电工基础讲座（直流电）课件.ppt

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1、电工基础主讲:许志武直流电路一、物体的带电和电场（1）物体的结构自然界的物质由分子组成，分子由原子组成，原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成，电子绕原子核不停的高速运动着。由于正、负电荷存在静电引力，因此运动中的电子受到这种吸引力的束缚，而不会从原子中飞逸出去。自然界中存在正负两种电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，这是电荷的基本特性。在通常情况下，原子中原子核所带的正电荷的电量的总和（绝对值）等于所有电子所带负电荷的电量总和（绝对值），原子呈中性状态，物体也呈中性状态，即对外表现为不带电的中性状态。+-（2）物体的带电使物体的带电叫起电。起电的过程

2、，实际上是使物体中正负电荷分开的过程。如摩擦起电和利用静电感应使物体带电的感应起电。大量事实说明：电荷既不能创造，也不能消灭，他们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。这个结论就叫做电荷守恒定律。物体所带电荷的多少叫电荷量，用Ｑ表示，单位是C，读作库仑。一个电子所带的电荷量等于1.60×10-19C，1C为6.25×1018个电子所具有的电荷量。（3）电场两个带电体之间存在相互排斥或相互吸引的作用，这表明两个带电体之间有作用力。带电体周围存在一种叫电场的客观存在而又看不见的特殊物质，带电体之间的作用力就是通过电场进行的。电场对于电场

3、中电荷产生的作用力称为电场力，用F表示，单位是N（牛顿），它的大小可表示为F=EＱ或E=F/Ｑ式中E——电场强度，N/C或V/m；Ｑ——电荷量，C。电场中某点电场强度的方向也叫该点电场的方向，它与正电荷在该点所受电场力的方向相同，与负电荷在该点所受电场力的方向相反。电场的强弱可用电场(力)线进行描述：（4）典型电场的电场(力)线分布+++++++-------带电平板的电场线（5）电场线的性质1.电场线是假想的，不是真实的。2.电场线起于正电荷止于负电荷，电场线不闭合。对于单个点电荷，正电荷假想无穷远处有负电荷，电场线终止于那里；负电荷同理。4.电场线的方向总

4、是指向电位降落的方向，电场线与等位面正交（相垂直）。3.电场线的疏密表示电场的强弱。4.电场线不能相交。5.电场线上某点的切线方向是该点的电场强度方向，也就是该点正电荷（+q）的受力方向二、电路中基本的物理量（1）电流—电荷的定向移动形成电流1.定义式：I=Ｑ/t2.单位：A安培(kAmAµA)3.方向：正电荷移动的方向4.参考方向：在电路分析计算中任意假定的正方向称为电流的参考方向。5.参考方向与实际电流的方向I参考方向实际方向I>0I参考方向实际方向I<0（2）电压—衡量电场力做功大小的一种物理量1.定义式：UAB=WAB/Ｑ在电场中若电场力将正电荷从A点

5、移到B点，所做的功为WAB，则WAB/Ｑ称为AB两点之间的电压2.单位：V伏特(kVmVµV)3.方向：高电位指向低电位4.参考方向：任意假定的电压的正方向（3）电位—电路中某点与参考点之间的电压1.参考点：电路中假想电位为零任意一点，在工程上通常选取大地为参考点，即视大地的电位为零电位。2.定义式：UA=WA/Ｑ在电场中若电场力将正电荷从A点移到参考点，所做的功为WA，则WA/Ｑ称为A点的电位3.电压与电位的关系（a）电压又可以称为电位差，如下式：（b）电压具有绝对性，其大小与参考点无关。电位具有相对性，其大小随参考点选择改变而改变。（c）电压有方向性，总是

6、由高电位指向低电位。电位有正负性，大于参考点（零）电位称为正电位；小于参考点（零）电位称为负电位。(4)关联参考方向在电路计算中，把电压与电流的参考方向取为一致性称为关联参考方向，如：某段电路IUABAB+-若假设电流由A流向B，则电压参考方向为A指向B，即A为高电位点，B为低电位点。若假设电压由A指向B，则电流参考方向也是由A流向B。故电路计算中，只需要电流、电压任意参考方向即可。（5）电动势1.定义式：E=W外/Ｑ2.单位：与电压同3.方向：电源的负极指向正极4.电源符号：5.电动势与电压的关系：对于理想电源（内阻为零），其电动势与其两端的电压大小相等，方

7、向相反，即：E=-U-UE+-++E++++----+F电场力F外力负载电源工作示意图（6）电阻定律1.内容：导体的电阻与该导体的长短、粗细、材料的性质和温度有关的，在一定的温度下其大小可表示为ρ——电阻率，其大小与导体材料的性质有关，或L——导体长度，mS——导体的截面积，m2（或mm2）2.单位：Ω欧姆（KΩΜΩ）3.电阻率ρ（a）电阻率的大小与导体的几何形状无关，它与导体材料的性质和导体所处的条件（如温度）有关。在一定温度下，对同一种材料ρ是常数。（b）电阻率的大小反映了各种材料导电性能的好坏，电阻率越大，表示其导电性能越差。ρ<10-6：导体，如金属及

8、其合金ρ>107：绝缘体，如石英、塑料