項目一 電路的識別

在人們的日常生活中，由用電器組成的電路幾乎無處不在。了解電路的組成，掌握電路所涉及物理量的含義，掌握這些物理量的測量方法，是學習電工知識的基礎。

知識目標

1.掌握電路的組成及其三種工作狀態。

2.掌握電阻、電流、電壓、電位、電動勢、電能、電功率的概念和基本知識。

3.掌握歐姆定律、電阻定律的基本知識并能熟練應用。

技能目標

1.能夠使用驗電筆判斷導體是否帶電，是帶直流電還是交流電。

2.會正確使用萬用表測量電流、電壓、電位、電阻等物理量。

3.能觀察電度表測量電路所消耗的電能。

任務一 認識電路

基本知識

一、電路的組成

人們在日常生活中經常用手電筒照明。手電筒由一個燈泡通過導線、開關和幾節電池連接起來，就組成一個最簡單的直流電路，如圖1-1所示。當開關閉合時，燈泡就發光，電路中有電路通過；當開關斷開時，燈泡熄滅，電路中沒有電路通過。

通常把這種由電氣設備和若干元件按照一定的連接方式構成的電流通路稱為電路。也就是說，電路就是電流所流經的路徑。

不論結構如何，只要是一個完整的實際電路，一般都是由電源、負載、連接導線和控制裝置（開關）四部分組成的。

1.電源

電源是將其他形式的能轉變為電能的裝置，如發電機、干電池、光電池等。發電機是將機械能轉變為電能的裝置，干電池是將化學能轉變為電能的裝置，光電池是將光能轉變為電能的裝置。

2.負載

負載是將電能轉變為其他形式能量的裝置，如白熾燈（燈泡）、電烙鐵、電動機、電解槽等都是負載。白熾燈是將電能轉變為光能、熱能，電烙鐵是將電能轉變為熱能，電動機是把電能轉變為機械能，電解槽是將電能轉變為化學能。

3.控制裝置

用來控制電路的通斷，使電路正常工作的裝置，如開關、保險絲、繼電器等。

4.連接導線

用來傳輸和分配電能，把電源和負載連接成一個閉合的回路。常用的導線是銅線。

二、電路的工作狀態

電路的工作狀態常有以下三種。

1.通路

通路是指電源與負載連通的電路，也稱閉合電路，這種電路中有工作電流，如圖1-2（a）所示。但須注意，處于通路狀態下的各種電氣設備的電壓、電流、功率等數值不能超過其額定數值。

2.斷路（開路）

斷路是指電路中某處斷開，使電路不能構成通路的狀態。此時電路中沒有電流流過，如圖1-2（b）所示。在測試或檢修電路時，經常需要將某一部分電路斷開進行測試或判斷故障。

3.短路

短路是指整個電路或某一部分被導線直接短接，電流直接流經導線而不再經過電路中的元件。這時，電路中的電流往往較大，容易損壞電源或發生火災，一般應該避免短路的情況發生。但在電子設備的調試過程中，常常遇到將電路的某一部分短路的情況，這是為了使與調試過程無關的部分沒有電流通過而采取的一種方法。

三、電路圖

要說明一個實際電路的結構原理，用圖紙來表示往往非常方便，同樣，電氣工人可根據電路圖來了解電路的連接方式和電路中各元件的作用，以便進行安裝、調試和檢修。電路圖一般可以分為原理圖和裝配圖兩種。原理圖只是表示線路的連接方式，并不反映線路的幾何尺寸和各零件的實際形狀。裝配圖除了表示電路的實際接法外，還要畫出相關部分的裝置和結構，圖1-1（b）表示的就是圖1-1（a）所對應的原理圖。

電路圖中常用的部分圖形符號如表1-1所示。

基本技能

觀察手電筒的構成

在日常生活中，人們會經常用手電筒進行照明，它有一個燈泡通過導線、開關和幾節電池連接起來，當開關閉合時，燈泡發光；開關斷開時，燈泡熄滅。

一、手電筒簡介

普通手電筒的結構有電路元件和電路結構件組成，如圖1-3所示。

圖1-3 手電筒的結構

當向前推動開關⑧時，使金屬片②和燈泡負極連接環①接觸，這樣電路元件就構成一個閉合回路，電流經過電池⑦的正極→燈泡⑥→燈泡負極連接環①金屬片②→開關⑧→金屬片④→彈簧③→電池⑦的負極，構成一個閉合回路，回路中有電流流過，當電流流過燈泡時，燈泡發光。

當把開關⑧向后退時，金屬片②與燈泡的負極連接環①斷開，電路因斷路沒有電流，燈泡熄滅。

二、技能練習

1.目的

了解手電筒的組成元件及元件的作用。

2.材料

工具一套，手電筒一個。

3.步驟

（1）實際操作手電筒，觀察操作結果。閉合手電筒開關，觀察燈泡；斷開開關，觀察燈泡。

（2）拆卸手電筒，觀察手電筒的構造和組成元件（含結構件）。

（3）對照圖1-3，分析電路的工作原理和元器件的作用。

（4）根據電路的工作原理，畫出原理圖，與圖1-1對比。

任務二 了解電流產生

基本知識

一、電流的基本概念

1.電流的定義 電荷的定向移動形成了電流。如金屬導體中自由電子的定向移動，電解液中的正、負離子沿著相反方向的移動，都形成了電流。

2.電流的形成 當手電筒的開關閉合，手電筒發光的原因是手電筒里的燈泡通過了合適的電流。那么電流是如何形成的呢？

要形成電流其條件是：首先要有自由移動的電荷——自由電荷；其次導體兩端必須有使電荷移動的動力——電壓；再者這就是閉合電路中，形成通路。這就好比河流的形成，一要有水，二要有地勢的高低，水會沿著一定的路徑（通路）自高向低流動。

3.電流的理論方向和參考方向與實際方向

（1）電流的理論方向 物理學中規定電流的方向，是正電荷定向移動的方向（電荷指的是自由電荷）。在金屬導體中的電子是自由電子的定向移動；在酸，堿，鹽的水溶液中是正、負離子沿著相反方向的移動；在電源外部電流沿著正電荷移動的方向流動；在電源內部由負極流回正極。

（2）電流的參考方向與實際方向 在實際工作中對于簡單的電路來說，很容易判明電流的方向，如圖1-4所示；但在計算和分析較復雜的電路時，某段電路中的電流方向一般很難確定，如圖1-5中的電阻R3中的電流。此時可以先假設電路中的電流方向，即假設電路中的電流的參考方向，然后進行計算，如果解出電流值為正值，認為電路中的實際電流方向和假設的電流方向一致；如果解出來的電流值為負值，說明電路中的實際電流方向和假設的電流方向相反，如圖1-6所示。

如何觀察電流的實際方向呢？最直觀的辦法是將直流電流表串聯到圖1-4中R3支路里，當電流表指針出現反向偏轉時，此時的電流表指針的偏轉方向（代表實際方向）與電路圖中所標注電流方向（參考方向）相反。當電流表指針出現正向偏轉時，此時的電流表指針的偏轉方向（代表實際方向）與電路圖中所標注電流方向（參考方向）一致。

二、電流的種類

根據電流的實際用途，電流的種類可以分為三大類，恒定電流、脈動電流和正弦交流電電流。三種電流的定義特點見表1-2。

三、電流的大小

電流的強弱用電流強度來表示。單位時間內通過導體橫截面的電荷量叫做電流強度，簡稱電流，用符號I表示。如果在時間t內，通過導體橫截面的電荷量為Q，那么導體中流過的電流I為：

在國際單位制中，電流的單位是安培（A）。如果1秒（s）內通過導體橫截面的電荷量為1庫侖（C），則規定導體中的電流強度為1安培，即

1安培（A）=1庫侖（C）/1秒（s）

常用的電流單位還有毫安（mA）、微安（μA）等，它們之間的換算關系為：

1mA=10-3A，1μA =10-6A

例1-1 在1min內流過導體橫截面的電荷量為12C，求導體中的電流強度是多少？

四、電流產生的五大效應

我們研究和學習電流是為了更好掌握電流能在生產、生活和學習中給我們帶來更多的應用。

1.熱效應

利用電流的熱效應來加熱的家電產品，有電爐、電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤爐等。焦耳定律就是計算電流產生多少熱量公式。

2.磁效應

電流的磁效應：任何通有電流的導線，都可以在其周圍產生磁場的現象，稱為電流的磁效應。

我們會在今后的學習中，了解到通電流的長直導線周圍，會有磁場產生，其磁力線的形狀為以導線為圓心一封閉的同心圓，且磁場的方向與電流的方向互相垂直。以及著名的右手和左手定則，具體參考項目四的內容。電動機和變壓器就是電流的磁效應具體應用。

3.光效應

電流的光效應。例如利用注入式電致發光原理制作的二極管叫發光二極管，通稱LED 。當它處于正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。

4.聲效應

電流的聲效應。例如動圈式揚聲器的基本原理是把一條有電流的導線與磁力線垂直的放進磁鐵南北極間，導線就會受磁力線與電流兩者的互相作用而移動，在把一片振膜依附在這根導線上，隨著電流變化振膜就產生前后的運動。目前百分之九十以上的錐盆單體揚聲器都是動圈式的設計。還有電鈴、蜂鳴器、都是利用電流的磁效應制成的。

5.化學效應

電流通過導電的液體會使液體發生化學變化，產生新的物質。電流的這種效果叫做電流的化學效應。如電解，電鍍，電離等就屬于電流的化學效應的例子。

基本技能

驗電筆的使用

驗電筆是用來判斷電路中是否有電的一種工具，分為氖泡式驗電筆和數字式驗電筆兩種。

一、驗電筆的基本結構

1.氖泡驗電筆

（1）氖泡式驗電筆的結構

驗電筆主要由工作觸頭、降壓電阻、氖泡、彈簧和金屬螺釘等部件組成。其結構如圖1-7所示，各組成部件及其作用見表1-3。

（2）用氖管式驗電筆觀察判斷電流的產生

正確使用驗電筆的方法如圖1-8，當用驗電筆判斷被測物體是否帶電時，將工作觸點接觸被測體，如果被測體帶電，則被測體通過驗電筆、人體、大地形成回路，其漏電電流使氖泡啟輝發光。如果驗電筆接觸零線，則氖泡不亮。原因是什么？請同學們將任務二和任務三學習完成之后，自行解答。

（3）氖管式驗電筆使用技巧

① 判斷交流電與直流電。 電筆判斷交直流，如果被測體帶交流電，則氖管較明亮，并且氖管通身亮；如果被測體帶直流電，則氖管較暗，且氖管只亮一端。

② 判斷直流電正負極方法。用驗電筆判斷直流電的正、負極，此時觀察氖管要心細，如果是前端明亮則是負極，如果是后端明亮則為正極。

（4）使用低壓驗電筆（試電筆）應注意的事項

① 測試前應在帶電體上進行校核，確認驗電筆良好，以防做出錯誤判斷。

② 使用驗電筆時，最好穿上絕緣鞋。

③ 避免在光線明亮的方向觀察氖泡是否啟輝，以免因看不清而誤判。

④ 有些設備，特別是測試儀表，往往因感應而帶電。此外，某些金屬外皮也有感應電。在這些情況下，用驗電筆測試有電，不能作為存在觸電危險的依據。因此，還必須采用其他方法（如用萬用表測量）確認其是否真正帶電。

2.電子驗電筆

除了氖泡驗電筆以外，目前市場上還有數字式驗電筆，數字驗電筆及其使用如圖1-9所示。

數字式驗電筆由筆尖（工作觸頭）、筆身、指示燈、電壓顯示、電壓感應通電檢測按鈕、電壓直接檢測按鈕、電池等組成，適用于檢測12～220V交直流電壓和各種電器。數字式驗電筆除了具有氖管式驗電筆通用的功能外，還有以下特點：

（1）當右手指按檢測按鈕，并將左手觸及筆尖時，若指示燈發亮，則表示正常工作；若指示燈不亮，則應更換電池。

（2）測試交流電時，切勿按電子感應按鈕。將筆尖插入相線孔時，指示燈發亮，則表示有交流電；需要電壓顯示時，則按檢測按鈕，最后顯示數字為所測電壓值；未到高段顯示值75%時，顯示低段值。

二、技能練習

1.目的

用驗電筆判斷待測體是否帶電。

2.器材

驗電筆、各種電源。

3.步驟

（1）判斷待測體是否帶電。

（2）若帶電，所帶電是直流電還是交流電；若是直流電，被測端是正極還是負極。

任務三 電源及電動勢

在電工技術中所涉及的物理量很多，除了電流以外還有電壓、電位、電能、電動勢、電功率等，理解和掌握好這些物理量是學好電工基礎的前提條件。

基本知識

一、電壓

我們知道，物體的運動是因為受到力的作用，電荷做定向移動形成電流是由于電荷受到了電場力的作用。

電荷在電場中受到力的作用，這種力叫電場力。在電場力的作用下，電荷沿力的方向移動一段距離，那么電場力就對電荷做了功，如圖1-10所示。電場力F把正電荷q從電場中a點移動到了b點，那么電場力對電荷q做的功為Wab=F×Lab。如果在電場中的電荷為nq，則受到的電場力為nF，電場力所做的功為nWab。即電場力所做的功與電荷量之比為一常數，這個常數就是電壓。電壓是用來衡量電場力移動電荷做功本領的物理量。

所謂電壓就是單位正電荷從a點移動到b點電場力所做的功，用Uab表示，即Uab

在國際單位制中，電壓的單位為伏（特），符號為V，表示的含義為：如果將1庫侖（C）的正電荷從a點移動到b點，電場力所做的功為1焦耳（J），則ab兩點之間的電壓為1伏特（V）。

常用的單位還有千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV），它們之間的換算關系為：

1千伏（kV）=103伏（V）

1毫伏（mV）=10-3伏（V）

1微伏（μV）=10-3毫伏（mV）=10-6伏（V）

和電流一樣，電壓不僅有大小，也有方向。電壓總是對電路中某兩點而言的，常用雙下標表示，如用Uab表示a、b兩點之間的電壓，a表示起點，b表示終點。在電路中，任意兩點之間的電壓的實際方向往往不能預先確定，和電流一樣，可以先假設電路中電壓的參考方向，并按參考方向進行計算。如果計算結果為正值，說明假設的電壓參考方向和實際方向一致；若計算結果為負值，說明電壓的參考方向和實際方向相反。

例1-2 在如圖1-11中，已知電壓的參考方向和數值，試說明電阻R上電壓的實際方向。

解：在圖a中，電壓的參考方向由a到b，電壓為2V，說明電壓的實際方向和參考方向一致，即從a到b。

在圖b中，電壓的參考方向由c到d，但電壓為-3V，說明電壓的實際方向和參考方向相反，即電壓的實際方向由d到c。

例1-3 已知電場力將一帶電量為0.05C的電荷從a移動到b，電場力做功為6J，問a、b兩點之間的電壓為多少？

解：

二、電位

電壓是對電路中的某兩點而言的，在電工技術中常常用到。在電子技術中或分析較為復雜的電路時，要求解電路中某兩點的電壓，常常較為復雜，如果利用電位的概念去分析則十分方便。

如果在電路中選擇一點作為參考點，規定參考點的電位為零電位點，那么對于電路中某點的電位，就是電場力移動單位電荷從該點到參考點所做的功，電位的符號用V表示，電位的單位也是伏特（V）。

參考點為零電位點，電路中的其他點的電位都是針對這個基準點而設置的，而參考點的選擇是任意的。在工程技術中選擇大地、機殼為參考點；而在電子技術中如果選擇較多元器件的交匯點為參考點，往往使分析或計算較為簡單。

由電位的定義可知，電位表示的也是電場力對電荷所做的功，這是與電壓的共同點；不同點是電位是指某點到參考點的電壓，而電壓則表示的是任意兩點之間的電壓；某點的電位會隨著參考點的不同而改變，具有多值性，而某兩點的電壓值不會隨參考點的不同而改變，具有單一性。電路中任意兩點之間的電壓可以用這兩點之間的電位差來表示。

Uab=Va-Vb

Va、Vb分別表示a點、b點的電位，Uab表示a、b兩點之間的電壓，所以電壓又叫電位差（也稱電壓降）。

例1-4 如圖1-12所示，已知 Uab=12V，Ubc= 6V，分別以b、c為參考點，求a點、b點和c點的電位和a、c兩點之間的電壓Uac。

解：

（1）以b點為參考點，則Vb= 0

已知Uab=12（V），即Uab=Va-Vb=Va-0 =12（V）

所以，Va =12（V）

又已知Ubc= 6（V），即Ubc=Vb-Vc= 0-Vc= 6（V）

所以，Vc= -6（V）

a、c兩點的電壓為：

Uac= Va-Vc = 12-（-6）=18（V）

（2）以c點為參考點，則Vc=0

已知Ubc= 6（V），即Ubc= Vb-Vc= Vb-0 = 6（V）

所以，Vb= 6（V）

又Uab = Va-Vb =Va-6 =12（V）

所以，Va=12+6 =18（V）

a、c兩點之間的電壓為：

Uac= Va-Vc=18-0 =18（V）

由上面的計算可得：當參考點變化時，a、b、c三點的電位跟著變化，但a、c兩點的電壓不變。

三、電源

當電流流經用電器時，用電器把電能轉化為其他形式的能，為了使電路中能夠有源源不斷的電流，就需要一種把其他形式的能量轉化為電能的裝置，這種裝置就是電源。電源的種類很多，有把化學能轉化為電能的干電池或蓄電池，有能把機械能轉化成電能的發電機，也有將太陽能轉化成電能的太陽能電池。不論什么類型的電源，其作用都是克服電場力將正電荷從電源的負極移動到電源的正極（或者將負電荷從電源的正極移動到電源的負極）。我們把電源所具有的這種力叫做非電場力（也叫非靜電力或電源力），如圖1-13所示。

在電源外部，電場力將正電荷從電源的正極通過用電器移送到電源的負極，稱為電源的外電路；它將電能轉化為其他形式的能，電場力做功。在電源內部，非靜電力將正電荷從電源的負極移送到電源的正極，非靜電力做功，將其他形式的能轉換為電能，稱為電源的內電路。這樣，電源的外電路和電源的內電路形成一個閉合回路，在閉合回路中就會有持續的電流。

四、電源的電動勢

在電源內部，非靜電力把正電荷從電源的負極移送到電源的正極，為了衡量非靜電力做功能力的大小，引入電動勢這個物理量。即非靜電力將單位正電荷從電源的負極移動到電源的正極所做的功，用E表示。

電動勢的單位也是伏特。表示把1庫侖（C）的正電荷從電源的負極移動到電源的正極所做的功為1焦耳（J），則電源的電動勢就是1伏特（V）。

電源的電動勢不僅有大小而且有方向，電動勢的方向從電源的負極指向電源的正極，其大小等于電源兩端的電壓。電源的電動勢僅決定于電源本身，與外電路無關。

電動勢與電壓的關系：

電動勢和電壓的單位都是伏特，都表示做功能力的大小，所不同的是電動勢表示電源非靜電力做功的本領，而電壓表示電場力做功的本領；電動勢只存在于電源的內部，電壓不僅存在于電源的內部，而且也存在于電源的外部；電動勢與電壓的方向相反，電動勢是從低電位指向高電位（所以常稱為電勢升），而電壓是從高電位指向低電位（所以常稱為電壓降）。

五、電能（電功）

電能是物理學中的一種能量形式，和物理學中的其他能量形式有著密切的聯系，因此電能是一個重要的物理量。假設導體兩端的電壓為 U，通過導體的橫截面的電荷量為 q，根據電壓的定義可得出電場力對電荷q所做的功，即電路所消耗的電能為

W=Uq

由于

q=It

可得

W = UIt

上式表示，在一段電路中，電場力移動電荷通過導體所做的功W與加在這段電路兩端的電壓U、通過導體的電流I和通電時間t的乘積成正比。電場力做多少功，表示將多少電能轉化為其他形式的能。

在國際單位制中，W、U、I、t的單位分別是焦耳（J）、伏特（V）、安培（A）和秒（s）。在實際生活中，我們常用到電能的另一個單位是千瓦時（kW·h），1 kW·h俗稱1度電。表示1kW的用電器工作1h所消耗的電能。

1度= 1 kW·h =3.6×106J

例1-5 一臺29寸電視機在工作時，用電電壓為220V，通過的電流為0.5A，試求電視機一天工作5h所消耗的能量？

解：W = UIt = 220×0.5×5 =550W·h =0.55kW·h =0.55（度）

六、電功率

電功不能表示電流做功的快慢，電功率則可以表示電流做功快慢的物理量。人們把單位時間內電流所做的功，稱為電功率，用字母P表示

由于W = UIt，代入上式得

式中，P、W、t、U、I的單位分別是瓦特（W）、焦耳（J）、秒（s）、伏特（V）和安培（A）。若電流在1s內所做的功為1J，則電功率就是1W。常用的電功率的單位還有千瓦（kW）、毫瓦（mW）等。

1千瓦（kW）=103瓦特（W）

1毫瓦（mW）=10-3瓦特（W）

用電器上所標明的電壓、功率為用電器的額定電壓和額定功率，所謂額定電壓是指用電器長期工作時所允許加的最高電壓。額定功率是指在額定電壓下，用電器所消耗的功率，如燈泡上的220V、40W即為額定電壓和額定功率。

在功率計算中，用正、負號表示吸收電能或發出電能，即吸收電能，功率用正號表示；發出電能，功率用負號表示。

例1-6 一標有220V、40W的燈泡，正常發光時，通過燈絲的電流是多少？

解：由P = UI

可得：

基本技能

電壓的測量

常用的電壓的測量儀器是電壓表和萬用表，在初中物理課中我們已經學習了電壓表的使用。在電工和電子技術中，常用萬用表來測量電壓。

一、萬用表測量電壓

萬用表是一種可以測量多種物理量、具有多個量程的便攜式儀表。萬用表一般情況下主要測量電壓、電流和電阻，有的還可以測量晶體管、電容、電感、頻率等。常用的萬用表有指針式和數字式兩種。這里我們主要學習用指針式萬用表進行電壓測量。

圖1-14是某種M47指針式萬用表，圖（a）是其整體圖，圖（b）是其表盤，圖（c）是操作盤。

1.萬用表的使用方法

使用萬用表前做到：

（1）萬用表水平放置。

（2）應檢查表針是否停在表盤左端的零位。如有偏離，可用小螺絲刀輕輕轉動表頭上的機械零位調整旋鈕，使表針指零。

（3）將紅表筆插入標有“+”號的插孔，黑表筆插入標有“-”號的插孔。

（4）將選擇開關旋到相應的項目和量程上，就可以使用了。

萬用表使用后，應做到：

（1）拔出表筆。

（2）將選擇開關旋至“OFF”擋，若無此擋，應旋至交流電壓最大量程擋，如“1000V”擋。

（3）若長期不用，應將表內電池取出，以防電池電解液滲漏而腐蝕內部電路。

2.用萬用表測量直流電壓

測量步驟是：

（1）選擇量程。萬用表直流電壓擋標有“”，有0.25V、1V、2.5V、10V、50V、250V、500V、1000V和2500V共九個量程。測量電壓（或電流）時要選擇好量程，如果用小量程去測量大電壓，則會有損壞的危險；如果用大量程去測量小電壓，那么指針偏轉太小，無法讀數。量程的選擇應盡量使指針偏轉到滿刻度的2/3左右。如果事先不清楚被測電壓的大小時，應先選擇最高量程擋，然后逐漸減小到合適的量程。

（2）測量方法。萬用表應與被測電路并聯。紅表筆應接被測電路高電位處，黑表筆應接低電位處。

（3）正確讀數。仔細觀察表盤，直流電壓擋刻度線是第二條刻度線，用某一擋時，可用刻度線下第三行數字讀出相應的數值，然后乘以倍率即是被測電壓值。注意讀數時，眼睛視線應正對指針。

3.用萬用表測量交流電壓

測量步驟是：

（1）選擇量程。萬用表交流電壓檔標有“”，有10V、50V、250V、500V和1000V共五個量程。量程的選擇和測量直流電壓時相同。

（2）測量方法。萬用表應與被測電路并聯，但沒有高低電位之分。

（3）正確讀數。同測量直流電壓。

二、技能練習——用萬用表測量電壓

1.目的

學會用萬用表測量電壓。

2.器材

電池一塊、穩壓源一個、開關一個、電阻兩個、導線若干，萬用表。

3.步驟

（1）電池電壓的測量

電池電壓一般為1.5V，用萬用表測量時，萬用表的擋位為______，黑表筆接______，紅表筆接______，讀值為 ______。

（2）穩壓電源電壓測量

直流穩壓電源一般為0～30V，如果測量其輸出電壓范圍，萬用表的擋位為_____，黑表筆接 ______，紅表筆接______，讀值為_______。

（3）交流電壓的測量

用萬用表測量市電電壓（電源插座），萬用表擋位應該放在_______，測量時黑、紅表筆用不用區分接哪一個待測點（ ），讀值為______ 。

（4）電壓、電位的測量

原理圖如圖1-15所示（圖中元件參數自定）。

① 當開關K打開時，用萬用表測量a、b電壓Uab =____V， c、d之間的電壓Ucd =____V。

② 閉合開關K，用萬用表測量a、d之間的電壓Uad =____V，a、b之間的電壓Uab =____V，b、c之間的電壓Ubc =____V。

③ 以c點為參考點，測量a、b、c點的電位，Va = V ，Vb= V， Vc = V。

④ 假如以b點為參考點，那么Va = V，Vb = V ，Uab = V。

通過上述測量，可以得到的結論，某點（如a點）的電位與參考點的選擇 關，而兩點之間的電壓（如Uab）與選擇的參考點 關。

（5）測量結束后，應拔出表筆，將選擇開關置于交流電壓最大擋位，收好萬用表。

在上述測量過程中，讀值時需要注意______。

任務四 識別電阻

基本知識

一、電阻

1.導電、非導電物質的分類

根據物體的導電能力的強弱，一般可分為導體、絕緣體和半導體。其中導電性能良好的物體叫導體，導體內部有大量的自由電荷，如銀、銅、鋁等都是導體；導電能力很差的物體叫絕緣體，絕緣體中幾乎沒有自由電荷存在，如玻璃、膠木、陶瓷等都是絕緣體；導電能力介于導體和絕緣體之間的物體叫半導體，半導體的導電能力隨外界條件變化導電能力有較大的變化，如硅、鍺等。

2.電阻

導體中存在著大量的自由電荷，自由電荷在電場力的作用下定向移動形成電流。但在自由電荷移動的過程中不斷地與其他原子發生碰撞，阻礙了自由電荷的定性運動。這種對自由電荷運動的阻礙作用叫電阻，用字母R表示。

3.電阻定律

任何物體都有電阻，而導體的電阻是由導體本身的性質所決定的，不隨導體兩端的電壓改變而改變。導體電阻的大小不僅和導體的材料有關，還和導體的尺寸有關。經驗證明，在溫度一定時，一定材料制成的導體的電阻跟它的長度成正比，跟它的橫截面積成反比，還與導體的材料有關系，這就是電阻定律。

式中 R——導體的電阻，單位是歐姆，符號為Ω；

ρ——電阻率，導體的電阻率是由導體本身的性質決定的，單位是歐姆米，符號是Ω ·m，常見導體的電阻率見表1-4；

L——導體的長度，單位是米，符號為m；

S——導體的橫截面，單位是平方米，符號是m2。

在國際單位制中，電阻的常用單位還有千歐（kΩ）和兆歐（MΩ）；

1kΩ=103Ω

1MΩ=103kΩ=106Ω

由表1-4可知，銀的導電性能最好，但銀的價格昂貴，用它做導線不太經濟，只作為一些電氣設備的觸點使用，在現實生活中常用銅做導線。

例1-7 一根銅導線長L=2000m，截面積S=2mm2，導體的電阻是多少？

解：查表1-1可知，銅的電阻率p=1.7×10-8Ω?m，由電阻定律可得

二、電阻與溫度的關系

實驗證明導體的電阻還與溫度有關。人們把溫度升高1℃時，導體電阻的拜年話與原電阻的比值稱為溫度系數，用字母a表示，單位1/℃.

如果在溫度為t1時，導體的電阻為R1；在溫度為t2時，導體的電阻為R2，那么電阻的溫度系數是

在通常情況下，幾乎所有的金屬材料的電阻率都隨溫度的升高而增大，即 a〉0，稱為正溫度系數。由于電阻率較小，當溫度變化較小時，對電阻的影響不大，一般不予考慮。但當溫度變化較大時，溫度對電阻的影響不容忽視。有些材料（如碳）在溫度升高時，導體的電阻值反而減少時，即 a〈0，稱為負溫度系數。具有負溫度系數的電阻在電路中常用作溫度補償用。還有些合金材料（如錳銅、康銅等）的電阻溫度系數很小，導體的電阻幾乎不隨溫度的變化而變化，常用來制造標準電阻用。此外，有些稀有材料及其合金在超低溫下，失去了對電流的阻礙作用（即電阻為零），這種現象稱為超導現象，隨著科學技術的發展，超導技術逐步應用到電子通信、醫療衛生等方面。

例1-8一個40W的白熾燈泡，白熾燈的燈絲是鎢絲，正常工作時電阻約為1210Ω，工作溫度為2000℃，求其常溫）25℃）時的電阻？

解：有電阻溫度系數公式

可得：

由表1-1可得鎢的溫度系數為0.0044，將數據代入公式可得：

可見，溫度變化較大時，溫度對電阻的影響較大，電阻的變化不可忽視。

基本技能

常用電阻器的識別和測量

一、常用電阻器的識別

在日常的生產生活中會用到各種各樣的電阻，有些設備需要電阻值較大的電阻，有些設備需要功率值較大的電阻，這就需要制作一些電阻元件。利用導體的電阻性能，將一些電阻率較高的材料制成具有一定阻值的實體元件，用它來控制電路中的電流電壓的大小，我們稱為電阻器，常常簡稱為電阻，它是構成電路最基本的元件之一。

1.電阻器的分類

電阻器一般分為固定電阻器和可變電阻器兩大類，固定電阻器和可變電阻器的符號見表1-1。常用的固定電阻器有線繞電阻、各種膜電阻和實心電阻三類。可變電阻器的阻值可在一定范圍內變化，如電位器、電阻箱等。常用的電阻器外形如圖1-16所示。

圖1-16 常見電阻器外形

常用固定電阻器的構造特點見表1-5。

2.電阻器的主要指標

電阻器的指標有標稱阻值、允許偏差、標稱功率、最高工作電壓、穩定性、溫度等，其中主要指標包括標稱值、允許偏差（誤差）和標稱功率。

（1）標稱阻值

標稱阻值是指根據國家的統一阻值標準而生產的電阻器阻值，表1-6列出了E24系列的標稱系列值，電阻器的標稱值為表中所列之中的10n倍，n為整數。

（2）允許偏差

允許偏差表示電阻器的精度，常用百分數表示，是指電阻器實際值和標稱值的差值，與標稱值相除的百分數。常見的誤差值見表1-7。

（3）標稱功率

標稱功率是指電阻器允許承受的最大功率。

在電路圖中，通常不加功率標注的電阻均為1/8（W）的，如果電路對電阻的功率值有特殊要求，就按圖1-17所示的符號標注，或用文字說明。實際中不同功率的電阻體積是不同的，一般來說，功率越大，電阻的體積就越大。例如，電工用的啟動線繞電阻大家可以參考圖1-16和1-18進行學習。

3.電阻器的標稱方法

標稱阻值的常見表示方法有直標法、色標法和數碼法。

（1）直標法：就是在電阻的表面直接用數字和單位符號標出產品的標稱阻值，其允許誤差直接用百分數表示，如圖1-19所示。它的優點是直觀，一目了然。但體積小的電阻則無法這樣標注。

（2）色標法：用不同色環標明阻值及誤差，色標法標志清晰，從各個角度都容易看清標志。各種顏色表示的數值見表1-7的規定。

色環電阻的識別方法見表1-8，注意電阻的標稱值的單位是歐姆（?）。

（3）數碼法

對于體積較小的電阻（如貼片電阻），由于體積較小，無法用上述兩種方法表示其阻值，其阻值常用數碼法表示。

數碼法表示電阻的方法是：用一個三位有效數字表示電阻值的大小，如472，其中前兩位數字表示數值的大小，第三位數字表示0的個數（如果是9，表示0.1倍），單位為?。如472表示4700?，119表示1.1?。

二、常用電阻器的測量

在任務三中我們練習過用萬用表測量電壓，現在我們來學習如何用萬用表測量電阻的阻值。

萬用表測量電阻阻值的擋位叫歐姆擋，共有R×1、R×10、R×100、R×1k和R×10k五個擋位，用萬用表測量電阻時，應按下列步驟進行：

（1）機械調零。在使用之前，應該先調節指針定位螺絲使電流示數為零，避免不必要的誤差。

（2）選擇合適的倍率擋。萬用表歐姆擋的刻度線是不均勻的，所以倍率擋的選擇應使指針停留在刻度線較稀的部分為宜，且指針越接近刻度尺的中間，讀數越準確。一般情況下，應使指針指在刻度尺的1/3～2/3。

（3）歐姆調零。測量電阻之前，應將2個表筆短接，同時調節“歐姆（電氣）調零旋鈕”，使指針剛好指在歐姆擋刻度線右邊的零位。如果指針不能調到零位，說明電池電壓不足。并且每換一次倍率擋，都要再次進行歐姆調零，以保證測量準確。

（4）讀數：仔細觀察表盤，歐姆擋刻度線是第一條刻度線，表頭的讀數乘以倍率，就是所測電阻的電阻值。

三、技能練習——電阻的識別、測量

1.目的

識別電阻阻值、功率；用萬用表測量電阻的阻值。

2.材料

阻值、功率不同的電阻10個，萬用表一塊。

3.步驟

（1）電阻的識別

① 阻值的識別

將10只電阻插在硬紙板上。把電阻進行編號，序號為1～10，根據電阻上的色環，寫出它們的標稱值及誤差，將數值填入表1-9中。

② 功率的識別

用已掌握的電阻功率的知識，識別10個電阻的功率，將數值填入表1-9。

（2）電阻的測量

① 將萬用表按要求調整好，并置于R×100擋，將歐姆擋進行調零。

② 分別測量上述識別的10只電阻，將數值填入表1-9。測量時注意讀數應乘以倍率。

③ 若測量時指針偏角太大或太小，應換擋后再測。換擋后應再次調零才能使用。

④ 相互檢查。10只電阻中你測量正確的有幾只？將測量值和標稱值相比較了解各電阻的誤差。

（3）測量結束后，應拔出表筆，將選擇開關置于交流電壓最大擋位，收好萬用表。

任務五 歐姆定律的應用

基本知識

一、部分電路歐姆定律

大量實驗表明，在一段不包括電源的電路中，通過導體的電流，與導體兩端的電壓成正比，與導體的電阻成反比。這個結論是物理學中一個十分重要的定律，是德國物理學家歐姆首先在19世紀初期用實驗的方法研究得出的，叫做部分電路歐姆定律。它揭示了一段電路中電阻、電壓、電流三者之間的關系。

如果用I表示通過導體的電流，U表示導體兩端的電壓，R表示這段導體兩端的電阻，那么部分電路歐姆定律可以表示為

式中 電流（I）的單位是安培（A）；

電壓（U）的單位是伏特（V）；

電阻（R）的單位是歐姆（Ω）。

值得注意的是：電阻值不隨電壓、電流的變化而變化的電阻叫線性電阻，如線繞電阻，金屬膜電阻等，線性電阻的阻值只與元件本身的材料和尺寸有關系，由線性電阻組成的電路是線性電路；阻值隨電壓、電流的變化而變化的電阻，叫非線性電阻，如半導體二極管，含有非線性電阻的電路是非線性電路。歐姆定律只適用于線性電路。

一般把電阻兩端的電壓U和通過電阻的電流I之間的對應關系，稱為伏安特性，表示兩者之間變化關系的曲線稱為伏安特性曲線。

通過實驗，可以得到線性電阻和非線性電阻的伏安特性曲線，如圖1-20所示，圖中以電壓為橫軸，電流為縱軸。

例1-9 某白熾燈接在220V直流電源上，正常工作時流過的電流為445mA，求此電燈的電阻。

解：根據，有

二、全電路歐姆定律

全電路是指含有電源的電路，如圖1-21所示，圖中虛線框內代表一個電源，電源的內部一般都有電阻，這個電阻稱為電源內阻，用r表示；事實上內阻在電源內部，與電源不分開，因而不單獨畫出，在電源符號邊注明電阻值就可以了。電源內部的電路叫內電路，電源以外 的電路叫外電路。

在開關K閉合時，負載電阻R上有電流，這是因為電阻兩端有電壓的原因，這個電壓由電源電動勢 E 產生，稱為負載電壓UR，而電源兩端的壓降稱為電源的路端電壓，此時兩者的大小相等，為U=UR=IR，在開關斷開時U=E（在數值上），在開關閉合時，UR＜E，這是為什么呢？

這是因為在電流流過電源內部時，在內阻上產生了電壓降Ur，Ur=Ir。可見在電路閉合時，U與E之間的關系為

U=E-Ir

即

式中，電流、電動勢（電壓）、電阻的單位分別是安培（A）、伏特（V）和歐姆（Ω）。

也就是說，在一個閉合電路中，電流強度的大小與電源的電動勢成正比，與電路中內電阻和外電阻之和成反比。這個規律稱為全電路歐姆定律。

例1-10 在圖1-21電路中，電源電動勢為6V，內阻r = 0.2Ω，外電阻R = 9.8Ω，求電路中的電流，路端電壓和電源的內壓降。

解：

U=E-Ir=6-0.6×0.2=5.88（V）

或

U=UR=IR=0.6×9.8=5.88（V）

Ur=Ir=0.6×0.2=0.12（V）

三、電源的外特性

由公式 U = E-Ir可知，電路的路端電壓與電源的電動勢 E、電路中的電流 I 和電源的內阻r三個量有關系。在通常情況下，電源的電動勢和電源的內阻都可以認為是不變的，并且r?R，因而電路中的電流主要受R變化的影響。當外電阻R較大時，電路中的電流I較小，路端電壓較高，此時我們稱電路的負載較輕，當外電阻為∞時，此時電路的電流為0，路端電壓U=E，稱為空載。反之，當外電阻R較小時，電路中的電流I較大，路端電壓較低，此時我們稱電路的負載較重，如果外電阻R為0，此時電路中的電流很大，可能損壞電源設備，過載是指電路中的電流超過了電路所允許的電流。為了防止短路事故，在電路中串接有保險絲，同時絕對不允許將一根導線或電流表直接接在 電源的兩端。人們把電源端電壓隨負載電流變化的關系稱為電源的外特性，繪成的曲線稱為外特性曲線，如圖1-22所示。

路端電壓的高低不僅和負載電阻有關，還與電源內阻的大小有關，在負載電流不變的情況下，內阻越小，路端電壓就越高；內阻越大，路端電壓就越低。當內阻為零時，路端電源U的大小就恒等于電源的電動勢E，此時的電源稱為理想電源。

四、電阻元件上消耗的能量與功率

電流做功的過程就是將電能轉化成其他形式的能的過程，我們在任務三中已學過電功和電功率的計算方法，結合部分電路歐姆定律的知識，我們可以推導出當負載是純電阻時電功和電功率的計算方法。

已知電功的計算公式為

W =UIt

將部分電路歐姆定律代入，可得出電阻R上消耗的電功為

在國際單位制中U、I、R、t、W的單位分別是伏特（V）、安培（A）、歐姆（Ω）、秒（s）和焦耳（J）。

同理，將部分電路歐姆定律代入電功率的計算公式，可得出負載是純電阻時的功率的計算公式為

在國際單位制中，P的單位為瓦特（W）。

在這里需要特別指出的是，當負載是純電阻電路時，上述等式才能成立，如果電路中存在電解槽、電動機等（將電能轉化為熱能以外的能量），W =UIt和P=UI 將仍然成立，而和將不再成立，因為此時等式不再成立。

例1-11 一個標有100Ω，1/8（W）的電阻，問其流過的電流和所加電壓的最大值是多少？

解：根據P=I 2R，得最大電流為

所加最高電壓為

U =IR= 0.035 ×100=3.5（V）

基本技能

電流和電功測量儀表的使用

一、電流測量儀器的使用

電流的大小可以用電流表測量，也可以用萬用表電流擋（實驗中常用的儀表）測量。我們以萬用表為例說明電流的測量方法。

測量步驟是：

（1）選擇量程。萬用表直流電流擋，有0.05mA、0.5 mA、5 mA、50 mA、500 mA和5A六個量程。測量電流（或電壓）時要選擇好量程，如果用小量程去測量大電流，則會有燒表的危險；如果用大量程去測量小電流，那么指針偏轉太小，無法準確讀數。量程的選擇應盡量使指針偏轉到滿刻度的2/3左右。如果事先不清楚被測電流的大小時，應先選擇最高量程擋，然后逐漸減小到合適的量程。

（2）測量方法。萬用表應與被測電路串聯。電流應該從紅表筆流進電流表，黑表筆流出電流表。

（3）正確讀數。仔細觀察表盤，直流電流擋刻度線是第二條刻度線，用某一擋時，可用刻度線下第三行數字讀出相應的數值，然后乘以倍率即是被測電壓值。注意讀數時，眼睛視線應正對指針。

（4）測量結束后，應拔出表筆，將選擇開關置于交流電壓最大擋位，收好萬用表。

二、電能的測量儀表

1.電度表（電功表）的使用

電度表是用來測量電路消耗電能多少的設備，常見的電度表如圖1-23所示。

電度表的讀數可以從電度表上直接讀出，最后一位為小數，圖1-23中兩電度表的讀數分別是0.2度和0.6度。某一段時間電路所消耗的電能，是電度表在兩個時間的讀數的差值。

2.電度表（電功表）的接線

電度表有四個接線端子，接線端子中的1、3端子接進線，2、4端子接輸出線，如圖1-23所示。

三、技能練習

1.目的

（1）用萬用表測量電路中的電流；

（2）電度表電路的組裝。

2.器材

（1）同任務三技能練習中電壓的測量。

（2）10A電度表一個，閘刀一個，2kW左右用電器一個，導線若干。

3.步驟

（1）電流的測量

① 照圖1-15連接電路。

② 將穩壓電源電壓調到10V，估算電路中的電流。

③ 將萬用表調到 電流擋，測量電流時，開關應 ，將萬用表串接到d、c兩點，d點接 表筆，c點接 表筆，測量值為 。

④ 將穩壓電源調到15V，重復上述測量過程。

（2）電度表的連接

① 照圖1-24連接電路。

② 記下電度表的讀數，閉合閘刀，工作半小時左右，斷開閘刀，記下電度表的讀數，將電度表的讀數填入表格，并計算電路所消耗的電能。

四、安全用電

1.觸電 當人體觸及帶電導體或接觸設備的帶電部分，就有電流流過人體，如果遭受到電的傷害，就稱為觸電。

人體觸電時，電流對人體造成的傷害可分為兩大類：一類是電流通過人體，引起內部器官的創傷，叫做“電擊”；另一類是電流通過人體，引起外部器官的創傷，叫做“電灼傷”。

2.觸電的危害 當人體觸電時，電流會使人體的各種生理機能失常或遭受破壞，如燒傷、呼吸困難、心臟麻痹等，嚴重時會危及生命。觸電對人的損害程度由下列幾種情況決定。

（1）通過人體電流的大小 通過人體電流的大小對人體的影響，如表1-11所示。

從上表可知，當頻率為50～60Hz（我國日常用電為220V、50Hz，有些國家用的是110V、60Hz，也有的用240V、60Hz）交流電流大于10mA或直流電流大于50mA時，就有可能危及生命。為了使電流不至于超過上述數值，我國規定安全電壓為36V、24V及12V三種（根據場所潮濕程度而定）。

（2）電流通過人體的時間 電流作用于人體時間的長短，直接關系到人體各器官的損害程度。因此，當發生觸電事故時，應立即切斷電源，或使觸電者迅速安全地脫離電源。

（3）電流通過人體的途徑 電流如果沿著人的脊柱通過（即電流從手流到腳，或者流過心臟）是最危險的，所以雙手觸電危險性最大。

（4）觸電傷害程度 觸電者的健康狀況和身體狀況不同，其觸電傷害程度是不同的。如心臟病、肺結核病、神經病和內分泌器官病患者，觸電極其危險。

（5）人體電阻對人身觸電的影響 人體觸電時，當接觸的電壓一定時，流過人體的電流大小就決定于人體電阻的大小。人體電阻越小，通過人體的電流就越大，也就越危險。另外，人體皮膚越濕，電阻越小，通過人體的電流就越大，給人體造成的傷害也越重。

3.人體觸電的類型 人體觸電事故多種多樣，就其形式來說可分為雙線觸電、單線觸電和跨步電壓觸電三種。

（1）雙線觸電 如果人體的不同部位同時分別接觸同一個電源的兩根導線（包括同時接觸兩根火線或一根火線和一根零線），即為雙線觸電。這時電流從一根導線經過人體流至另一根導線，在電流回路中只有人體電阻，其電壓為線電壓或相電壓，如圖1-25所示。在這種情況下，觸電者即使是穿上絕緣鞋或者是站在絕緣臺上也起不了保護作用。所以，兩線觸電是最危險的。

（2）單線觸電

若電動機電器的絕緣損壞（擊穿）或絕緣性能不好（漏電）時，其外殼便會帶電，如果人體與帶電外殼接觸或接觸到帶電的一根火線，這就是單線觸電，如圖1-26所示。為了防止這種事故，電氣設備常采用保護接地和保護接零措施。

（3）跨步電壓

當架空線路的一根帶電導線斷落在地上時，就在地面上以導線落地點為中心，形成了一個電勢分布區域，落地點與帶電導線的電勢相同，離落地點越遠，電流越分散，地面電勢也越低。如果人或牲畜站在距離電線落地點8～10m以內，就可能發生觸電事故，這種觸電叫做跨步電壓觸電。如圖1-27所示。

人受到跨步電壓時，電流雖然是沿著人的下身，從一支腳經腿、胯部又到另一支腳與大地形成通路，雖然沒有經過人體的重要器官，但是因為人受到較高的跨步電壓作用時，雙腳會抽筋，使身體倒在地上。這不僅使作用于身體上的電流增加，而且使電流經過人體的路徑改變，完全可能流經人體重要器官，如從頭到手或腳。人倒地后，電流在體內持續作用幾秒鐘就會致命。所以一個人當發覺受到跨步電壓威脅時，應趕快把雙腳并在一起，或盡快用一條腿跳著離開危險區。

此外，在各種形式的短路和帶負載斷開電路等情況下，人體都可能由于發生電弧而被燒傷。

4.預防觸電的保護措施 為了更好地使用電能，防止觸電事故的發生，必須加強安全用電常識的教育，普及安全用電知識，以便更好地掌握安全用電的方法，使用各種電氣設備時嚴格遵守操作規程。預防觸電的保護措施如表1-12所示。

5.觸電的現場處理措施

（1）脫離電源

若發現有人觸電，切不可驚慌失措，應保持頭腦冷靜，迅速有效地采取措施。可以及時撥打110，或用如圖1-28所示的安全方法，使觸電者脫離電源。

（2）現場急救

當觸電者脫離電源后，如果神志清醒且皮膚又未灼傷，可將其抬至通風的地方休息；若觸電者呼吸停止，心臟也停止跳動，在醫務人員到達之前，可采用人工呼吸和心臟擠壓的急救方法使觸電者恢復心跳，見表1-13。

五、電氣火災的原因及其預防

（1）電器火災的原因

① 電氣設備過熱

電氣設備工作時會發熱主要是電流的熱效應造成的：因為設備的電路中存在電阻，當電流通過電阻時就會產生熱量，這就是電流的熱效應。電流的熱效應使設備溫度升高，當溫度過熱超過設備內部或周圍材料的燃點時就可能引發火災。

引起電氣設備過熱的主要原因，如表1-14所示。

② 電火花和電弧

在生產和生活中，電氣設備正常運行或正常操作時產生電火花和電弧是常見的現象。如電動機電刷與滑環接觸處在正常運行中就會有電火花；開關斷開電路時，會產生很強的電弧；拔掉插頭或接觸器斷開電路時有電火花發生。當然如果電路發生短路或接地事故時產生的電弧更大；設備絕緣不良、電器閃爍等也都會有電火花、電弧產生。電火花、電弧的溫度很高，特別是電弧溫度可高達6000℃。這么高的溫度不僅能引起可燃物燃燒，還能使金屬熔化、飛濺，是非常危險的火源。

（2）電氣火災的預防

在各類生產和生活場所，廣泛存在著可燃的物質，如可燃氣體、可燃粉塵和纖維等。當這些可燃物質在空氣中的含量超過其危險濃度或遇到電氣設備運行中產生的火花、電弧等高溫時，可燃物質就會被引燃從而發生電氣火災事故。電氣火災的預防方法如下：

① 排除可燃、易爆物

保持良好通風，使現場可燃、易爆的氣體、粉塵和纖維濃度降低到不至于引起火災和爆炸的限度內。加強可燃物的密封，減少和防止可燃物泄漏。

② 排除電氣火源

在設計安裝電氣裝置時，應嚴格按照防火規程的要求來選擇、布置和安裝電氣裝置。對運行中能產生火花、電弧和高溫危險的電氣設備和裝置，不應安裝在易燃易爆的危險場所；必須在易燃易爆場所安裝的電氣設備，應采用密封的防爆電器。

③ 電加熱設備的火災預防

正在使用的電加熱設備必須有人看管，人離開時切斷電源。電加熱設備必須裝在陶瓷或耐火磚等耐熱、隔熱材料內，使用時遠離易燃和可燃物。電加熱設備在導線絕緣損壞或沒有過載電流保護時，不得使用。

④ 選擇合適的導線和電器

電源線的安全載流量必須滿足電器設備的容量要求；當電氣設備增多、電功率過大時，應及時更換原有電路中不合要求的導線及有關設備。

⑤ 選擇合適的保護裝置

電路中要裝設熔斷器或自動空氣開關。

⑥ 選擇絕緣性能好的導線

對熱能電器應選用棉織物護套線絕緣。

⑦ 處理好電路中的連接處

電路中的連接處要連接牢固，接觸良好，避免短路。

⑧ 正確選擇產品的類型

必須根據使用場所的特點，正確選擇產品的類型。如在戶外應安裝防雨式燈具，在有易燃、易爆氣體的車間、倉庫內，應安裝防爆燈。

⑨ 安裝時留有一定的安全距離

如日光燈線路不要緊貼在天花板或木屋頂上，應有一定的安全距離，并且鎮流器上的灰塵要定期清掃，以利散熱。

⑩ 發現損壞及時更換

如線路老化絕緣層被破壞或燈具有損壞時應及時更換。

（3）發生電氣火災的處理

① 發現電子裝置、電氣設備、電纜等冒煙起火時，要盡快切斷電源。

② 使用沙土或專用滅火器進行滅火。

③ 在滅火時避免將身體或滅火工具觸及導線或電氣設備。

④ 若不能及時滅火，應立即撥打119報警。

項目評價

一、思考與練習

1.填空題

（1）電路的工作狀態一般有三種：通路狀態、____和____。

（2）在一定溫度下，一定材料制成的電阻與它的長度成____，與它的面積成____。

（3）電荷的____形成電流，電流的方向規定為____的運動方向；衡量電流的大小的物理量是____；電流的國際單位是____。

（4）若Uab=5V，則Uba= ，說明Uab與Uba方向 ，干電池是 電，市電是 。

（5）電功率用字母____表示，其國際單位是____；電能用字母____表示，其國際單位是____。家庭中使用的電度表測量的是____，單位是____（俗稱度）。

2.選擇題

（1）導線中的電流I=1.6mA，10min通過導體橫截面的電量為（ ）。

A.1.6×10-2C

B.0.96 C

C.0.096C

D.1.96C

（2）一根粗細均勻的導線，其兩端電壓為U時，通過的電流是I，若將該導線均勻拉長為原來的兩倍，要使電路中的電流仍為I，則導線兩端所加的電壓應為（ ）。

A.U/2

B.U

C.2U

D.4U

（3）燈泡A為“6V，12W”，燈泡B為“9V，12W”，燈泡C為“12V，12W”，它們都在各自的額定電壓下工作，下面的說法正確是（ ）。

A.三個燈泡一樣亮

B.三個燈泡電阻相等

C.三個燈泡的電流相等

D.燈泡C最亮

（4）一條均勻電阻絲對折后，接到原來的電路中，在相同的時間里，電阻絲所產生的熱量是原來的（ ）。

A.1/2

B.1/4

C.2

D.4

（5）一個電源上分別接上2Ω和8Ω的電阻時，兩個電阻所消耗的功率相等，則電源的內阻是（ ）。

A.1Ω

B.2Ω

C.4Ω

D.8Ω

3.簡答題

（1）“110V，500W”的電阻絲，能否用“220V，500W”的電阻絲的一半來代替，為什么？

（2）試分別說明電壓與電位、電壓與電動勢的區別與聯系。

（3）造成人體觸電的原因有哪些？

（4）如何防止觸電事故的發生？

（5）觸電后如何急救？

（6）產生電氣火災的原因有哪些？

（7）如何預防電加熱設備引起的火災？

（8）預防白熾燈引發火災的措施有哪些？

4.計算題

（1）在某閉合電路中，電源內阻r =0.2Ω，外電路的路端電壓為1.9V，電路中的電流為0.5A，求電源的電動勢和外電阻。

（2）電源的電動勢為4.5V，與外電阻為9Ω的負載電阻構成閉合電路，測得電源兩端的電壓為1.8V，求電源的內阻。

（3）一個5A的保險絲，電阻為0.01Ω，求其熔斷時兩端的電壓是多少？

（4）在一電路中，已知Va= -6V，Vb= -8V，Vc= 0，Vd= 4V，Ude= -3V，求：Uab、Ubc、Udb和Ve。

二、項目評價標準

項目評價標準見表1-15。

三、項目小結

1.電路一般都是由電源、負載、連接導線和控制裝置（開關）四部分組成的電路有通路、斷路、短路三種工作狀態。

2.基本物理量

電學中的基本物理量，見表1-16。

3.定律及其應用

（1）電阻定律：在溫度一定時，一定材料制成的導體的電阻跟它的長度成正比，跟它的橫截面積成反比，還與導體的材料有關系，這就是電阻定律。

（2）歐姆定律

部分電路歐姆定律：電路中的電流與電阻兩端的電壓成正比，與電阻成反比，即

全電路歐姆定律：閉合電路中的電流與電源的電動勢成正比，與電路中的總電阻成反比，即

4.技能要求

（1）通過實例了解電路的結構與工作狀態。

（2）用驗電筆判斷待測體是否帶電及帶電類型。

（3）電阻的識別。

（4）能用萬用表測量電阻、電壓、電位、電流。