电路中的常见物理量
电工学上的一些物理量的概念
1、电阻率---又叫电阻系数或叫比电阻。
是衡量物质导电性能好坏的一个物理量，以字母ρ表示，单位为欧姆*毫米平方/米。
在数值上等于用那种物质做的长1米截面积为1平方毫米的导线，在温度20C时的电阻值，电阻率越大，导电性能越低。
则物质的电阻率随温度而变化的物理量，其数值等于温度每升高1C时，电阻率的增加与原来的电阻电阻率的比值，通常以字母α表示，单位为1/C。
2、电阻的温度系数----表示物质的电阻率随温度而变化的物理量，其数值等于温度每升高1C时，电阻率的增加量与原来的电阻率的比值，通常以字母α表示，单位为1/C。
3、电导----物体传导电流的本领叫做电导。
在直流电路里，电导的数值就是电阻值的倒数，以字母ɡ表示，单位为欧姆。
4、电导率----又叫电导系数，也是衡量物质导电性能好坏的一个物理量。
大小在数值上是电阻率的倒数，以字母γ表示，单位为米/欧姆*毫米平方。
5、电动势----电路中因其他形式的能量转换为电能所引起的电位差，叫做电动势或者简称电势。
用字母E表示，单位为伏特。
6、自感----当闭合回路中的电流发生变化时，则由这电流所产生的穿过回路本身磁通也发生变化，因此在回路中也将感应电动势，这现象称为自感现象，这种感应电动势叫自感电动势。
7、互感----如果有两只线圈互相靠近，则其中第一只线圈中电流所产生的磁通有一部分与第二只线圈相环链。
当第一线圈中电流发生变化时，则其与第二只线圈环链的磁通也发生变化，在第二只线圈中产生感应电动势。
这种现象叫做互感现象。
8、电感----自感与互感的统称。
9、感抗----交流电流过具有电感的电路时，电感有阻碍交流电流过的作用，这种作用叫做感抗，以Lx表示，Lx=2πfL.10、容抗----交流电流过具有电容的电路时，电容有阻碍交流电流过的作用，这种作用叫做容抗，以Cx表示，Cx=1/12πfc。
11、脉动电流----大小随时间变化而方向不变的电流，叫做脉动电流。
12、振幅----交变电流在一个周期内出现的最大值叫振幅。
电路的基本物理量
图1-9水流方向
图1-10电动势、电压说明图
电流和水流有着相似的规律，如图1-10所示，要想形成图 中电流，必须在白炽灯两端存在电位差（类似水槽的水位 差）。
A、B极板之间的电位差称为A、B两点之间的电压UAB。 电压的正方向规定为：由高电位指向低电位，即从电源的 正极指向负极。电压的方向用“＋”、“-”号来表示。
1.2.3 电流、电压的测量
1．电流的测量
测量时将表的两个接线端串联在电路中（千万不可并联在 电路上），表的“＋”端为电流的流入端；表的“－”端 为电流的流出端。根据表针所指示的刻度，读出电流的大 小。
2．电压的测量
测量时将表的两个接线端并联在被测电压的两端 ，测量时 表的“+”接线端接被测电压的正极，“-”接线端接被测电 压的负极。根据表针所指示的刻度，读出电压的大小。
体材料，由于材料的截面积不同，导体对电子流动呈现出
的“阻力”不同。导体对电流的阻碍作用称为导体的电阻，
用符号“R”来表示，其基本单位为欧姆（Ω）。较大的单 位有kΩ和MΩ。
其换算关系为1MΩ=1000kΩ、1 kΩ=1000Ω
2.导体的电阻率与温度系数 1）电阻定律
导体电阻的大小与导体的电阻率和导体长度成正比，与导 体的横截面S成反比，用公式表示为
R l
S
当温度变化时，导体的电阻率也随之变化。如果导体的电 阻率随温度的升高而升高，则为正温度系数导体；反之， 则为负温度系数导体。所有金属的电阻率都随温度的升高 而增大，因此，金属均为正温度系数导体。当温度在0～ 100 OC范围内变化时，大部分金属的电阻率与温度成如下 的线性关系：
0 (1 t)
电阻器的外形、特征及用途
电阻的标称阻值的标注方法
5电路中 三个物理量
第5讲 电路中的三个基本物理量一、基础知识复习检测1、电流(I)：⑴导体中产生电流的条件是：___________________________________________________。
⑵电流强度定义式：I= ，微观表达式I= 。
⑶电流是 量，它的方向规定为______________方向。
2、电动势(E)：⑴电动势是一个表征电源将_____ __能转化为______ ____的物理量。
电源的电动势数值上等于______________ ___，用符号 表示，单位是 。
⑵公式：E= 。
⑶电动势本质上和电压一样吗？3、电阻(R)：⑴定义：导体对电流 。
导体的电阻由 决定。
⑵电阻定义式：① R= 。
导体电阻的大小与所加电压和通过的电流 关。
②电阻定律公式：R= ；⑶电阻率：它直接反映了材料导电性的好坏，在数值上与 和 有关。
各种材料的电阻率一般随温度的变化而变化；对金属，温度升高，ρ ，对半导体，温度升高，ρ 。
⑷半导体材料的导电性能介于 和 之间，而且电阻随温度的增加 。
⑸超导体：大多数金属在温度降到某一数值时，都会出现 的现象，我们把这个现象称为超导现象。
二、典例分析1、电流(I)：例1：金属导体内电流强度增强，是因为A ．导体内单位体积的自由电子数增多B ．导体内自由电子定向移动的速率增人C ．导体内电场的传播速率增大D ．导体内自由电子的热运动速率增大例2：电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中核外电子在半径为r ，的轨道上运动，其电量为q ，质量为m ．求此时电子所形成的等效电流强度．2、电动势(E)：例3：关于电动势下列说法中正确的是：A ．电源电动势等于电源正负极之间的电势差B ．在电源内部只有其他形式的能量转化为电能C ．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关D ．电源电动势总等于电路中通过一库仑的正电荷时，电源提供的能量例4：铅蓄电池的电动势为2V ，这表示A 电路通过1C 电量，电源把2J 的化学能转变为电能B 电源两极间的电压为2VC 电源内电压为2VD 把化学能转化为电能的本领比一节干电池大3、电阻(R)：例5：两电阻R 1和R 2的电流I 电压U 的关系图线如图所示,可知两电阻的大小之比R 1∶R 2等于：A ．1∶3B ．3∶1C ．1∶3D ．1∶4例6：如图所示，厚度均匀的矩形金属薄片边长ab ＝10 cm ，bc ＝5 cm.当将A 与B 接入电压为U 的电路中时，电流为1 A ；若将C 与D 接入同一电路中，则电流为A ．4 AB ．2 A C.12 A D.14 A例7：小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图21所示，P 为图线上一点，PN 为图线的切线，PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线，下列说法中正确的是A ．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1I 2C ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1I 2－I 1D ．对应P 点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围的“面积”例8：如图所示，电源内阻不可忽略，已知R 1为半导体热敏电阻，R 2为锰铜合金制成的可变电阻，若发现灯泡L 的亮度变暗，可能的原因是A ．R 1断路B ．R 1受到可见光的照射C ．R 2的阻值逐渐增大D ．R 2的阻值逐渐减小三、课后巩固练习1、以下说法中正确的是：A ．根据t Q I =，可知电流强度与电量成正比B ．根据IU R =可知导体的电阻与它两端的电压成正比C ．1伏／安=1欧姆 D ．在I -U 图线上，图线斜率等于导体的电阻2、 关于电动势，下列说法正确的是A 当外电路断开时，电源两端电压在数值上等于电动势B 在测量电源内、外电压时，内电路电压增大时，外电路电压也一定增大C 路端电压就是电源的两极间电压D 电动势与路端电压没有关系，仅决定于电源本身性质3、关于电压、电阻，下面说法错误的是A ．跟据U=IR 可知电流通过导体形成的电势降落等于IRB ．不考虑温度的影响，导体的电阻与两端的电压及电流强度无关C ．对导线来说(远距离输电除外)，因为电阻极小，所以电流通过导线的电势降落可以忽略D ．电压是形成电流的唯一条件4、两个定值电阻Rl 、R 2串联后接在输出电压U 稳定于12V 的直流电源上。
电路的基本物理量 电流
作者：吴兆新
第一章 电路的基础知识
第二节:电路的基本物理量（电流）
在照明的电路中，灯泡为什么会发 光？我们有时候又会发现同一个灯泡 会有明暗的变化，为什么会出现这样 的变化？它与那些因素有关？我们研 究这些问题的时候就会涉及到一些电 路中的物理量。 电路的基本物理量包括：电 流、电压、电功率等。
小结：
（1）电荷的定向运动形成电流。 （2）在电路中表示电流时，必须要同时知道参考方向和电 流值，电流值可为正，也可为负。
例题1
如图所示，已知I = −5 A，若将参考方向改为 I ′的方向，则I ′ =？ 解 因为 I = −5 A，表明电路中电流的实
际方向与参考方向相反，参考方向改为
I′的方向时，电流的实际方向与参考 方向相同，所以
在电路分析中，电流的实际方向很难预先判断出来，而且有时实 际的电流方向是不断变化的，因此很难在电路中标明电流的实际 方向。如何解决这个问题呢？我们在电路中引入人为假定的电流 方向，称之为电流的“参考方向”。
规定正电荷移动的方向为电流的实际方向。
R
R
I<0
电流的参考方向(正方向)在进行电路分析时， 预先假定的一个电流方向。
I>0
电流的实际方向与参考方向一致时电流值为正；反之为负。 电路图中标注的电流方向通常都是参考方向，参考方向可 以任意规定。
• 电流的参考方向是任意指定的，在电路中一般用箭 头表示，也可以用双下标表示，如iab表示参考方向 是由“a”指向“b”。
参考方向是电路中一个重要的概念，学习时应注意以下两 点： （1）电流的参考方向是人为任意设定的，但一经设定就 不得改变； （2）不标参考方向的电流没有任何意义。
示。
一、电流的定义
电路中的基本物理量
+
–
U
I
I R或 U
+ I
RU
– I
R 或U
R
–
+
–
+
关联参考方向
非关联参考方向
五、电功率与电能
1. 功率 当元件
I
电流和电压的
参考方向关联 U
情况下，吸收
的电功率为：
关联
P UI
I 非关联 U P UI
若 P > 0，电路实际吸收功率，元件为负载；
第二节 电路中的基本物理量
一、电流及电流的参考方向
1. 电流：带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动
形成电流。
i dq （单位时间内通过某一截面的电荷量） dt
电流的单位： A（安培）、kA（千安）、mA(毫安）、 μA（微安）
1 kA 103A , 1 mA 103A , 1A 10-6 A
2 . 电流的参考方向
为了解决以上的问题，在分析电路之前，首先假 定一个电压或电流方向（参考方向）。
根据参考方向列写电路方程，当计算结果为正时， 实际方向与参考方向一致；当计算结果为负时，实 际方向与参考方向相反。
注意：
1. i、u、e 的参考方向可任意假定。但一经选定，分 析过程中不应改变。
2. 电路中标出的方向一律指参考方向。
（U和I的实际方向相同，是负载）
若 P < 0，电路实际发出功率元件为电源。
（U和I的实际方向相反，则是电源）
功率的单位：W（瓦）、kW（千瓦）
例：试 判断(a)、(b) 中元件是吸收功率还是发 出功率。
+
I= -1A
电路的基本物理量
电 流 表 的 刻 度 盘
根据量程确定每个大格和每个小格(分度值)所表示 的电流值 乙 图 量程 0-3 A 0.2 安 0.02 安 1 安 每个大格 分度值 0.1 安
甲 图 量程 0-0.6 A 每个大格 分度值
• 那么电流表使用时应注意什么呢？
调 在使 零 零用 刻前 线检 处查 指 针 是 否 指
电压、电位与电动势
电路的基本物理量
------电能与电功率
在许多电气设备中，所需要的并不是电流本身，而 是伴随着电流电压的电场能量因为电能可以转化为 热、机械能、光能、化学能等。
电 能 有 什 么 用 途 ？
电能→机械能
电能→机械能
电能→机械能
电能→热能
电能→机械能
下列各图中，电能分别转化为什么形式的能？
生产化肥0.7kg
灌溉农田330m2
采煤105kg
炼钢1.6kg
机织棉布11m
2、电功率
电工技术中，单位时间内电流所作的功称为电功率。 电功率用“P ”表示： W UIt
P
t
t
UI
国际单位制：U 【V】，I【A】，电功率P用瓦特【W】 电功率反映了电路元器件能量转换的本领。如100W的电灯 表明在1秒钟内该灯可将100J的电能转换成光能和热能；电机 1000W表明它在一秒钟内可将1000J的电能转换成机械能。 用电器额定工作时的电压叫额定电压，额定电压下的电功 率称为额定功率；额定功率通常标示在电器设备的铭牌数据 上，作为用电器正常工作条件下的最高限值。 通常情况下，用电器的实际功率并不等于额定电功率。当 实际功率小于额定功率时，用电器实际功率达不到额定值， 当实际功率大于额定功率时，用电器易损坏。
B、测量通过电流大小的仪表
电路的基本物理量
C、测量电流做功多少的仪表 D、测量电能转化为多少其他 形式能的仪表
电能的转换是在电流作功的过程中进行的。因此，电 流作功所消耗电能的多少可以用电功来量度。电功：
W UIt
式中单位：U【V】；I【A】；t【s】时，电功W为焦耳【J】
日常生产和生活中，电能（或电功）也常用
度作为量纲：1度=1KW•h=1KV•A•h =3.6×106 J
1000W的电炉加热1小时； 1度电的概念 100W的电灯照明10小时；
电路的基本物理量
电路基本物理量： 电流、 电压、 电位、 电动势、 电能和电功率
一、电荷及特性
同种电荷相排斥 异种电荷相吸引
电路的基本物理量
------电流
一、电流的形成
电流概念
带电粒子或电荷在电场力作用下的定 向运动形成电流。
二、电流大小
1.电流的大小
电荷的有规则的定向运动就形成了电流。人们习惯规 定以正电荷运动的方向作为电流的实际方向。(电流动 画)
在许多电气设备中，所需要的并不是电流本身，而 是伴随着电流电压的电场能量因为电能可以转化为 热、机械能、光能、化学能等。
电
能
有
什
么 用
电能→机械能
途
？
电能→机械能
电能→机械能
电能→热能
电能→机械能
下列各图中，电能分别转化为什么形式的能？
电能→ 机械能
电能→ 热能
电能→光能、声能 电能→ 化学能 电能→机械能
量。在指定的电压参考方向下，电压值的正和负
就可以反映出电压的实际方向。
三、电压的测量
电路的基本物理量
------电动势
（1）定义：在电源内部，非静电力所做的功W与被移送的电荷q 的比值叫电源的电动势。
3电路中的主要物理量
电流
电压与点位 电动势 电功与电功率
一、电流
定义：电荷的定向移动形成电流。
方向：规定正电荷定向移动的方向为正方向。
符号:直流I、交流i
单位:安培（A）KA、A、mA、μA = 1A = 1000mA=1000000μA
1KA=1000A 公式:I=Q/t
二、电位与电压
电位：电路中某点相对于参考点的电压，用 Va表示 电压：电路中某两点的电之差，用U表示 公式： Uab = Va - Vb
参考电位
电位是标量，没有方向 电压是矢量，方向是由高电位指向低电位
例题
已知Va=10V，Vb=20V，求Uab与Uba各是多
少？ 解： 根据式 Uab = Va – Vb，可得 Uab = Va – Vb = 10V – 20V = -10V Uba = Vb – Va = 20V – 10V = 10V
作业
课本12页1、2题
THE END
四、电功与电功率
◆电功：电流做功，用W表示 W=UIt 公式：
单位：J—焦耳，kWh—千瓦时/度 1 kWh = 3.6×106 J 动画
四、电功与电功率
◆电功率：电流做功的快慢
公式：
P
W t
IU I R
2
U R
2
单位：w—瓦，kW—千瓦 1 kW = 1000 w
课本11页例题1.1.1
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电路中的常见物理量
电路就是电流的通过途径。
最基本的电路由电源、负载、连接导线和开关等组成。
电路分为外电路和内电路。
从电源一端经负载回到另一端的电路称为外电路。
电源内部的通路称为内电路。
1、电流导体中的自由电子在电场力的作用下，做有规章的定向运动，就形成了电流。
习惯上规定正电荷的移动的方向为电流的方向。
每秒中内通过导体截面的电量多少，称为电流强度。
用表示，即：
式中：—电流强度，简称电流，单位为安培，A；
—电量，单位为库仑，C；
—时间，单位为秒，s。
2、电流密度通过导线单位截面积的电流。
3、电压、电位电位在数值上等于单位正电荷沿任意路径从该点移至无限远处的过程中电场力所做的功。
其单位为伏特，简称伏（V）。
电压就是电场中两点之间的电位差。
其表达式为：
式中：—电场力所做的功，单位为焦耳，J；
—电荷量，单位为库仑，C；
—两点之间的电位差，即电压，单位为伏特，V。
4、电动势在电场中将单位正电荷由低电位移向高电位时外力所做
的功称为电动势，其表达式为：
式中：—外力所做的功，J；
—电荷量，C；
—电动势，V。
电动势的方向规定为由负极指向正极，由低电位指向高电位，且仅存于电源内部。
5、电阻电流在导体中流淌时所受到的阻力，称为电阻。
用R或r 示。
单位为欧姆或兆欧。
导体电阻的大小与导体的长度L成正比，与导体的截面积成反比，并与其材料的电阻率成正比，即
式中：—导体的电阻率，Ω·m；
—导体长度，m；
—导体截面积，m2；
—导体的电阻，Ω。