一、电路及基本物理量

1、第一第一章章 直流电路直流电路 第一节第一节 电路及基本物理量电路及基本物理量 帮助帮助主页主页 一、电路和电路图一、电路和电路图 二、电路中的几个物理量二、电路中的几个物理量 三、电阻和电阻率三、电阻和电阻率 第一节第一节 电路及基本物理量电路及基本物理量 章目录章目录主页主页 一、电路和电路图一、电路和电路图 （三）电路的三种状态（三）电路的三种状态 （一）电路（一）电路 （二）电路图（二）电路图 节目录节目录章目录章目录主页主页 （一）电路（一）电路 电路是指由某些电气元器件为完成一定功能、按一定方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

2、。式组合而成的电流通路。连续电流的通路必须是闭合的。 电路的组成：由电源、负载、中间环节这三部分组 成。 用电器、用电设备常称为负载。 下一页下一页节目录节目录章目录章目录主页主页 实际电路电路图 节目录节目录章目录章目录 （二）电路图（二）电路图 电路可以用电路图来表示，图中的设备或元件用国 家统一规定的符号表示。 下一页下一页上一页上一页主页主页 电路的作用和组成电路的作用和组成 作用作用1：实现电能的输送和转换：实现电能的输送和转换 电源电源(电压源、电流源电压源、电流源) 负载负载 中间环节中间环节(导线导线) 提供电能的设备提供电能的设备 消耗或吸收电能的设备消耗或吸收电能的设备 用

3、于传输电能用于传输电能 作用作用2：实现信号的传递和处理：实现信号的传递和处理 信号源信号源 负载负载 中间环节中间环节(导线导线) 提供电信号的设备提供电信号的设备 接受和转换信号的设备接受和转换信号的设备 用于传递电信号用于传递电信号 二、电路中的几个物理量二、电路中的几个物理量 （一）电流（一）电流 （二）电流密度（二）电流密度 （三）电压（三）电压 （四）电动势（四）电动势 （五）电位（五）电位 主页主页节目录节目录章目录章目录 （一）电流（一）电流 2.2.电流：电流： 4.4.电流大小的测量电流大小的测量 3.3.电流的单位换算关系电流的单位换算关系 A101kA 3 A101mA

4、 3- A10mA10A1 6-3- 单位时间内通过导体某一截面的电荷量，是电流强度的简单位时间内通过导体某一截面的电荷量，是电流强度的简 称，用符号称，用符号I 表示，表示， 在 t 秒内通过导体横截面的电量为 Q 库仑，则电流I 可表示为 I=Q/t 。 下一页下一页主页主页节目录节目录章目录章目录 电荷有规则的定向移动称作电流。 电流的大小使用电流表（安培表）进行测量。 1.电量：电量： 带电体所带电荷的数量带电体所带电荷的数量。 用用 Q Q 表示，单位库仑（表示，单位库仑（C C） ab I S a b 上一页上一页主页主页节目录节目录章目录章目录下一页下一页 （2 2）电流表必须串

5、接到 被测量的电路中。 （3 3）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，否则指针反转，既 影响正常测量，又容易损坏 电流表。 （1 1）对交、直流电流应分别使用交流和直流电流表测量。 （4 4）要合理选择电流表的量程。 电流测量时应注意电流测量时应注意： 当某段电路中电流的方向难以判断时，可先任意假定电 流的参考方向（也称正方向），然后列方程求解。当解得的 电流为正值时，说明电流的实际方向与参考方向一致，反之， 解得的电流为负值时，说明电流的实际方向与参考方向相反。 习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向规定正电荷移动的方向为电流的方向。 上一页

6、上一页主页主页节目录节目录章目录章目录下一页下一页 4.4.电流的方向电流的方向 因此，电流的正负仅表示与实际的方向是否一致因此，电流的正负仅表示与实际的方向是否一致 （二）电流密度（二）电流密度 举例： 解： 2 3.5mm 6 21 J I S 概念：是指当电流在导体的截面上均匀分布时，该 电流与导体横截面积的比值，用字母 J 表示，数学表 达式为： J = I / S 。 上一页上一页主页主页节目录节目录章目录章目录下一页下一页 某照明电路需要通过21A的电流，问应采用多粗的铜 导线？（设 J=6A/mm2 ） 两个导体a、b具有同样的截面， 如果JaJb，则导体a中的电流大于b。 （三

7、）电压（三）电压 又称电位差，在电场中若电场力将点电荷 Q 从A点 移到B点，所做的功为WAB ，则功与电荷 Q 的比值就称 为该两点之间的电压。数学表达式为UAB=WAB / Q 。 上一页上一页主页主页节目录节目录章目录章目录下一页下一页 1.1.概念概念 若将1库仑的电 荷从A点移到B点， 所作的功为1焦耳， 则AB两点间的电压 大小就是1伏特，简 称伏，用“V”表示。 电压大小的测量使用电 压表（伏特表）进行测量， 测量时应注意： （2 2）电压表必须并联在被测量电路的两端。 （3 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，“-

8、”端接 低电位，不能接错，否则指针反转，并会损坏电压表。 （4 4）要合理选择电压表的量程。 （1 1）对交、直流电压 应分别使用交流电压表和直 流电压表测量。 上一页上一页主页主页节目录节目录章目录章目录下一页下一页 2.2.电压大小的测量电压大小的测量 4.4.电压的方向电压的方向 (由正指向负由正指向负) 在电路图中有两种表示方法。当电压的实际方向难以 断定时，可参考电流方向的确定方法予以确定。 3.3.电压的单位换算关系电压的单位换算关系 V10mV10V1 6-3- V101kV 3 V101mV 3- 如图a用箭头表示， 图b b用极性符号表示。 上一页上一页主页主页节目录节目录章

9、目录章目录下一页下一页 （四）电动势（四）电动势 衡量电源将非电能转换成电能本领 大小的物理量 1.1.概念概念 2.2.电动势的单位电动势的单位 与电压相同， 也是V（伏特）。 3.3.电动势的方向在电源内部由负极指向正极电动势的方向在电源内部由负极指向正极 注：对于一个电源来说，即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。 在电源内部外力将单位正 电荷从电源的负极移动到电源 正极所做的功，用符号E 表示， 数学表达式为：E=W外 / Q 。 上一页上一页主页主页节目录节目录章目录章目录下一页下一页 4.4.直流电动势的两种图

10、形符号直流电动势的两种图形符号 上一页上一页主页主页节目录节目录章目录章目录下一页下一页 （五）电位（五）电位 通常把参考点的电位规定为零，又称零电位零电位。一般选大地为 参考点，即视大地为零电位。在电子仪器和设备中又常把金属外 壳或电路的公共接点的电位规定为零。 ：表示接大地； 或 ：表示接机壳或公共接点。 是指电路中某点与参考点之间的电压，符号 用带下标的字母 U 表示，单位也是 V（伏特）。 上一页上一页主页主页节目录节目录章目录章目录下一页下一页 零电位的符号有两种零电位的符号有两种： 1.1.电位的电位的概念概念 先了解什么是零电位？ 2.电位差：电位差：电路中任意两点AB间的电压等

11、于这两点电位的差。 BAABUUU 3.3.电位与电位差的区别电位与电位差的区别 C点 B点 A点点 A U B U C U AB U AC U 0V 1.5V-3V-3V1.5V 3V 0V 1.5V1.5V3V 1.5V1.5V-0V3V1.5V 由下图可以看出电位具有相对性，即电路中某点的电 位值随参考点位置的改变而改变；而电位差具有绝对性， 即任意两点之间的电位差值与电路中参考点的位置选取无 关。此外电位有正负之分，当某点的电位大于参考点（零 电位）电位时，称其为正电位，反之称其为负电位。 上一页上一页主页主页节目录节目录章目录章目录下一页下一页 3.3.举例举例 已知：UA=10V，

12、UB=-10V，UC=5V 。 求 UAB 和 UBC 各为多少？ 解：根据电位差与电位的关系可知： 20V10)(10 BAAB UUU 15V5-10)( CBBC UUU 上一页上一页主页主页节目录节目录章目录章目录 （三）电路的三种状态（三）电路的三种状态 通路（有载）：电路构成闭合回路，有电流通过。 开路：电路断开，电路中无电流通过。开路也叫断路。 短路：短路是电源未经负载而直接由导体构成闭合回路。 上一页上一页主页主页节目录节目录章目录章目录 v电源短路： 电源两极不经过用电器直接用导线连接的电 路 后果：电路中电流很大，容易烧坏电后果：电路中电流很大，容易烧坏电 源，甚至引起火灾

13、源，甚至引起火灾 开关短路开关短路导线短路导线短路电流表短路电流表短路 电流表在电路中的作用相当于一根导线。电流表在电路中的作用相当于一根导线。 电压表在电路中的作用相当于断路。电压表在电路中的作用相当于断路。 开关短路开关短路导线短路导线短路电流表短路电流表短路 红色部分为电流经过路径：此时，电流非常大，红色部分为电流经过路径：此时，电流非常大， 经过之处，无论电源还是电流表，都有可能被经过之处，无论电源还是电流表，都有可能被 烧坏，甚至引起火灾。烧坏，甚至引起火灾。 v用电器短路： 用电器短路是指用一根导线将某个用电器的两端 连接起来 如果只是用电器短路而电源并没有短路，这时不 会烧坏电源

14、，只是被短路的用电器中无电流通 过 L2被短路被短路 两灯被短路两灯被短路 红色部分为电流经过路径，此时被短路的用红色部分为电流经过路径，此时被短路的用 电器中无电流经过，该用电器不工作。电器中无电流经过，该用电器不工作。 闭闭S1，L2短短 闭闭S2，L1短短 闭闭S1S2,全短全短 如图所示，粗心的小强把电流表当作电如图所示，粗心的小强把电流表当作电 压表接在了压表接在了L1的两端。此时如果闭合开的两端。此时如果闭合开 关，一定会发生（关，一定会发生（ ） A、电源短路、电源短路 B、电流表损坏、电流表损坏 C、L1不亮不亮 D、L2的灯丝烧断的灯丝烧断 C 如图所示，当闭合开关如图所示，

15、当闭合开关S后，电路中最容易损坏的是后，电路中最容易损坏的是( ) A灯泡灯泡L B电流表电流表A C电压表电压表V1 D电压表电压表V2 如图如图2所示，当开关所示，当开关S闭合时，两只小灯泡能同时发光的正确电闭合时，两只小灯泡能同时发光的正确电 路是路是( ) B B 在图在图2所示的各电路图中，能反映出所示的各电路图中，能反映出Ll 、L2并并 联，开关联，开关S断开后断开后L1仍能发光的是仍能发光的是 ( ) C B 三、电阻和电阻率三、电阻和电阻率 主页主页节目录节目录章目录章目录 （四）电阻的测量（四）电阻的测量 （一）电阻（一）电阻 （二）电阻率（二）电阻率 （三）电阻与电阻率的

16、关系（三）电阻与电阻率的关系 101k 3 10k101M 63 1.1.概念概念 主页主页节目录节目录章目录章目录下一页下一页 2.2.电阻单位的换算关系电阻单位的换算关系 导体对电流的阻碍作用称为电阻，用符号R 表示。 其单位为 （欧姆）。 （一）电阻（一）电阻 概念：长度为1m、截面为1mm2的导体，在一定温度下 的电阻值，用符号表示。其单位为m（欧米）。 纯金属的电阻率很小，绝缘体的电阻率很大。银是最 好的导体，但价格昂贵而很少采用，目前电气设备中常采 用导电性能良好的铜、铝作导线。 （二）电阻率（二）电阻率 主页主页节目录节目录章目录章目录下一页下一页上一页上一页 绕制10的电阻，问

17、需要直径为1mm的康铜丝多少米？ 解： 27 232 m107.85 4 )10(13.14 4 d S 查表可知20 时康铜的电阻率为 m105 7 由SLR 得 15.7m 105 107.8510 7 7 RS L 举例 （三）电阻与电阻率的关系（三）电阻与电阻率的关系 SLR 式中 L 代表导体的长度，m。 上一页上一页主页主页节目录节目录章目录章目录下一页下一页 （四）电阻的测量（四）电阻的测量 1.1.切断电路上的电源。 2.2.使被测电阻的一端断开。 上一页上一页主页主页节目录节目录章目录章目录 电阻的测量使用电阻计（欧姆表）进行测量，测 量时应注意： 3.3.避免把人体的电阻量入。 练习题练习题 一、填空一、填空 1 1.一般电路由 、 、 和 四个部 分组成。 2 2.电路通常有 、 、 三种状态。 3 3.电荷的 移动形成电流，电流用符号 表示。 4 4.电流表必须 接到被测量的电路中，直流电流表接线 柱上标明的“+”“-”记号，应与电路的极性 。 5 5.电压表必须 接到被测电路的两端，电压表的 端接高 电位， 端接低电位。 6 6.对电源来说，即有电动势，又有端电压，电动势只存在于电源 部，其方向由 极指向 极，端电压只存在于电源的 部， 只有当电源 时，电源的端电压与电源的电动势才相等。 主页