【正文】 章 簡單直流電路 第二章 簡單直流電路 教學重點： 1． 理解電動勢 、 端電壓 、 電位的概念 。 2． 掌握閉合電路的歐姆定律 。 4． 了解萬用表的基本構造和基本原理 ， 掌握萬用表的使用方法 。 。 2． 熟練分析計算電路中各點電位 。 電動勢的國際單位制為伏特 ， 記做 V 。 衡量電源的電源力大小及其方向的物理量叫做電源的 電動勢 。 電動勢的方向規(guī)定為從電源的負極經(jīng)過電源內(nèi)部指向電源的正極 ， 即與電源兩端電壓的方向相反 。 如設 W 為電源中非靜電力(電源力 )把正電荷量 q 從負極經(jīng)過電源內(nèi)部移送到電源正極所作的功 ， 則 電動勢大小 為 二、閉合電路的歐姆定律 圖中 R0 表示電源的內(nèi)部電阻 ， R 表示電源外部連接的電阻(負載 )。 ERR RIRERIU00 +???? 【 例 21】 如圖 22 所示 ， 當單刀雙擲開關 S 合到位置 1 時 ，外電路的電阻 R1 = 14 ?， 測得電流表讀數(shù) I1 = A；當開關 S 合到位置 2 時 ， 外電路的電阻 R2 = 9 ?， 測得電流表讀數(shù) I2 = A；試求電源的電動勢 E 及其內(nèi)阻 R0 。本例題給出了一種測量直流電源電動勢 E 和內(nèi)阻 R0的方法。 串聯(lián)電池組的電動勢是單個電池電動勢的 n 倍 ， 額定電流相同 。 如果有 n 個相同的電池相并聯(lián) ， 那么整個并聯(lián)電池組的電動勢與等效內(nèi)阻分別為 E并 ? E ， r并 ? R0 /n 并聯(lián)電池組的額定電流是單個電池額定電流的 n 倍 ， 電動勢相同 。 1. 等效電阻 : R ? R1+ R2 + 【 例 23】 有一盞額定電壓為 U1 ? 40 V、額定電流為 I ? 5 A 的電燈，應該怎樣把它接入電壓 U ? 220 V 照明電路中。 【 例 24】 有一只電流表 ， 內(nèi)阻 Rg ?1 k? ，滿偏電流為 Ig ? 100μA， 要把它改成量程為 Un ? 3 V的電壓表 ， 應該串聯(lián)一只多大的分壓電阻 R？ 解：如圖 29 所示 。 利用兩只電阻串聯(lián)的分壓公式 ， 可得 nURRRU+? ggg???????????????? k29)1(1 ggggg RnRUURUUURgnn 則 上例表明 ， 將一只量程為 Ug、內(nèi)阻為 Rg 的表頭擴大到量程為 Un ，所需要的分壓電阻為 R = (n ? 1) Rg， 其中 n = (Un/Ug)稱為電壓擴大倍數(shù) 。 1. 等效電導 : G = G1 + G2 + = RnIn = RI = U 3. 功率分配： R1P1 = R2P2 = IRR RIIRR RI21122121 +?+? 則有分流公式 【 例 25】 如圖 211 所示 ， 電源供電電壓 U = 220 V， 每根輸電導線的電阻均為 R1 = 1 ?， 電路中一共并聯(lián) 100 盞額定電壓 220V、 功率 40 W 的電燈 。試求： (1)當只有 10 盞電燈工作時 ， 每盞電燈的電壓 UL 和功率 PL ； (2) 當 100 盞電燈全部工作時 ， 每盞電燈的電壓 UL 和功率 PL 。 圖 212 例題 26 解：如圖 212 所示，設 n =In/Ig(稱為電流量程擴大倍數(shù) )， 根據(jù)分流公式可得 I n ，則 RRRI+? gg1?? nRR g 本題中 n = In/Ig = 1000， ??????? 111 0 0 0k11n RR g 上例表明 ， 將一只量程為 Ig、 內(nèi)阻為 Rg 的表頭擴大到量程為 In ， 所需要的分流電阻為 R =Rg /(n ? 1)， 其中 n = (In/Ig)稱為電流擴大倍數(shù) 。 對混聯(lián)電路的分析和計算大體上可分為以下幾個步驟： 1． 首先整理清楚電路中電阻串 、 并聯(lián)關系 ， 必要時重新畫出串 、 并聯(lián)關系明確的電路圖； 2． 利用串 、 并聯(lián)等效電阻公式計算出電路中總的等效電阻； 3． 利用已知條件進行計算 ， 確定電路的端電壓與總電流； 4． 根據(jù)電阻分壓關系和分流關系 ， 逐步推算出各支路的電流或各部分的電壓 。 試求： (1) 電路總的等效電阻 RAB 與總電流 I?； (2) 電阻 R9 兩端的電壓 U9 與通過它的電流 I9。 圖 214 例題 28 的等效電路 解 :首先整理清楚電路中電阻串 、 并聯(lián)關系 ， 并畫出等效電路 ，如圖 215 所示 。 它是一種可以測量多種電量的多量程便攜式儀表 ， 由于它具有測量的種類多 、量程范圍寬 、 價格低以及使用和攜帶方便等優(yōu)點 ， 因此廣泛應用于電氣維修和測試中 。 一 、 萬用表的基本功能 萬用表的基本原理是建立在歐姆定律和電阻串聯(lián)分壓 、 并聯(lián)分流等規(guī)律基礎之上的 。 表頭內(nèi)部有一個可動的線圈 （ 叫做動圈 ） ， 它的電阻 Rg 稱為表頭的內(nèi)阻 。 固定在動圈上的指針隨著動圈一起偏轉(zhuǎn)的角度 ， 與動圈中的電流成正比 。 Rg與 Ig 是表頭的兩個主要參數(shù) 。 圖 216 簡單的直流電壓表 gxRRUI+? 測量時將電壓表并聯(lián)在被測電壓 Ux 的兩端 ， 通過表頭的電流與被測電壓 Ux 成正比 在萬用表中 ， 用轉(zhuǎn)換開關分別將不同數(shù)值的分壓電阻與表頭串聯(lián) ， 即可得到幾個不同 的電壓量程 。試求電路中各分壓電阻 R R R R R5 。 (1)求 R1： n1 ? (U1/Ug) ? ， R1 ? (n ? 1) Rg ? 47 k? (2)求 R2：把 Rg2 ? Rg + R1 ? 50 k?視為表頭內(nèi)阻 ， n2 ?(U2/U1) ? 4， 則 R2 ? (n ? 1) Rg2 ? 150 k? (3)求 R3：把 Rg3 ? Rg + R1 + R2 ? 200 k