应情况,通过频率响应可以分析电路的频率特性。
4. 交流电路的功率分析在交流电路中,功率的计算可以通过功率因数、有功功率和视在功率来分析电路的功率特性。
四、数字电路的分析1. 逻辑门的分析逻辑门是数字电路的基本元件,常见的逻辑门有与门、或门、非门、异或门等,通过逻辑门的组合可以实现各种逻辑运算。
2. 数字电路的布尔代数分析布尔代数是对逻辑门进行分析的基本方法,通过布尔代数可以推导出逻辑门的真值表和逻辑表达式。
直流电路基础教学方法

直流电路基础教学方法直流电路是电工学的基础,理解和掌握其基本原理对于学习电工学的学生来说至关重要。
因此,在直流电路的教学中,教师需要采用合适的教学方法,以帮助学生更好地理解和掌握直流电路的基础知识。
本文将介绍一些有效的直流电路基础教学方法。
一、理论与实践相结合在直流电路的教学中,理论与实践的相结合非常重要。
学生只有通过亲自动手实验和实践,才能更好地理解和记忆电路中的各个组成部分以及它们的作用。
因此,在教学中,可以设置一些实践环节,如搭建简单的电路、测量电流和电压等,让学生自己操作和观察。
这样可以帮助学生将抽象的理论知识转化为具体的实践操作,提高学习效果。
二、图示讲解法直流电路通常通过图示来表示,因此,图示讲解法是一种常用的教学方法。
教师可以在讲解时借助教具,如投影仪或白板,将电路图示直观地呈现给学生。
然后,逐步解释每个元件的作用和连接方式,帮助学生理解电路图示的含义。
通过图示讲解法,学生可以更好地理解电路的结构和性质,从而提高学习效果。
三、实际应用案例直流电路在现实生活中有着广泛的应用,在教学中引入实际应用案例可以增加学生的兴趣和参与度。
教师可以讲解一些与直流电路相关的实际案例,如电池的工作原理、电路中的电阻、电流计的使用等。
通过实际应用案例的引入,可以让学生更好地理解直流电路的实际应用价值,激发他们对电工学的兴趣。
四、互动讨论和合作学习在直流电路的教学中,引入互动讨论和合作学习可以增加学生间的交流和思维碰撞,激发他们的学习兴趣。
教师可以提出一些问题或情景,让学生分组进行讨论,鼓励他们积极提出自己的观点和解决方案。
通过互动讨论和合作学习,可以培养学生的思维能力和团队合作能力,并加深对直流电路知识的理解。
五、多媒体教学手段随着科技的发展,多媒体教学手段在教育领域得到了广泛应用。
在直流电路的教学中,教师可以借助多媒体教学设备,如投影仪和电脑,播放相关的动画、实验视频等。
这些多媒体教学手段可以直观地展示电流、电压的变化过程,帮助学生更好地理解直流电路的工作原理。
第6章_电工学基础知识_第3节 直流电和交流电

(四)三相电路
三相电路在生产上应用得最为广泛,发电、 输电和配电一般都采用三相制。在用电方面最主 要的负载是三相交流电动机。 如图l一6—6所示,通常情况下,从三相交 流发电机或三相变压c器输出三根相线(也称火线, 用A、B、c表示)和一根中线(也称零N线,用O或N 表示)。
任何两相火线之间的相位差为1200,火线与
的电源都是指能供给恒定直流的电源。
交流电流的大小和方向的变化,有的是
有规律的,也有的是没有规律的。但是在研 究和应用中所指的交流电一般都是指有规律 变化的交流电。 在有规律变化的交流电中,又分为按正 弦规律变化的正弦交流电和不按正弦规律变 化的非正弦交流电两种。在工业和技术中,
应用最普遍、最广泛的是每秒钟变化50周或
也就是说,某个交流电通过电阻在一个周 期内产生的热量,和另一个直流电通过同样大
小的电阻在相等的时间内产生的热量相等,那
么这个交流电的有效值在数值上就等于这个直 流电的大小。例如,我们平时所用的220V交流 电,是指电压的有效值为220V,不是最大值, 其最大值为3“V。
交流电的最大值约是有效值的1.414倍。
(三)相位角和相位差
由于正弦量是随时间而变化的,要确定一个正
弦量还必须规定一个计时起点,所取的计时起点不
同,达到幅值或某一特定值所需的时间也就不同。
这个计时起点用相位角来表示,即∞t或(wt+ Ψ)。
两个同频率正弦量的相位角之差称为相位差角或相 位差,用咖表示。例如某线路中,正弦电压为 100sin(wt+ Ψ)V,电流为10 sin(wt+Ψ)A,则电压 与电流之间的相位差为: Ψ = Ψ 1一Ψ2
火线之间的电压称为线电压,火线与零线之间的
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第一章直流电路基础知识§ 1—1库仑定律本节要求:了解电荷的种类及电荷之间的相互作用力掌握库仑定律。
一、电荷之间的相互作用力当物体受到摩擦等作用时,物体就带了电,或者说带了电荷。
自然界中存在着两种电荷,即正电荷和负电荷。
电荷之间存在相互作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
二、电荷量电荷的多少叫电荷量,用字母Q表示。
在国际单位制中,电荷量的单位名称是库仑,用字母C表示。
三、库仑定律静止的点电荷间的相互作用力所遵循的库仑定律:在真空中两个点电荷q i、q2 间的作用力F的大小跟它们所带电荷量的乘积q i q2成正比,跟它们之间距离r的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
库仑定律公式为qg2q i、q2――点电荷电荷量,单位是库[仑],符号为C; r 两个点电荷间的距离,单位是米,符号为m;k——静电恒量,k=9X109 N • m2/C2;F――静电力,单位是牛[顿],符号为N。
静止的点电荷之间的这种作用力叫静电力或库仑力。
只有当带电体的几何线度(直径)远远小于带电体间的距离时,带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计,这样的带电体可以看成点电荷。
注意下面两个问题:(1) 只适用于计算两个点电荷间的相互作用力。
(2) 求点电荷间相互作用力时,不用把表示正、负电荷的“+”、“一”符号代人公式中,计算过程中可用绝对值计算,其结果可根据电荷的正、负确定作用力为引力或斥力以及作用力的方向。
例题两个点电荷电荷量q i= —4X10 6C, q2=—1.2X10 6C,在真空中的距离r= 0.4m,求两个点电荷间作用力的大小及方向。
解:根据库仑定律109 ^0 10卫=0.27Nr20.42作用力的方向在两个点电荷的连线上。
因为同带负电荷,所以作用力为斥力。
作业P2 1。
填空题1、22。
计算题1、2§ 1—2 电场和电场强度本节要求:理解电场的特性。
掌握电场强度与电力线的特性。
一、电场存在于电荷周围空间,对电荷有作用力的特殊物质叫电场。
电荷间相互作用的静电力,是依靠电场来实现的,实际上是一个电荷的电场对另一个电荷的作用,因此静电力又常称做电场力。
电场具有两个重要的特性:(1) 位于电场中的任何带电体,都要受到电场力的作用。
(2) 电场具有能量。
二、电场强度检验电荷是带正电且电荷量很小的点电荷,不致影响原来的电场。
可以科学准确地研究原来电场的特性。
检验电荷在电场中某一点所受电场力F与检验电荷电荷量q的比值叫做该点的电场强度,简称场强。
用公式表示为式中F――检验电荷所受电场力,单位是牛[顿],符号为N ;q――检验电荷的电荷量,单位是库[仑],符号为C;E 一电场强度,单位是牛[顿]每库[仑],符号为N/C o电场强度既有大小又有方向。
电场中某点的场强方向,就是正电荷在该点所受电场力的方向。
三、电力线在电场中画出一系从正电荷出发到负电荷终止的曲线,使曲线上每一点的切线方向都和该点的电场强度向一致,这些曲线叫做电力线。
以下是几种常见的电力线如电力线具有以下特征:(1) 在静电场中,电力线总是起于正电荷而终止于负电荷(或无穷远)。
(2) 任何两条电力线都不会相交。
例题检验电荷电荷量q=3x10—9C,在电场中P点受到的电场力F=18N,求该点电场强度。
若检验电荷放在P点,电荷量q' 6x10—9C,检验电荷所受电场力是多少?解:根据电场强度的定义F 18E 9=6109N/Cq 3 10由于电场中某点场强与检验电荷无关,所以P点场强不变,q'所受电场力F 为F' =Eq,=6>XX6x10—9=36N 作业P5 1。
填空题1、2、32。
计算题1、23。
回答问题1、2、3§ 1—3 电流本节要求:掌握电流的概念。
理解电流的方向、电流电荷的定向运动叫做电流,是表示带电粒子定向运动的强弱的物理量。
电流在量值上等于通过导体横截面的电荷量q和通过这些电荷量所用时间t的比值。
用公式表示为I =9t式中q――通过导体横截面的电荷量,单位是库[仑],符号为C;t――通过电荷量g所用的时间,单位是秒,符号为s;I――电流,单位是安[培],符号为A。
如果在1s内,通过导体横截面的电荷量是1C,导体中的电流是1A。
在国际单位制中,电流的常用单位还有毫安(mA)和微安(uA):lA=10 mA=10 Ua二、电流的方向规定正电荷定向运动的方向为电流方向。
在事先无法确定电路中电流的真实方向时,先假定一个电流方向(假想的电流方向),称为参考方向。
用箭头在电路图中标明电流的参考方向,如果计算的结果电流为正值,那么电流的真实方向与参考方向一致;如果计算的结果电流为负值,那么电流的真实方向与参考方向相反。
电流方向只表明电荷的定向运动方向。
例题在5min时间内,通过导体横截面的电荷量为3.6C,求电流是多少安,合多少毫安?解:根据电流的定义式q 3.6I 0.012A =12mAt 5 60作业P6 1、2、3、4§ 1 —4 电压和电位本节要求:掌握电压、电位的概念。
掌握电压与电位之间的关系。
一、电压在匀强电场中,电荷q在电场力作用下,由a移动到b,电场力对电荷做的功为Wab。
a、b两点间的电压Uab在数值上等于电场力把电荷由a移到b所做的功Wab与被移动电荷电荷量q的比,用下式表示U -W abU ab 一q式中q――由a点移到b点的电荷量,单位是库[仑],符号为C;Wab――电场力将q由a移到b所做的功,单位是焦[耳],符号为J;Uab―― a、b两点间的电压,单位是伏[特],符号为V。
在国际单位制中,电压的常用单位还有千伏(kV)和毫伏(mV):lkV=103V 1V=103mV二、电位正电荷在电路中某点所具有的能量与电荷所带电荷量的比叫做该点电位。
电路中各点的电位是相对的,与参考点的选择有关。
某点电位等于该点与参考点间的电压。
比参考点高的电位为正,比参考点低的电位为负。
电压的方向由高电位指向低电位,即电位降低的方向。
电压的方向可以用高电位指向低电位的箭头表示,也可以用高电位标“ + ”,低电位标“一”来表示。
电路中a、b两点间的电压等于a、b两点间的电位之差。
即Uab=Va—Vb两点间的电压也叫两点间电位差。
讲到电压必须说明是哪两点间的电压。
例题在电场中有a、b、c三点,电荷电荷量q=5X10=2C,电荷由a移动到b 电场力做功2J,电荷由b移动到c电场力做功3J,以b为参考点,试求a点和c点电位。
解:以b点为参考点,贝U Vb=0V,根据电压定义式-2(1) Uab=Wab/q=2/(5x10 2)=40V Va=Uab+Vb=40V-2(2) Ubc=Wbc/q=3/(5x10 2)=60V Vc=Vb —Ubc=40V作业P8 1。
填空题1、2、32。
计算题§ 1—5 电源和电动势本节要求:了解电源的作用与电源的种类。
理解电源力与电动势一、电源电源是把其它形式能转换成电能的装置。
电源种类很多,女口:干电池、蓄电池、光电池、发电机等等。
电源正极电位高,负极电位低。
接通负载后,外电路中电流从高电位流向低电位;在电源内部电流则从负极流向正极。
二、电源电动势1电源力:存在于电源内部的非静电性质的力叫做电源力。
2 •电动势在电源内部,电源力把正电荷从低电位(负极板),移到高电位(正极板)反抗电场力所做的功与被移动电荷的电荷量的比,叫做电源的电动势。
用公式表示为WE =—q式中W――电源力移动正电荷做的功,单位是焦[耳],符号为J;q――电源力移动的电荷量,单位是库[仑],符号为C;E――电源电动势,单位是伏[特],符号为V。
电源电动势的方向规定为由电源的负极(低电位)指向正极(高电位)。
在电源内部的电路中,电源力移动正电荷形成电流,电流的方向是从负极指向正极;在电源外部的电路中,电场力移动正电荷形成电流,电流方向是从正极指向负极。
作业P9 1、2、3§ 1—6电阻和电阻定律本节要求:了解物质按导电性能的分类。
理解电阻的概念。
掌握电阻定律及导体电阻与温度的关系。
一、物质的分类根据物质导电能力的强弱,一般可分为导体、绝缘体和半导体。
一切导体都能导电,如银、铜、铝等是电的良导体。
绝缘体不能导电,如玻璃、胶木、陶瓷、云母等。
半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,如硅、锗等。
二、电阻导体对电流的阻碍作用叫电阻,用字母R表示。
任何物体都有电阻,当有电流流过时电阻时,都要消耗一定的能量。
三、电阻定律导体电阻的大小不仅和导体的材料有关,还和导体的尺寸有关。
在温度不变时, 一定材料制成的导体的电阻跟它的长度成正比,跟它的截面积成反比,叫做电阻定律。
均匀导体的电阻可用公式表示为R = : —Sm;式中J——电阻率,其值由电阻材料的性质决定,单位是欧[姆]米,符号为门• L ――导体的长度,单位是米,符号m;S――导体的截面积,单位是平方米,符号为m2;R――导体的电阻,单位是欧[姆],符号为15在国际单位制中,电阻的常用单位还有千欧(k •■)和兆欧(M1):3 3 6I k「=10 门1M「=10 k.-10 门几种常用材料在20r时的电阻率见课本PIO。
对金属导体而言,温度升高,导体的电阻增加。
例题一根铜导线长L=2000m,截面积S=2mm2,导线的电阻是多少?解:查表可知铜的电阻率:二1.75X10-8」• m,由电阻定律可求得R = ■-=1.75 10$ 200°£ =17.5 门S 2勺0作业P11 1。
填空题1、2、32。
回答问题§ 1 —7电路和欧姆定律本节要求:理解电路组成。
会画电路图部分常用的符号。
掌握部分电路与全电路欧姆定律。
一、电路电流流通的闭合路径叫电路。
它由电源、负载、联接导线、控制和保护装置四部分组成。
(1) 电源:向电路提供能量的设备。
常见的有干电池、蓄电池、发电机等。
(2) 负载:即用电器,它是各种用电设备的总称。
(3) 联接导线:它把电源和负载接成闭合回路。
常用的导线是铜线和铝线。
⑷控制和保护装置:用来控制电路的通断、保护电路的安全,使电路能够正常工作,如开关、熔断器、继电器等。
电路图部分常用符号见课本P12的表1—2。
=U/R' =15/25=0.6U| 4-:E -t II ■卢|,u nE=12V ,其内阻二、欧姆定律1部分电路欧姆定律某段电路中的电流I 与电路两端的电压U 成正比,与该段电路的电阻 R 成反 比,叫做部分电路欧姆定律。
用公式表示为I 显R电阻值不随电压、电流变化而变化的电阻叫做线性电阻,由线性电阻组成的 电路叫线性电路。
欧姆定律只适用于线性电路。
例题 某段电路的电压是一定的,当接上 101的电阻时,电路中产生的电流是 1.5A ;若用25门的电阻代替101的电阻,电路中的电流为多少?解:电路中电阻为10 1时,由欧姆定律得U=IR=I.5x10=15V用251的电阻代替101的电阻,电路中电流I2.全电路欧姆定律一个由电源和负载组成的闭合电路叫做全电 路,如图所示。