串联和并联的教学课件

串联和并联电路教学课件目录第一章电路基础知识第二章串联电路详解电路定义、基本概念与符号介绍串联原理、特性、计算与应用第三章并联电路详解第四章串并联综合应用与实验并联原理、特性、计算与应用综合电路、实验探究与实际应用第一章电路基础知识电路定义电路是电流的闭合回路，由电源、用电器、导线和控制装置组成，为电流提供完整的流动路径基本概念电流电子流动的数量，单位为安培•A电压推动电流的电位差，单位为伏特•V电阻阻碍电流流动的元件，单位为欧姆•Ω电路符号示意图电池开关提供电能的装置，长短两线分别代表正负极控制电路的通断，可以切换电路的开关状态电阻灯泡限制电流的元件，常用锯齿形符号表示将电能转化为光能的用电器，用圆圈加叉表示第二章串联电路详解串联是将电路元件依次首尾相连，形成单一的电流通路电流特点各元件电流相等•₁₂₃•I=I=I=I电压特点总电压等于各元件电压之和•₁₂₃•V=V+V+V串联电阻计算公式123总电阻计算电流计算各电阻电压计算串联电路中，总电阻等于各个电阻的代数和，每个电阻上的电压等于电流乘以电阻值，电根据欧姆定律，电流等于总电压除以总电阻因此总电阻必然大于任何单个电阻阻越大，电压降越大在串联电路中，所有元件的电流都相同串联电路的优缺点优点缺点结构简单，连接方便一处断开，全路断电••电流统一，便于控制随电阻增加，电流减小••适合需要稳定电流的场合元件增多导致总阻值增大••可以实现电压分配所有元件共享相同电流••适合用于分压电路故障排查较困难••典型案例圣诞灯串圣诞灯串的串联特点多个灯泡首尾相连形成串联•一个灯泡损坏，电路断开•整串灯全部熄灭•这种设计的局限性导致了使用不便，因此现代灯串多采用并联或复合连接方式串联电路示意图电路结构特点上图展示了三个电阻₁、₂、₃依次串联连接到电池的电路电流从电池正极R R R出发，依次通过三个电阻，最后回到电池负极，形成闭合回路电流分析由于串联特性，电路中任何位置的电流都相同，即₁₂₃电流强度由I I=I=I=I总电压和总电阻决定电压分析串联电路计算示范例题电源，三个电阻串联24V₁₂₃•R=3Ω,R=5Ω,R=4Ω总电阻总•R=3Ω+5Ω+4Ω=12Ω总电流÷•I=24V12Ω=2A各电阻的电压降₁וV=2A3Ω=6V₂וV=2A5Ω=10V₃וV=2A4Ω=8V验证✓6V+10V+8V=24V串联电路功率计算串联电路动画演示在串联电路中，电流沿单一路径流动，每经过一个电阻元件，电压就会降低电流大小在整个电路中保持恒定，而电压则逐渐消耗电流保持不变电压逐级降低电路中所有点的电流强度相同从电源到最后一个元件，电压逐渐降为零第三章并联电路详解并联是将电路元件的两端分别连接在相同的两点上，形成多条电流通路电压特点各支路电压相等•₁₂₃•V=V=V=V电流特点总电流等于各支路电流之和•₁₂₃•I=I+I+I并联电路中，电流如同分流的河水，寻找多条路径同时流动并联电阻计算公式总电阻计算电流计算各支路电流并联电路中，总电阻的倒数等于各个电阻倒数的和对于两个电阻并联的特殊情况并联支路越多，等效电阻越小，总电流越大并联电路的特点是总电阻必然小于所有支路中最小的电阻值；增加并联支路会降低总电阻，增大总电流并联电路的优缺点优点缺点单个元件故障不影响其他支路电流可能过大，需要保护装置••所有用电器共享相同电压连接较复杂，需要更多导线••便于独立控制各个用电器支路增加会增大总电流••易于扩展，添加新设备方便不适合需要分压的场合••故障检测相对容易电源负担较重••并联电路在家用电器中应用广泛，主要是因为它允许多个设备独立工作，单个设备的故障不会影响其他设备的正常运行生活实例家用电路插座家用电路的并联特点所有插座共享相同的电压•220V每个电器拥有独立的电流通路•单个电器开关不影响其他电器•电流总和不能超过线路额定值•这种设计保证了家用电器的便捷使用和相对安全性注意家庭电路中，虽然并联可以连接多个电器，但总功率有限制过多高功率电器同时使用可能导致过载，触发断路器或保险丝动作并联电路示意图电路结构特点上图展示了三个电阻₁、₂、₃并联连接到电池的电路每个电阻两端都直接R R R连接到电源两极，形成独立的电流通路电压分析在并联电路中，所有元件两端的电压相同，都等于电源电压V电流分析电流从电源分流进入各个电阻，然后在电源负极汇合各支路电流大小与其电阻成反比，阻值越小，电流越大并联电路计算示范例题电源，四个电阻并联各支路电流计算48V₁₂₃₄₁÷•R=3Ω,R=5Ω,R=7Ω,R=9Ω•I=48V3Ω=16A总电阻计算₂÷••I=48V5Ω=

9.6A₃÷•I=48V7Ω=

6.86A₄÷•I=48V9Ω=

5.33A总电流计算因此，总R=315/248≈

1.27Ω总I=16A+

9.6A+

6.86A+

5.33A=

37.79A验证总÷✓I=48V

1.27Ω≈

37.8A并联电路功率计算并联电路动画演示在并联电路中，电流从电源处分流，通过不同的支路，然后在电源负极汇合每个支路的电压都保持不变，等于电源电压电压保持不变电流分流所有并联元件两端的电压相同电流按照各支路电阻的反比进行分配保护装置介绍保险丝工作原理保险丝由易熔金属丝制成，当电流超过额定值时，金属丝会因过热而熔断，切断电路，保护设备不被过大电流损坏断路器工作原理断路器是自动开关，通过电磁或热双金属机制，在电流过大时自动断开电路，可重复使用，无需更换保护装置的选择非常重要保险丝熔断后需要更换，而断路器可以重新闭合在并联电路中尤其需要合适的保护装置，因为并联支路越多，总电流越大，过载风险越高第四章串并联综合应用实际电路往往是串联和并联的结合，形成复合电路混合电路兼具两种连接方式的特点•计算需分步进行，先化简后计算•通常先处理并联部分，再处理串联部分•串并联组合可以发挥各自的优势，规避各自的缺点，是电路设计的常用方法综合电路示意图电路结构分析电流分析上图展示了一个包含串联和并联部分主干路上的电流通过₁后，在节点I R的混合电路其中₁单独串联，处分流为₂和₃，流经₂和₃，R II RR₂和₃并联后再与₁串联然后在另一节点汇合，回到电源RRR电压分析电源电压分配在₁和并联组₂₃上₂和₃两端的电压相同，都是₂₃V RR//RRRV综合计算示范例题混合电路计算第二步计算总电阻电源电压总₁₂₃V=24V R=R+R=4Ω+2Ω=6Ω第三步计算总电流₁₂₃R=4Ω,R=6Ω,R=3Ω第一步计算并联部分等效电阻÷总÷I=V R=24V6Ω=4A第四步计算各部分电压₁×₁×V=I R=4A4Ω=16V₂₃×₂₃×V=I R=4A2Ω=8V第五步计算并联支路电流₂₂₃÷₂÷I=V R=8V6Ω=

1.33A₃₂₃÷₃÷I=V R=8V3Ω=

2.67A实验探究搭建串联与并联电路实验材料实验二搭建并联电路电池（或电源）将个灯泡并联连接•

1.3导线若干测量总电压和各灯泡电压•

2.相同的灯泡个测量总电流和各支路电流•

33.开关个断开一个灯泡，观察现象•

24.电流表、电压表•数据记录实验一搭建串联电路记录测量数据，并与理论计算结果比较将个灯泡依次连接

1.3测量总电压和各灯泡电压

2.分析误差产生的原因测量电路中的电流

3.断开一个灯泡，观察现象

4.实验问题与思考灯泡亮度比较断开一个灯泡的影响电流与电压测量串联电路中，所有灯泡亮度一样，但比单个串联电路中，断开一个灯泡，整个电路断开，串联电路中，电流处处相等，电压层层递减灯泡时暗所有灯泡熄灭并联电路中，所有灯泡亮度一样，亮度与单并联电路中，断开一个灯泡，其他灯泡仍然并联电路中，电压处处相等，电流分流叠加个灯泡相同正常发光思考灯泡亮度与哪些因素有关？思考这反映了串联和并联的什么特点？思考测量结果是否符合理论预期？如有误差，原因是什么？通过实验，学生可以直观地观察和验证串联和并联电路的特性，并加深对电路原理的理解这种做中学的方式有助于巩固理论知识课堂互动设计一个多灯控制电路设计任务设计一个既有串联又有并联的电路，满足以下要求包含至少个灯泡•3能够独立控制其中至少一个灯泡•需要有节能效果（部分灯不用时可关闭）•说明电路的工作原理•分组讨论与展示人一组，共同设计电路

1.4-5绘制电路图并标注元件

2.分析电路的工作原理

3.小组代表展示设计方案

4.该互动活动旨在培养学生的创新思维和实际应用能力，同时加深对串并联电路原理的理解教师可根据学生的设计给予指导和反馈知识点总结123串联电路特点并联电路特点生活应用电流相等₁₂₃电压相等₁₂₃串联圣诞灯串、旧式灯泡装饰•I=I=I=I•V=V=V=V•电压分配₁₂₃电流分配₁₂₃并联家用电路、电子设备内部•V=V+V+V•I=I+I+I•电阻相加总₁₂₃电阻倒数相加总₁安全注意不超负荷、正确接线•R=R+R+R•1/R=1/R+•₂₃一处断开，全路断电1/R+1/R保护装置保险丝、断路器••单个故障不影响整体•在实际应用中，串联和并联通常结合使用，根据不同的需求设计出最优的电路方案理解两种连接方式的本质特点，有助于分析复杂电路和解决实际问题结束语理论基础计算应用实践创新理解串联与并联是电路学习的基础，掌握这掌握电路计算方法，能够分析和设计简单电通过动手实验和设计，培养科学探究精神和两种基本连接方式及其特点，为进一步学习路，并解决实际问题这些技能在学习和生创新能力，激发对电学知识的兴趣和热情复杂电路奠定基础活中都有广泛应用希望大家能够通过本课程的学习，成为掌握电路基础知识的小能手，并在未来的学习和生活中灵活运用这些知识！。