第一章 电路基础

第一章电路基础第二节欧姆定律第三节简单直流电路计算第四节基尔霍夫定律第五节常用电工材料第一节电路及其基本物理量本章小结第一节电路及其基本物理量一、电路

二、电路的基本物理量一、电路

（一）电路的组成电路的基本组成包括以下四个部分：（1）电源(供能元件)：把其他形式的能转化为电能的装置。如：干电池、蓄电池等。第一节电路及其基本物理量（2）负载：把电能转变成其他形式能量的装置，常称用电器，如电灯等。（3）导线：连接电器、接通电路、传输能量。

（4）控制电路和保护装置：对电路进行控制和保护。第一节电路及其基本物理量（二）电路的状态

1．通路（闭路）：电路各部分联接成闭合回路，有电流通过。

2．开路（断路）：电路断开，电路中无电流通过。

3．短路（捷路）：电源两端的导线直接相连。短路时电流很大，会损坏电源和导线，应尽量避免。（三）电路模型

1．电路图：用规定的图形符号表示电路连接情况的图。

2．电路模型：用理想化元器件模型构成的电路。

3．作用：便于分析计算。第一节电路及其基本物理量

1．电流的形成：带电粒子的定向移动。

2．电流的方向：参考方向、计算方向。

3．电流的分类：交流、直流。

（一）电流

4．电流的大小:第一节电路及其基本物理量二、电路的基本物理量

5．电流的单位：1A＝

1C/S；1mA=10-3A；1

Ａ=10-6A例1-1有一根导线，每小时通过其横截面的电量为1

800

C，试求通过该导体的电流。解：第一节电路及其基本物理量（二）电压

1．电路中维持电流的条件：带电粒子、电路、电压。

2．电压的形成

3．电压的大小第一节电路及其基本物理量

克服不同极性电荷之间的引力将其分开；

克服同极性电荷之间的斥力将其集聚

。第一节电路及其基本物理量（三）电位

1．电位的形成：与电压相同。

2．电位：电场力将电荷从某点移送到零电位点所做的功与电量之比

3．零电位点：地线、参考点。

4．第一节电路及其基本物理量（四）电阻与电阻定律

1．导体对电流所呈现出的阻碍作用。

2．单位：欧姆

3．电阻定律：在保持温度不变的条件下，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，并与导体的材料性质有关。

4．电阻率：电阻率的大小反映材料导电性能的好坏，电阻率愈大，导电性能愈差。（五）电动势

1．电源内部非静电力克服电荷引力所做功的本领。

WS

——电源力所做的功，单位为焦[耳]（J）；

E

——电动势，单位为伏[特]（V）。

3．方向：电源内部从负极指向正极，电位升的方向。2．第一节电路及其基本物理量（六）电能与电功率

1．电能

（2）电流做功的过程实际上是电能转化为其他形式的能的过程。

2．电功率（1）电场力所做的功即电路所消耗的电能W=UIt（1）在1s内，电流所做的功

（2）电能：电流通过用电设备所做的功P=Wt第一节电路及其基本物理量例1-2 有一灯泡接在220V的供电线路上，流过灯泡的电流为0.455A，它消耗的功率为多大？P=UI=220

0.455W=100W解：第一节电路及其基本物理量第二节

欧姆定律一、部分电路欧姆定律二、全电路欧姆定律一、部分电路欧姆定律第二节

欧姆定律

1．条件：不含电源的部分电路。

2．内容：导体中的电流与它两端的电压成正比，与它的电阻成反比。

3．电功和电功率例1-3

已知一白炽灯的灯丝电阻为1

210

，若将它接于220

V电路中，求流过灯丝的电流及该灯的功率。解：第二节

欧姆定律

1．条件：由电源和负载组成的闭合电路。

2．内容：电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻成反比。

3．两种极端情况第二节

欧姆定律二、全电路欧姆定律

（1）开路

（2）短路例1-4

在如图所示闭合电路中，已知电源电动势E=12V，内阻R0=1.5

，外阻

R=4.5

，试求：电路中的电流和电源端电压。解：第二节

欧姆定律第三节简单直流电路的计算一、电阻串联电路二、电阻并联电路三、电阻混联电路一、电阻串联电路

（一）串联电路的特点

（1）电路总电压等于各部分电路两端的电压之和

（2）总电阻

（3）电压分配第三节

简单直流电路的计算（二）串联电路的应用

1．获得大阻值电阻：总电阻。

2．限流：总电流。

3．分压：电压分配。

4．扩大电压表的量程：分压。第三节

简单直流电路的计算例1-5

有一只电流表，满刻度电流

Ig=100A，表头线圈电阻Rg=1k

，若将它改装成10V的电压表，应串联多大的电阻？解：表头流过最大电流时，表头两端的电压串联电阻需分压Ug=Rg

Ig=1k

100A=0.1VU

-

Ug

(10

0.1)V

9.9V串联阻值第三节

简单直流电路的计算（一）并联电路的特点

（1）电路中总电流等于各支路的电流之和

（2）总电阻与支路电阻的关系

（3）电流分配第三节

简单直流电路的计算二、电阻并联电路（二）并联电路的应用

（1）获得小阻值电阻：总电阻。

（2）增大电路电流和功率：串并结合。

（3）分流：电流分配。

（4）扩大电流表的量程。第三节

简单直流电路的计算例1-6

如图所示，最大量程为100

A的表头，线圈内阻Rg=1

k

，若将它改装成2.5A的电流表，应并联多大的电阻？解：第三节

简单直流电路的计算1．化简电路

方法：先计算各电阻串联和并联的等效电阻值，再计算电路的总的等效电阻；

第一步：R1、R2

并联（a）

（b），得R12,第三节

简单直流电路的计算三、电阻混联电路、

第二步：R12、R3

串联（b）

（c）,得R123

第三步：R123、R4

并联（c）

（d），得R1234

2．由电路的总的等效电阻值和电路的端电压计算电路的总电流。

3．利用电阻串联的分压和电阻并联的分流关系，计算各部分电压及电流。第三节

简单直流电路的计算例1-7

已知a、b两点间的电压Uab=20V，R1=4

；R2=R3=R4=8

，求电路的等效电阻、总电流及R1两端的电压。解：1．化简电路第三节

简单直流电路的计算第三节

简单直流电路的计算2．总电流第三节

简单直流电路的计算第四节基尔霍夫定律一、基尔霍夫第一定律三、基尔霍夫定律的应用——支路电流法二、基尔霍夫第二定律

1．支路：由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路。

2．节点：三条或三条以上的支路汇聚的点。如右图中的a点。

3．回路：电路中任一闭合路径。第四节

基尔霍夫定律一、基尔霍夫第一定律（一）概念1．形式一：电路中任意一个节点上，流入节点的电流之和，等于流出节点的电流之和。

形式二：在任一电路的任一节点上，电流的代数和永远等于零。

2．推广：应用于任意假定的封闭面。流入封闭面的电流之和等于流出封闭面的电流之和。如对图中三极管，封闭面A可视为节点则有第四节

基尔霍夫定律（二）定律

1．内容：从一点出发绕回路一周回到该点时，各端电压的代数和等于零。

或在任一闭合回路中，各段电阻上电压降的代数和等于电动势的代数和。

2．注意点：

（1）在绕行过程中从元器件的正极到负极，电压取正，反之为负。

（2）绕行方向可选择，但已经选定后不能中途改变。第四节

基尔霍夫定律二、基尔霍夫第二定律

3．举例说明：第四节

基尔霍夫定律例1-8下图所示电路中，各电阻上的电流、电压参考方向已经标明，规定电源上电压降的方向由正极到负极，试按基尔霍夫第二定律列出回路方程。解：设回路绕行方向为abcda（即顺时针方向），则有第四节

基尔霍夫定律

1．以支路电流为未知量，应用基尔霍夫两定律列出联立方程，求出各支路电流的方法。

2．对于b条支路，n个节点的电路，应用支路电流法解题的步骤

（1）选定各支路电流为未知量，并标出各电流的参考方向，并标出各电阻上的正负。

（2）按基尔霍夫第一定律，列出（n

1）个独立的节点电流方程式。（3）指定回路的绕行方向，按基尔霍夫定律，列出b

(n1)个回路电压方程。

（4）代入已知数，解联立方程式，求各支路的电流。（5）确定各支路电流的实际方向。第四节

基尔霍夫定律三、基尔霍夫定律的应用——支路电流法例1-9

已知E3=E1=17V，R1=1

；R2=5

，R3=2

，求支路的电流I1、I2、I3。解：（1）先假定各支路电流的参考方向和回路绕行方向如图。（2）电路中的节点为b、e，节点数为2，只能列1个节点电流方程。第四节

基尔霍夫定律

（3）支路数b=3，则列2个回路电压方程。b

(n

1)=3

(2

1)=2由abefa回路，得第四节

基尔霍夫定律由bcdeb回路，得（4）代入已知数据，求解方程组第四节

基尔霍夫定律解出最后答案，得第五节常用电工材料一、常用导电材料二、绝缘材料三、磁性材料常用电工材料包括：导电材料、绝缘材料、磁性材料。

（一）电线电缆

（1）电线电缆：主要用于交、直流动力线路。

（2）电磁线：主要用于电机或仪表内线圈。

（3）通信电缆：光纤电缆，用于通信。

（二）常用电热材料

（1）电热材料。

（2）电热元件。第五节

常用电工材料一、常用导电材料

1．定义：电阻率大于10107m的材料。

2．用途：

电气

隔离

机械

支撑、固定、灭弧、散热。

3．分类：绝缘漆和绝缘胶类、塑料制品、电瓷制品、橡胶制品、层压制品、绝缘油。

结构

防潮、防霉、防虫、防辐射、耐化学腐蚀第五节

常用电工材料二、绝缘材料1．硅钢片（一）软磁性材料铁材料中加入少量硅制成，电力、电子工业的主要磁性材料。2．导磁合金

（1）铁镍合金