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电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试1.1项目分析如图1.1所示为手电筒电路，图1.1（a）为实体电路，图1.1（b）为电路模型。在理论分析计算时要将实体电路转换成电路模型。通过电路模型分析计算电路电压、电流及功率。通过比较分析，找出实物与电路符号的对应关系。项目1手电筒电路的安装与测试电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试1.给定若干电阻，对电阻进行识别，测量电阻阻值；2.给定电池、小电珠（可用电阻代替），开关，按图1.1所示进行电路连接，并测试电路电流和小电珠电压。1.3.1电路和电路模型由实际元器件构成电流的通路称为电路。1.2项目任务1.3相关知识1.电路的概念电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试由实际元器件构成电流的通路称为电路。电力电路电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试负载：2.电路的组成电源：电路中提供电能的装置。如发电机、蓄电池等。在电路中接收电能的设备。如电动机、电灯等。中间环节：电源和负载之间不可缺少的连接、控制和保护部件，如连接导线、开关设备、测量设备以及各种继电保护设备等。电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试电路通常由电源、负载和中间环节三部分组成。手电筒电路电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试3.电路的功能电路可以实现电能的传输、分配和转换。电力系统中电子技术中电路可以实现电信号的传递、存储和处理。电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试（1）电路模型4.电路模型和理想电路元件用抽象的理想电路元件及其组合，近似地代替实际的器件，从而构成了与实际电路相对应的电路模型。电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试（2）理想电路元件理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其电特性单一、精确，可定量分析和计算。电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试白炽灯的电路模型可表示为：iRRL消耗电能的电特性可用电阻元件表征产生磁场的电特性可用电感元件表征由于白炽灯中耗能的因素大大于产生磁场的因素，因此L可以忽略。理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其电特性单一、确切，可定量分析和计算。白炽灯电路电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试1.电流1.3.2电路的基本物理量（2）电流的大小idqdt=……（1-1）稳恒直流情况下IQt=……（1-2）1A=103mA=106μA=109nA（3）电流单位：安培A（4）电流的方向习惯上规定以正电荷移动的方向为电流的正方向。电路图上标示的电流方向为参考方向，参考方向是为列写方程式提供依据的，实际方向根据计算结果来定。如计算结果为正，表示参考方向就是实际方向，否则，相反。（1）电流形成：电荷有规则的定向移动形成电流。电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试(1)电场力：电荷间的相互作用力.(2)电压大小：(3)电压单位：伏（V）、KV、mV(4)电压的方向：电场力移动正电荷的方向.电路图上标示的电压方向为参考方向，参考方向是为列写方程式提供依据的，实际方向根据计算结果来定。(5)若电阻两端加电压，电阻中就有电流通过；若电阻中有电流通过，那电阻两端肯定有电压降。电压降的方向与电流的方向相同。2.电压Uab=Wa－Wbq电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试3.电位（1）电位定义电路中某点的电位就是该点到参考点之间的电压。Vx=Ux参（2）电位参考点电位参考点也称零电位点Vo=0如下图：则：VA=UAO、VB=UBOUa0=Wa－W0q电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试电路中某两点的电压就是该两点电位之差UAB=VA–VB例如:A点电位为65V,B点电位为35V,则UBA=?V解:UBA=VB-VA=35V-65V=-30V电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试4.电动势(1)大小:(2)方向：由低电位指向高电位(与电压定义方向相反）E=W源qE电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试（1）三者的定义式Uab=Wa－WbqVa=Wa－W0qE=W源q显然电压、电位和电动势的定义式形式相同，因此它们的单位一样，都是伏特[V]。电压等于两点电位之差：（2）三者的区别和联系Uab=Va－Vb电源的开路电压在数值上等于电源电动势；电路中某点电位数值上等于该点到参考点的电压。5.电压、电位和电动势关系电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试（1）关联和非关联6.电压、电流参考方向及关系实际电源上的电压、电流方向总是非关联的，实际负载上的电压、电流方向是关联的。因此，假定某元件是电源时，其电压、电流方向应选取非关联参考方向；假定某元件是负载时，其电压、电流方向应选取关联参考方向。电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试U=RI(关联参考方向）U=-RI(非关联参考方向）(2)根据关联与非关联,欧姆定律表示形式例：试例出如下图（a）（b）（c）（d）所示电路欧姆定律的表达式，并计算电路中的电阻。U=6VU=-6VU=-6VU=6V+-+--+-+I=2AI=-2AI=2AI=-2ARRRR(a)(b)(c)(d)电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试).(326);(326);(326);(326IURIURIURIUR图1（a）（b）（c）（d）的表达式和电阻分别为解：电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试（1）电流能使电动机转动、电炉发热、电灯发光，说明电流具有做功的本领。电流做的功称为电功。单位：U【V】；I【A】；t【s】时，电功W为焦耳【J】若U【KV】；I【A】；t【h】时，电功W为度【KW·h】1度电的概念1000W的电炉加热1小时100W的灯泡照明10小时40W的灯泡照明25小时（2）日常生活中，用电度表测量电功。当用电器工作时，电度表转动并且显示电流作功的多少。显然电功的大小不仅与电压电流的大小有关，还取决于用电时间的长短。W=UIt7.电功电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试8.电功率（1）单位时间内电流所作的功称为电功率，电功率的大小表征了设备能量转换的本领。P=UI国际单位制：U【V】，I【A】，电功率P用瓦特【W】。（2）用电器的铭牌数据值称为额定值，额定值指用电器长期、安全工作条件下的最高限值，一般在出厂时标定。（3）额定电功率反映了设备能量转换的本领。例如额定值为“220V、1000W”的电动机，是指该电动机运行在220V电压时、1秒钟内可将1000焦耳的电能转换成机械能和热能；“220V、40W”的电灯，表明该灯在220V电压下工作时，1秒钟内可将40焦耳的电能转换成光能和热能。电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试计算结果：P0元件耗能（吸收能量）P0元件供能（放出能量）P=0功率为零022RURIP规定：电压、电流是关联参考方向P=UI电压、电流是非关联参考方向P=-UI电阻元件是耗能元件:aI负载元件＋U－baI电源元件＋U－b关联非关联（4）释放、吸收功率电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试仔细理解下面的例题例1图示电路，若已知元件吸收功率为－20W，电压U为5V，求电流I。I=PU=－205=－4A解例2图示电路，已知元件中通过的电流为－100A，电压U为10V，电功率P。并说明元件性质。解P=UI=10×(-100)=1000W元件吸收正功率，说明元件是负载。电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试学生练习abUI)(24)4(6WIUP实际吸收24W功率。解：已知I=-4A，U=6V，求其功率。电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试1.理想电压源(1)理想电压源的定义(3)理想电压源的特点能独立向外电路提供恒定电压的二端元件。恒压不恒流。US恒定，I由电源和外电路共同决定。理想电压源的伏安特性(2)理想电压源的图符号平行于电流轴的一条直线1.3.3电路中的独立电源电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试(4)理想电压源的开路与短路开路I=0US+_RL+_U=USI=∞US+_RL短路+_U=0理想电压源不允许短路！电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试(5)理想电压源的串联与并联串联US=USk电压值相同的电压源才能并联，且每个电源的电流不确定。US2+_－+US1注意参考方向US=US1－US25V+_+_5VI5V+_I+_USºº并联电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试2.理想电流源(1)理想电流源的定义(3)理想电流源的特点能独立向外电路提供恒定电流的二端元件。恒流不恒压。IS恒定，U由电源和外电路共同决定。理想电流源的伏安特性(2)理想电流源的图符号平行于电压轴的一条直线电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试(4)理想电流源的开路与短路开路I=IS+_U=∞短路+_U=0理想电流源输出的电流值恒定，开路时由于理想电流源内阻无穷大，因此其端电压将趋近于无穷大！ISRLISRLI=IS因此，理想电流源不允许开路！光电池、稳流三极管一般可视为实际电流源。电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试(5)理想电流源的串联与并联IS1IS2IS3IS并联IS=ISk注意参考方向IS=IS1+IS2－IS3电流相同的理想电流源才能串联，且每个恒流源的端电压均由它本身及外电路共同决定。串联电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试3.实际电源的两种电路模型若实际电源输出的电压值变化不大，可用电压源和电阻相串联的电源模型表示，即实际电源的电压源模型。若实际电源输出的电流值变化不大，则可用电流源和电阻相并联的电源模型表示，即实际电源的电流源模型。电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试两种实际电源模型的外特性实际电源总是存在内阻的。若把电源内阻视为恒定不变，则电源内部、外部的消耗就主要取决于外电路负载的大小。在电压源形式的电路模型中，内外电路的消耗是以分压形式进行的；在电流源形式的电路模型中，内外电路的消耗是以分流形式进行的。电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试1.3.4电路基本定律1.部分电路欧姆定律U=RI(关联参考方向）U=-RI(非关联参考方向）例题：已知电路参数，求流过电阻的电流。电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试解(二)：设电流参考方向如图所示，是非关联参考方向ARUI2.11012解(一)：设电流参考方向如图所示，是关联参考方向ARUI2.11012电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试2.全电路欧姆定律当负载开路时，路端电压等于电动势。例题：已知：E=10VRO=1ΩR=9Ω求：（1）电流（2）电源输出电压解：（1）I=E/（R+R0）=10/（9+1）=1A（2）U=IR=1×9=9V思考：图中电流方向改变，欧姆定律公式会变吗？电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试1.3.5万用表的使用1.指针式万用表指针式万用表由测量机构(表头)、转换开关和测量电路组成。(1)电阻的测量(2)直流电流的测量(3)直流电压的测量(4)交流电压的测量(5)万用表使用注意事项电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试2.数字式万用表如下为一款DF-83型数字万用表。它的使用方法如下：黑笔总是插入COM孔，测量交流电压、电阻、二极管等通断检测时，红表笔插入V/Ω孔。电工基础项目教程项目1手电筒电路的安装与测试(1)交直流电压的测量。根据需要将量程开关拨到DCV(直流)或ACV(交流)的合适量程，红表笔插入V/Ω孔，黑表笔插入COM孔，并将表笔与被测线路并联，即显示读数。(2)交直流电流的测量。将量程开关拨到DCV(直流)或ACV(交流)的合适量程，红笔插入V/Ω孔，测量200mA以下交直流电流时，红表笔插入“mA”孔；测量200mA以上交直流电流时，红表笔插入A孔，黑表笔插入COM孔，将表笔与被测线路串联，测量直流时，数字万用表能自动显示极性。(3)电阻的测量。将量程开关拨到“Ω”的合适位置，红表笔插入V/Ω孔，黑表笔插入COM孔。如果被