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1、第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析2-1全电路欧姆定律全电路欧姆定律2-2电阻的连接电阻的连接2-3直流电桥直流电桥第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析1.掌握全电路欧姆定律。2.能用全电路欧姆定律分析电路的三种工作状态。3.掌握测量电源电动势和内阻的方法。学习目标学习目标2-1全电路欧姆定律全电路欧姆定律第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析一、部分电路欧姆定律一、部分电路欧姆定律在初中,我们曾学习过欧姆定律,其内容是:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,其公式为:第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析实际上,以上定律中所涉及
2、的这段电路并不包括电源。这种只含有负载而不包含电源的一段电路称为部分电路,如图 a 虚线框中所示。因此,更准确地说,这一定律应称为部分电路欧姆定律。部分电路参考方向的选取a)电压和电流方向相同b)电压和电流方向相反第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析部分电路欧姆定律的计算公式还与参考方向的选取有关。在图b 所示电路中,电压 U 与电流 I 选为非关联参考方向,则部分电路欧姆定律的表达式也应相应改为:第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析如果以电压为横坐标,电流为纵坐标,可画出电阻的 U/I 关系曲线,称为伏安特性曲线。伏安特性曲线是直线的电阻元件,称为线性电阻,其电阻值可
3、认为是不变的常数;不是直线的,则称为非线性电阻。线性电阻的伏安特性曲线非线性电阻的伏安特性曲线第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析二、全电路欧姆定律二、全电路欧姆定律与部分电路相对应,含有电源的闭合电路称为全电路,如图所示。电源内部的电路称为内电路,如发电机的线圈、电池内的溶液等。电源内部的电阻称为内电阻,简称内阻。电源外部的电路称为外电路,外电路中的电阻称为外电阻。简单的全电路第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析全电路欧姆定律的内容是:闭合电路中的电流与电源的电动势成正比,与电路的总电阻(内电阻与外电阻之和)成反比,公式为:由上式可得:式中,U 内为内电路的电压降,U
4、 外为外电路的电压降,也是电源两端的电压。这样,全电路欧姆定律又可表述为:在一个闭合回路中,电源电动势等于外电路电压降与内电路电压降之和。第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析将公式 E=IR+Ir 两边同乘以 I,可得:即:上式表明,在一个闭合回路中,电源电动势发出的功率,等于负载电阻消耗的功率和电源内阻消耗的功率之和。这种关系称为电路中的功率平衡。第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析三、电路的三种状态三、电路的三种状态电由全电路欧姆定律可知,电源端电压 U 与电源电动势 E 的关系为:下面应用全电路欧姆定律,分析图所示电路在三种不同状态下,电源端电压与输出电流之间的关
5、系。电源的外特性曲线电路的三种状态第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析1.通路通路开关 SA 接到位置 1 时,电路处于通路状态。电流从电源的正极沿着导线经过负载最终回到电源的负极,电流形成闭合路径,所以也称闭路。这是电路的正常工作状态。2.开路(断路)开路(断路)开关 SA 接到位置 2 时,电路处于开路状态,相当于负载电阻 R 或电路中某处连接导线断开。3.短路短路开关 SA 接到位置 3 时,相当于电源两极被导线直接相连,电路处于短路状态。第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析1.掌握电阻串、并联电路的特点及其应用。2.能综合运用欧姆定律和电阻串、并联关系分析计算简
6、单电路。学习目标学习目标2-2电阻的连接电阻的连接第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析一、电阻的串联一、电阻的串联把多个元件逐个顺次连接起来,就组成了串联电路。串联而成的装饰小彩灯电路第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析电阻串联电路具有以下特点:(1)电路中流过每个电阻的电流都相等。(2)电路两端的总电压等于各电阻两端的分电压之和。(3)电路的等效电阻(即总电阻)等于各串联电阻之和。(4)电路中各个电阻两端的电压与它的阻值成正比。第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析二、电阻串联电路的应用二、电阻串联电路的应用第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析三
7、、电阻的并联三、电阻的并联把多个元件并列地连接起来,由同一电源供电,就组成了并联电路。家庭用电器的并联第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析电阻并联电路具有以下特点:(1)电路中各电阻两端的电压相等,且等于电路两端的电压。(2)电路的总电流等于流过各电阻的电流之和。(3)电路的等效电阻(即总电阻)的倒数等于各并联电阻的倒数之和。(4)电路中通过各支路的电流与支路的电阻成反比。第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析三、电阻的并联三、电阻的并联1.凡是额定工作电压相同的负载都采用并联的工作方式,凡是额定工作电压相同的负载都采用并联的工作方式,这样每个负载都是一个可独立控制的回路
8、,任一负载的正常这样每个负载都是一个可独立控制的回路,任一负载的正常启动或关断都不影响其他负载的使用,如工厂中的电动机、启动或关断都不影响其他负载的使用,如工厂中的电动机、电炉以及各种照明灯具。电炉以及各种照明灯具。2.获得较小阻值的电阻。获得较小阻值的电阻。3.扩大电流表的量程。扩大电流表的量程。第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析五、电阻的混联五、电阻的混联电路中元件既有串联又有并联的连接方式称为混联。对于电阻混联电路的计算,只需根据电阻串、并联的规律逐步求解即可,比较有效的方法就是画出等效电路图,即把原电路整理成较为直观的串、并联关系的电路图,然后计算其等效电阻。第二章简单直
9、流电路的分析第二章简单直流电路的分析1.掌握直流电桥的平衡条件和用直流电桥测量电阻的方法。2.了解不平衡直流电桥的应用。3.能用直流电桥正确测量电阻。学习目标学习目标2-3直流电桥直流电桥第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析一、直流电桥的平衡条件及其应用一、直流电桥的平衡条件及其应用电桥是测量技术中常用的一种电路形式。本节只介绍直流电桥,如图所示。图中的四个电阻都称为桥臂,Rx 是待测电阻。B、D 间接入检流计 G。调整 R1、R2、R 三个已知电阻,直至检流计读数为零,这时称为电桥平衡。直流电桥电路第二章简单直流电路的分析第二章简单直流电路的分析二、不平衡直流电桥的应用二、不平衡直流电桥的应用1.利用电桥测量温度利用电桥测量温度2.利用电桥测量质量利用电桥测量质量