电路组成与基本物理量
电路中的常见物理量
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。
初级电工培训教案
电工基础知识第一节电路的组成和基本物理量教学的重点：1．了解电路的组成2．了解电路的基本物理量的含义与其计算教学的难点：电路状态在实际工作中的判定；电路各物理量的含义与其计算应用。
教学方法：讲授法、讨论法、启发式。
一、电路电流经过的路径称为电路，最简单的电路由电源、负荷导线和开关组成。
电源是将其他形式的能量转换成电能的装置，负载是将电能转换成其他形式能量的设备和器件，－般称为用电器。
连接导线起传输和分配电能的作用。
电路可用原理接线图来表示，如图2－l所示。
有时为了突出电路的本质和进一步简化，把图2－l所示原理接线图画成常用的如图2－2所示的样子。
电路有外电路和内电路之分。
从电源一端经负载再回到电源另一端的电路称为外电路。
电源内部的通路称为内电路。
电路通常有三种状态：1．通路通路就是电路中的开关闭合，负荷中有电流流过。
在通路状态下，根据负荷的大小，又分为满负荷、轻负荷、过负荷三种情况。
负荷在额定功率下的工作状态叫满负荷；低于额定功率的工作状态叫轻负荷；高于额定功率的工作状态叫过负荷。
由于过负荷很容易损坏电器，所以一般情况下都不允许出现过负荷。
2．短路如果电源或负荷的两端被导线直接接通，此种状态叫做短路。
短路时电路中的电流会远远超过正常值，可能造成电气设备过热。
甚至烧毁，严重时会引起火灾。
同时，过大的短路电流将产生很大的电动力，也可能损坏电气设备。
3．断路把电路中的开关断开或因电路的某一部分发生浙线，使电路不能闭合，此种状态称为断路。
断路状态下电路中无电流，负荷不能运行。
二、基本物理量（一）电流与电流强度1．电流的概念当合上电源开关的时候，灯泡会发光，电动机会转动。
这是因为灯泡和电动机中有电流通过的缘故。
电流虽然用肉眼看不见，但是可以通过它的各种表现（如灯亮、电机转动）而被人所觉察。
电流就是在一定的外加条件下（如接外电源）导体中大量电荷有规则的定向运动。
规定以正电荷移动方向作为电流的正方向。
如图2－3所示在AB导线中电子运动方向是由A向B，电流的方向则是由B向A。
《电路的基本物理量》课件
在电路分析中，电压的表示方法有多种，包括标量表示法和矢量表示法。标量表 示法用实数表示电压的大小和方向，而矢量表示法则使用箭头表示电压的方向和 大小。
电压的测量与计算
总结词
电压的测量与计算是电路分析中的重要 环节，需要使用合适的测量仪器和计算 方法。
VS
详细描述
电压的测量可以使用电压表进行，而电压 的计算则需要根据电路的拓扑结构和元件 参数进行。在计算过程中，需要注意电流 的方向和电压的方向之间的关系，以确保 计算结果的正确性。
CHAPTER 03
电压及其物理量
电压的定义与单位
总结词
电压是电路中电场力对单位正电荷由 高电位点至低电位点所作的功，其单 位为伏特（V）。
详细描述
电压是电路中电场力对电荷所做的功 ，它反映了电场力做功的能力。在电 路中，电压的大小和方向取决于电场 力对电荷的作用。
电压的表示方法
总结词
电压通常用字母U表示，其大小和方向可以用实数表示，也可以用矢量表示。
详细描述
电流的测量通常使用电流表来完成， 电流表是一种专门用来测量电流大小 的仪表。在电路图中，电流通常用符 号表示，如箭头或粗线等。
电流的测量与计算
总结词
通过测量电路中的电压、电阻等参数，可以计算出电流的大小。
详细描述
电流的大小可以通过测量电路中的电压和电阻来计算。根据欧姆定律，电流I等 于电压V除以电阻R，即I=V/R。此外，还可以使用各种公式和定理来计算电流 的大小和方向。
• 总结词：电流、电压、电阻、电感和电容是电路的基本物理量，它们在 电路分析中具有重要的作用。
• 详细描述：电流是指单位时间内通过导体横截面的电荷量，是衡量电能传输速率和强度的物理量。电压是指电场中电位 差或电势差的大小，是衡量电场能量转换能力的物理量。电阻是指电流在导体中受到的阻碍作用，是衡量导体导电能力 的物理量。电感是指线圈在磁场中储存能量的能力，是衡量磁场能量转换能力的物理量。电容是指电容器储存电荷的能 力，是衡量电场能量储存能力的物理量。这些基本物理量在电路分析中具有重要的作用，它们之间的关系可以用基尔霍 夫定律等基本定律来描述。
电工技术基础
电工技术基础第一章电路模型及电路定律§1.1电路及基本物理量一、电路的组成及功能： 1．电路的组成：电路是为了某种需要而将某些电工设备或元件按一定方式组合起来的电流通路。
由电源、负载和中间环节3部分组成。
2．电路的主要功能：①进行能量的转换、传输和分配。
②实现信号的传递、存储和处理。
二、电流：的电流方向称为电流的参考方向。
如果求出的电流值为正，说明参考方向与实际方向一致，否则说明参考方向与实际方向相反。
三、电压、电位和电动势：1．电压：单位正电荷由a 点移至b 点电场力所做的功称为a 、b 点两点间的电压。
电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处。
与电流方向的处理方法类似，可任选一方向为电压的参考方向。
例：当ua =3V ，ub = 2V 时u1 =1V ， u2 =－1V最后求得的u 为正值，说明电压的实际方向与参考方向一致，否则说明两者相反。
对一个元件，电流参考方向和电压参考方向可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常常将其取为一致，称关联方向；如不一致，称非关联方向。
如果采用关联方向，在标示时标出一种即可。
如果采用非关联方向，则必须全部标示。
2.电位：单位正电荷由电路中某点移至参考点电场力所做的功，称为该点电位。
电路中a 、b 点两点间的电压等于a 、b 两点的电位差。
3．电动势：外力克服电场力把单位正电荷从电源的负极搬运到正极所做的功，称为电源的电动势。
电动势是衡量外力即非静电力做功能力的物理量。
电动势的实际方向与电压实际方向相反，规定为由负极指向正极。
四、电功率：电场力在单位时间内所做的功称为电功率，简称功率。
p ＞0时吸收功率，p ＜0时放出功率。
功率与电流、电压的关系： 关联方向时：p =ui 非关联方向时：p =－ui正值I负值(a)(b)+ u 1 －ab－ u 2 +ab+ u －(a) 关联方向ab－ u +(b) 非关联方向abba ab V V U -=例：求图示各元件的功率.（a ）关联方向：P=UI=5×2=10W ，P>0，吸收10W 功率。
电路组成及基本物理量
量纲:
A
C Sec
；单位：mA,
μA,
kA
电流的参考方向 —— 任意规定的方向
电流的方向有实际方向和参考方向之分，其中实 际方向为正电荷运动的方向(或负电荷运动的相反 方向)，参考方向可以任意假定。当参考方向与实 际方向相同时，数值为正；当参考方向与实际方 向相反时，数值为负
标注电流参考方向的方法
例4：分别求出图A中S闭合和断开
时的Vb
解：S闭合时， Vb 0
+10V 1kΩ b 2kΩ -5V
a I1
S I2 c
S断开时， I1 I2
d
(A)
按回路abcda，有
(1 2)I1 10 5
I1
15 3
5mA
Vb 10 1 I1 5V 5 2I2
§1.1-1.2 电路的作用和组成以及基本物理量
一、电路的作用和组成
电路的定义 由某些电气元器件为完成一定功能、按一定方式组合 而成的电流通路。连续电流的通路必须是闭合的。
I
+
电 池
灯 泡
E RU _
电源
负载
二、电路的作用和组成
作用1：实现电能的输送和转换 电源(电压源、电流源) ——提供电能的设备 负载 ——消耗或吸收电能的设备
“参考点” ——“接地点”，即认为该点的电位为零。
“参考点” ——零电位点或零点。
在计算电位时必须首先选定参考点。
参考点在电路中用符号“”表示。
例1： Uab 10 6 60V
UU
ca da
4 20 80V 6 5 30V
Ucb 140V
Udb 90V
第1章直流电路
U I= f (U)
O
I
图1.7
图 1- 7线性电阻的伏安特性
由此可见， 线性电阻遵守欧姆定律。 电阻其电阻值随电压和电流的变化而变化， 其电压与 电流的比值不是常数，这类电阻称之为非线性电阻。 例如, 半导体二极管的正向电阻就是非线性的，它的伏安特性如图
R1U R2U R3U U1 ,U 2 ,U 3 . R R R
在实际中， 利用串联分压的原理， 可以扩大电压表的 量程，还可以制成电阻分压器。
例 1．1 现有一表头， 满刻度电流IQ= 50μA， 表头 的电阻RG=3kΩ，若要改装成量程为10V的电压表，如图 1 10 所示，试问应串联一个多大的电阻？ 解 当表头满刻度时，它的端电压为UG=50×106×3×103 = 0.15V。设量程扩大到10V时所需串联的电阻为 R，则R上分得的电压为 UR=10－0.15 = 9.85V，故
1 电路的组成
电路是由各种电气器件按一定方式用导线连接组成的总
体，它提供了电流通过的闭合路径。这些电气器件包括电源、
开关、负载等。 电源是把其它形式的能量转换为电能的装置，例如，发 电机将机械能转换为电能。负载是取用电能的装置，它把电 能转换为其它形式的能量。例如，电动机将电能转换为机械
能，电热炉将电能转换为热能，电灯将电能转换为光能。
成的放大电路，输出的便是放大了的电信号，从而实现了 放大功能；电视机可将接收到的信号，经过处理，转换成 图像和声音。
二 电路的基本物理量 1. 电流
电流是由电荷的定向移动而形成的。当金属导体处于
电路的基本物理量包括
电路的基本物理量包括电路是电子技术的基础，它是由电子元器件（如电阻、电容、电感等）组成的。
在电路中，存在着一些基本的物理量，这些物理量是我们研究和分析电路行为的重要参考。
本文将介绍电路的基本物理量，包括电压、电流、电阻、功率和能量。
一、电压电压是电路中最基本的物理量之一，它表示电荷在电路中的势能差。
电压的单位是伏特（V），通常用符号 V 表示。
在电路中，电压可以通过电压源产生，也可以通过电阻、电容、电感等元器件消耗或存储。
电压的大小决定了电流的流动情况，它是驱动电流在电路中流动的推动力。
二、电流电流是电子在电路中的流动，是电荷的流动。
电流的单位是安培（A），通常用符号I 表示。
电流的大小取决于电荷的数量和流动的速度。
在电路中，电流可以通过电压源驱动，也可以通过电阻、电容、电感等元器件限制。
电流的大小和方向决定了元器件中的能量转移和信号传输。
三、电阻电阻是电流在电路中流动时遇到的阻碍，它表示元器件对电流的阻碍程度。
电阻的单位是欧姆（Ω），通常用符号 R 表示。
电阻的大小决定了电流的大小，它通过欧姆定律和电压相关联。
在电路中，电阻可以通过电阻器实现，也可以是元器件本身的固有特性。
四、功率功率是电路中能量转化和传输的度量，它表示单位时间内的能量转化速率。
功率的单位是瓦特（W），通常用符号P 表示。
功率的大小取决于电压和电流的乘积，它是描述电路中能量转化效率的重要指标。
功率的消耗和传输与电路中的元器件和负载有关。
五、能量能量是电路中存储和传输的基本物理量，它表示电路中的能量状态。
能量的单位是焦耳（J），它可以表示电压源的能量输出、电容器和电感器的存储能量。
在电路中，能量的转化和传输与电压、电流、电阻、功率等物理量有关，它是电路正常运行所必需的。
电路的基本物理量包括电压、电流、电阻、功率和能量。
它们相互关联、相互作用，共同构成了电路的工作机制。
了解和掌握这些基本物理量对于研究和分析电路行为、设计和优化电路具有重要意义。
列举五个电路的基本物理量
列举五个电路的基本物理量
电路是指由电源、电线、电器件等元件组成的电气线路，它是实
现电子设备功能的基础。
在电路设计和应用中，我们需要了解一些电
路的基本物理量。
下面，就让我们来一步步阐述一下这五个基本物理量。
第一步：电压
电压是指在两个不同点之间的电位差，通常用“V”表示。
电压
是电子在电路中移动的动力，也是电气设备中判断工作状态的重要参
考值。
在电路分析中，可以通过欧姆定律来计算电压。
第二步：电流
电流是指在电路中的带电粒子所携带的电荷量的大小，通常用“A”表示。
电流的方向由正向电流的流向决定，电路中电流的大小可
以由安培计（电流表）来测量。
第三步：电阻
电阻是指电路中抑制电流流动的程度，通常用“Ω”来表示。
电
路中电阻的大小决定了电路的电流大小，同时也可以通过欧姆定律来
计算。
第四步：电功率
电功率是指电路元件上消耗的功率，通常用“W”来表示。
电路
中电功率的大小可以由电流和电压来计算，对于一些大功率设备，需
要特别注意其功率大小。
第五步：电容
电容是指电路中存储电荷的能力，通常用“F”表示。
电容是电
子设备中重要的元器件之一，被广泛应用于滤波、调谐、定时等方面。
综上所述，电路中的基本物理量有电压、电流、电阻、电功率和
电容。
这些物理量的相互关系非常重要，它们的大小和方向不仅决定
了电路的工作状态，还可以让我们更好地理解电路的工作原理，从而
更好地进行电路设计和应用。
因此，在学习和应用电子设备时，需要充分掌握这些基本物理量的概念和计算方法。
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称，用符号i表示
带电粒子(电子、离子)的有
I ab
b
秩序运动将形成电流。
a S
➢国家标准规定：不随时间变化的物理量用大写字母， 而随时间变化的物理量用小写字母来表示。
➢对于直流电路(其电流方向不变，包括恒定和时变 电流)，其电流用大写字母I来表示，I=Q/t
➢对于交流电路(其电流的大小和方向都随时间变化)， 其电流用小写字母i来表示，i=dq/dt
电压的定义 电路中任意两点间(a,b)的电压uab等于电场力将单位正 电荷q 由a 点移至b 点所做的功
中间环节(导线) ——用于传输电能 ➢作用2：实现信号的传递和处理
信号源 ——提供电信号的设备
负载 ——接受和转换信号的设备
中间环节(导线) ——用于传递电信号
二、电路的基本物理量
电流 电路的基本物理量 电位、电压、电动势
电功率
➢电流
电流的定义 —— 电荷的定向移动将形成电流
单位时间内穿过某一截面的电荷量，是电流强度的简
“参考点” ——“接地点”，即认为该点的电位为零。
“参考点” ——零电位点或零点。
在计算电位时必须首先选定参考点。
参考点在电路中用符号“”表示。
例1： U ab 10 6 60 V
U U
ca da
4 20 80 V 6 5 30 V
U
cb
140
V
U db 90 V
c4A
I1
15 5mA 3
V b 1 1 0 I 1 5 V 5 2 I 2
例5：已知Uac=5V, Ubc=3V 。若选择
c点为参考点，
a
b
则：Vc=0V, Va= Vc + Uac =5V,
c
Vb= Vc + Ubc =3V
若选择b点为参考点?
对于某一给定的电路，对不同的参考点，虽然各点 的电位不同，但任意两点间的电压值是不变的。
§1.1-1.2 电路的作用和组成以及基本物理量
一、电路的作用和组成
➢电路的定义 由某些电气元器件为完成一定功能、按一定方式组合 而成的电流通路。连续电流的通路必须是闭合的。
I
+
电 池
灯 泡
E RU实现电能的输送和转换 电源(电压源、电流源) ——提供电能的设备 负载 ——消耗或吸收电能的设备
量纲:
A
C Sec
；单位：mAμ, Ak, A
电流的参考方向 —— 任意规定的方向
电流的方向有实际方向和参考方向之分，其中实 际方向为正电荷运动的方向(或负电荷运动的相反 方向)，参考方向可以任意假定。当参考方向与实 际方向相同时，数值为正；当参考方向与实际方 向相反时，数值为负
标注电流参考方向的方法
i
(1)箭头标注法：
i
(2)双下标法： a
b iab iab＝－ iba
电路简单时，电流的实际方向容易直接判断出；但当电 路比较复杂时，其电流实际方向往往很难事先确定。
问题的提出：在复杂电路中，如何判断某元件电流的实 际方向？请看下例：
I 的方向 上→下？
4.6Ω 2Ω
I 的方向 下→上？
+I
9V
➢电位、电压和电动势
电位的定义 电场力将单位正电荷从电路的某一点移至参考点(零电 位点)时所消耗的电能，称为该点的电位。即为该点与 参考点之间的电压。在直流电路中电位用“V ”来表示， 单位为伏特。
电位的计算 在计算电位时必须首先选定参考点，而且其选定具有 任意性。
电路中某点的电位， ——即为该点与参考点之间的电压。
S合上
则：VA4426121.6V
•S断开：
则：
V A1 2 (2 1 ＋ 4 ＋ 2 122 )6 2 6 7.5V
例4：分别求出图A中S闭合和断开
时的Vb
解：S闭合时， Vb 0
+10V 1kΩ b 2kΩ -5V
a I1
S I2 c
S断开时， I1 I2
d
(A)
按回路abcda，有
(12)I11 05
R
_ 5V
_
1.2Ω +
问题的解决：
4.6Ω
2Ω
(1) 在解题前，先设定一个正方
+I
9V
R
_ 5V
(2) 向，并将其作为参考方向； _
1.2Ω +
(2)根据电路的定律、定理，列出各物理量间相互关 系的方程式，并计算出结果；
(3)根据计算结果，进而判断实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。
a 6A 5 d
20 10A
E1 140V
6
b
E2 90V
若以a点为参考点，即 Va 0 UabVaVb,
V bV aU ab 6V 0V,c 80V, Vd 30V
若以b点为参考点，即 Vb 0 V aV bU ab 6V 0 VcU cbVb14 V0 VdU dbVb9V 0
c4A
a 6A 5 d
20 10A
E1 140V
6
b
E2 90V
c 20 a 5 d
14V0
90V
6
b
有时，也可略去电源不画，只标出各端的电位值。 结论： 1)电位是所求点与参考点之间的电压；
2)参考点不同，则电位值不同（即各点电位是 相对的），而任意两点间的电压值却不变的 (即电压是绝对的)。
例2： 求：A、B、C各点的电位。
A
解：令VC＝0 ，则：
I 4k
6V
B
I 6 1mA
2k
42
C
UBC 2I2V
UAB4I4V
V BU B CV C2V
VA 6V
例3：分别计算开关S合上及断开时的VA＝?
2k B 4k
A
2k B 4k
A
-12V
-
I 26k
12V
I 26k
S
+
12V
+12V
－ ＋ +12V
解：S合上，电路如图：
电工与电子技术基础
电气工程系 汤雨 Email:
第一章 直流电路
本章内容
本章以直流电路为分析对象，着重讨论 电路的基本知识、基本特性、基本定律以及 电路的分析和计算方法，具体体现在：
(1)基本知识：电路的作用和组成、基本物理 量、电路状态、理想电路元件、参考方向等； (2)基本特性：元件的伏安特性；(3)基本定理： 叠加定理 、等效电源定理； (4)基本定律： KCL、KVL；(5)电路的分析和计算方法：支 路电流法。
如上例，由如图I 的参考正方向, 4.6Ω 2Ω
求得： I＝－0.292 A
+I
9V
R
_ 5V
_
1.2Ω +
从而判断出电流的实际方向向上。
只有在参考方向选定之后，电流之值才有正负之分！ 参考方向未标注，则算式及结果的正、负均无意义！
参考方向一经指定并在图上标明后，在分 析、计算过程中必须以此为准，不可改！