[工学]电路基础与实践

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1、项目1认识电路的基本物理量和基尔霍夫定律1.1电路和电路模型1.2电路的基本物理量及其参考方向1.3无源元件1.4电源1.5基尔霍夫定律项目1认识电路的基本物理量和基尔霍夫定律【项目要求】了解电路的基本组成及基本物理量的意义；掌握电压、电流的概念及其正方向的规定；掌握电能与电功率的计算方法；掌握电阻、电感、电容和电源元件的特性；掌握基尔霍夫定律在电路中的应用；熟悉测量仪表使用。1.知识要求（1）掌握电流、电压参考方向及电能与电功率的计算方法；（2）掌握电阻、电感、电容和电源元件的特性；（3）掌握基尔霍夫定律及应用。2.技能要求（1

2、）根据要求能够正确连接电路；（2）能够正确使用电流表、电压表及万用表，准确测量电路中电流、电压、电位等物理量；（3）根据测得电路的物理量，能够分析电路的工作状态；（4）能够对电路元件识读、检测。【实施目标】（1）熟悉电流表、电压表、万用表使用方法；（2）连接一个具有三个回路的实际电路，对各物理量进行测试，并能分析电路的工作状态；（3）能够利用基尔霍夫定律解决电路计算问题；（4）掌握电路各元件的特性并能够识读、检测。【实施器材】（1）电源、导线、元件、开关若干；（2）配备电流表、电压表、万用表。【实施步骤】（1）讲解项目要求的相关知

3、识；（2）连接一个具有三个回路的实际电路，检查无误后，通电测试；（3）利用电流表、电压表、万用表，在线测量各物理量；（4）利用基尔霍夫定律计算得到结果与实际测得数据比较；（5）对电阻、电容、电感器件进行识读、检测。【实训报告】实训报告内容包括实施目标、实施器材、实施步骤、测量数据、比较数据，并总结体会。【相关知识】1.1电路和电路模型案例1.1手电筒电路是大家所熟悉的一种用来照明的最简单的用电器具，如图1-1所示。图1-1手电筒电路1.1.1电路电路是为了实现某种功能由电气器件按一定方式连接而成的集合体。作用：实现电能的传输和转换

4、；实现信号的传递和处理。一个完整的电路应包括电源、负载和中间环节三部分，是由发生、传送和应用电能（或电信号）的各种部件组成的总体。电源是提供电能或电信号的设备；负载是使用电能或输出电信号的设备；中间环节用于传输、控制电能和电信号。1.1.2理想元件实际电路器件理想化而得到的只具有某种单一电磁性质的元件，称为理想电路元件，简称为电路元件。每一种电路元件体现某种基本现象，具有某种确定的电磁性质和精确的数学定义。电路元件按照其与电路其他部分相连接的端钮数，可以分为二端元件和多端元件。二端元件通过两个端钮与电路其他部分连接，多端元件通过三

5、个或三个以上端钮与电路其他部分连接。1.1.3电路模型由理想电路元件互相连接组成的电路称为电路模型。手电筒电路1.2电路的基本物理量及其参考方向1.2.1电流及其参考方向金属内的自由电子在电场的作用下做定向运动，形成电流。电流的强弱用电流强度来衡量。电流强度在数值上等于单位时间内通过导体某一横截面的电荷量。规定正电荷运动的方向或负电荷运动的相反方向为电流的实际方向。在外电场的作用下，正电荷将沿着电场方向运动，而负电荷将逆着电场方向运动，电流的实际方向总是和外电场的方向一致。电流强度习惯上简称为电流。大小和方向都随时间而变化的电流称

6、为交流电流，用小写字母i表示。如果电流的大小和方向不随时间而变化，则称其为直流电流，用大写字母I表示。电流的单位是安培（A），简称安。当每秒通过导体横截面的电量为1库仑（C）时，电流为1A。表示微小电流时，以毫安（mA）或微安（μA）为单位；表示大电流时，以千安（kA）为单位。电流的参考方向任意规定某一方向作为电流数值为正的方向，称为电流的参考方向，也称为电流的正方向。它是一个任意假定的电流方向，用箭头表示在电路上，并标以符号。未规定电流的参考方向时，电流的正负没有任何意义。1.2.2电压和电动势1.电压电压的实际方向是从高电位点

7、指向低电位点，即电位降的方向。单位是伏特（V）。2.电动势电动势的方向是从低电位点指向高电位点，即电位升的方向。电动势的单位也是伏特（V）3.电压和电动势的参考方向一般地，在元件或电路两端用符号“+”、“-”分别标定正负极性，由正极指向负极的方向为电压的参考方向，并以箭头表示。如果电压为正值，则实际方向与参考方向一致；如果电压为负值，则实际方向与参考方向相反。4.关联与非关联参考方向如果指定流过元件的电流参考方向是从标以电压正极性的一端指向负极性的一端，即两者的参考方向一致，则把电流和电压的这种参考方向称为关联参考方向；当两者不一

8、致时，称为非关联参考方向。方法：电路中任意指定一点作为参考点，假定该点电位是零。例1-1在如图1-9所示的电路中，已知U1=10V，U2=-16V，U3=-4V，试求Uab。=-10V+（-16）V-（-4）V=-22V1.2.3电功率和电能1.电