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1、电工技术根底及技能教案第一节电路一、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：连接电源及用电器的金属线。作用：把电源产生的电能输送到用电器。(4) 开关：起到把用电器及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：电源两端的导线干脆相连。短路时电流很大，会损坏电源和导线，应
2、尽量防止。三、电路图1电路图：用规定的图形符号表示电路连接状况的图。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：电荷的定向挪动形成电流。提问2在导体中形成电流的条件(1) 要有自由电荷。(2) 必需使导体两端保持肯定的电压电位差。二、电流1电流的大小等于通过导体横截面的电荷量及通过这些电荷量所用时间的比值。I = 2单位：1A = 1C；1 = 10-3 A；1mA = 10-6A3电流的方向实际方向规定：正电荷定向挪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：随意假定。4直流电：电流方向和强弱都不随时间而变更的电流。画图说明第三节电阻一、电阻1导体对
3、电流所呈现出的阻碍作用。不仅金属导体有电阻，其他物体也有电阻。2导体电阻是由它本身的物理条件确定的。例：金属导体，它的电阻由它的长短、粗细、材料的性质和温度确定。3电阻定律：在保持温度不变的条件下，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，并及导体的材料性质有关。R = r 式中：r 导体的电阻率。它及导体的几何形态无关，而及导体材料的性质和导体所处的条件有关如温度。单位：R欧姆；l米m；S平方米m2；r欧米Wm。4(1) 阅读P6表1-1，得出结论。(2) 结论：电阻率的大小反映材料导电性能的好坏，电阻率愈大，导电性能愈差。导体：r 10-6 Wm绝缘体：r 107 Wm半导体：
4、10-6 Wm r 107 Wm(3) 举例说明不同导电性能的物质用处不同。二、电阻及温度的关系1温度对导体电阻的影响：(1) 温度上升，自由电子挪动受到的阻碍增加；(2) 温度上升，使物质中带电质点数目增多，更易导电。随着温度的上升，导体的电阻是增大还是减小，看哪一种因素的作用占主要地位。2一般金属导体，温度上升，其电阻增大。少数合金电阻，几乎不受温度影响，用于制造标准电阻器。超导现象：在极低温接近于热力学零度状态下，有些金属一些合金和金属的化合物电阻突然变为零，这种现象叫超导现象。3电阻的温度系数：温度每上升1C时，电阻所变动的数值及原来电阻值的比。假设温度为t1时，导体电阻为R1，温度为
5、t2时，导体电阻为R2，那么a = 即R2 = R1 1 + a ( t2 - t1 ) 例1：一漆包线铜线绕成的线圈，15C时阻值为20 W，问30C时此线圈的阻值R为多少？例2：习题电工根底第2版周绍敏主编4.计算题(3)。 第四节欧姆定律一、欧姆定律1内容：导体中的电流及它两端的电压成正比，及它的电阻成反比。I = 2单位：U伏特V；I安培A；R欧姆W。注：(1) R、U、I须属于同一段电路；(2) 虽R = ，但绝不能认为R是由U、I确定的；(3) 适用条件：适用于金属或电解液。例3：给一导体通电，当电压为20 A，问电压为30 A时，导体两端的电压多大？当电压减为零时，导体的电阻多大
6、？二、伏安特性曲线1定义：以电压为横坐标，电流为纵坐标，可画出电阻的UI关系曲线，叫电阻元件的伏安特性曲线。2线性电阻：电阻元件的伏安特性曲线是直线。K = ；R = = 3非线性电阻：假设电阻元件的伏安特性曲线不是直线，例：二极管。课前复习电阻定律和部分电路欧姆定律。第五节电能和电功率一、电能1设导体两端电压为U，通过导体横截面的电量为q，电场力所做的功为：W = q U 而q = I t，所以W = U I t单位：W焦耳J；U伏特V；I安培A；t 秒s。1度 = = 106 J2电场力所做的功即电路所消耗的电能W = U I t。3电流做功的过程事实上是电能转化为其他形式的能的过程。二、
7、电功率1在一段时间内，电路产生或消耗的电能刚好间的比值。P = 或P = U I单位：P瓦特W。2额定功率、额定电压：用电器上标明的电功率和电压，叫用电器的额定功率和额定电压。假设给用电器加上额定电压，它的功率就是额定功率，此时用电器正常工作。假设加在它上面的电压变更，那么它的实际功率也变更。例1：有一220 V / 60 W的白炽灯接在220 V的供电线路上，它消耗的功率为多大？假设加在它两端的电压为110 V，它消耗的功率为多少？不考虑温度对电阻的影响例2：P8例题。三、焦耳定律1电流的热效应2焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。Q = I2 R t
8、3单位：Q焦耳J；I安培A；R欧姆 W；t秒s第二章 简洁直流电路第一节闭合电路的欧姆定律一、电动势1电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。用符号E表示。2单位：伏特V留意点：(1)电动势由电源本身确定，及外电路无关。(2电动势的规定方向：自负极通过电源内部到正极的方向。二、闭合电路的欧姆定律1复习部分电路的欧姆定律 I = 2闭合电路欧姆定律的推导(1) 电路(2) 推导设t时间内有电荷量q通过闭合电路的横截面。电源内部，非静电力把q从负极移到正极所做的功W = E q = E I t，电流通过R和R0时电能转化为热能Q = I2 R t + I2 R0 t因为W = Q所以E I
9、 t = I2 R t + I2 R0 tE = I R + I R0或I = (3闭合电路欧姆定律闭合电路内的电流，及电源电动势成正比，及整个电路的电阻成反比。其中，外电路上的电压降端电压U = I R = E - I R0内电路上的电压降U = I R0电动势等于内、外电路压降之和E = I R + I R0 = U + U例1：如上图，假设电动势E = 24 V，内阻R0 = 4 W，负载电阻R = 20 W，试求：1电路中的电流；2电源的端电压；3负载上的电压降；4电源内阻上的电压降。例2 W W，求电路中的电流和端电压。例3 V的电源，及8 W V，求电源的内电阻。三、端电压1电动势
10、及外电路电阻的变更无关，但电源端电压随负载变更，随着外电阻的增加端电压增加，随着外电阻的削减端电压减小。证明：I = 当R增加时，R + R0增加，电流I减小，U = E - I R0 增加；同理可证，当R减小时，U也减小。2两种特例：1当外电路断开时，R趋向于无穷大。I = 0U = E - I R0 = E即U = E应用：可用电压表粗略地测定电源的电动势2当外电路短路时，R趋近于零，I = 趋向于无穷大，U趋近于零。短路时电流很大，会烧坏电源，引起火灾，决不允许将导线或电流表干脆接到电源上，防止短路。应用：测量电动势和电源内阻。例4：例1电工根底第2版周绍敏主编。例5：有一简洁闭合电路，
11、当外电阻加倍时，通过的电流减为原来的2/3，求内阻及外阻的比值。四、电源向负载输出的功率1P电源 = I E；P负载 = I U；P内阻 = I 2 R0；U = E - I R0同乘以I ，得U I = I E - I2 R0I E = I U + I2 R0P电源 = P负载 + P内阻在何时电源的输出功率最大？设负载为纯电阻当R = R0时， = 这时称负载及电源匹配。2电源输出功率P及负载电阻R的变更关系曲线3留意：当R = 时，电源输出功率最大，但此时电源的效率仅为50%。课前复习：1闭合电路欧姆定律的内容和表达式。2端电压随外电阻的变更规律。3电源输出最大功率的条件。第二节电池组一
12、个电池所能供给的电压不会超过它的电动势，输出的电流有一个最大限度，超出这个极限，电源就要损坏。对于要求较高电压或较大电流的场合，就要用到多个电池的串联和并联及混联。一、电池的串联1当负载须要较高电压时，可运用串联电池组供电。设串联电池组n个电动势为E，内阻为R0的电池组成，那么：E串 = n Er串 = n R02特点：(1) 电动势等于单个电池电动势之和。(2) 内阻等于单个电池内电阻之和。3注：用电器的额定电流必需小于单个电池允许通过的最大电流。二、电池的并联1当负载须要较大电流时，可运用并联电池组供电。设并联电池组n个电动势为E，内阻为R0的电池组成，那么E并 = E；R0并 = 2特点
13、：(1) 电动势等于单个电池的电动势。(2) 内阻等于单个电池内阻的。3注：用电器的额定电压必需低于单个电池的电动势。三、电池的混联1当单个电池的电动势和允许通过的最大电流都小于用电器额定电压和额定电流时，可采纳混联电池组供电。例1：有3个电池串联，假设每个电池的电动势E = V，内阻R0 = W，求串联电池组的电动势和内阻。例2：有5个一样的电池，每个电池的E = V，R0 = W W，求电路的电流及每个电池两端的电压。课前复习1串、并联电池组的电动势和内电阻的计算。2串、并联电池组的应用场合。第三节电阻的串联一、定义1电阻的串联把两个或两个以上的电阻依次连接起来，使电流只有一条通路。2特点
14、 电路中电流到处相等。 电路总电压等于各部分电路两端的电压之和。二、重要性质1总电阻U = I R；U1 = I R1；U2 = I R2 ； ； = I U = U1 + U2 + U3 + + I R = I R1 + I R2 + I R3 + + R = R1 + R2 + R3 + + 结论：串联电路的总电阻等于各个电阻之和。2电压安排I = ；I = ；I = ； ；I = = = = = = I结论：串联电路中各电阻两端的电压及它的阻值成正比。假设两个电阻串联，那么U1 = I R1；U2 = I R2 ；I = U1 = U；U2 = U3功率安排P = I U = I2 RP
15、1= I 2R1；P2 = I 2 R2 ；P3 = I 2 R3； ； = I2 = = = = 结论：串联电路中各电阻消耗的功率及它的阻值成正比。例1：有个电阻串联，其中R1 = 20 W，R2 = 15 W，R3 = 10 W，R4 = 10 W，接在110 V的电压上。求1电路的总电阻及电流；2R1电阻上的电压。例2：例1电工根底第2版周绍敏主编。例3：R1、R2为两个串联电阻，R1 = 4 R2，假设R1上消耗的功率为1 W，求R2上消耗的功率。三、电压1常用的电压表是用微安表或毫安表改装成的。2毫安表或微安表的重要参数：满偏电流 -表头内阻3电流越大，毫安表或微安表指针的偏角就越大
16、。由于U = I R，那么毫安表或微安表两端的电压越大，指针偏角也越大。4假如在刻度盘上干脆标出电压值，就可用来测电压，但这时能测的电压值很小。为了能测较大的电压，可串联一电阻，分担部分电压，就完成了电压表的改装。5测量时要及被测电路并联。6关键：会计算串联的电阻R的大小。设电流表的满偏电流为，内阻为，要改装成量程为U的电压表，求串入的RR = = 例4：例2电工根底第2版周绍敏主编。课前复习：1串联电路中电流、电压的根本特点。2串联电路的总电阻、电流安排和功率安排。3串联电阻的分压作用。第四节电阻的并联一、定义1电阻的并联：把假设干个电阻一端连在一起，另一端连接在一起。 2特点： 电路中各支
17、路两端的电压相等； 电路中总电流等于各支路的电流之和。二、重要性质1总电阻设电压为U，依据欧姆定律，那么I = ；I1 = ；I2 = ； ； = 因为I = I1 + I2 + I3 + + 所以 = + + + + 结论：并联电路总电阻的倒数等于各个电阻的倒数之和。2电流安排U = I1 R1；U = I2 R2；U = I3 R3 ； ；U = I1 R1 = I2 R2 = I3 R3 = = I = U结论：并联电路中通过各个电阻的电流及它的阻值成反比。当只有两只电阻并联时I1 = I；I2 = I3功率安排 = U = P1 R1 = P2 R2 = P3 R3 = = 结论：并联
18、电路中各个电阻消耗的功率及它的阻值成反比。例1：R1 = 24 W，R2 = 8 W，U = 12V，求总电阻及各电阻上的电流。例2：5个25 W的电阻并联，总电阻为多少？例3：两只电阻并联，其中R1为100 W，通过R1的电流I1为， 通过整个并联电路的电流I为1A，求R2和通过R2的电流I2。例4：在240 V的线路上并接15 W、30 W、40 W电热器各一个，求1各电热器上的电流；2总电流及总电阻；3总功率及各电热器消耗的电功率。例5：例1电工根底第2版周绍敏主编。三、电流表利用并联电路的分流原理，在微安表或毫安表上并联一分流电阻，按比例分流一部分电流，那么可以利用微安表和毫安表测量大
19、的电流扩大量程。R = = 其中：为电流表的满偏电流；为电流表内阻；I为电流表的量程；R为分流电阻。例5：P26例2。课前复习：电阻串、并联的根本特点和重要性质。第五节电阻的混联一、混联既有电阻的串联又有电阻的并联，叫电阻的混联。二、混联的计算步骤1把电路进展等效变换；2先计算各电阻串联和并联的等效电阻值，再计算电路的总的等效电阻；3由电路的总的等效电阻值和电路的端电压计算电路的总电流；4利用电阻串联的分压和电阻并联的分流关系，计算各部分电压及电流。三、进展电路等效变换的两种方法方法一：利用电流的流向及电流的分合，画出等效电路图。例1：R1 = R2 = 8 W，R3 = R4 = 6 W，R
20、5 = R6 = 4 W，R7 = R8 = 24 W，R9 = 16 W，U = 224 V，求：通过 R9 的电流和 R9 两端的电压。例2：例2。电工根底第2版周绍敏主编第六节万用表的根本原理一、表头简述表头原理。表头的参数：满偏电流；表头内阻。二、直流电压的测量1I = I 正比于U可以用来测量电压。2分压电阻的计算当U = ( 为电压表的量程 )那么I = = R = 3多量程的电压表例：例题。电工根底第2版周绍敏主编三、沟通电压的测量1补充：二极管的单向导电性通断条件二极管图2工作原理四、直流电流的测量1利用并联分流原理 = I2工作原理五、电阻的测量1mA 满偏电流为、内阻为的电
21、流表；R调零电阻2调零红、黑表笔短接，调R，使 = 那么指针满偏，红、黑笔间电阻为0。3测量接入电阻，I = 随变更，I也变更，每个对应一个I。4留意1刻度不匀称；2测量随电池内阻r的变更有影响，不精确。六、运用万用表的考前须知1理解性能及各符号字母的含义，会读数，理解各部件作用及用法。2视察表头指针是否处于零位。3测量前选择正确的位置：量程选择：应使表头指针偏倒满刻度三分之二左右。无法估算测量值时可从最大量程当渐渐削减到相宜量程。4读数1对有弧形反射镜的表盘，应使像、物重合。2估读一位小数。3理解每一刻度的值。5被测位正、负要分清。6测电流要串联。7测电压时要并联在被测电路两端。8测电阻时不
22、行带电测量。9测量过程中不允许拨动转换开关选择量程。10运用完毕后，要置于最高沟通电压挡或 挡。课前复习：运用万用表进展测量时要留意的问题。第七节电阻的测量一、伏安法1利用U = I R欧姆定律来测量电阻2步骤：1用电压表测出电阻两端的电压。2用电流表测出通过电阻的电流。3用R = 公式计算电阻值。3方法有两种I电流表内接法电流表外接法1电流表外接法R测 R实适用条件：待测电阻值比电压表内阻小得多R R实适用条件：待测电阻阻值比电流表内阻大得多R 。二、惠斯通电桥1原理1P32图2-26 R1、R2、R3、R4是电桥的4个臂，其中R4为待测电阻，其余3个为可调电阻，G是灵敏电流计，比较B、D两
23、点的电位。2调整电阻的阻值，使 = 0 I1 = I2；I3 = I4当R1和R3上电压降相等，R2和R4上的电压降也相等，既I1 R1 = I3 R3 ，I2 R2 = I4 R4时，两式相除，得 = R4 = 2测量结果的精确程度由下面的因素确定：1电阻的精确程度。2电流计的灵敏度。3学校常用的滑线式电桥计算方式 = R课前复习1伏安法测量电阻的原理。2伏安法测量电阻产生误差的缘由。3电桥平衡的条件。第八节电路中各点电位的计算一、电位的概念1零电位点计算电位的起点。习惯上规定大地的电位为零或电路中的某一公共点为零电位。2电位电路中任一点及零电位点之间的电压就是该点的电位。二、电位的计算方法
24、1确定零电位点。2标出电路中的电流方向，确定电路中各元件两端电压的正、负极。 3从待求点通过肯定的途径绕到零电位点，那么该点的电位等于此途径上全部电压降的代数和。假如在绕行过程中从元件的正极到负极，此电压便为正的，反之，从元件的负极到正极，此电压那么为负。三、举例例1：如图，求、例2：E1 = 45 V，E2 = 12 V，内阻忽视，R1 = 5 W，R2 = 4 W，R3 = 2 W，求：B、C、D 三点的电位。结论：1电位及所选择的绕行途径无关。2选取不同的零电位点，各电位将发生变更，但电路中随意两点间的电压将保持不变。第三章 困难直流电路第一节基尔霍夫定律一、根本概念1困难电路。2支路：
25、由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路。节点：三条或三条以上的支路会聚的点。回路：电路中任一闭合途径。网孔：没有支路的回路称为网孔。3举例说明上述概念。4提问：图3-1中有几个节点、几条支路、几条回路、几个网孔？5举例二、基尔霍夫电流定律1形式一：电路中随意一个节点上，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。 I入 = I出形式二：在任一电路的任一节点上，电流的代数和恒久等于零。 I = 0规定：假设流入节点的电流为正，那么流出节点的电流为负。2推广：应用于随意假定的封闭面。流入封闭面的电流之和等于流出封闭面的电流之和。例：本节例题三、基尔霍夫电压定律1内容：从一点动身绕回路一周回到该点时
26、，各端电压的代数和等于零。 U = 02留意点：1在绕行过程中从元器件的正极到负极，电压取正，反之为负。2绕行方向可选择，但已经选定后不能中途变更。课前复习1电路的节点、支路、回路、网孔的概念。2基尔霍夫电流定律、电压定律的内容和表达式。第二节基尔霍夫定律的应用一、支路电流法1以支路电流为未知量，应用基尔霍夫两定律列出联立方程，求出各支路电流的方法。2对于n条支路，m个节点的电路，应用支路电流法解题的步骤：1选定各支路电流为未知量，并标出各电流的参考方向，并标出各电阻上的正、负。2按基尔霍夫电流定律，列出m - 1个独立的节点电流方程式。3指定回路的绕行方向，按基尔霍夫电压定律，列出n - (
27、 m - 1 ) 个回路电压方程。4代入数，解联立方程式，求各支路的电流。5确定各支路电流的实际方向。3举例例1：本节例题例2：如图，E1 = E2 = 17 V，R1 = 1 W，R2 = 5 W，R3 = 2 W，用支路电流法求各支路的电流。课前复习习题电工根底第2版周绍敏主编4计算题3，用支路电流法求各支路的电流。第三节叠加定理一、叠加原理1运用叠加定理可以将一个困难的电路分为几个比较简洁的电路，然后对这些比较简洁的电路进展分析计算，再把结果合成，就可以求出原有电路中的电压、电流，防止了对联立方程的求解。2内容：在线性电路中，任何一个支路中的电流或电压等于各电源单独作用时，在此支路中产生
28、的电流或电压的代数和。3步骤：1分别作出由一个电源单独作用的分图，其余电源只保存其内阻。对恒压源，该处用短路替代，对恒流源，该处用开路替代。2按电阻串、并联的计算方法，分别计算出分图中每一支路电流或电压的大小和方向。3求出各电动势在各个支路中产生的电流或电压的代数和，这些电流或电压就是各电源共同作用时，在各支路中产生的电流或电压。4留意点：1在求和时要留意各个电流或电压的正、负。2叠加定理只能用来求电路中的电流或电压，而不能用来计算功率。二、举例例1：本节例题课前复习叠加定理的内容。第四节戴维宁定理当有一个困难电路，并不须要把全部支路电流都求出来，只要求出某一支路的电流，在这种状况下，用前面的
29、方法来计算就很困难，应用戴维宁定理求解就较便利。一、二端网络1网络：电路也称为电网络或网络。2二端网络：任何具有两个引出端及外电路相连的电路。3输入电阻：由假设干个电阻组成的无源二端网络，可以等效成的电阻。4开路电压：有源二端网络两端点之间开路时的电压。二、戴维宁定理1内容：对外电路来说，一个含源二端线性网络可以用一个电源来代替。该电源的电动势E0等于二端网络的开路电压，其内阻R0等于含源二端网络内全部电动势为零，仅保存其内阻时，网络两端的等效电阻输入电阻。2步骤：1把电路分为待求支路和含源二端网络两部分。2把待求支路移开，求出含源二端网络的开路电压。3将网络内各电源除去，仅保存电源内阻，求出
30、网络二端的等效电阻。4画出含源二端网络的等效电路，并接上代求支路电流。3留意：代替含源二端网络的电源极性应及开路电压的极性一样。三、举例例1：例1 例2：例2课前复习戴维宁定理的内容。第五节两种电源模型的等效变换一、电压源1电压源：为电路供给肯定电压的电源。2恒压源：电源内阻为零，电源供给恒定不变的电压。3恒压源的特点1它的电压恒定不变。2通过它的电流可以是随意的，且确定于及它连接的外电路负载的大小。4符号二、电流源1电流源：为电路供给肯定电流的电源。2恒流源：电源内阻为无穷大，电源将供给恒定不变的电流。3恒流源的特点1它供给的电流恒定不变，不随外电路而变更。2电源端电压是随意的，且确定于外电
31、路。4符号三、电压源及电流源的等效变换1电压源 = 志向电压源串联内阻R0电流源 = 志向电流源并联内阻R02电压源U = - I R0I = 电流源I = - 对外等效 = - 所以 = = ，R0 = 3结论1一个电压源及电阻的串联组合，可用一个电流源及电阻的并联组合来等效代替。条件： = / R0， = R0，如以下图2一个电流源及电阻的并联组合，可用一个电压源及电阻的串联组合来等效代替。条件： = ，R0 = 如以下图。四、举例例1：例1例2：例2留意：1及的方向一样。2等效变换对外电路等效，对电源内部不等效。3恒压源和恒流源之间不能等效。五、电源等效变换及化简原那么1留意点32两个并
32、联的电压源不能干脆合并成一个电压源，但两个并联的电流源可以干脆合并成一个电流源。3两个串联的电流源不能干脆合并成一个电流源，但两个串联的电压源可以干脆合并成一个电压源。4及恒压源并联的电流源或电阻均可去除；及恒流源串联的电压源或电阻均可去除。例4：将以下图中的含源二端网络等效变换为一个电压源。例5：用电压源及电流源等效变换的方法计算1 W 电阻上的电流。总结复习第一章1理解电路的组成及各部分原理2电流1定义2产生条件3方向 4电流的大小 3电阻1电阻是表示导体对电流的阻碍作用的物理量2电阻大小的确定因素3电阻及温度的关系4欧姆定律1部分电路欧姆定律2闭合电路欧姆定律5电路中能量转换1电流通过用
33、电器时 转换电能的计算W = U I t 电功率的计算P = U I 焦耳定律电流热效应的规律 电热：Q = I 2 R t；热功率：P = I2 R 2电源的功率和输出功率P = E I = 安排给内电路的功率 安排给外电路的功率第二章1电池阻的串、并联2电阻的串、并联规律总结3电阻的混联4万用表的根本原理5电阻的测量1伏安法：电流表外接；电流表内接2惠斯通电桥6电位的计算方法1标出电流方向确定元件电压正、负极性2确定零电位点3从待求点通过肯定途径绕到零电位点，该点电位等于此途径上全部电压的代数和。第三章1困难电路、支路、节点、回路、网孔的概念2基尔霍夫定律的内容、表达式、考前须知、应用3困
34、难电路的求解方法1支路电流法： 内容 解题步骤 留意点 应用2叠加定理 内容 解题步骤 留意点 应用3戴维宁定理 内容 解题步骤 留意点 应用4电压源及电流源的等效变换电压源、电流源的概念；恒压源、恒流源的概念；电压源及电流源的等效互换变换的条件；留意点 应用第四章 电容课前复习1电压源、电流源的概念。2电压源和电流源等效变换的条件。第一节电容器和电容一、电容器1电容器 任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体都可以组成电容器。2当电容器及直流电源接通时，电源两极的电荷就会在电场力的作用下，向电容器的极板上挪动，使及电源正极相接的极板上带正电荷，及电源负极的极板上带负电荷，从而在电容器两极板间建立起
35、电压。3充电 使电容器带电的过程叫充电。4放电 使电容器失去电荷的过程叫放电。二、电容1电容器两极带的电荷越多，产生的电压也越高，且对于肯定 的电容器，极板上带电量及极板间电压的比值是常数，这一比值为电容器的电容量。2C = ，式中：C 电容量 q 电荷量 U 两极板间的电压3单位：1F = 106 F = 1012 三、平行板电容器的电容1平行板电容器的电容及介电常数成正比，及正对面积成正比，及极板的间隔 成反比。2C =，式中： 介电常数法拉/米F / mS 正对的面积平方米m2d 两极板间的间隔 米m电介质的介电常数由介质的性质确定的。真空介电常数0= 10 -12 F / m相对介电常
36、数r = 例1：平行板电容器的极板面积为1002，两板间的介质为空气，两极板间的间隔 为5，现将电压为120V的直流电源接在电容器的两端。求1该平行板电容器的电容及所带的电荷量。2假设将电容器的两极板浸入相对介电常数为2.2的油中，此时电容又是多大？课前复习P65习题4.问答及计算题3第二节电容器的连接一、电容器的串联1电容器的串联：把几只电容器的极板首尾相接，连成一个无分支电路的连接方式。如图2串联的性质1q1 = q2 = q3 = q2U = U1 + U2 + U33设各电容为C1、C2、C3的电容器上的电压为U1、U2、U3U1=；U2=；U3=U = U1 + U2 + U3 =
37、q ( + + ) = + + 结论：串联电容的总电容的倒数等于各电容的电容倒数之和。3串联的作用：增大耐压，但电容减小。例1：P58例2二、电容器的并联1电容器的并联：把几只电容器的正极连在一起，负极也连在一起，这就是电容器的并联。如下图。2性质1q = q1 + q2 + q32U = U1 = U2 = U33C = C1 + C2 + C3设每只电容器的电压都是U，电容为C1、C2、C3，所带电量为q1、q2、q3，q1 = C1 Uq2 = C2 Uq3 = C3 UC = C1 + C2 + C3q = (C1 + C2 + C3 ) U结论：并联电容器的总电容等于各电容器的电容之
38、和。例3：有两只电容器，电容分别为10 F和20 F。它们的额定工作电压为25 V和15 V，并联后，接在10 V电源上。求：1q1、q2及C； 2最大允许的工作电压。课前复习1串联电容器的总电容、并联电容器的总电容的计算公式。2何种状况下须要把电容器串联起来？何种状况下须要把电容器并联起来？3P64习题1是非题38。 2选择题47。第三节电容器的充电和放电一、电容器的充电开关S合向1，电容器充电。1现象：1白炽灯开始较亮，逐步变暗。2的读数由大变小。3的读数变大。4最终指向0，的大小等于E。2说明：电源正极向极板供给正电荷，负极向极板供给负电荷。电荷在电路中形成定向挪动，产生电流，两极板间有
39、电压。S刚合上时，电源及电容器之间存在较大的电压，使大量电荷从电源移向电容器极板，产生较大电流，随着电荷的增加，电压减小，电流减小。当电容器两端电压等于电源电压时，电荷停顿定向挪动，电流为0，灯不亮。二、电容器的放电S合向2，电容放电。1现象：1开始灯较亮，渐渐变暗，直至熄灭。2开始较大，渐渐变小，电流方向及刚刚充电方向相反，直至指示为0。3开始指示为E，渐渐下降，直至为0。2说明：放电过程中，由于电容器两极板间的电压使回路中有电流产生。开始这个电压较大，因此电流较大，随着电容极板上的正、负电荷的中和，极板间的电压渐渐减小，电流也减小，最终放电完毕，极板间不存在电压，电流为零。3结论：当电容器
40、极板上所储存的电荷发生变更时，电路中就有电流流过；假设电容器极板上所储存的电荷量恒定不变时，那么电路中就没有电流流过。电路中的电流为i = = C 三、电容器的质量判别1用R 100或R 1k挡。2将万用表分别及电容器两端接触，指针发生偏转并回到接近起始的地方，说明电容器的质量很好。3假设指针偏转后回不到起始位置的地方，而停在标度盘的某处说明电容器的漏电很大，这时指针所指出的电阻数值即表示该电容器的漏电阻值。4假设指针偏转到零位置之后不再回去，那么说明电容器内部已经短路；假如指针根本不偏转，那么说明电容器内部可能断路，或电容量很小。第四节电容器中的电场能量1充电时，q电压及电荷量成正比：q =
41、 C 2电源输入电荷量为 q 时所做的总功，也就是存储于电容器中的总能量。 = q = C 2式中：C 电容器的电容单位：F法拉电容器两端的电压单位：V伏特Q 电容器所带的电荷量单位：C库仑W 电容器储存的电场能量单位：J焦耳3结论：电容器中存储的电场能量及电容器的电容成正比，及电容器两极板之间的电压平方成正比。4电容器是一种储能元件，当电容器两端电压增加时，电容器便从电源汲取能量储存在它两极板的电场中，当电容器两端电压降低时，它便把储存的电场能量释放出来。电容器本身只及电源进展能量交换，不消耗能量。第五章 磁场和磁路第一节电流的磁效应一、磁场磁极间互相作用的磁力是通过磁场传递的。磁极在它四周
42、的空间产生磁场，磁场对处在它里面的磁极有磁场力的作用。二、磁场的方向和磁感线1磁场的方向：在磁场中任一点，小磁针静止，N极所指的方向为该点的磁场方向。2磁感线：在磁场中画出一些曲线，在曲线上每一点的切线方向都及该点的磁场方向一样。三、电流的磁场1直线电流的磁场电流的方向及它的磁感线方向之间的关系用安培定那么断定。例： 2环形电流的磁场电流方向及磁感线方向之间的关系，用安培定那么断定。例：3通电螺线管的磁场电流方向及磁感线方向之间的关系用安培定那么断定。第二节磁场的主要物理量一、磁感应强度B1它是表示磁场强弱的物理量B = 条件：导线垂直于磁场方向B可用高斯计测量，用磁感线的疏密可形象表示磁感应强度的大小。2单位：