1直流电路的基本概念

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直流电路与交流电路的分析与计算

直流电路与交流电路的分析与计算

C.L1中电流的变化值大 于L3中电流的变化值
图612
D.L1上电压的变化值小于L2上电压的
【解析】当触头P向右移动时,电阻R变大,总
电阻变大,总电流变小,所以灯L1变暗;内阻、 R0与L1上电压变小,所以最终L2两端的电压变大, L2变亮;由于L2中电流变大,总电流减小,所以 L3中电流减小,灯泡L3变暗,L2中电流变大,L3 中电流减小,总的变化是相抵的效果,合起来
才是灯L1中电流的变化,所以L3中电流的变化更 大一些,灯L1上的电压与R0及内电压变化的总和 才等于L2上电压的变化. 【答案】AD
【同类变式】(2011·海南卷)如图613,E为内阻不能忽 略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,V与 A 分别为电压表与电流表.初始时S0与S均闭合,现将S 断开,则( ) C A.V 的读数变大,A 的读数变小 B.V 的读数变大,A 的读数变大 C.V 的读数变小,A 的读数变小 D.V 的读数变小,A 的读数变大
计算通 过导体 的电荷
量q
通过导体产 生的热量、 电功以及确 定熔丝的熔
断电流
4.变压器和远距离输电 (1)变压器原、副线圈基本量的关系
功率关系 电压关系
P1=P2
U1 n1 ,与负载、副线圈的个数
U 2 n2
多少无关
电流关系
(1)只有一个副线圈:II12
n2 n1
(2)多个副线圈: I1n1=I2n2+I3n3+…+Innn
4 电源的功率与效率
①电源的功率P:也称为电源的总功率,是电 源将其他形式的能转化为电能的功率,计算式为:
P IE. ②电源内阻消耗功率P内:是电源内阻的热功率,
也称为电源的损耗功率,计算式为:P内 I 2r. ③电源的输出功率P外:外电路上消耗的功率,计

直流电路详解

直流电路详解

直流电路详解直流电路是指电流方向始终保持不变的电路。

在直流电路中,电流只能在一个方向上流动,而不会反向。

直流电路通常由直流电源、电阻和电流源组成。

一、直流电路的组成直流电路由以下几个基本组成部分构成:1. 直流电源:直流电源是直流电路的能量提供者。

常见的直流电源有电池、太阳能电池板等。

直流电源有两个极性,正极和负极。

2. 电阻:电阻是直流电路中的一个重要组成部分,用来限制电流流动的大小。

电阻通常用欧姆(Ω)来表示,在直流电路中,电阻与电流成正比。

3. 电流源:电流源是直流电路中的一个特殊组件,它能够以恒定的电流值输出电流。

电流源常用于需要稳定电流的电路中,比如LED驱动电路、恒流源等。

二、直流电路的基本原理直流电路遵循基本的欧姆定律,即电流等于电压与电阻之间的比值。

根据欧姆定律,可以推导出以下公式:I = V / R其中,I代表电流(单位为安培A),V代表电压(单位为伏特V),R代表电阻(单位为欧姆Ω)。

根据以上公式,可以观察到以下几个规律:1. 当电压V增大时,电流I也会增大,而电阻R不变。

2. 当电阻R增大时,电流I会减小,而电压V不变。

3. 当电流I增大时,电压V也会增大,而电阻R不变。

三、直流电路的连接方式直流电路可以通过不同的连接方式来实现不同的功能。

以下介绍几种常见的连接方式:1. 串联电路:串联电路是将多个电阻连接在一起,形成电流依次通过的电路。

在串联电路中,电流保持不变,而总电压等于各个电阻之间电压之和。

2. 并联电路:并联电路是将多个电阻并联在一起,形成电流同时流过的电路。

在并联电路中,电压保持不变,而总电流等于各个电阻之间电流之和。

3. 混合连接:混合连接是将串联和并联电路结合使用,来实现更复杂的电路功能。

四、直流电路的应用直流电路广泛应用于各个领域,以下列举几个常见的应用场景:1. 电子设备:直流电路被广泛应用于各种电子设备中,比如手机、电脑等。

直流电路可以提供稳定的电流和电压,保证设备正常工作。

电工电子常用概念

电工电子常用概念

一 .电工基础知识1.直流电路电路电路的定义: 就是电流通过的途径电路的组成: 电路由电源、负载、导线、开关组成内电路: 负载、导线、开关外电路: 电源内部的一段电路负载: 所有电器电源: 能将其它形式的能量转换成电能的设备基本物理量1.2.1 电流1.2.1.1 电流的形成: 导体中的自由电子在电场力的作用下作有规则的定向运动就形成电流.1.2.1.2 电流具备的条件: 一是有电位差,二是电路一定要闭合. 1.2.1.3 电流强度: 电流的大小用电流强度来表示,基数值等于单位时间内通过导体截面的电荷量,计算公式为其中Q为电荷量(库仑); t为时间(秒/s); I为电流强度1.2.1.4电流强度的单位是“安”,用字母“A”表示.1.2.1.5直流电流(恒定电流)的大小和方向不随时间的变化而变化,用大写字母“I”表示,简称直流电.1.2.2 电压1.2.2.1 电压的形成: 物体带电后具有一定的电位,在电路中任意两点之间的电位差,称为该两点的电压.1.2.2.2 电压的方向: 一是高电位指向低电位; 二是电位随参考点不同而改变.1.2.2.3 电压的单位是“伏特”,用字母“U”表示.常用单位有: 千伏(KV) 、伏(V)、毫伏(mV) 、微伏(uV)1KV = 103V 1V = 103 mV 1mV = 103 uV1.2.3 电动势1.2.3.1 电动势的定义: 一个电源能够使电流持续不断沿电路流动,就是因为它能使电路两端维持一定的电位差.这种电路两端产生和维持电位差的能力就叫电源电动势. 1.2.3.2 电动势的单位是“伏”,用字母“E”表示.计算公式为(该公式表明电源将其它形式的能转化成电能的能力)其中A 为外力所作的功,Q为电荷量,E为电动势.1.2.3.3 电源内电动势的方向: 由低电位移向高电位1.2.4 电阻1.2.4.1 电阻的定义: 自由电子在物体中移动受到其它电子的阻碍,对于这种导电所表现的能力就叫电阻.1.2.4.2 电阻的单位是“欧姆”,用字母“R”表示.1.2.4.3 电阻的计算方式为:其中l为导体长度,s为截面积,ρ为材料电阻率铜ρ=0.017铝ρ=0.028欧姆定律1.3.1 欧姆定律是表示电压、电流、电阻三者关系的基本定律.1.3.2 部分电路欧姆定律: 电路中通过电阻的电流,与电阻两端所加的电压成正比,与电阻成反比,称为部分欧姆定律.计算公式为U = IR 1.3.3全电路欧姆定律: 在闭合电路中(包括电源),电路中的电流与电源的电动势成正比,与电路中负载电阻及电源内阻之和成反比,称全电路欧姆定律.计算公式为,其中R为外电阻,r0为内电阻,E为电动势电路的连接(串连、并连、混连)1.4.1串联电路1.4.1.1电阻串联将电阻首尾依次相连,但电流只有一条通路的连接方法.1.4.1.2电路串联的特点为电流与总电流相等,即I = I1 = I2 = I3…总电压等于各电阻上电压之和,即U = U1 + U2 + U3…总电阻等于负载电阻之和,即R = R1 + R2 + R3…各电阻上电压降之比等于其电阻比,即, , …1.4.1.3电源串联: 将前一个电源的负极和后一个电源的正极依次连接起来.特点: 可以获得较大的电压与电源.计算公式为E = E1 + E2 + E3 +…+ Enr0 = r01 + r02 + r03 +…+ r0n1.4.2并联电路1.4.2.1电阻的并联: 将电路中若干个电阻并列连接起来的接法,称为电阻并联.1.4.2.2并联电路的特点: 各电阻两端的电压均相等,即U1 = U2 = U3 = … = Un; 电路的总电流等于电路中各支路电流之总和,即I = I1 + I2 + I3 + … + In; 电路总电阻R的倒数等于各支路电阻倒数之和,即 .并联负载愈多,总电阻愈小,供应电流愈大,负荷愈重.1.4.2.3通过各支路的电流与各自电阻成反比,即1.4.2.4电源的并联:把所有电源的正极连接起来作为电源的正极,把所有电源的负极连接起来作为电源的负极,然后接到电路中,称为电源并联.1.4.2.5并联电源的条件:一是电源的电势相等;二是每个电源的内电阻相同.1.4.2.6并联电源的特点:能获得较大的电流,即外电路的电流等于流过各电源的电流之和.1.4.3混联电路1.4.3.1定义: 电路中即有元件的串联又有元件的并联称为混联电路1.4.3.2混联电路的计算: 先求出各元件串联和并联的电阻值,再计算电路的点电阻值;由电路总电阻值和电路的端电压,根据欧姆定律计算出电路的总电流;根据元件串联的分压关系和元件并联的分流关系,逐步推算出各部分的电流和电压.电功和电功率电功电流所作的功叫做电功,用符号“A”表示.电功的大小与电路中的电流、电压及通电时间成正比,计算公式为 A = UIT =I2RT电功及电能量的单位名称是焦耳,用符号“J”表示;也称千瓦/时,用符号“KWH”表示. 1KWH=3.6MJ电功率电流在单位时间内所作的功叫电功率,用符号“P”表示.计算公式为电功率单位名称为“瓦”或“千瓦”,用符号“W”或“KW”表示;也可称“马力.1马力=736W 1KW = 1.36马力电流的热效应、短路电流的热效应定义: 电流通过导体时,由于自由电子的碰撞,电能不断的转变为热能.这种电流通过导体时会发生热的现象,称为电流的热效应.电与热的转化关系其计算公式为其中Q为导体产生的热量,W为消耗的电能.短路定义: 电源通向负载的两根导线,不以过负载而相互直接接通.该现象称之为短路.短路分析: 电阻(R) 变小,电流(I)加大,用公式表示为短路的危害: 温度升高,烧毁设备,发生火灾;产生很大的动力,烧毁电源,电网破裂.保护措施: 安装自动开关;安装熔断器.2.交流电路;单相交流电路定义: 所谓交流电即指其电动势、电压及电流的大小和方向都随时间按一定规律作周期性的变化,又叫正磁交流电.单相交流电的产生: 线圈在磁场中运动旋转,旋转方向切割磁力线,产生感应电动势.单相交流发电机: 只有一个线圈在磁场中运动旋转,电路里只能产生一个交变电动势,叫单相交流发电机.由单相交流发电机发出的电简称为单相交流电.交流电与直流电的比较: 输送方便、使用安全,价格便宜。

直流电的基本概念

直流电的基本概念

直流电的基本概念直流电(Direct Current,简称DC)是指电流方向不随时间而改变的电流。

在电子学中,直流电是最基本和重要的电流之一。

以下是对直流电基本概念的详细介绍:1.电流方向直流电的电流方向始终保持不变。

在电路中,电流从高电位流向低电位,而不会改变方向。

这使得直流电可以用于为电子设备提供稳定的电源,并且可以用于驱动各种电子元器件。

2.电压极性在直流电中,电压具有极性。

这意味着电流从高电位流向低电位的过程中,高电位被视为正极,低电位被视为负极。

在电源的正极和负极之间存在电势差,这是电流流动的原因。

3.电阻电阻是直流电中一个重要的概念。

电阻是导体对电流的阻碍作用,用符号R表示。

在电路中,电阻可以限制电流的大小,从而控制电路中的电压和功率。

电阻的单位是欧姆(Ω)。

4.电源电源是提供直流电的装置。

在电路中,电源将电能转换为电流的形式,并输出到电路中。

常见的电源有电池、太阳能电池板等。

5.电路设计直流电的电路设计需要考虑电流的路径、电源的类型和大小、电阻的大小和类型等因素。

电路设计需要掌握电子元器件的特性和电路的基本原理,从而设计出符合要求的电路。

6.信号处理在通信和电子测量领域,直流电经常被用作信号源。

通过调制直流电的幅度和频率,可以传递信息。

在信号处理中,直流电的稳定性和精度非常重要。

7.电磁辐射直流电不会产生电磁辐射。

电磁辐射是由交流电产生的,因此直流电不会对周围环境产生电磁干扰。

这对于某些需要避免电磁干扰的应用非常重要,例如医疗设备和航空航天领域。

什么是直流电路?

什么是直流电路?

什么是直流电路?直流电路是指电流方向保持不变的电路。

相对于交流电路,直流电路特点明确,使用范围广泛。

要深入了解直流电路,首先需要了解其基本原理、组成和特性。

本文将简要介绍直流电路的基本概念,以及其在现代社会中的应用。

一、直流电路的基本概念1. 电流方向恒定直流电路中,电流的方向恒定不变。

电荷从正极流向负极,形成一个闭合的电流回路。

这种特性使得直流电路在许多应用场景中具有独特的优势。

2. 电压稳定性高直流电路中的电压保持稳定,不像交流电路那样会频繁变化。

这使得直流电路在需要稳定电压供应的设备中得到广泛应用,如计算机、手机等电子设备。

二、直流电路的组成1. 直流电源直流电路的基础是直流电源,它可以是电池、蓄电池、发电机等。

直流电源会提供稳定的直流电压或电流,为直流电路提供动力。

2. 导线和元器件直流电路中,导线起着将电流从电源传送到各个元器件的作用。

导线的电阻对于电路的性能和效率至关重要。

元器件是指在电路中起着特定功能的组件,如电阻、电容、二极管等。

三、直流电路的特性1. 稳定性直流电路的稳定性较高,电流和电压变化较小。

这种稳定性使得直流电路在精密仪器和各种电子设备中得到广泛应用,不会出现意外故障。

2. 能量转换高效直流电路能够较高效地将电能转换为其他形式的能量,如热能或机械能。

这使得直流电路在能量转换和控制中有着广泛的应用,如电动机、电炉等。

3. 安全性由于直流电路的电流方向恒定,电击伤害的风险相对较低。

这也是为什么在家庭和工业用途中,直流电路比交流电路更为安全的原因之一。

四、直流电路的应用1. 计算机技术在计算机技术中,直流电路广泛应用于电源供应和电路控制。

直流电源为计算机提供稳定可靠的电能,而直流电路则起着控制和传输信号的作用。

2. 电动汽车直流电路是电动汽车中的关键部分。

电动汽车的电池组提供高电压的直流电,通过直流电路将能量转化为机械能,驱动汽车前进。

3. 太阳能发电系统太阳能发电系统是一种典型的直流电路应用。

直流电知识点总结

直流电知识点总结

直流电知识点总结直流电是指电流在电路中始终沿着一个方向流动的电流。

与之相对的是交流电,交流电是指电流在电路中来回流动的电流。

直流电在日常生活中有着广泛的应用,比如电池、电动车、太阳能电池等都是直流电的应用。

了解直流电的知识对于理解电路、电子设备的原理以及日常维护和修理电子设备都有很大的帮助。

下面将对直流电的相关知识进行总结。

一、直流电的基本概念1. 电流电流是指电荷在单位时间内通过导体横截面的数量。

在直流电路中,电流是始终沿着一个方向流动的。

电流的单位是安培(A),符号为I。

2. 电压电压是指单位电荷在电场中所具有的能量。

在直流电路中,电压通常指两个电荷极性之间的电势差,用来驱动电流的流动。

电压的单位是伏特(V),符号为U或V。

3. 电阻电阻是指电路中阻碍电流通过的物理属性。

在直流电路中,电阻一般指导体本身的电阻或者电路中的电阻器。

电阻的单位是欧姆(Ω),符号为R。

4. 电功率电功率是指单位时间内电流对负载做的功。

在直流电路中,电功率通常指电压和电流的乘积,用来描述电路中的能量转换。

电功率的单位是瓦特(W),符号为P。

二、直流电路分析1. 基本电路元件直流电路中的基本元件有电源、负载、导线和开关。

电源提供电压驱动电流的流动,负载是电流经过的部件,导线用来连接电源和负载,开关用来控制电路的通断。

2. 欧姆定律欧姆定律是描述电压、电流和电阻之间关系的定律。

它表示为U=IR,即电压等于电流乘以电阻。

欧姆定律可以帮助我们计算电路中各个元件的参数。

3. 串联电路和并联电路在直流电路中,电路可以是串联的或者并联的。

串联电路是指电路中的各个元件依次连接在一起,电流只有一条路径可以流通。

而并联电路是指电路中的各个元件是同时连接在一起的,电流可以分流通过各个元件。

4. 电路的分析方法在分析直流电路时,我们可以采用基尔霍夫定律、节点电流法和网孔电流法来进行分析。

基尔霍夫定律是基于电流守恒和电压守恒原理建立的,节点电流法和网孔电流法则是基于电流分析的原理。

模拟电子技术基础知识直流电路与交流电路的区别与应用

模拟电子技术基础知识直流电路与交流电路的区别与应用

模拟电子技术基础知识直流电路与交流电路的区别与应用电子技术是现代社会中不可或缺的一部分,而直流电路和交流电路是电子技术中最基本的两种电路。

在本文中,我们将重点讨论直流电路和交流电路的区别以及它们在实际应用中的不同用途。

一、直流电路的概念与特点直流电路是指电流的方向始终保持不变的电路。

直流电路中的电流流向是单一的,电压也是恒定的,不会随时间的变化而改变。

与直流电路相关的特点包括以下几个方面:1. 电流方向不变:直流电路中的电流流向始终保持一致,不会发生反向流动。

2. 电压恒定:直流电路中的电压是恒定的,不会随时间的推移而发生变化。

3. 集中式能量传输:直流电路能够以高效的方式将能量从电源传输到负载,因此广泛应用于远距离能量传输、电池和蓄电池等场景。

二、交流电路的概念与特点交流电路是指电流方向随时间周期性变化的电路。

交流电路中的电流和电压呈正弦波形,在正半周期和负半周期中电流方向会反向流动。

与交流电路相关的特点包括以下几个方面:1. 电流方向周期性变化:交流电路中的电流方向会随时间定期改变,呈现正弦波形。

2. 电压周期性变化:交流电路中的电压也会周期性变化,同样呈现正弦波形。

3. 分布式能量传输:交流电路适合长距离能量传输和电力系统中的能量分配,因此广泛应用于电网输电、家庭用电等领域。

三、区别与应用直流电路和交流电路在特点和应用方面存在明显的区别。

1. 电流和电压特点区别:直流电路的电流是单向流动的,电压是恒定的;交流电路的电流和电压都是周期性变化的。

2. 应用领域区别:直流电路的应用领域包括电池供电设备、电子计算机及其周边设备等。

例如,手机、笔记本电脑等个人电子设备通常采用直流电源供电。

交流电路的应用领域广泛,包括电力系统、家庭用电、电机传动、电焊等。

例如,电力系统中的输电线路以及家庭中的插座都是交流电路。

四、直流电路与交流电路的应用案例比较下面通过两个实际应用案例,进一步比较直流电路和交流电路的应用差异。

低压电工作业 第二章 电工基础知识

低压电工作业  第二章  电工基础知识

I1 I 2 I 3 0 I 2 I 5 I 1 I 3 I 4 i 0
• 基尔霍夫电压定律:对任一电路中的任一回路,在任一时刻,沿 着该回路的所有支路电压的代数和恒等于零,简称为KVL。 KVL确定了连接 在同一回路中各支路 电压之间的关系。体 现的是电荷在电场中 从一点移到另一点时, 它所具有能量的改变 量只与这两点的位置 有关,而与移动路径 无关的性质。 在分析电路列回路KVL方程时,应先规定回路绕行方向,各 支路电压参考方向与回路绕行方向一致时(从“+”极性向“”极性)取正号,反之取负号。
一、交流电的特性及产生 交流电是由交流发电机产生的。
交流发电机的原理如图
二、交流电的基础物理量 1.瞬时值和最大值
1、最大值:用Im、Um、Em表示 2、瞬时值:对应某一时刻的值用u、i、e表示 瞬时值中最大的数值,叫做交流电的最大值
2、频率、周期、角频率 (反映正弦量变化快慢的要素)
周期T:变化一周所需的时间(s) 1 频率f:正弦量每秒钟变化的次数 f (Hz) T 2π 角频率:每秒钟转过的弧度 ω 2πf (rad/s) T
1 T

T
T
0
i 2dt
有效值必 须大写
Um Em 同理: U E 2 2 注意: 交流电压、电流表测量数据为有效值 交流设备名牌标注的电压、电流均为有效值
1 T

0
Im I sin ω t d t 2
常用的电位、电压、电动势的单位还有KV(千伏)、 mV(毫伏)和μV(微伏)。它们之间的换算关系为: 1kV = 1 000 V, 1V =1000 mV, 1mV=1 000μV
4.电阻 电阻是电流遇到的阻力,用符号R或r表示。导体的 电阻与其材料的电阻率和长度成 正比,而与其横截面积成反比。电阻率是单位长度、 单位截面积导体的电阻,不同材料导体的电阻率不 尽相同。20℃时导体的电阻可用下式表示,即 R=ρ · L/S 式中,R为导体电阻,单位是Q(欧姆);.为导体的长 2 度,单位是m;S为导体的截面积单位是mm ,p为 导体的电阻率。
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(3)额定功率
在电阻性负载的电器设备中,额定电流与额定电压之积,称电器设备的额定功率,用 表示,即
电动机、变压器等电器设备的额定值通常标注在铭牌上,也可从产品目录中查得。
五、电阻的串并联
(一)电阻串联电路的性质及应用
1、定义:各电阻首尾依次连接形成一条通路,这种连接方式称为串联
2、特点:
(1)各电阻中通过电流相同
I1= I,I2= I,…,In= I,
4、优缺点:
优点:可将一个用电独器立完成工作,适合于在马路两边的路灯。
缺点:若并联电路,各处电流加起来才等于总电流,由此可见,并联电路中电流消耗大。
5、功率
各电阻上消耗的功率之和等于等效电阻吸收的功率
P=UI=U1I1+U2I2+…+UnIn
6、应用:电流表量程扩大的改装
3、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
EBA=
方向:低电位指向高电位
(三)电功率和电能
1、电能
表示电场力做功的多少
W=UIt
W=I2Rt
W=U2/R
在实际应用中常以KW.h(千瓦时,)作为电能的单位。
1KW.h=3.6×106J
2、电功率
单位时间内电场力所做的功
P= = =UI
全电路的欧姆定律的表达式为:
I= 或US=IR+IRi
从式中可知,IR为外电路的电压降,U=IR;IRi为内电路的电压降U/=IRi,也就是在一个闭合电路中,电压升之和等于电压降之和,即ˊUS=U + U/
四、电流的热效应、额定值
1、电流的热效应
当电流通过电阻时,电流作功而消耗电能,产生了热量,这种现象叫做电流的热效应。实践证明,电流通过导体所产生的热量和电流的平方,导体本身的电阻值以及电流通过的时间成正比。这是英国科学家焦耳和俄国科学家楞次得出的结论,被人称作焦耳楞次定律。
P=I2R
P=
单位1KW=103W=106Mw
(四)电压与电流的参考方向
电压与电流的实际方向可能是未知的,也可能是随时间变化的。所以可以任意指定一个方向,称为参考方向。按照参考方向列出方程,解出的电压或电流值若为正值,则所选参考方向与实际方向一致;若为负值,则所选参考方向与实际方向相反。
电压参考方向的选择与电流参考方向的选择是独立无关的,若两者方向一致称为关联参考方向,反之为非关联参考方向。
长春职业技术学院课程教案用纸
教学环节
教学内容
备注
组织教学
导入
新课
新课
新课
新课新课Biblioteka 新课新课新课
新课
小结
师生互相问好、考勤
1、课程简介
《电工电子技术》是数控技术专业必修的一门重要的专业基础课程,也是一门实践性很强的技术平台课。后续课程为:电气控制线路设计、数控机床故障诊断与维修
2、学习要求
课前预习、认真听讲、独立完成作业、按要求完成实验
1、定义:将多个电阻的首尾各自相连,使电路有多条通路,这样的连接方式称为电阻的并联。
2、特点:
(1)各电阻上的电压相同
(2)电路中的总电流等于各电阻中电流之和
I=I1+I1+…In
(3)电路的总电阻的倒数等于各电阻的倒数
= + +…+
(4)任何一个支路短路都会影响整个电路
3、作用:分流
电阻并联电路中每个电阻都分得一部分电流,根据欧姆定律,可求得各电阻分得的电流为
养成教育
强调上课纪律、实验安全及学习要求
用简单电路引导学生分析电路组成
以手电筒实例来说明电路模型的表示方法
以电感线圈的模型为例
复习中学所学,略讲
电流的相关知识引出电流定义

类比水压得出电压定义
对比电压与电动势
难点
3、电路的功能:
第一类功能是进行能量的转换、传输、和分配。如电冰箱、电风扇、手电筒等。要求电能的利用率。
第二类功能是进行信号处理,如手机、收音机、电视机等。这类电路的输入信号叫做激励,输出信号叫做响应。这类电路一般主要关心的是信号的质量,如要求不失真、准确、灵敏、快速等。
4、电路模型
实际应用的电路都比较复杂,因此,为了便于分析电路的实质,我们引入了理性电路元件的概念,它是突出单一电或磁性质的假象元件。任何一个实际的电气器件都可以用一个或者几个理想电路元件的组合来抽象表示。
2、全电路欧姆定律
全电路由两部分组成,一部分是电源的外部电路,它是由用电器和导线连成的,叫外电路。另一部分是电源的内部电路,有电池内的溶液或线圈等,叫内电路。在外电路中,电流由电源正极出发,通过导线和用电器流向电源负极。在内电路中,电源则由电源负极流向正极,形成一个环形的串联电路。在外电路中,沿电流方向电势降低。
(一)电流
表征电流大小的物理量称为电流强度,用单位时间内通过导体截面积的电荷量多少来衡量,电流强度简称为电流。
单位:电量的单位为库仑(C),时间的单位为秒(s),则电流单位为安培(A)
1A=103mA= 106µA
(二)电压、电位与电动势
1、电压
定义:衡量电场力做功本领大小的物理量。ab两点间的电压在数值上就是电场力把单位正电荷从a移至b时所做的功
公式:Q=I2Rt
这种转化是不可逆转的
2、电器设备的额定值
(1)额定电流
为了避免电流的热效应造成的危害,使电器工作温度不超过最高温度,因此对通过它的最大电流有一个限值,通常把这个限定的电流值称为额定电流,用 表示。
(2)额定电压
电器长时间工作时所适用的最佳电压。高了容易烧坏,低了不正常工作。在额定电压下电器中的元器件都工作在最佳状态,只有工作在最佳状态时,电器的性能才比较稳定,这样电器的寿命才得以延长。额定电压用符号 表示
(三)电阻混联电路的性质及应用
定义:混联是由串联电路和并联电路组合在一起的特殊电路
在分析混联电路时,应从内分析到外,从小分析到大。在习题中,如果遇到混联电路,不妨把混联电路转化成并联或串联电路再求解,就可化繁为简
本课学习了直流电路的一些基本概念和基本物理量,以及电路的基本原理与定律,重点是欧姆定律及电阻的串并联,难点是电压与电流的参考方向
模块一直流电路
(简单电路的连接与测量)
一、电路的概念
1、电路的定义:电路——电流的路径,是各种电气器件按一定方式连接起来组成的总体。又可以成为网络。
2、电路的组成:电路一般由电源,负载,中间环节三大部分组成。电源是提供电能的设备,它能将其他形式能量转变为电能,如电池,发电机等;负载是电路的耗能部件,它将电源提供的电能转换成人们需要的各种能量,如灯泡,电机等;中间环节起到了传输、控制、分配、保护及测量等作用。
本节主要讲授电路的基本概念和基本物理量,了解电能和电功率。
三、电阻和欧姆定律
(一)电阻元件
电阻元件是各种电阻器、白炽灯、电炉。电烙铁等实际电路器件的理想化模型,电阻元件也简称为电阻,电路符号如图所示
电阻元件的参数:
电阻
(1)定义:表达电阻元件对电流阻碍程度的电路参数
(2)单位:欧姆(Ω)
电导
(1)定义:表征元件导电能力的电路参数
UAB=
单位:伏特(V)
1KV=103V=106mV =109µV
2、电位
在电路中任选一点作为电位的零参考点,电路中任一点到参考点之间的电压,就称为该点的电位,用符号V表示,单位为V(伏)。
电路中选定的参考点用符号⊥表示。
电位与电压的关系:
两点之间的电压就等于两点之间的电位差,
则UAB= VA—VB
(2)电路中的总电压等于各电阻上电压之和
U=U1+U2+…+Un
(3)电路中的总电阻等于各串联电阻之和
R=R1=R2+…+Rn
(4)任何一处出现断开路都会影响整个电路。
3、作用:分压
电阻串联电路中,每个电阻上都分担一定的电压。根据电阻串联电路的特性可知,电路中各电阻两段的电压与它的阻值成正比,即
= =…=
(2)数学表达式:G=
(3)单位:西门子(S)
(二)欧姆定律
1、部分电路欧姆定律
1827年的国科学家欧姆通过科学实验总结出:对于线性电阻元件,在任何时刻它两端的电压与其电流成正比例关系,即U=RI
如电压与电路是非关联参考方向,欧姆定律的表达式应为U=-RI。在以后的分析中,如不特加说明,均为关联参考方向。
由理想电路元件构成的电路称为电路模型。
常见理想元件有四类:
电阻元件:消耗电能
电容元件:储存电场能量
电感元件:储存磁场能量
电源:供给能量
注意:具有相同的主要电磁性能的实际电路部件,在一定条件下可用同一电路模型表示。
同一实际电路部件在不同的应用条件下,其电路模型可以有不同的形式。
二、电路的基本物理量
电路中有4个基本物理量,电流、电压、磁通和电荷,分别用I、U、Q和Φ来表示。而能量、功率等为复合物理量符号分别为P和W。
根据欧姆定律I=U/R,Un=IRn
4、优缺点:
优点:所以在电路中,若想控制所有电路,即可使用串联的电路;
缺点;若电路中有一个用电器坏了,整个电路意味这都断了。
5、功率
各电阻上消耗的功率之和等于等效电阻吸收的功率
P=UI=U1I1+U2I2+…+UnIn
6、应用:电压表量程扩大的改装
(二)电阻并联电路的性质及应用
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