电路的基本组成及工作状态

【知识目标】

1）认识简单的实物电路。

2）了解电路组成的基本要素。

3）理解电路模型。

【技能目标】

1）会识读简单电路图。

2）识别常用电池的外形、特点，了解其实际应用。

【情感目标】

激发学生对电使用的兴趣，提高学习热情。

观察与思考

闭合小台灯开关（ON），灯就亮；打开开关（OFF），灯就灭。你能画出小台灯的电路图吗？它由哪几部分组成？

一、直流电源的概念

在日常生产和生活中，大部分环境使用的都是交流电，但也有很多场合使用直流电，比如：手机充电器、蓄电池、干电池电路等等。直流电的特点是大小和方向都不随时间变化，理想的直流电在坐标系里是一条，但实际上直流电也有很小的脉动。

二、电路的组成及状态

1.电路的基本组成

（1）电路的概念

一个基本的电流回路称为电路。例如：在使用灯具（或其他电气设备）之前，总要用导线把它们和电源连接起来，这种将电源和负载连接起来的电流通路称为电路。即电路是由各种元器件（或电工设备）按一定方式连接起来的总体，为电流的流通提供了路径。如图2-1所示为一个简单电路。

（2）电路的基本组成

通常组成一个简单电路，至少要有电源、连接导线、开关和负载。负载、连接导线和开关称为外电路，电源内部的电路称为内电路。电路的基本组成包括以下四个部分：

1）电源（供能元件）：为电路提供电能的设备和器件（如电池、发电机等）。电源就是一个能量转换装置，把非电能转换为电能的一种装置。比如：干电池是把化学能转换为电能的装置，而发电机是把机械能转换为电能的装置。直流电的获取还可以通过交流电得到，其整个变换过程为变压、整流、滤波、稳压。

图2-1 简单电路

2）负载（耗能元件）：使用（消耗）电能的设备和器件（如白炽灯等用电器）。

3）控制器件：控制电路工作状态的器件或设备（如开关等）。

4）连接导线：用于将电器设备和元器件按一定方式连接起来（如各种铜、铝电缆线等）。

2.电路的状态

电路的形式千变万化，但归纳起来不外乎两种类型：一是进行能量的转换、传输、分配；二是进行信息处理。任何一个电路都可能具有三种状态：通路、断路和短路。(www.xing528.com)

1）通路：电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换。

2）断路：电路中没有电流通过，又称为空载状态。

3）短路：电源两端的导线直接相连接，输出电流过大对电源来说属于严重过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁甚至发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、熔丝等保护装置，在发生短路时及时切断电源。

观察与思考

1）我的灯为什么不亮？断路，还是短路？

2）家里的照明灯电路也是这样的吗？

三、电路模型（电路图）

电路是由电特性相当复杂的元器件组成的，为了便于使用数学方法对电路进行分析，可将电路实体中的各种电器设备和元器件用一些能够表征它们主要电磁特性的理想元件（模型）来代替，而对它的实际上的结构、材料、形状等非电磁特性不予考虑。

常用理想元件及符号见表2-1。

由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型，也叫做实际电路的原理图，简称为电路图。图2-2所示为简单电路图。

图2-2 简单电路图

表2-1 常用理想元件及符号

四、电池

电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置，如太阳电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。利用电池作为能量来源，可以得到具有长时间稳定电压、稳定电流、受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥着很大作用。常见的电池如图2-3所示。

图2-3 常见的电池

巩固与提高

一、填空题

1.电路的工作状态有____、____和____。

2.一个完整的电路包含____、____、____和____。

3.试着画出手电筒的电路图。

二、简答题

1.说说生活中直流供电的例子。

2.同学们的手机电池是哪一种电池？