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章节课题 3.1 电阻的串并联 课时 2节
教 学 目 的 掌握：1.串并联的连接方法及其特点 2.串并联电路在实际中的应用
重点难点 重点：串并联的特点及其应用 难点：串联电阻的分压作用和并联电阻的分流作用
教学方法 课堂讲授与练习相结合，综合学生实际，适当处理教材，因材施教，讲解问题时力求清晰明了，注意引导学生对本课程的兴趣和调动学生的学习积极性，并通过练习加深对所学知识的理解与掌握，尽可能达到好的教学效果，以提高学生的理论水平。
教具及参考书 1.《电工基础》 李梅主编 机械工业出版社 2.《电工电子技术基础》 王兆义主编 高等教育出版社 3.《电工基础》 谭恩鼎主编 高等教育出版社 4.《电工基础》 薛涛主编 高等教育出版社
作业 P76 3-3-1
课 后 小 结 1.电阻的连接方法有：串联连接、并联连接、混联连接和复杂连接。 2.各种连接方法的接法、特点。 3.串联电阻有限流、分压作用，并联电阻有分流作用。 4.串联电阻可以扩大电压表的量程，并联电阻可以扩大电流表的量程。 5.串联电阻可以制成分压器。 6.在电力供电系统中，均采用负载并联的运行方式
教学内容 3.1 电阻的串并联 教学目的 掌握：串并联电路的相关计算 技能要求 掌握：串并联电路的连接方法及其测量 教学内容 3.1.1 电阻的串联 将两个或两个以上的电阻首尾依次相接，这种连接方式称为串联，如图3-2所示。 图3-2 电阻的串联 电阻串联电路的特点 （1）串联电路的总电阻等于各串联电阻之和 总电阻的表达式为 （2）各电阻中通过的是同一电流 根据欧姆定律，串联电路的电流为 （3） 串联电路两端的总电压等于各电阻上的分电压之和 总电压的表达式为 （4）串联电路具有分压作用 串联电路各电阻上的电压与电阻的阻值成正比，阻值越大，所分得的电压也越大，各电阻上分得的电压为 (3-4) 利用串联电阻的分压作用，可以做成电阻分压器。
教学内容 2．活学活用 案例1 将电流表改为电压表 案例内容 有一个电流表头（如图3-4a所示），内阻R0=1000Ω，满偏电流I0=0.1mA（即满偏电压为0.1V）。现将它改装成量程U=10V的电压表，怎样改装。 案例分析 根据串联电路具有分压作用的特点，在表头上串联一个合适的分压电阻，即可将电流表改装成一块电压表。改装电路如图3-4b所示。 a) b) 图3-4 扩大电压表量程 a) 电流表头 b)改装等效电路 根据串联电路总电阻等于分电阻之和，有 R = RO + RX kΩ RX = R - RO =100 kΩ- 1kΩ=99 kΩ 在表头上串联一个99kΩ的电阻，即可将表头改装为一只10V量程的电压表。
教学内容 案例2 可调电阻原理分析 案例叙述：在电工和电子电路中，为了使电压连续可调，需要一种可调整阻值大小的电阻器。 案例分析：根据电阻的分压原理，如果用一可移动的金属触点在电阻体上滑动，就可以改变电阻的阻值，相应的可以改变动触点到两个端点的电压值。 图3-5 可调电阻外形 a) 带手柄的可调电阻 b)微型可调电阻 c)等效电路 图3-5a、b是可调电阻的外形，图3-5c是等效电路图。图中a、c两点为可调电阻的端点，b为动触点。从等效电路中可见，当将动触点向上移动，a-b之间的电阻减小，b-c之间的电阻增加。相应的如果在a-c之间加上电压U1，则动触点向上移动时，U2电压增加；反之，U2电压下降。 由于改变可调电阻的动触点可以改变动触点到参考点的电位，因此又将带手柄的可调电阻称为电位器。
教学内容 案例3 利用电阻串联降压限流 案例叙述：图3-6是电阻串联电路，分析其工作原理。 图3-6 电阻串联电路 a)电阻与指示灯串联 b)电阻与发光二极管串联 c)电阻在高压电路中串联 案例分析：图3-6a是指示灯电路(指示灯可等效为一个电阻)，为了限制指示灯中电流，根据串联分压原理，通过串联电阻分压，使加在指示灯上的电压U2为合适值，使指示灯正常发光。图3-6b降压原理和图3-6a相同，发光二极管也可以看作为一个电阻。该电路是电子设备上广泛使用的一种指示电路。 图3-6c是电阻串联在高压电路中的一种应用。电路总电压为310V，为了提高电路的工作可靠性，降低加在电阻上的电压值，采用了4个相同阻值的电阻相串联，每个电阻上分得的电压为310V/4=77.5V。 采用在一条支路中多个电阻串联来均分功率、均分电压，以此来提高电路的工作可靠性、方便电路的安装，是电工和电子电路经常采用的方法。
教学内容 3.1.2 电阻的并联和混联 将两个或两个以上的电阻首、尾分别接在一起，使电流有多条通路，这种连接方式称为并联，如图3-7所示。 图3-7电阻的并联 1．电阻并联电路的特点 （1）各并联电阻两端的电压相等 ； （2）并联电路的总电流等于各电阻中电流之和，即 (3-5) （3）并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和，即 （4）并联电路具有分流作用，并联电路中流过电阻的电流与电阻的阻值成反比，阻值越小，流过的电流越大；阻值越大，流过的电流越小。当有两个电阻并联时，其分流公式为 ， （5）各并联电阻上所消耗的功率与电阻的阻值成反比 并联电路中电阻的阻值越小，消耗的功率越大；阻值越大，消耗的功率越小。总功率等于各并联电阻功率之和，其数学表达式为 P = P1 + P2 + P3
教学内容 2. 电阻的混联 在一个电路中，既有电阻串联又有电阻并联，称为混联电路。图3-9就是一个电阻混联电路。在计算混联电路时，将电路中串联或并联的电阻按串联或并联的计算方法一步步进行化简，最后求出整个电路的等效电阻值。 图3-9 电阻的混联电路 【例3-1】混联电路如图3-10所示，已知，，V，试求电路的总电阻R和总电流I。 图3-10 例3-1图 解： A
教学内容 3．活学活用 案例1 工作在电网上的负载都为并联 案例叙述：工作在电网上的各种负载都为并联工作，为什么？ 案例分析：图3-11是电网中的一条火线和一条零线，火线和零线之间的电压为220V。在火线和零线上并联着各种用电负载。图3-12是计算机、扫描仪、打印机并联在一起的情况。 图3-11 并联负载 a） b） 图3-12三个负载并联 根据并联电路各电阻上（各负载）所加电压相同的特点，在电力供电系统中，采用负载并联的运行方式。供电系统为用电器提供一个相同的额定电压，各种负载都要按照这个额定电压设计电路。例如我国民用市电的额定电压为220V，各种用电器的额定电压也都是220V，只要买了按照我国标准电压生产的电器，在我们国内都能用。我们可以想象一下：如果我们国家的低压（指220V）标准有多种，电器的电压标准也有多种，使用起来是何等的麻烦。 负载并联运行还有另一个特点，就是各负载取用的功率只由负载本身的电阻决定，与其它负载无关，各负载的使用互不影响。
教学内容 案例2 电阻并联分流在工程中的应用 案例叙述：在工程检测中，经常对大电流进行检测量。被测电流小到几十个安培，大到几百安培，这样大的电流是不能直接测量的，一般都采用间接测量的方法。 案例分析：根据并联电路加的为同一电压，又具有分流特性，当测量大的电流时，我们在电路中串联上一个电流表和电阻并联分流电路，如图3-13所示。 图3-13 分流电路 图3-13a是分流原理图，设表头的直流电阻为1kΩ,满偏电流为0.1mA，则表头两端满偏电压降为 U=RI=1kΩ×0.1mA=0.1V 设被检测电流为100A，则检测电阻的阻值为 R=U/I=0.1V/100A=0.001Ω 因为是为了检测电路中的电流，分流电路的损耗越小越好。该电路的电功率损耗为 P=0.1V×100A=10W 该并联电路通过分流的方法，解决了用一个小电流表头，测量电路的大电流。图3-13b是表头和分流电阻的连接图。 图3-13的分流电路并联的是一个表头，直接由表头指示出电路中的电流；该分流电路也可以作为电流检测电子电路的取样输入端，0.1V电压通过电子电路放大，作为其它控制之用。
教学内容 案例3 通过电阻并联得到大电流和大的功率 案例叙述：在电子电路或电力电路中，经常采用电阻并联工作，请解释原因。 案例分析：由于电阻并联，电路中电流等于各个电阻中电流之和，功率也等于各个电阻的功率之和。在电子电路或电力电路中，当一个电阻提供的电流不能满足要求时，可以将几个电阻并联使用。在工程中有的电阻由于发热原因其功率（即电阻的体积）不能做的太大，当一个电阻不能满足电路的功率要求时，可以将几个电阻并联使用；有的设备（或电子电路板）因受到空间限制时，也可以将几个电阻并联应用。图3-14a是变频器的制动电阻，在制动时有上百安培的电流通过，采用几个电阻并联工作；图3-14b是电子电路的几个电阻并联，并联减小了安装体积，也把电阻的热量通过几个电阻均分。 a) b) 图3-14 电阻并联应用 a) 大功率电阻并联 b）小功率电阻并联
教学内容 案例4 电阻保护并联 案例叙述：在高压电网和高压电路中，为了防雷，装有避雷器；在低压电路中，为了防止电路过压，安装压敏电阻，避雷器和压敏电阻是怎样对电路进行保护的？ a) b) c) d) 图3-15 电阻保护并联 案例分析：电网防雷保护原理是根据电阻和电网并联，电网和电阻上加的是同一电压，当雷电超过了电网的工作电压（避雷器的导通电压），避雷器导通，将雷电流通过避雷器旁路，保护了电网不会超压而损坏。避雷器实际上是一个压敏电阻，导通电压值高于电网的正常工作电压，又低于电网的损坏电压值。当避雷器导通后，雷电低于了一定值，避雷器又自动关闭，不影响电网的正常工作。 电路中并联压敏电阻的保护原理为：压敏电阻上所加电压低于导通电压时，其阻值很大，相当于开路，当高于导通电压，电阻很小，相当于短路。在电路中主要是进行过压保护，一但过压，压敏电阻短路，将电路的保护熔断器熔断，切断电源，保护了负载不被烧毁。图3-15c是压敏电阻在电路中的连接图，图3-15d是压敏电阻外形。

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