电工学

开路：电路断开，电路中无电流通过。开路也称断 路。
短路：短路是电源未经负载而直接由导体构成闭合 回路。
电气图用图形符号
名称
外形
二极管
图形符号 文字符号 VD
电流表
电容器 滑动变阻
器
A
PA
C RP
（转下页）
名称 电感器
熔断器
三相异步电 动机 电压表
外形
电池
图形符号
文字符号 L
FU
M
3～
M
V
PV
GB
3．电流的热效应 电流通过导体时使导体发热的现象称
为电流的热效应。也就是说，电流的热效 应就是电能转换成热能的效应。电流与它 流过导体时所产生的热量之间的关系可用 下式表示
Q的单位是焦耳(J),这种热也称焦耳热。
某电烤箱电阻是5 Ω,工作电压是220 V,通电15 min能放出多少能量?消耗的电能是多少度?
如果计算结果I<0，表明电流的实际方向与参考方 向相反。
如下图所示电路中，电流参考方向已选定，
已知I1=1A，I2=–3A，I3=–5A，试指出电流的实际方 向。
三、电压、电位和电动势
1．电压
电场力将单位正电荷从a点移到b点所做的功， 称为a、b两点间的电压，用Uab表示。电压单位 的名称是伏特，简称伏，用V表示。
§1-1 电路及基本物理量
一、电路的组成及作用
电路：电流流通的路径。 电路的组成：电源、负载、导线和控制装置。
实物接线图
用电气符号描述电路连接情况的图，称电路 原理图，简称电路图。
进行能量的转换、传输和分配
电能传输示意图 实现信息的传递和处理
信息处理示意图
电路通常有三种状态： 通路：电路构成闭合回路，有电流流过。
Hale Waihona Puke （转下页）名称 灯泡 开关 电阻
外形
图形符号 文字符号 EL SA R
二、电流
1．电流的形成 电荷的定向移动形成电流，在金属导体中，实
质上能定向移动的电荷是带负电的自由电子。
电子方向→
←电流方向
2．电流的大小
在单位时间内，通过导体横截面的电荷量越多， 就表示流过该导体的电流越强。若在t时间内通过导体 横截面的电荷量是Q，则电流I可用下式表示：
四、电功和电功率
1．电功
电流所做的功,称为电功，用字母W表示,单位为焦耳
(J)。研究表明,电流在一段电路上所做的功等于这段电路
两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积，
即：
式中W、U、I、t的单位分别为J、V、A、s。
电能的另一个常用单位是千瓦时(kW·h),即通常所说的 1度电,它和焦耳的换算关系为：
（4）合理选择电流表的量程
每个电流表都有一定的测量范围，称为电流表 的量程。
一般被测电流的数值在电流表量程的一半以上， 读数较为准确。因此在测量之前应先估计被测电流 大小，以便选择适当量程的电流表。
若无法估计，可先用电流表的最大量程挡测量， 当指针偏转不到1/3刻度时，再改用较小挡去测量， 直到测得正确数值为止。
已知图a中，Uab=-5V；图b中，Uab=-2V；图c 中，Uab=-4V。试指出电压的实际方向。
2．电位
如果在电路中选定一个参考点（即零电位点）， 电路中某一点与参考点之间的电压即为该点的电位。
电路中任意两点之间的电位差就等于这两点之 间的电压，即Uab = Ua－Ub，故电压又称电位差。
电路中某点的电位与参考点的选 择有关，但两点间的电位差与参考点 的选择无关。
a)机械式
b)电子式
c)预付费式
用来测量电路消耗电能的仪表称为电能表。
四、电功和电功率
2．电功率 电流在单位时间内所做的功称为电功
率，用字母P表示，单位为瓦特(W)，其 计算式为：
a)外形图
D26—W型便携式单相功率表
b)电压线圈前接法
c)电压线圈后接法
电功率可利用功率表进行测量。
四、电功和电功率
四、电功和电功率
下图所示电路中，已知E1 =24V ，E2 =12V ，电 源内阻可忽略不计，R1 = 3Ω，R2=4Ω，R3 =5Ω，分别
选D 点和E 点为参考点，试求A、B、D、E 四点的电
位及UAB和UED的值。
3．电动势
电源将正电荷从电源负极经电源内部移到 正极的能力用电动势表示，电动势的符号为E， 单位为V。
电动势的方向规定为在电源内部由负极指 向正极。
对于一个电源来说，既有电动势，又有端 电压。电动势只存在于电源内部；而端电压则 是电源加在外电路两端的电压，其方向由正极 指向负极。
4．电压的测量
测量电压时应注意：
（1）对交、直流电压应分别采用交流电压表和直流 电压表测量。
（2）电压表必须并联在被测电路的两端。
为了在接入电流表后对电路的原有工作状况影 响较小，电流表的内阻应尽量小。
3．电流的方向
习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向，因 此电流的方向实际上与自由电子和负离子移动的方向 相反。
若电流的方向不随时间的变化而变化，则称其为 直流电流，简称直流，用符号DC表示。
其中，电流大小和方向都不随时间变化而变化的 电流，称为稳恒直流电；电流大小随时间的变化而作 周期性变化，但方向不变的称为脉动直流电。
I=Q t
式中，I、Q 、t的单位分别为A、C、s。
电流的大小可用电流表进行测量。测量时应注意：
（1）对交、直流电流应分别使用交流电流表和直 流电流表测量。
（2）电流表应串接到被测量的电路中。
（3）注意直流电流表的正负极性 直流电流表表壳接线柱上标明的“+”、“－”记号， 应和电路的极性相一致，不能接错，否则指针要反转，既 影响正常测量，也容易损坏电流表。
（3）直流电压表表壳接线柱上标明的“+” “-” 记号，应和被测两点的电位相一致,即“+”端接高电 位,“-”端接低电位，不能接错，否则指针要反转， 并会损坏电压表。
（4）合理选择电压表的量程,其方法和电流表相同。
电压的测量方法：
直流电压表表壳接线柱上标明的“+”“－”记号， 应和被测两点的电位相一致，即“+”端接高电位，“－” 端接低电位，不能接错，否则指针要反转，并会损坏电压 表。
若电流的大小和方向都随时间作相应变化的，称 为交流，用符号AC表示。
直流电路
交流电路
参考方向：在分析和计算较为复杂的直流电路时， 经常会遇到某一电流的实际方向难以确定的问题，这 时可先任意假定电流的参考方向，然后根据电流的参 考方向列方程求解。
如果计算结果I>0，表明电流的实际方向与参考方 向相同。