电压和电压表的使用教案

电压和电压表的使用教案（精选8篇）

电压和电压表的使用教案 第1篇

电压和电压表的使用

学习目标与考点分析

1、通过与水压的类比了解电压的概念，知道电源提供了电压。

2、通过观察、实验掌握电压表的正确使用规则，学会正确使用电压表，能正确读数。

学习内容与过程

引入： 演示“串并联电路连接实验”，提问“为什么取出干电池，小灯泡无法点亮?那么怎样才能使小灯泡持续点亮呢”引导学生提出“电路中形成持续的电流的原因”引入新课。

一、电压

1、思考：当我们闭合电路中的开关，灯泡亮了，说明电路中产生了电流．当我们取下电池，再闭合开关，灯泡不亮，说明电路中没有电流．在这种情况下，为什么电路中不能形成电流，电源的作用是什么？

2、介绍水流的形成原因

3、强调：电路中电流的形成，是由于电路两端存在着电压，而电源的作用就好象水泵一样维持正负两极有一定的电压。电压是形成电流的原因。电压的符号用U表示．

在国际单位单位制中电压的单位是：“伏特”简称“伏”符号“ V” 常用单位：千伏（kV），毫伏（mV），微伏（μV）掌握其换算关系

4、一些常见的电压值:一节干电池电压1.5V;一节蓄电池电压2V;家庭电路的电压220V;人体安全电压36V。

二、电压表的使用

1、引导学生观察演示电压表，并思考回答下列问题： 电压表上有几个接线柱？“－”是公用接线柱，“3”或“15”是“＋”接线柱． 当使用“－”和“3”接线柱时，从表盘的下排刻线读数，量程是多大？最小刻度值是多少？ 使用“－”和“15”接线柱时，从表盘的上排刻度读数，量程是多大？最小刻度值是多少？

2、进行电压表的读数练习

3、电压表的使用方法 ： 1）、较零 2）、并联 3）、“正”入“负”出 4）、允许把电压表直接连到电源的两端（测电源电压）5）、被测电压不超出电压表量程

4、利用电压表测量电池组的电压。

结论：电压组的电压等于各干电池的电压之和。

三、串并联电路电压特点

1、串联电路电压特点：

（1）让学生预测课本图中两灯泡两端电压与总电压的差别？（2）怎样探究呢？请说出实验步骤并绘制表格（3）得出实验结论：U总= U1+U2 进一步的研究可以得到以下结论：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。

2、并联电路电压特点：

（1）预测并联电路电压的特点（2）如何探究呢？请说出实验步骤并绘制表格（3）得出实验结论：U总= U1=U2 进一步的研究可以得到以下结论：并联电路两端的总电压与各支路两端电压相等。

电压和电压表的使用教案 第2篇

电流与电压和电阻的关系教案

宅俊中学：柯春生

教学目的

1．通过实验使学生知道导体中电流跟电压、电阻的定量关系。

2．使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体的电压和电流；会用滑动变阻器来调节这段导体两端的电压。

3．使学生了解如何用控制变量的方法通过实验来研究一个量随两个量变化的定量关系。

教学重难点

使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体的电压和电流；会用滑动变阻器来调节这段导体两端的电压 教具准备

学生实验；每组配备干电池三节，电压表、电流表和滑动变阻器各一只，5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻各一只，一个开关，导线若干条。

演示用器材：干电池两节，电流表一只，2.5V和3.8V小灯泡各一只，灯座一个，开关一个，导线若干条。

教学过程

一、温故知新：

通过前面的学习，同学们基本了解了电流、电压、电阻的概念，并学会了电流表和电压表的使用。下面我们来思考几个问题，学生看学案或多媒体：

1、问：电路中电压是谁提供的？电压在电路中的作用是什么？

答：电压是由电源提供的，能使电路中（自由电荷定向移动）形成电流。（那么电压对电流是否会有影响呢？）

2、演示：下面请同学们看一看我做的一个小实验：把2.5v的灯泡分别跟一节干电池和两节串联的干电池组成电路。闭合开关，观察先后两次灯泡亮度的不同。（引导学生发现电压不同从而导致通过电阻的电流不同）

小结：说明通过一个灯泡的电流可能跟加在它两端的电压有关系。

3、问：什么是电阻？可能会对电路造成什么影响？

答：电阻：表示导体对电流的阻碍作用。（那么电阻对电流也是否会有影响呢？）

4、演示：分别把2.5v和3.8v小灯泡跟两节串联的干电池组成电路。闭合开关，观察先后两次打炮亮度的不同。

小结：通过10Ω电阻的电流较小。实验说明：在电压一定时，通过电阻的电流和电阻阻值有关。

实验告诉我们，通过导体电流的大小跟导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关系。本节将学习有关电流跟电压、电阻的关系的知识。板书：第一节电流跟电压、电阻的关系 二．学习探究：

1、大胆猜想：

根据同学们对电阻、电压、电流的学习，结合以上实验，你可以大胆地猜测一下它们之间可能的数量关系是什么？（分组猜想，并回答猜想依据）

物理实验探究课教案

宅俊中学课内比教学理综组比赛

同学们能有根据地推测、猜想非常好，你已经在科学研究的道路上迈出了正确的一步。接下来，同学们可以选择面前的仪器设备，想办法检验你的猜想是否正确。多媒体猜想：

1、电阻一定时，通过电阻的电流可能与电阻两端的电压成正比。

2、电阻两端的电压一定时，通过电阻的电流可能与电阻大小成反比。

2、研究电流跟电压的关系

猜想一：电阻一定时，通过电阻的电流可能与电阻两端的电压成正比。

问：这个实验的方法是什么？实验的目的是什么？

答：采用控制变量法：保持电阻不变，研究通过电阻的电流跟电阻两端的电压的关系（它们的定量关系）。

鼓励学生大胆的回答如何改变电压。（有的改变电源，这个方法可以但是较麻烦；可以提示学生使用滑动变阻器）因为要知道电流、电压值，所以实验中我们要用到电流表和电压表。

请同学们在课本75页中画出利用滑动变阻器探究实验的电路图,并请一位同学到黑板上将你的电路图画出来。

同学们在下面根据电路图分组连接实物。

老师说：我以前也做过一次实验，我们可以看一下多媒体中我连接的电路图，就是不知道连接的是否有问题。我想请一位同学对我连接的电路检查下。

分组实验：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻R（教师要强调使用10Ω的定值电阻，并让学生认清这个元件）两端的电压成整倍数变化（教师告诉学生，我们实验中R两端的电压分别取0.5v，1v,1.5v和2v）。将每次电压表和电流表的读数记录在课本的表格中。要求在表格左侧明显标出R=10欧的字样。并将表格数据用图像的方法将电流和电压这两个量的变化关系在课本中直观的表示出来。

学生进行实验，教师巡视指导。实验完毕，断开开关。暂不拆解电路。

汇报实验结论，进行讲评。

板书：结论一：在电阻一定的情况下，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。

注意：此结论中，电阻一定是条件（不可缺少），导体中的电流及导体两端的电压均针对同一导体而言。纠正由实验数据得出：在电阻一定时，导体中的电流随导体两端的电压的加大而加大；或说在电阻一定时，电压跟电流成正比的不正确说法。

3、研究电流跟电阻的关系

猜想二：电阻两端的电压一定时，通过电阻的电流可能与电阻大小成反比。

问：这个实验的目的是什么？需要控制的变量是什么？

答：实验目的是研究在电压不变的情况下，电流跟电阻的关系。

实验电路图跟刚才的相同。换用不同阻值的定值电阻，使电阻成整倍数地变化（教师强调本次实验使用5欧、10欧和20欧的三个电阻），调节滑动变阻器的滑片，保持定值电阻两端的电压不变（本实验要求2伏），把对应于不同阻值的电流值记录在课本的表格里。注意在表格旁明显标出U=2伏的字样。

学生实验，教师巡视指导，实验完毕，收拾好实验器材。

汇报实验结论，进行讲评。

板书：结论二：电流跟电阻的关系：在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。）

物理实验探究课教案

宅俊中学课内比教学理综组比赛

纠正：由实验数据得出：在电压不变的情况下电阻越大，电流越小及电阻跟电流成反比的不正确说法。三．课内小结

本节课我们主要通过实验得出了两条规律：

规律一：__________________________________________。规律二：__________________________________________。注意强调每个结论的条件（电阻R一定或电压U一定）通过导体的电流跟电压和电阻均是针对同一导体的。

四、分层作业（学案呈现）

基础训练、巩固提高：

1．在研究电流跟电压、电阻关系实验中，当研究电流与电阻关系时（）A、调节滑动变阻器，使电路中的电流保持不变

B、调节滑动变阻器，使不同的定值电阻R两端的电压保持不变 C、使电阻R两端电压成倍数变化

D、每次测量时都要使电路中的电流成倍数变化

2．用如图实验电路图探究“电流跟电压电阻关系”，下列注意事项错误是）A、连接电路时，开关应该是断开的

B、连接滑动变阻器时，滑片要滑到阻值最小的位置

C、连接电表时，必须使电流从“+”接线柱流入，“﹣”接线柱流出 D、每次更换电阻后，要调节滑动变阻器，使电压表的示数相同

3．关于电流、电压、电阻的关系下面说法不正确的是（）A、保持电阻不变时，电流跟电压成正比关系 B、保持电压不变时，电流跟电阻成反比关系

C、欧姆定律是研究同一段电路中I、U、R三者关系的

D、一段导体两端的电压增大，通过导体的电流增大，则导体的电阻增大

知识延伸、知识升华：

1．在探究“电压一定时，电流与电阻关系”的实验中，电路如图所示．先在 A、B间接入5Ω的定值电阻R，移动滑片P，使电压表示数为2V，读出电流表示数．接着取下5Ω的电阻换上10Ω定值电阻，不进行其它操作就闭合开关．此时电压表示数及应进行的操作是（）

A、电压表示数大于2V，应将滑片P向左滑 B、电压表示数大于2V，应将滑片P向右滑 C、电压表示数小于2V，应将滑片P向左滑 D、电压表示数小于2V，应将滑片P向右滑

物理实验探究课教案

宅俊中学课内比教学理综组比赛

3、探究电流与电压、电阻的关系． ①提出问题： _________ ？ ②制定计划，设计实验：要研究电流与电压、电阻的关系，采用的研究方法是： _________ ．即：

a、保持 _________ 不变，改变 _________ 研究电流随 _________ 的变化关系；

b、保持 _________ 不变，改变 _________ 研究电流随 _________ 的变化关系． ③进行实验，设计出实验电路图和实验表格： ④分析论证，得出结论：电阻一定 _________ ；电压一定，_________ ．

电压和电压表的使用教案 第3篇

1 电压互感器工作原理

电压互感器是电力系统运行中供测量和保护用的重要设备, 也是供电系统不可缺的变压器系列的电气设备, 是一种带铁心的变压器, 属于特种变压器。下面就电压互感器基本结构、特点、功能及主要作用分别进行介绍。

结构:电压互感器基本结构也是铁心和原、副绕组。是利用变压器在短路状态下, 电流与匝数成反比的原理制造的。主要由一、二次线圈, 既一次绕组和二次绕组、铁心和绝缘组成。它的一次线圈匝数很少, 而二次线圈的匝数很多。两个线圈都装在或绕在铁心上。两个线圈不但相互绝缘、线圈与铁心也是相互绝缘的。因此, 无论是两个线圈之间还是线圈与铁心之间不论所带的电压多大它们之间都是绝对隔离的、绝缘的。

特点:电压互感器是交流电路中一次系统和二次系统之间联络元件, 是一种小容量、大电压比的变压器。由于电压互感器本身阻抗很小, 容量也很小, 且比较恒定;运行时几乎处于空载状态, 所以一旦发生短路电流就会急剧增加导致烧毁线圈。电压互感器是通过把高电压按一定的比例关系, 变换成使低压线圈能够准确地反映高电压量值变化的标准二次电压, 并在相位上与原来保持一定关系的仪器。

电压互感器二次回路是高阻抗回路, 因此二次回路电流的大小由回路阻抗决定。当二次负载阻抗减小时, 二次电流必然增大, 根据电磁感应原理, 此时只有由一次电流自动增大一个分量, 才能满足一、二次侧之间的电磁平衡关系。工作中当在一次绕组上施加一个电压U1时, 在铁心中就产生一个磁通φ, 根据电磁感应定律, 它的二次绕组中必将产生一个二次电压U2。因此, 当改变一次或二次线圈或绕组的匝数, 就将产生不同的一次电压与二次电压比, 就可以组成不同量级比的电压互感器。

功能:电压互感器具有将高电压按比例转换成低电压的功能。由于电压互感器容量很小, 一般只有几伏安、几十伏安, 最大也不超过一千伏安。因此, 不但能够安全、可靠地把高电压变为低电压, 还可有效隔离了高电压的危险因素。一方面它可将高电压与电气工作人员进行安全隔离, 另一方面为仪器仪表的测试、计量、仪表装置、继电保护提供了安全电压, 尤其保障了对高电压的测量。

作用:电压互感器是一种将高电压、大电流变换成低电压、小电流的仪器, 是一种作为测量和保护用的标准电源。目前使用的电压互感器的二次电压均为100 V, 二次额定电流一律为5 A, 这为用户使用提供了极大的便利, 也使的仪表和继电器制造标准化提供了依据。电压互感器也是一个被限定结构和使用形式的特殊变压器, 通过它可为测量仪器、仪表和继电保护、控制装置, 以及测量线路的电压、功率和电能提供标准电源;当线路发生故障时能够起到保护线路中贵重设备、电机和变压器等作用。电压互感器运行时, 它的一次绕组N1, 也是原绕组是并联于一次线路上;二次绕组N2通常所指的副绕组, 与所测量的仪器仪表或继电保护及自动装置的电压线圈并联连接。工作中电压互感器由于二次回路阻抗很大, 工作电流和功耗都很小, 相当于二次回路开路状态;而它的二次电压又只决定于一次电压, 二次电压的大小, 决定于二次绕组线圈的匝数。因此在测量高压线路上的电压时, 尽管一次电压很高, 但二次回路却是低压, 这样就可确保操作人员和仪表的安全。

2 电压互感器典型故障实例

我台供电系统使用的是由小陶变电站输送来的35 kv等级的电压。高压室高压手车开关351#、352#和361#、362#分别并联了电压互感器和电流互感器, 主要为电力系统设备的保护、计量、继电器、仪表装置提供安全电压和保护作用。在长期的运维中也出现过故障, 在此, 针对电力系统电压互感器典型故障实例的分析、处理过程进行论述。

2.1 二次熔丝熔断

故障现象:35 k V母线电压互感器二次熔丝熔断, 相相电压、线电压下降严重, 有功、无功表指示降低, 电能表走慢。

故障分析:引起电压互感器二次回路熔丝熔断以及相、线电压下降, 表值无指示等故障;首先‘应使用电压表切换开关, 切换相电压或线电压, 判断哪相熔丝熔断;而后, 在检查35 k V母联电压互感器二次回路是否有人误碰引起断路或短路造成上述故障现象的发生。

故障处理:立即向技术主管汇报, 立即通报地调。在确保安全情况下, 更换熔丝试送, 若熔丝仍然熔断, 则说明线路电压回路存在短路, 应拔去熔丝, 立即停用该母联上的可能产生误动作引起跳闸保护的连接片;因为, 电压互感器的二次回路绝对不能并列或联络运行。由于处理此类故障需申请停电, 需要供电部门派人来处理, 故障处理好必须经过供电部门进行绝缘试验检查。因此, 在完成以上检查操作后, 就是按照规程在高压室明星位置挂好相关的安全警示牌。

2.2 电压互感器温度过高

故障现象:电压互感器温度过高, 内部有放电声和不正常的噪声, 出现渗漏油、有臭味或冒烟、绕组与外壳之间或外壳对地之间有火花放电迹象。

故障分析:该案例极有可能是电压互感器的高压侧绝缘被破坏, 电压互感器内部发生的故障。

故障处理:立即向技术主管汇报, 立即通报地调申请停电处理, 并请求供电部门处理。立即通过母联开关断开有关电源, 拉开该母线电源线断路器, 用电源断路器将故障电压互感器电源切断, 但不能用隔离开关断开故障的电压互感器。因为隔离开关不具备灭弧能力, 若使用隔离开关切断故障电压互感器电源, 极有可能引起母线短路, 造成设备和人身安全事故。

3 电压互感器运维注意事项

我台地处福建闽西北地区, 每年的3~5月由于南方初夏梅雨季节, 潮湿的空气, 造成电气设备、设施, 因受潮、湿影响绝缘下降的事故时有发生。如:电压互感器二次回路端子联结处严重受潮、受锈蚀绝缘被破坏, 引起了一相的接地短路故障。因此, 电力设备运维应该按照有关规程规定维护、测试、检查、操作, 是保障电力设备安全稳定运行的重要问题。在电压互感器安全运维方面该研究者认为应做好以几下方面。

(1) 对新安装或更换新的电压互感器, 在投入运行前必须按照相关规定和规程进行测极性、连接组别、摇绝缘、核相序等绝缘和耐压试验及检查

(2) 电压互感器一次侧和二次侧应装设熔断器。一次侧装设熔断器可保护一次侧高压电网不因互感器高压绕组或引线故障而危及一次侧的设备安全;二次侧装设熔断器可保护二次侧不因短路而损坏。

(3) 电压互感器二次侧的负载不能超过额定容量, 超过会造成互感器误差值增大, 影响测量的准确性;而二次绕组应和所接的测量仪表、继电保护装置或自动装置的电压线圈并联。

(4) 电压互感器二次绕组必须有一处安全接地, 以保障当一次和二次绕组间绝缘因为某种原因造成损坏时, 能够有效防止测试设备、仪表、继电器出现高电压而发生危及安全的事故。

(5) 高压配电室应配备空调、除湿机, 只有这样才能有效防止电力设备受潮湿影响造成了设备绝缘下降和损坏。我台经过上述电压互感器故障案例处理后, 及时在高压室配备除湿机和通、排、风改造, 以及对室内空气的潮、湿和温度进行监测, 改造后电力系统设备就没有再发生以上故障了。

4 结语

大功率广播发射台必须由电力系统为它提供能量, 也就是说电力系统是保障发射台安全传输发射的血脉。因此, 电力设备设施的安全运维是非常重要的。而对于类似上述故障的处理, 往往必须通过停电申请、汇报请示、电力部门派人处理。尽管是这样该研究者认为如何在第一时间发现故障后迅速进行准确判断、正确的采取应急措施, 避免故障演变成事故, 是发射台维护工作者必须深思的问题。在此, 该研究者通过对电压互感器在大功率广播发射台的应用与维护, 对自己在发射台电力系统运维中的一些经历和体验谈了体会, 旨在与业内同行共同探讨维护技能。不足之处还望批评指正。

参考文献

[1]国家新闻出版广电总局科技司.广播发射新技术实用手册[M].中国广播电视出版集团, 2010:1618.

[2]林用剑.浅谈电压互感器在电力系统的应用[J]科技创新导报, 2010 (6) :109-110.

[3]周顺开, 郐小娟, 于德强.电力系统中电压互感器的合理选择[J].云南电力技术, 2009 (5) 63-64, 66.

电压表和电流表的非常规使用 第4篇

[关键词]电流表 电压表 非常规接法

[中图分类号]G633.7 [文献标识码]A [文章编号] 16746058（2016）050061

对于高中物理实验器材，在使用中大多数情况下，只采用常规功能。所谓常规功能，就是实验仪器的设计者按照一定的使用需求，给实验仪器所赋予的并为广大师生所共知的实验作用和效果，这些功能是设计者已经预设好的，也为广大师生所共知、所熟悉。那么我们在实验中除了使用它的常规功能之外，往往还可以使用它隐藏着的其他功能，我们称之为非常规功能。

对电压表或电流表，我们一般并联或者串联在电路中使用，用来测量电压或者电流，这叫做电压表或者电流表的常规使用。那么，我们能不能将电压表串联在电路中、把电流表并联在电路中使用呢？初中物理的回答是否定的，这主要是初中物理教学的需要，认为电流表和电压表是理想电表。在高中阶段，电流表不再是电阻为零，电压表的电阻也不是无穷大、通过其上的电流为零的理想电表了，学生必须知道两种电表的内部构造。高中学生还应该知道，不论两种电表以何种方式联入电路，最终的目的是为了测用电器两端的电压，或通过用电器的电流，进而使用部分电路欧姆定律测量用电器的相关量值。

下面介绍一下电流表和电压表的非常规使用。

在高中测电阻的方法中有一种方法叫做半偏法，我们暂且不论这种测量方法的误差如何，只论证一下两种电表的非常规使用。

电流表的非常规使用。

如下图甲，测电流表的内阻RA：

测量步骤：

1.将滑动变阻器的滑片P拨到b端，断开S2，闭合S1，调节滑动变阻器R的电阻使电流表满偏，满偏电流为I0；

2.保持R不变，闭合S2，调节R0，使电流表的读书为I0/2；

3.则得：R0=RA。

在上面的操作中，当断开S2，S1闭合时，电流表串联在电路中，这属于电流表的常规连接，而当闭合S2后，电流表便并联在电路中了（相当于扩大了电流表的量程），这便不属于常规连接，当然这样连接，由于电流表的内阻较小，在实际使用中使用面较狭窄。如果我们要在RA已知后，测量另一未知电阻的阻值，能否使用上述电路呢？答案是肯定的，如上图乙，已知RA，求Rx。

测量步骤同上。则有R0=RA+RxRx（误差分析略），此时电流表RA和Rx未知电阻的结合使用，使电流表支路直接演变为一个电压表了。我们无意中改装了一只电压表。

电压表的非常规使用。

如下图丙，测电压表的内阻RV。

测量步骤：

1.将滑动变阻器的滑片P拨到b端，变阻箱R0的阻值调到最大；

2.闭合S2、S1，调节滑动变阻器R的电阻使电压表满偏，满偏电压为U0；

3.断开S2，保持R不变，调节R0，使电压表的示数指到满偏刻度的一半，即U0/2；

4.则得：R0=RV。

在上面的操作中，要求电压表的内阻远大于滑动变阻器的阻值，目的是为了分压部分恒压。当S2、S1闭合

时，电压表串联在电路中，这属于电压表的非常规连接，电压表充当了一个大电阻的作用，而当断开S2后，电压表和变阻箱串联，当R0=RV时，加在AB两点之间的恒定电压便平均分成两部分加到RV和R0上了，始终串联的电压表测量了自身的电压。

如果我们要在RV已知时，测量另一未知电阻Rx的阻值，该如何连接电路呢？如上图丁，已知RV求Rx。

测量步骤同上。注意Rx是和R0串接的。则有R0=RV+RxRx（误差分析略）。

电流、电压、电阻和电功率教案 第5篇

教学目的：掌握电流、电压、电阻和电功率基本概念。教学重点：电流、电压、电阻和电功率等基本概念。教学难点：电阻定律、焦尔定律，电阻与温度的关系。

电流和电压

一、电流的基本概念

电路中电荷沿着导体的定向运动形成电流，其方向规定为正电荷流动的方向(或负电荷流动的反方向)，其大小等于在单位时间内通过导体横截面的电量，称为电流强度(简称电流)，用符号I或 i(t)表示，讨论一般电流时可用符号i。

设在 t = t2－t1时间内，通过导体横截面的电荷量为 q = q2－q1，则在 t时间内的电流强度可用数学公式表示为

i(t)qt

式中，t为很小的时间间隔，时间的国际单位制为秒(s)，电量 q的国际单位制为库仑(C)。电流i(t)的国际单位制为安培(A)。

常用的电流单位还有毫安mA、微安 A、千安kA等，它们与安培的换算关系为 mA = 10A；

A = 10 A；

kA = 10 A

3-6

3二、直流电流

如果电流的大小及方向都不随时间变化，即在单位时间内通过导体横截面的电量相等，则称之为稳恒电流或恒定电流，简称为直流(Direct Current)，记为DC或dc，直流电流要用大写字母I表示。

IqtQt常数

直流电流I与时间t的关系在I－t坐标系中为一条与时间轴平行的直线。

三、交流电流

如果电流的大小及方向均随时间变化，则称为变动电流。对电路分析来说，一种最为重要的变动电流是正弦交流电流，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化，将之简称为交流(Alternating current)，记为AC或ac，交流电流的瞬时值要用小写字母i或i(t)表示。

四、电压

1．电压的基本概念

电压是指电路中两点A、B之间的电位差(简称为电压)，其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。

电压的国际单位制为伏特(V)，常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(V)、千伏(kV)等，它们与伏特的换算关系为 mV = 103 V；

V = 106 V；kV = 103 V 2．直流电压与交流电压

如果电压的大小及方向都不随时间变化，则称之为稳恒电压或恒定电压，简称为直流电压，用大写字母U表示。

如果电压的大小及方向随时间变化，则称为变动电压。对电路分析来说，一种最为重要的变动电压是正弦交流电压(简称交流电压)，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化。交流电压的瞬时值要用小写字母u或u(t)表示。

电 阻

一、电阻元件

电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件，例如灯泡、电热炉等电器。电阻定律：

RlS

 ——制成电阻的材料电阻率，国际单位制为欧姆 · 米( · m)；

l ——绕制成电阻的导线长度，国际单位制为米(m)；

2S ——绕制成电阻的导线横截面积，国际单位制为平方米(m)； R ——电阻值，国际单位制为欧姆()。

经常用的电阻单位还有千欧(k)、兆欧(M)，它们与  的换算关系为 k = 10 ；

M = 10 

二、电阻与温度的关系

电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1C时电阻值发生变化的百分数。

如果设任一电阻元件在温度t1时的电阻值为R1，当温度升高到t2时电阻值为R2，则该电阻在t1 ~ t2温度范围内的(平均)温度系数为

R2R1R1(t2t1)

如果R2 > R1，则  > 0，将R称为正温度系数电阻，即电阻值随着温度的升高而增大；如果R2 < R1，则  < 0，将R称为负温度系数电阻，即电阻值随着温度的升高而减小。显然  的绝对值越大，表明电阻受温度的影响也越大。

R2 = R1[1  (t2－t1)]

电功率

一、电功率

电功率(简称功率)所表示的物理意义是电路元件或设备在单位时间内吸收或发出的电能。两端电压为U、通过电流为I的任意二端元件(可推广到一般二端网络)的功率大小为

P = UI

功率的国际单位制单位为瓦特(W)，常用的单位还有毫瓦(mW)、千瓦(kW)，它们与W的换算关系是 mW = 103 W；kW = 103 W 吸收或发出：一个电路最终的目的是电源将一定的电功率传送给负载，负载将电能转换成工作所需要的一定形式的能量。即电路中存在发出功率的器件(供能元件)和吸收功率的器件(耗能元件)。

习惯上，通常把耗能元件吸收的功率写成正数，把供能元件发出的功率写成负数，而储能元件(如理想电容、电感元件)既不吸收功率也不发出功率，即其功率P = 0。

通常所说的功率P又叫做有功功率或平均功率。

二、电气设备的额定值

为了保证电气设备和电路元件能够长期安全地正常工作，规定了额定电压、额定电流、额定功率等铭牌数据。

额定电压——电气设备或元器件在正常工作条件下允许施加的最大电压。

额定电流——电气设备或元器件在正常工作条件下允许通过的最大电流。

额定功率——在额定电压和额定电流下消耗的功率，即允许消耗的最大功率。额定工作状态——电气设备或元器件在额定功率下的工作状态，也称满载状态。轻载状态——电气设备或元器件在低于额定功率的工作状态，轻载时电气设备不能得到充分利用或根本无法正常工作。

过载(超载)状态——电气设备或元器件在高于额定功率的工作状态，过载时电气设备很容易被烧坏或造成严重事故。

轻载和过载都是不正常的工作状态，一般是不允许出现的。

三、焦尔定律

电流通过导体时产生的热量(焦尔热)为

Q = IRt I ——通过导体的直流电流或交流电流的有效值，单位为A。R ——导体的电阻值，单位为 。

电压和电压表的使用教案 第6篇

1.教学目标

1．通过实验探究电流、电压和电阻的关系。

2．会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。3．会用滑动变阻器改变部分电路两端的电压或使电阻两端电压不变。

2.教学重点/难点

电路中电流与电压的关系、电流与电阻的关系。

3.教学用具 4.标签

教学过程

课堂小结

电压、电压表教案 第7篇

教学目的

1．知道电压的作用。知道电源是提供电压的装置。

2．知道电压的单位。能对电压的不同单位进行变换。

3．记住干电池、家庭电路的电压值。教具

U形管连通器一个，干电池一节，小灯泡一个，开关一个，导线若干条。教学过程

1．复习

(1)把一节干电池、小灯泡、开关放在示教板上，请一位同学按所画电路图，用导线将电路连接起来(连接电路之前，开关应当是断开的)。

(2)提问：什么叫电路，它由哪几部分组成？

2．引入新课

演示：闭合示教板上电路中的开关，灯泡亮了，说明电路中产生了电流。

提问：电流是怎样形成的？

取下电路中的干电池，闭合开关，灯泡不发光。

提出问题：在这种情况下，为什么电路中不能形成电流，电源的作用是什么？

3．进行新课

为了说明在什么情况下才能形成电流，我们先用水流作比喻，看看水流是怎样形成的？

提问：将装有水的U形管连通器的底部用止水钳夹住，两管内水面相平。打开止水钳，两管内的水会不会发生流动？

演示：向U形管左管内加水，使左管水面高出右管水面(图1)。(提问：打开止水钳，两管内的水会不会发生流动，如果发生流动，水怎样流动？)打开止水钳，水从左管向右管流动。

提出问题：为什么在连通器里的水面相平时，水不发生流动，而在左管水面高时，水从左管流向它的右管？U形管中的水能不能持续不断地流动？

(利用投影幻灯片或电脑设计程序表现出连通器水流的动态过程，反映出在这一过程中，水位的变化和连通器底部液片受到的压强变化的情况。见图2所示。)

可见，水位差(又叫水压)是使水定向流动形成水流的原因。

下面我们再来看一看如图3所示的复合投影幻灯片(或用电脑设计程序表示出它的动态过程)。

甲图中A处的水位高于B处的水位，打开阀门，管中的水从A处通过涡轮向B处流动，水的流动使涡轮转动。A处的水面下降，B处的水面上升，当A、B两处水面相平时，水位相同，水停止流动，涡轮不再转动，幻灯片要显示上述过程。可见，水位差(水压)使水管中形成水流。

现在，我们用一台抽水机不断地把水从B处抽到A处(如图3乙所示，将抽水机置入，同时表现出抽水的动态情况)、使A处的水总比B处的水位高，由于水管两端总保持一定的水位差(水压)，于是水管内就有持续的水流。

下面我们来看看图4所示的电路(示数板上接好的简单电路)的情况。

电源的正极聚集有大量的正电荷，负极聚集有大量的负电荷，在电源的正、负极之间就产生了电压。这个电压使电路中电荷发生定向流动，使正电荷从正极流向负极，或者使负电荷从负极流向正极，于是在电路中产生了电流。

可见，电压是使电路中形成电流的原因。

在电路中，电源在工作时不断地使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷，保持电路两端有一定的电压，使电路中有持续的电流。电源是提供电压的装置。

板书：<电压使电路中形成电流，电源是提供电压的装置。电压用符号U表示>

在图3所示装置中，不同的抽水机可以在水管两端产生不同的水位差，即大小不同的水压。同理，不同的电源可以在电路的两端产生大小不同的电压，为此，首先要确定电压的单位。在国际单位制里，电压的单位是伏特，简称伏(V)。此外，常用单位还有千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)等。介绍它们的换算关系。

板书：<在国际单位制里，电压的单位是伏特(V)>

看课本几种电压值的图。

要求记住的电压值有：

一节干电池电压：1.5伏。

家庭电路的电压：220伏。

对人体安全的电压：不高于36伏。

练习题：

(1)电压使电路中形成______，______是提供电压的装置。

(2)220伏=______千伏=______毫伏。

4．小结

这节课讲授的电压是电学中又一个重要的物理量。由于知识所限，我们用水流作比喻讲述了电压使电路中形成电流。电源是提供电压的装置。要知道电压的单位，会进行单位变换。此外，还要记住干电池和家庭电路电压值。

(四)说明

1．“电压”这堂课既是重点，又是难点，不易被学生掌握。对于初学电学的学生来说，只要求知道电压是电路中形成电流的原因，电源是提供电压的装置和电压的单位。至于电压的定义、公式和电压的单位──伏特的物理意义留待高中再讲，在这节课内不要出现这些内容，否则因难度过大使学生不能接受。

2．用水流作比喻来讲电压，对于学生来说形象、生动，容易被学生所接受。在这里利用水压引出电压，从而认识电压使电路中形成电流。

3．为了使学生便于理解，在讲水流的形成时，最好用复合幻灯片模拟出它的动态过程。有条件的，用电脑设计出程序，将有更好的效果。

实验：用电压表测电压

教学目的

1．会按照电压表使用规则正确使用电压表，会选择电压表的量程和试触，会正确读出电压表的示数。

2．会用电压表测量电池的电压。通过实验研究串联电池组和并联电池组的电压跟每节电压的关系。

3．通过实验研究串联电路、并联电路中的电压关系。实验器材

学生实验：每组一个学生电源(或三节干电池)，一只学生电压表，两个阻值不同的小灯泡，一个开关，导线若干。

演示实验：教学电压表一只，电源一个，开关一个。教学过程

1．复习

提问：

(1)怎样区分电压表和电流表？

(2)电压表和电流表在使用规则上，有哪些不同之处？有哪些相同之处？

2．引入新课

演示实验：将教学电压表通过开关与电源的正、负极相连，见图①。

提问：

(1)这种接法行不行？测出的是哪个元件两端的电压？

(2)在接线过程中要注意哪些问题？(注意：开关断开；并联在被测电路两端，电流从电压表“+”接线柱流进，从“-”接线柱流出；量程的选择和试触。)

(3)读出电压表的示数。

这个示数就是电源的电压。

3．进行新课

介绍这堂课的实验目的和所研究的内容。

实验的目的是：

(1)练习用电压表测干电池电压和一段电路两端的电压。

(2)研究干电池串联和并联时的电压关系；串联电路、并联电路中的电压关系。

这次实验分两个部分进行。

第一部分：测干电池电压，研究干电池串联、并联时的电压关系。

一、先取三节干电池，分别测出每节电池的电压。再将这三节干电池按图②串联成电池组，测出串联电池组的电压，将测得的数据记到表1内。分析串联电池组的电压跟各节干电池电压之间的关系，写出结论。

二、将两节相同的干电池按图③并联组成电池组，用电压表测这个并联电池组的电压，将测量数据填入表2内。分析并联电池组的电压跟每节电池的电压之间的关系，写出结论。

表1：串联电池组的电压

结论：________________。

表2：并联电池组的电压

结论：__________________。

第二部分：研究串联电路和并联电路的电压关系

一、按图④将L1、L2组成串联电路，用电压表分别测出：灯泡L1两端的电压U1，灯泡L2两端的电压U2，灯泡L1与L2串联的总电压U。要求：

先在作业本上画出将电压表接入电路的三幅电路图，并标出电压表的“+”、“-”接线柱。学生自己设计记录表格，做好记录后，分析实验结果，写出结论。

二、按图⑤，将L1、L2组成并联电路，用电压表分别测出灯泡L1两端的电压U1，灯泡L2两端的电压U2，A、B两点之间的总电压U。要求：

先在作业本上画出将电压表接入电路的三幅电路图，并标出电压表的“+”、“-”接线柱。学生自己设计记录表格；做好记录后，分析实验结果，写出结论。

实验完毕，断开电源，整理仪器，进行讲评。

4．小结

由学生汇报实验数据和所得到的结论。

(1)串联电池组的电压等于各节电池的电压之和。并联电池组的电压等于每节电池的电压。

(2)串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和。在并联电路里，各支路两端的电压相等，并且总电压等于各支路两端的电压。

练习题：(1)一个小电动机工作时，要求电源电压是6伏，要用几节干电池，怎样连接？

(2)在图⑥甲中，VA=6伏，VB=______，VC=______，在乙图中，V1=2伏，V=6伏，V2=______。

(四)说明

用电压表测电压的实验，对于大多数学生来说，并不困难。教师在教学中应注意：

1．严格要求学生按电压表使用规则进行实验操作。

电压和电压表的使用教案 第8篇

目前的研究主要集中在监控光伏逆变器、蓄电池充放电控制等[1,2], 硬件常常采用DSP[3], 单片机[4,5]等方案, 但对于光伏电池板的监测比较少。本文仿真对光伏发电系统的太阳能电池板监测系统, 由单片机构成的数据采集, 把模拟电压转化为数字量, 完成监控功能。

用A/D芯片将太阳能电池产生的光生伏打电压转化为数字信号[1,2,3], 再通过单片机处理后, 在数码管上显示电压, 同时根据设定电压阈值, 控制外围器件的通断。

1 ADC0809引脚功能

ADC0809是CMOS型逐次逼近式A/D转换器, 分辨率8位, 单个5V电源供电, A/D转换后的数据由三态锁存器输出, 由于片内没有时钟需外接时钟信号 (CLK为时钟输入信号线) , 通常典型频率为640k Hz, 将AD0809产生的0~256的数字换算成0~5.000的精确度, 而又不至于溢出出错。ADC0809对输入模拟量要求:电压范围是0~5V, 若信号太小, 必须进行放大;输入的模拟量在转换过程中应该保持不变, 如若模拟量变化太快, 则需在输入前增加采样保持电路。

地址输入和控制线:4条。

图1为其内部原理和引脚, ADC0809的工作过程是:首先输入3位地址, 并使ALE=1 (ALE为地址锁存允许输入线, 高电平有效, Adress Latch Enable) , 将地址存入地址锁存器中。ALE信号频率与晶振频率有关, 如果晶振频率取12MHz, 则ALE的频率为2MHz, 所以ADC0809的时钟端CLK与单片机的ALE端相接时, 要考虑分频。VREF (+) , VREF (-) 为参考电压输入, 与输入的模拟信号进行比较, 作为逐次逼近的基准。一般VREF (+) 接VCC, VREF (-) 接GND。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START (ST为转换启动信号) 上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A/D转换 (在转换期间, ST保持“0”) , 之后EOC (EOC为转换结束信号, End Of Conversion) 输出信号变低, 指示转换正在进行。直到A/D转换完成, EOC变为高电平, 指示A/D转换结束, 结果数据已存入锁存器, 这个信号可用作中断申请。当OE (OE为输出允许信号) 输入“1”时, 三态门打开, 转换结果的数字量输出到数据总线上。OE=0, 输出数据线呈高阻状态。D7-D0为数字量输出线。

2 转换原理

A/D转换的四个步骤:采样→保持→量化→编码。对于慢速变化的信号, 可省略采样保持电路, 采样保持电路原理见图2。

采样控制信号S (t) =1时, 对Vin采样, S (t) =0时, Vout保持前一瞬间采样的数值不变。

八位数据转换, 也就是输出的数字信号范围为0~255, 采用5V电压, 也就是说将5V电压平均为255份, 然后根据所输入的模拟电压就能得到一个相应数字值!

具体过程: (1) 初始化时, 使ST=OE=0; (2) 送要转换的哪一通道的地址到A, B, C端口上; (3) 在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号; (4) 是否转换完毕, 根据EOC信号来判断; (5) 当EOC=1, 这时给OE为高电平, 转换的数据就输出给MCU了, 其转换时序见图3。

3 A/D与单片机三种传送数据方法

3.1 延时等待法[6,7]

MCU执行一条输出指令, 启动ADC0809转换, 然后MCU执行延时程序, ADC芯片转换时间要比延时时间短 (如STC12C5A60S2一般需要延时100us左右) , 延时结束, MCU执行输入指令, 打开三态门输出数字量。

3.2 查询法

当MCU启动ADC0809开始转换之后, 由MCU检查EOC, EOC标志信号是否转换结束。若转换结束 (EOC=1) , 则进行数据传送, 否则继续查询。查询法会占用处理器。

3.3 中断法

此法可提高MCU的利用率、速度快, EOC (EOC的上升沿向MCU发出中断请求) 作为中断请求信号, 以中断方式进行数据传送, MCU响应中断, 在服务程序中读取结果。三种数据传送方式结构框图见图4~5。

查询与中断法主要区别在实时性上:中断处理及时, 只要发生就会执行对应操作, 查询的话要等到查询状态之后才会做出相应操作。中断的主要优势在程序较复杂的情况下和对实时性要求高的情况下更明显。

模拟输入与数字量输出的关系为:

当VREF (+) =+5V, VREF (-) =0V, 若输入模拟电压为2.5V, 则转换后的数字量N=128, 即10000000B。

4 程序设计

4.1 程序控制

进行A/D转换之前, 要启动转换的方法[8,9]:

CBA=011选择第三通道;

ST=0, ST=1, ST=0产生启动转换的正脉冲信号。

4.2 仿真

表1给出了Proteus仿真使用库元件, 仿真过程用ADC0808代替0809不影响仿真结果, 见图6。

仿真结果分析, 闭合K2数码管显示255, 电压表显示5V, 闭合K1, 数码管显示0, 电压表显示0V。见图7~8。该设计电路达到8位分辨率, 28=256, 可实现0~+5V模拟电压对应数字0~255, 共255份, 即:输入模拟电压为+5V, 则转换后的数字量N=255, 即11111111B。其他模拟电压数据都能与数字值相匹配。

5 结语

可由MCU为核心, 利用ADC0809芯片对光伏电池数据监测, 把模拟信号转化为高精度、性价比高的数字信号。经仿真, 系统实现运行稳定、可靠。

参考文献

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