电路的组成和基本物理量
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。
电工电子总复习
（电容性无功取负值） Q UI
I
UC
U
U
P0
1、R-L-C串联交流电路
纯电容不消耗能量
三、简单单相正弦交流电路的计算
I Z U
Z R j X L X C
1、电阻的串联：
U1 分压： R1 U R1 R2
R2 U2 U R1 R2
特点： (1) 各个电阻流过同一电流； (2) 等效电阻等于各个电阻之和； (3) 串联电阻各个电阻的分压与其阻值成正比；
2、电阻的并联：
R2 I 分流：I1 R1 R2
R1 I2 I R1 R2
例1：有一个闭合回路如图所示，各支路的元件是任 意的。已知：UAB ＝ 5V，UDA ＝ －3V， UBC ＝ － 4V。试求：（1）UCD；（2）UCA。
A UAB B
UDA
UBC
D
UCD
C
解：(1)由基本的KVL定律可得: UAB ＋ UBC ＋ UCD ＋ UDA ＝ 0
即：5＋（－4）＋ UCD ＋（－3.电感： u L dt
1 W Li 2 2
（储能元件）
四、电源元件
1、独立电源：
（1）电压源模型：
a R0 US I R
U US
U
0
b
uS R0
I
U U s R0 I
（2）电流源模型：
a I
U
IS R0 U R
IS R0
b
0
IS
I
I I s U
R0
2、受控电源：四种
4A
解: (1) 10V电压源单独作用， 4A电流源开路； 6 + 10V – + 4 u' – u'=4V
《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
电路组成含其基本物理量
电路组成含其基本物理量1 / 1电路的构成及其基本物理量电路就是电流所流经的路径。
一个完好的电路由电源、负载、控制和保护装置及联接导线等四部分构成。
如附图所示。
电路中的负载是将电能变换成其余形式能量的装置。
负载性质可分为电阻元件、电感元件和电容元件三种。
电路的基本物理量电流（电流强度） -- 当带电质点在外力（电磁场）作用下定向运动时，即形成电流。
单位时间内经过导体任一横截面的电量叫电流强度，简称电流。
表示为： I=q/t （ A ）。
2经过单位面积的电流大小，称为电流密度，即： J=I/s （ A/mm ）。
习惯上把正电荷挪动的方向为电流的正向方向。
2式中： q-- 电量（ C ）； t-- 时间（ t ）； s-- 导线横截面积（ mm ）。
电动势—电源内存在的“电源力”将单位正电荷从负极移到正极所做的功，称为电源电动势。
表示为： E=Ws/q （ J/C ）。
电动势的方向由负极指向正极。
式中：Ws —电源力做的功（J ）， q —电量（C ），1J/C=1V电位（电荷在平均电场中的电位）（零电位）时，电场力所作的功，在-- 在电路中，单位正电荷从a 点所拥有的电位能，叫电位。
a 点挪动到参照点表示为： Φ=Wao/q （ V ） , 式中Wao —电场力作的功（J ）。
电位（电位差） Wab ，称为 a 点移到 -- 在电路中，将单位正电荷由a 点移到b 点的电压，亦叫a 、b 两点的电位差。
b 点时，电场力所作的功表示为：Uab= Φ a- Φ b=Wab/q （ V ）所以E=Uab/l（ V/M ）电压的实质方向规定是由高电位点指向低电位点。
式中：Wab-- 电场力作的功（J ）； E —电场强度（V/m ）； l--正电荷由a点移到b 点的距离（m ）。
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。
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第一章 直流电路
第一章 直流电路
1.1 电路的组成及基本物理量 内容：一、电路的组成
二、电路的工作状态 三、电路的基本物理量
对应课本章节：1-1
第一章 直流电路
一、电路的组成
（一）什么是电路 电路是电流流通的路径，是为了某种需要由电工
设备或电路元件按一定方式组合而成。
实体电路
第一章 直流电路
称为实体电路的电路模型。
s
GB
EL
实体电路
电路模型
第一章 直流电路
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
A
C RP
第一章 直流电路
名称 电感器
熔断器
三相异步电 动机
电压表
外形
图形符号
文字符号 L
熔断器
FU
M
3～
M
熔断器
熔断器
V
V
电池
GB
第一章 直流电路
2.电动势的方向
U
EU E
一节5号干电 池的电动势为
1.5V
第一章 直流电路
三个问题： 1.电压和电位的联系与区别 2.电压和电动势的联系与区别 3.电流
（二）电路的组成
1.电源
2.负载
3.导线
｝ 中间环节
4.控制装置
第一章 直流电路
电视机为电路 负载
电线为电路中 的导线
开关为电路的 控装置
插头连接 到电源
第一章 直流电路
电路的作用：
1.电路可以实现电能 的传输、分配和转换。
2.电路可以实现信息的 传递、存储和处理。
第一章 直流电路
（三）电路模型 与实体电路相对应、由电气符号构成的电路图，
脉动直流电
交流电
第一章 直流电路
四、电压
（一）什么是电压
在电源外部，电场力把单 位正电荷从 a点（起点）移到 b点（终点）所做的功，称为 a、b 两点间的电压。
电压的单位是伏特V，用字母U 表示。
第一章 直流电路
由于水压的存 在，水从A流
到B
由于电压的存 在，正电荷由 正极流向负极
第一章 直流电路
R
R
R
电压的参考方向
第一章 直流电路
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。
第一章 直流电路
五、电位
（一）什么是电位
如果在电路中选定一个参考点（即零电位点）， 则路中某一点与参考点之间的电压即为该点的电位，
电位的单位也是伏特（V）。
Uab
IQ t
i q t
电流的单位为安培，简称安，用字母 A 表示。
第一章 直流电路
电流常用的单位及换算关系如下： 1KA（1千安）＝ 103 A （安） 1A＝ 103 mA（毫安） 1mA ＝ 103 μA（微安）
国际标准单位词冠
第一章 直流电路
直流电路
交流电路
第一章 直流电路
稳恒直流电
VD=1V VC=3V VO=0V UDO=1V
D
O
结论：电位是相对值，某点的电位根据参考点的变 化而变化。电压是绝对值。
第一章 直流电路
六、电动势
（一）电动势
电动势——电源力将单位正电荷从电源负极移 到正极所做的功。
符号： E
单位： V
第一章 直流电路
（二）电动势的大小和方向 1. 电动势的大小
三、电流
（一）电流的形成
正、负电荷由于相互吸引（电场力的作用）， 而沿着导体定向移动形成电流。
第一章 直流电路
（二）电流的方向 1.实际方向
习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向。 电子方向→
←电流方向
第一章 直流电路
2.参考方向（正方向） ——人为假定的电流方向。
I=1A
I=-1A
当计算出的电流值为正时，说明电流的参考 方向与实际方向一致。
电压常用的单位及换算关系如下： 1KV（1千伏）＝ 103 V （伏） 1V ＝ 103 mV （毫伏） 1mV ＝ 103 μV （微伏）
第一章 直流电路
（二）电压的方向
1.实际方向 与电流的实际方向相同，是正电荷移动的
方向
2.参考方向 ——人为假定的电压方向。
U a
b a+
U_ ba
Uab b
a
b
R
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。
第一章 直流电路
（二）电位与电压的异同
例：在图中已知UCO=3V，UCD=2V。试分别以 D点和O点为参考点，求各点的电位及D、O两点间 的电压。
解: 以D点为参考点 以O点为参考点 C
VD=0V VC=2V VO=-1V UDO=1V
名称 灯泡 开关 电阻
外形
图形符号 文字符号 EL SA R
第一章 直流电路
二、电路的工作状态
（一） 通路 ——电源与负载构成回路。
（二） 开路 ——电源与负载未构成回路。
（三）短路 ——负载被导体旁路，电流 不再经过负载。
s
R
s
R a
R b
第一章 直流电路
火灾
第一章 直流电路
仪表仪器损坏！
第一章 直流电路
当计算出的电流值为负时，说明电流的参考 方向与实际方向相反。
第一章 直流电路
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。
如何确定电流的实际方向？ 参考方向+电流值
第一章 直流电路
（三）电流的大小
单位时间内通过导体横截面的电荷量为电流强度， 简称电流，电流用字母 i 或 I 表示。