咸阳职业技术学院精品课件 电工技术 主讲:李锁牢.

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1 咸阳职业技术学院精品课件 电工技术 主讲:李锁牢

2 模块一 电路的基本概念基本定律 任务（一）：电路及基本物理量 【学习目标】 1．了解电路的基本组成及各部分的作用；
2．理解电动势、电位、电功率的概念； 3．掌握电压、电流的概念；理解电压、电流的参考方向； 4. 能够进行简单直流电路的测试。 【重点难点】 1．电压、电流和电功率的定义、方向的理解和掌握； 2．电流和电压的参考方向的理解。 3. 掌握电阻定律、欧姆定律、焦耳定律，了解电阻与温 度的关系。

3 一、 电路的基本结构 1.电路的概念： 电流所流过的路径称为电路。它是为了某种需要由电工设备或元件按一定方式组合起来的。
一、　电路的基本结构 1.电路的概念： 电流所流过的路径称为电路。它是为了某种需要由电工设备或元件按一定方式组合起来的。 2.典型的生产任务：电路的结构形式和所能完成的任务是多种多样的，最典型的是照明电路和手电筒电路。 照明电路实物图 照明电路原理图

4 手电筒电路 手电筒电路实物图 手电筒电路模型图

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6 3.电路的组成 　　电路的基本组成包括以下三个部分： （1）电源(供能元件)：把其他形式的能转化为电能的装置（产生电能的装置）。如：发电机、干电池、蓄电池等。 （2）负载(耗能元件)：把其他形式的能转化为电能的装置。如：发电机、干电池、蓄电池等。 （3）中间环节： 传递信号、传输、控制、分配电能。如连接导线、控制和保护电路的元件，开关、按钮熔断器、接触器、各种继电器等。

7 电源 各种蓄电池和干电池由化学能转换成电能。

8 汽轮发电机和风力发电机将机械能转换成电能。

9 负载: 取用 电能的装置 电源: 提供 电能的装置 中间环节：传递、分 配和控制电能的作用
如图所示电力网系统 负载: 取用 电能的装置 电源: 提供 电能的装置 发电机 升压 变压器 降压 电灯 电动机电炉 ... 输电线 中间环节：传递、分 配和控制电能的作用

10 放大器 如话筒电路 信号处理： 放大、调谐、检波等 信号源: 提供信息 扬声器 话筒 直流电源: 提供能源 直流电源 负载
电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。

11 放大器 4. 电路的作用 (1) 实现电能的传输、分配与转换 (2)实现信号的传递与处理 扬声器 话筒 发电机 升压 变压器 降压 电灯
电动机电炉 ... 输电线 (2)实现信号的传递与处理 放大器 扬声器 话筒

12 　　二、电路的状态 　　1．通路（闭路）：电路各部分联接成闭合回路，有电流通过。电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换。 　　2．开路（断路）：电路断开，电路中无电流通过,也称为空载。 　　①　下图中开关 S 闭合时为通路； S 断开时为开路。 I = 0；R0I = U0 = 0 根据 U = E - R0I U = E PS = PL = P0 = 0

13 　　3．短路（捷路）：电源两端或电路中某些部分被导线直相连接，短路时电流很大，会损坏电源和导线，应尽量避免。输出电流过大对电源来说属于严重过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。 　②　图中电源短接时为短路。

14 故障电路 断路： 电路被切断，没有电流通过 用电器短路 电 源 短 路 短路： 被短路的用电器不能工作 电路中电流很大，会烧坏电源，引起火灾

15 　　三、电路模型 　　1．电路图：用规定的图形符号表示电路连接情况的图。（如下图) 　　 2．电路模型：用理想化元器件模型构成的电路。 　　将实际电器元件，只考虑其主要物理性质，并近似看成理想元件，就是将实际元件等效成电路模型； 　　实际电器元件的模型表示，构成了电路模型——电路图。 实际电器的模型是在一定的条件下形成的。 例如：一个由导线绕制的线圈就有几种模型形式。 实际线圈

16 理想元件 理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。
电路是由电特性相当复杂的器件组成的，为了便于使用数学方法对电路进行分析，可将电路实体中的各种电器设备和元器件用一些能够表征它们主要电磁特性的理想元件(模型)来代替，而对它的实际上的结构、材料、形状等非电磁特性不予考虑。 理想元件 理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。

17 理想电路元件 由实际电路元件组成的电路称为电路实体。 可将电路实体中各个实际的电路元件都用表征其物理性质的理想电路元件代替。
用理想电路元件组成的电路称为电路实体的电路模型。 理想无源元件 理想电源元件

18 （一）理想无源元件 理想电阻元件 （电阻） 理想电容元件 （电容） 理想电感元件 （电感） 进入理想电源元件

19 （一）理想无源元件 理想电路元件 1、理想电阻元件 13 返回理想无源元件

20 （一）理想无源元件 ２、理想电容元件 14 返回理想无源元件

21 3、理想电感元件 15 返回理想无源元件

22 （二）理想电源元件 本身功耗忽略不计， 只起产生电能的作用 理想电压源 理想电流源 理想电源元件的两种工作状态 进入理想无源元件

23 特点 1、理想电压源（恒压源） 17 返回理想电源元件

24 （二）理想电源元件 特点 1、理想电压源（恒压源） 输出电压Ｕ是由它本身确定的定值，与输出电流和外电路情况无关。
　　输出电压Ｕ是由它本身确定的定值，与输出电流和外电路情况无关。 　　输出电流Ｉ不是定值，与输出电流和外电路情况有关。 17 返回理想电源元件

25 （二）理想电源元件 特点 ２、理想电流源（恒流源） 18 返回理想电源元件

26 输出电流Ｉ是由它本身确定的定值，与输出电压和外电路情况无关。
特点 2、理想电流源（恒流源） 　　输出电流Ｉ是由它本身确定的定值，与输出电压和外电路情况无关。 　　输出电压Ｕ不是定值，与输出电压和外电路情况有关。 18 返回理想电源元件

27 3、理想电源元件的两种工作状态 19 返回理想电源元件

28 实际电源的模型 20

29 例题：在图示直流电路中已知理想电压源的电压US＝3V，理想电流源的电流IS=3A，电阻R=3Ω。求（1）理想电压源的电压和理想电流源的电流；（2）讨论电路的功率平衡关系。
21

30 + – I S 手电筒的电路模型 E U R 例：手电筒 Ro 手电筒由电池、灯 泡、开关和筒体组成。
今后分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号表示。

31 不能忽略线圈损耗的线圈模型 考虑线圈匝与匝之间电容效应的模型 理想线圈模型 　　 3．作用：便于分析计算。 　模拟手电筒电路

32 4.电路图部分常用符号

33 { 四、电路的基本物理量 1、电流 电路中带电粒子有规则地定向移动形成电流。 金属导体中的自由电子(负电荷) 带电粒子
R I > 0 I < 0 1、电流 电路中带电粒子有规则地定向移动形成电流。 电解液中的正、负离子(正、负电荷) 带电粒子 金属导体中的自由电子(负电荷) { 规定正电荷移动的方向为电流的实际方向。 　　电流的参考方向(正方向)在进行电路分析时，预先假定的一个电流方向。 　　电流的实际方向与参考方向一致时电流值为正；反之为负。 　　电路图中标注的电流方向通常都是参考方向，参考方向可以任意规定。

34 　　交流电的实际方向随时间而变，必须规定电流的参考方向。
　　电流一词既阐述一种物理现象，又表示带电粒子定向运动强弱的物理量。 t ：为时间，单位是秒(s)； Q ： t 时间内通过导线的电荷量 ，单位是库(C)； I ：电流 电流的强弱(或大小)： 电流的单位是安(A)；毫安(mA)、微安(A) 1 A = 103 mA = 106 A

35 实际方向和参考方向的关系为： (a) I>0 (b) I<0 电流实际方向和参考方向相同，电流为正值，反之取负值。如图所示。
　电流的实际方向与参考方向

36 电流对负载有各种不同的作用和效应，热和磁效应总是伴随电流一起发生。
　　电流对负载有各种不同的作用和效应，热和磁效应总是伴随电流一起发生。 电流的作用和效果

37 电流的作用效果

38 2.电压与电动势 电压： 维持电路中的电流，必须在它的两端保持电压；
　　电源在电路中能产生和保持电压; 电源内部的非静电力分离电荷，把其他形式能量转换成电能。 两种不同极性的电荷分离，电荷之间便产生了电压。 电压为零 ＋ 低电压 高电压 　　要把电荷分离，必须对电荷做功，而做功是由电源完成 的。发电机、电池就是电源。

39 电压 电场力把单位正电荷从电场中的a 点移动到b 点所作的功称为a、b 两点之间的电压。 实际正方向 假设正方向（参考方向） 电压的方向 实际正方向：高电位指向低电位的方向 假定正方向：任意选取的方向 实际方向和参考方向的关系为：

40 + - U 当电压实际方向与参考方向一致时，电压为正，反之，电压为负。如图所示。 (A) U>0 (B) U<0 u a b
电压的实际方向与参考方向 u a b Uab + 正负号 双下标 箭 头 电压的表示方法 -

41 发电机把机械能转化为电能，电池把化学能转化为电能。
常见电能转换装置： (1)电磁感应： 　　将条形磁铁插入线圈再拔出，在磁铁的运动期间，电压表的指针摆动，利用电磁感应来产生电压。

42 (2)热电偶: 　　将一段铜丝和一段康铜丝绞合或焊接起来，用导线接上一个电压表，在铜丝和康铜丝的连接处加热。 铜和康铜张开两端之间产生电压。

43 (3)光敏元件：通过光来产生电压。 金属基片 覆盖层 阻挡层 接触环 光 硒 　　将光敏元件接在电压表上，用光源照射光敏器件，光敏元件的两端就会产生电压。

44 (4)压电效应： 通过石英晶体的形变产生电压。 将压电晶体与高内阻的电压表相连接； 　　在其特定的表面施加压力或拉力； mV 晶体 　　晶体内部电荷将位移，进而产生电压。 反之在晶体上加电压，晶体将产生机械变形。

45 另外，对绝缘材料摩擦也可以产生电压。 　　产生电压过程是非静电力对电荷的做功过程，做的功越大，电源把其他形式的能量转化为电能的本领就越大。电源的这种本领用电动势表示 。 　　电动势：在电源内部，非静电力将正电荷从电源负极移到正极所做的功 WS 与其电量 Q 之比称为电动势，用 E 表示，即 E 的单位是伏(V) WS单位是焦耳(J) Q 的单位是库(C)

46 电动势的方向：规定从电源负极指向电源正极即非静电力移动正电荷方向。
　　电动势的方向：规定从电源负极指向电源正极即非静电力移动正电荷方向。 R + - E I U ＋ 　　当外电路闭合时，外电路中形成电场，在电场力的作用下，电荷经外电路移动形成电流 I。 静电力移动电荷做功，其大小用电压 U 表示 W：静电力移动电荷做的功；Q: 被移动电荷的电量；U：电压 　　电压的方向规定为由正极(高电位端)指向负极(低电位端)，单位为伏(V)。

47 　　与电流情况类似，电压和电动势未知方向时也可假设参考方向，结合计算结果的正、负来决定其实际方向。在电路分析时，经常采用关联参考方向。也就是说只需假定电流的参考方向，电压的极性按照电流流进为正，流出为负，这样可以简化电路的计算。

48 3. 电位 电路中每一点都有一定的电位。在外电路，电位差形成电流；电流从高电位点流向低电位点。 * 电位用字母 V 表示；
3.　电位 　　电路中每一点都有一定的电位。在外电路，电位差形成电流；电流从高电位点流向低电位点。 + - R E I U a b c d * 电位用字母 V 表示； ** 不同点电位用字母 V 加 下标表示； *** 衡量电位高低必须有一个计算电位的起点，称零电位点，该点电位为 0 V。

49 I = 2.5 A，Va= Uac = 10 V，Vb = Ubc = 5 V，Vc = Vd= 0 V
电位的计算 + - R2 E I U a b c d  R1 　　先选定零电位点，(一般用符号“”表示)，电路中任何一点与零电位点之间的电压，就是该点的电位。 [例]　图示电路，E = 10 V， R1 = R2 = 2  ，求各点电位。 　　[解]　该电路 c 点是零电位点 I = 2.5 A，Va= Uac = 10 V，Vb = Ubc = 5 V，Vc = Vd= 0 V 电压等于电位差 例如，Uab = Va - Vb = 5 V

50 电阻元件：是对电流呈现阻碍作用的耗能元件，
　　4、电阻 电阻元件：是对电流呈现阻碍作用的耗能元件， 例如灯泡、电热炉等电器。 　　电阻定律： ——制成电阻的材料电阻率，国际单位制为欧姆·米 ( · m) ； l ——绕制成电阻的导线长度，国际单位制为米 (m) ； S ——绕制成电阻的导线横截面积，国际单位制为平方米 (m2) ； R ——电阻值，国际单位制为欧姆 () 。 　　经常用的电阻单位还有千欧 (k) 、兆欧 (M) 1 k = 103 ；　　1 M = 106 

51 电阻与温度的关系 电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高 1C 时电阻值发生变化的百分数。 　　如果设任一电阻元件在温度 t1 时的电阻值为 R1，当温度升高到 t2 时电阻值为 R2 ，则该电阻在 t1 ~ t2 温度范围内的(平均)温度系数为 　　如果 R2 > R1 ，则  > 0，将 R 称为正温度系数电阻，即电阻值随着温度的升高而增大；如果 R2 < R1，则  < 0，将 R 称为负温度系数电阻，即电阻值随着温度的升高而减小。显然  的绝对值越大，表明电阻受温度的影响也越大。 R2 = R1[ 1   (t2－t1) ]

52 常见线性电阻的外形图

53 各式各样的电阻 RJ 型金属膜电阻器 RJ Metal film Resistor 厚膜片式电阻器

54 RX21,RX710,RX25功率型线绕电阻器 RX21 (RX1)被漆线绕电阻器 ;RX21,RX710,RX25 Power Wire Wound Resistor
RX20, RX20-T 普通线绕电阻器

55 　　电阻元件的参数可以用符号直接标注在电阻上，也可使用色环表明。
10k 1W 第一环 最后一环 色环符号规定 颜 色 有效数字 乘 数 允许误差(%) 工作电压/ V 银 色   10 金 色   5 黑 色 棕 色 

56 灰 色 白 色  50 ~  20 黄 色 颜 色 有效数字 乘 数 允许误差(％) 工作电压/V 红 色  橙 色 绿 色  蓝 色  紫 色  无 色  20

57 　　色环含义：最后一环是允许误差，最后前一环为乘数，前面依次是有效数字。有效数字有两位或三位。
第一条为第一位数 第二条为第二位数 第三条为　　乘数 第四条为允许误差 [例] 某电阻色环颜色 依次为红、紫、红、金，求阻值为多少？ [解] 电阻色标如图示 R = 27  102  =  红色 紫色 金色  5％ 允许误差  5％

58 想想看 电阻色环颜色依次为橙、橙、红、红、棕，求阻值为多少？ 你算对了吗？ 答案：电阻 33 200 ，允许误差  1％
　　电阻色环颜色依次为橙、橙、红、红、棕，求阻值为多少？ 第一条为第一位数 第二条为第二位数 第三条为第三位数 第四条为　　乘数 第五条为允许误差 想想看 你算对了吗？ 答案：电阻 ，允许误差  1％

59 非线性电阻 热敏电阻和压敏电阻是非线性电阻。 温度 电阻率 PTC 　　热敏电阻有负温度系数电阻(NTC)和正温度系数电阻(PTC)。 NTC

60 压敏电阻 该电阻的阻值会随电压的增大而急剧减小。 　　压敏电阻可用于过压保护。将它并联在被保护元件两端，当出现过电压时，其电阻急剧减小，将电流分流。

61 5. 电能 电场力做的功就是电路所消耗的电能，由电压公式 U = W/Q 知，电能 W = QU，由于 Q = It，所以
5.　电能 　　电场力做的功就是电路所消耗的电能，由电压公式 U = W/Q 知，电能 W = QU，由于 Q = It，所以 W = QU = UIt 国际单位制下，电能的单位是焦耳(J)，也用千瓦时(kW  h， 俗称度)表示。 1 kW  h = W  s 　　　　 = 3.6  106 J kW·h  　　电能可直接用电能表(电度表)测出。

62 V、A、Hz 值是电压电流和频率的使用条件
kW·h 3 1 6 220 V A Hz 2 500 r / (kW·h) 计数器用来记录电能 　　V、A、Hz 值是电压电流和频率的使用条件 　　2 500 r/ kW·h 表示消耗 1 千瓦时(1 度)电能，铝转盘转过 转。 　　[例]　额定功率 120 W 彩色电视机，每千瓦时的电费 0.45 元，工作 5 小时电费为多少？ [解]　电费 = 0.12  5  0.45 元 = 0.27 元

63 　　【例1-1】有一功率为 60 W 的电灯，每天使用它照明的时间为 4 小时，如果平均每月按 30 天计算，那么每月消耗的电能为多少度？合为多少 J ?
　　解：该电灯平均每月工作时间 t = 4  30 = 120 h， 则 W = P · t = 60  120 = 7200 W · h = 7.2 kW · h 　　即每月消耗的电能为 7.2 度，约合为 3.6  106  7.2  2.6  107 J

64 　　6、电功率 电功率(简称功率)所表示的物理意义是电路元件或设备在单位时间内吸收或发出的电能。两端电压为 U、通过电流为 I 的任意二端元件(可推广到一般二端网络)的功率大小为 P = UI 　　功率的国际单位制单位为瓦特(W)，常用的单位还有毫瓦(mW)、千瓦(kW)，它们与 W 的换算关系是 1 mW = 103 W； kW = 103 W

65 用电设备单位时间消耗的电能叫做电功率，用字母 P 表示，即
单位：瓦(W)、或千瓦(kW)  *1 2 *3 4 + － U R kW 　　电功率可利用功率表测量。右图为功率表的接线图 　　[例]　额定电压 220 V， 电流 5 A 的电炉功率为多大？ [解]　P = UI = 220  5 W = W

66 吸收或发出：一个电路最终的目的是电源将一定的电功率传送给负载，负载将电能转换成工作所需要的一定形式的能量。即电路中存在发出功率的器件(供能元件)和吸收功率的器件(耗能元件)。
　　习惯上，通常把耗能元件吸收的功率写成正数，把供能元件发出的功率写成负数，而储能元件(如理想电容、电感元件)既不吸收功率也不发出功率，即其功率 P = 0。 　　通常所说的功率 P 又叫做有功功率或平均功率。

67 五、电气设备的额定值 为了保证电气设备和电路元件能够长期安全地正常工作，都规定了额定电压、额定电流、额定功率等铭牌数据。
　　五、电气设备的额定值 　　为了保证电气设备和电路元件能够长期安全地正常工作，都规定了额定电压、额定电流、额定功率等铭牌数据。 　　额定电压——电气设备或元器件所允许施加的最大电压。 　　额定电流——电气设备或元器件允许通过的最大电流。 　　额定功率——在额定电压和额定电流下消耗的功率，即允 许消耗的最大功率。 　　额定工作状态——电气设备或元器件在额定功率下的工作状态，也称满载状态。 　　轻载状态——电气设备或元器件在低于额定功率的工作状态，轻载时电气设备不能得到充分利用或根本无法正常工作。 　　过载(超载)状态——电气设备或元器件在高于额定功率的工作状态，过载时电气设备很容易被烧坏或造成严重事故。 　　轻载和过载都是不正常的工作状态，一般是不允许出现的。

68 　　[例]　标有 100 、4 W 的电阻，如果将它接在 20 V 或 40 V 的电源上，能否工作？
　　　解：　　额定功率为 4 W ，若电阻消耗的功率超过 4 W 就会产生过热现象甚至烧毁。 (1)在 20 V 电源作用下 P = PN 可以正常工作 P＝ U2 R 202 100 ＝ W＝ 4 W 100 P = W = 402 16 W (2)在 40 V 电源作用下 　　实际功率远大于额定值(P >> PN)，此时极易烧毁电阻使其不能正常工作。

69 六、焦耳定律 电流通过导体时产生的热量(焦耳热)为 Q = I2 R t I ——通过导体的直流电流或交流电流的有效值，单位为 A。
　　六、焦耳定律 　 电流通过导体时产生的热量(焦耳热)为 Q = I2 R t 　　I ——通过导体的直流电流或交流电流的有效值，单位为 A。 　　R ——导体的电阻值，单位为 。 　　T ——通过导体电流持续的时间，单位为 s。 　　Q ——焦耳热单位为 J。

70 任务（二）：欧姆定律的认识 【学习目标】 1．理解部分电路的欧姆定律； 2．理解闭合电路的欧姆定律； 3．应用欧姆定律进行电路的分析计算。
【重点难点】 1．负载获得最大功率的条件； 2．伏安法测电阻。

71 一、部分电路欧姆定律 1．条件：不含电源的部分电路。 　　2．内容：导体中的电流与它两端的电压成正比，与它的电阻成反比。 　　 3．电功和电功率

72 例 1 - 2 　　已知一白炽灯的灯丝电阻为 1210，若将它接于 220V 电路中，求流过灯丝的电流及该灯的功率。 解：

73 二、全电路欧姆定律 1．条件：由电源和负载组成的闭合电路。 2．内容：电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻成反比。
　　1．条件：由电源和负载组成的闭合电路。 　　2．内容：电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻成反比。 全电路是一个由电源和负载组成的闭合电路，如图所示。对全电路进行分析研究时，必须考虑电源的内阻。如图R为负载的电阻、E为电源电动势、r为电源的内阻。

74 式中： E——电源电动势，单位是伏[特]，符号为V；
R——负载电阻，单位是欧[姆]，符号为Ω； R0——电源内阻，单位是欧[姆]，符号为Ω； I——闭合电路中的电流，单位是安[培]，符号为A。 闭合电路欧姆定律说明：闭合电路中的电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻（内电路电阻与外电路电阻之和）成反比。

75 三、负载获得最大功率的条件 　容易证明：在电源电动势E及其内阻r保持不变时，负载R获得最大功率的条件是R = r，此时负载的最大功率值为

76 电源输出功率与外电路(负载)电阻的关系曲线

77 【例】如图所示，直流电源的电动势E10V、内阻r  0.5Ω，电阻R1  2Ω，问：可变电阻RP调至多大时可获得最大功率Pmax？
图2-4 例题2-2 解:将(R1＋r)视为电源的内阻， 则RP  R1＋r  2.5时，RP 获得最大功率　

78 任务（三）：负载的连接 【学习目标】 1．理解串联电路的特点； 2．理解并联电路的特点； 3．应用串并联进行电路的分析计算。 【重点难点】
1．混联电路的分析。

79 一、电阻的串联 电阻串联电路的特点 应用举例

80 一、电阻串联 设总电压为U、电流为I、总功率为P。 1. 等效电阻:　R  R1 R2  ···  Rn 2. 分压关系：

81 3. 功率分配： 特例：两只电阻R1、R2串联时，等效电阻R = R1  R2 , 则有分压公式

82 应用举例 【例】有一盏额定电压为U1  40V、额定电流为I  5A的电灯，应该怎样把它接入电压U  220V照明电路中。
解:将电灯(设电阻为R1)与一只分压电R2串联后，接入U  220V电源上，如图所示。

83 解法一：分压电阻R2上的电压为 U2 =U－U1 = 220  40 = 180 V，且U2 = R2I，则 解法二：利用两只电阻串联的分压公式 可得 即将电灯与一只36  分压电阻串联后，接入U = 220V电源上即可。

84 【例2-4】有一只电流表，内阻Rg 1k ，满偏电流为Ig 100μA，要把它改成量程为Un 3V的电压表，应该串联一只多大的分压电阻R？

85 解：如图2-9所示。 该电流表的电压量程为Ug = RgIg = 0.1 V，与分压电阻R串联后的总电压Un = 3 V，即将电压量程扩大到n = Un/ug = 30倍。 利用两只电阻串联的分压公式，可得 则 上例表明，将一只量程为Ug、内阻为Rg的表头扩大到量程为Un，所需要的分压电阻为R = (n  1) Rg，其中n = (Un/Ug)称为电压扩大倍数。

86 二、电阻的并联 1.电阻并联电路的特点 2.应用举例

87 1.电阻并联电路的特点 设总电流为I、电压为U、总功率为P。 1. 等效电导: G = G1  G2  ···  Gn 即
2. 分流关系： R1I1 = R2I2 = ··· = RnIn = RI = U 3. 功率分配： R1P1 = R2P2 = ··· = RnPn = RP = U 2 特例：两只电阻R1、R2并联时，等效电阻 ，则有 分流公式

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89 应用举例 【例2-5】如图2-11所示，电源供电电压U =220V，每根输电导线的电阻均为R1 =1，电路中一共并联100盏额定电压220V、功率40W的电灯。假设电灯在z作(发光)时电阻值为常数。试求：(1)当只有10盏电灯工作时，每盏电灯的电压UL和功率PL；(2) 当100盏电灯全部工作时，每盏电灯的电压UL和功率PL。

90 解:每盏电灯的电阻为R =U2/P =1210Ω，n盏电灯并联后的等效电阻为Rn =R/n
根据分压公式，可得每盏电灯的电压 ， 功率 (1)当只有10盏电灯工作时，即n = 10，则Rn = R/n = 121 ，因此 (2) 当100盏电灯全部工作时，即n = 100，则Rn = R/n = 12.1 ，

91 【例2-6】有一只微安表，满偏电流为Ig =100A、内阻Rg=1kΩ， 要改装成量程为In =100mA的电流表，试求所需分流电阻R。

92 解：如图2-12所示，设 n =In/Ig(称为电流量程扩大倍数)，
根据分流公式可得 ，则 本题中n = In/Ig = 1000， 上例表明，将一只量程为Ig、内阻为Rg的表头扩大到量程为In，所需要的分流电阻为R =Rg /(n  1)，其中n = (In/Ig)称为电流扩大倍数。

93 三、电阻的混联 1.电阻混联电路分析步骤 2.解题举例

94 一、分析步骤 在电阻电路中，既有电阻的串联关系又有电阻的并联关系，称为电阻混联。对混联电路的分析和计算大体上可分为以下几个步骤：
    1. 首先整理清楚电路中电阻串、并联关系，必要时重新画出串、并联关系明确的电路图；     2.利用串、并联等效电阻公式计算出电路中总的等效电阻； 3.利用已知条件进行计算，确定电路的总电压与总电流；     4.根据电阻分压关系和分流关系，逐步推算出各支路的电流或电压。

95 试求：(1) 电路总的等效 电阻RAB与总电流IΣ； (2) 电阻R9两端的 电压U9与通过它的电流I9。
【例2-7】如图2-13所示，已知R1  R2  8，R3  R4  6  ，R5  R6  4  ，R7  R8  24  ，R9  16  ；电压U  224V。 试求：(1) 电路总的等效 电阻RAB与总电流IΣ； (2) 电阻R9两端的 电压U9与通过它的电流I9。 图2-13　例题2-7

96 (2)利用分压关系求各部分电压：UCD =RCD I = 96V，
解:(1)R5、R6、R9三者串联后，再与R8并联，E、F两端等效电阻为REF (R5  R6  R9)∥R8  24∥24  12 REF、R3、R4三者电阻串联后，再与R7并联，C、D两端等效电阻为RCD (R3  REF  R4)∥R7  24∥24  12  总的等效电阻 RAB  R1  RCD  R2  28  总电流 IΣ  U /RAB  224/28 8A (2)利用分压关系求各部分电压：UCD =RCD I = 96V，

97 【例2-8】如图2-14所示，已知R 10  ，电源电动势E＝6V，内阻r  0.5  ，试求电路中的总电流I。
图2-14 例题 2-8的等效电路

98 解:首先整理清楚电路中电阻串、并联关系，并画出等效电路，如图2-15所示。
　 解:首先整理清楚电路中电阻串、并联关系，并画出等效电路，如图2-15所示。 四只电阻并联的等效电阻为Re  R/4  2.5  根据全电路欧姆定律，电路中的总电流为 图2-15 例题2-8的等效电路

99 任务（三）：万用表的使用和组装 【学习目标】 【重点难点】 1、了解万用表的基本原理和设计组装方法； 2、学会正确使用万用表；
3、学习简单直流电源的制作 。 【重点难点】 1．万用表的使用和组装。

100 一、万用表的基本功能 　　万用电表又叫做复用电表，通常称为万用表。它是一种可以测量多种电量的多量程便携式仪表，由于它具有测量的种类多，量程范围宽，价格低以及使用和携带方便等优点，因此广泛应用于电气维修和测试中。 　　一般的万用表可以测量直流电压、直流电流、电阻、交流电压等，有的万用表还可以测量音频电平、交流电流、电容、电感以及晶体管的β值等。

101 二、万用表的基本原理 万用表的基本原理是建立在欧姆定律和电阻串联分压、并联分流等规律基础之上的。
　　万用表的表头是进行各种测量的公用部分。表头内部有一个可动的线圈（叫做动圈），它的电阻Rg称为表头的内阻。动圈处于永久磁铁的磁场中，当动圈通有电流之后会受到磁场力的作用而发生偏转。固定在动圈上的指针随着动圈一起偏转的角度，与动圈中的电流成正比。当指针指示到表盘刻度的满标度时，动圈中所通过的电流称为满偏电流Ig。Rg与Ig是表头的两个主要参数。

102 1. 直流电压的测量 将表头串联一只分压电阻R，即构成一个简单的直流电压表，如图所示。

103 测量时将电压表并联在被测电压Ux的两端，通过表头的电流与被测电压Ux成正比
在万用表中，用转换开关分别将不同数值的分压电阻与表头串联，即可得到几个不同 的电压量程。

104 【例】如图所示某万用表的直流电压表部分电路，五个电压量程分别是U1  2
【例】如图所示某万用表的直流电压表部分电路，五个电压量程分别是U1  2.5V，U2  10V，U3  50V，U4  250V，U5  500V，已知表头参数Rg  3k ，Ig  50μA。试求电路中各分压电阻R1、R2、 R3、R4、R5 。 例题

105 解:利用电压表扩大量程公式R  (n1) Rg ，其中n(Un/Ug)，Ug  RgIg  0.15V。
(1)求R1：n1 (U1/Ug)  16.67，R1  (n  1) Rg  47 k (2)求R2：把Rg2  Rg  R1  50 kΩ视为表头内阻，n2 (U2/U1)  4，则 R2 (n  1) Rg2  150 k (3)求R3：把Rg3  Rg  R1R2  200 k视为表头内阻，n3(U3/U2)  5，则 R3 (n  1) Rg3  800 k

106 (4)求R4：把Rg4  Rg  R1  R2  R3  1000 k视为表头内阻，n4 (U4/U3)  5，则
R4 (n 1) Rg4 4000 kΩ  4M (5)求R5：把Rg5  Rg  R1R2  R3  R4  5M视为表头内阻，n5 (U5/U4)  2，则 R4 (n  1) Rg5  5M 　

107 2. 直流电流的测量 将表头并联一只分流电阻R，即构成一个最简单的直流电流表，如图所示。 设被测电流为Ix ，则通过表头的电流与被测电流Ix成正比，即 分流电阻R由电流表的量程IL和表头参数确定 简单的直流电流表

108 实际万用表是利用转换开关将电流表制成多量程的，如图所示。

109 3. 电阻的测量 万用表测量电阻(即欧姆表)的电路如图所示。

110 可变电阻R叫做调零电阻，当红、黑表笔相接时(相当于被测电阻Rx  0)，调节R的阻值使指针指到表头的满刻度， 即
万用表电阻档的零点在表头的满度位置上。而电阻无穷大时(即红、黑表笔间开路)指针在表头的零度位置上。 当红、黑表笔间接被测电阻Rx时，通过表头的电流为 可见表头读数I与被测电阻Rx是一一对应的，并且成反比关系，因此欧姆表刻度不是线性的。

111 三、万用表的使用 1.正确使用转换开关和表笔插孔
万用表有红与黑两只表笔（测棒），表笔可插入万用表的“ 、－”两个插孔里，注意一定要严格将红表笔插入“”极性孔里，黑表笔插入“－”极性孔里。测量直流电流、电压等物理量时，必须注意正负极性。根据测量对象，将转换开关旋至所需位置，在被测量大小不详时，应先选用量程较大的高档试测，如不合适再逐步改用较低的档位，以表头指针移动到满刻度的三分之二位置附近为宜。

112 2.正确读数 3.正确测量电阻值 万用表有数条供测量不同物理量的标尺，读数前一定要根据被测量的种类、性质和所用量程认清所对应的读数标尺。
2.正确读数　 万用表有数条供测量不同物理量的标尺，读数前一定要根据被测量的种类、性质和所用量程认清所对应的读数标尺。 3.正确测量电阻值 在使用万用表的欧姆档测量电阻之前，应首先把红、黑表笔短接，调节指针到欧姆标尺的零位上，并要正确选择电阻倍率档。测量某电阻Rx时，一定要使被测电阻不与其它电路有任何接触，也不要用手接触表笔的导电部分，以免影响测量结果。当利用欧姆表内部电池作为测试电源时（例如判断二极管或三极管的管脚），要注意到黑表笔接的是电源正极，红表笔接的是电源负极。

113 4.测量高电压时的注意事项 在测量高电压时务必要注意人身安全，应先将黑表笔固定接在被测电路的地电位上，然后再用红表笔去接触被测点处，操作者一定要站在绝缘良好的地方，并且应用单手操作，以防触电。在测量较高电压或较大电流时，不能在测量时带电转动转换开关旋钮改变量程或档位。

114 四、装配工艺 500型万用表装配图

115 其装配工艺为： （1） 预热电烙铁，整理元件，按实际元件安装的尺寸将 引脚整理成型。 （2）按照装配图，先进行转换开关上元件及连线的焊接。
500型万用表的转换开关有两只：左边（从背面看）的 一只主要是装电阻挡和电流挡的元件；右边的一只主要 用来装直流电压挡、交流电压挡的元件。焊接时，既可 以先从左边转换开关开始，也可以先从右边转换开关开 始。但是，焊接开关上的元件时，一定要有先后次序， 应该从上到下（或从下到上）一层一层地进行，要对好 每个元件在开关上的位置，千万不能搞错；然后再焊接 本开关上连线及两个开关之间的连线。焊接好后，再仔 细对照装配图反复检查元件位置和连线是否正确。

116 绕线电阻的弯折方向示意图 （3）在转换开关上的元件安装好之后，将两个转换开关按照装配图
上的位置固定到面板上，位置不能搞错，然后用尖嘴钳拧紧螺母， 对好转换开关旋钮的位置并装好。 （4）安装表头上的可变电阻。此电阻是一个绕线电阻，在安装时必 须小心地把它折弯装入到表头的一个圆形的槽中。安装时引脚应从 槽中向外伸出，如所示。装好后，再将两滑动铜片压在绕线电阻上。 绕线电阻的弯折方向示意图

117 （5）连接两个转换开关到接线柱、调零电阻，电池及表
头的连线。 （6）完成上述步骤后，还要对照原理图、装配图进行 仔细的检查，防止在装配时发生装错或遗漏。

118 直流电桥认识 直流电桥是一种比较式测量仪表，它可以用来测量电阻，还可测量温度、 通常将R1、R2制成比率臂电阻， 将这两只电阻做在一起，用一
压力等非电量。直流电桥分单臂电桥（惠斯顿电桥）和双臂电桥（凯尔文电桥 或汤姆森电桥）。单臂电桥用来精密测量中等阻值范围（1Ω～106Ω）的电阻， 双臂电桥主要用来测量1Ω以下的小阻值电阻。 － Rx R2 RP + G 惠斯通电桥 I1 R3 R1 B A E I2 I3 Ix C D 通常将R1、R2制成比率臂电阻， 将这两只电阻做在一起，用一 个转换开关来调整R1/R2之值， 而R3则为读数臂电阻，

119 希望 师生互动，营造一个轻松愉快的学习氛围。

120 本模块结束 谢谢学习