§1-1电路及基本物理量

§1-1电路及基本物理量一、电路的组成及作用电路的组成：电源、负载、导线和控制装置。有些电路还有保护装置。电流流通的路径称为电路。由直流电源供电的电路称为直流电路。

用电气符号描述电路连接情况的图，称电路原理图，简称电路图。实物接线图

电路原理图电路方框图进行信息的传输和处理进行电能的传输和转换电能传输和转换示意图信息传输和处理示意图电路通常有三种状态：

通路：电路构成闭合回路,有电流流过。

开路：电路断开,电路中无电流通过。开路也称断路。

短路：短路是电源未经负载而直接由导体构成闭合回路。名称外形图形符号文字符号二极管VD电流表APA电容器C滑动变阻器RP电气图常用图形符号和文字符号（转下页）名称外形图形符号文字符号电感器L熔断器FU三相异步电动机M电压表PV电池GB（转下页）名称外形图形符号文字符号灯泡EL开关SA电阻R1．电流的形成

电荷的定向移动形成电流(用I表示)。在金属导体中,实质上能定向移动的电荷是带负电的自由电子。电子方向→←电流方向二、电流金属中的电流

电解液中的电流

电流的大小是指单位时间内通过导体横截面的电荷,即

电流的单位是安培,简称安,用A表示。电量的单位是库仑,简称库,用C表示。2．电流的大小直流电流的测量原理图

实物图（1）对交、直流电流应分别使用交流电流表和直流电流表测量。

（2）电流表应串接到被测量的电路中。

电流的大小可用电流表进行测量。测量时应注意：直流电流表a)指针式

b)数字式（3）注意直流电流表的正负极性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,否则指针要反转,既影响正常测量,也容易损坏电流表。（4）合理选择电流表的量程每个电流表都有一定的测量范围,称为电流表的量程。

一般被测电流的数值在电流表量程的一半以上,读数较为准确。因此,在测量之前应先估计被测电流大小,以便选择适当量程的电流表。若无法估计,可先用电流表的最大量程挡测量,当指针偏转不到1/3刻度时,再改用较小挡去测量,直到测得准确数值为止。

为了在接入电流表后对电路的原有工作状况影响较小，电流表的内阻应尽量小。习惯上把正电荷移动的方向规定为电流的方向。因此，电流的方向实际上与自由电子和负离子移动的方向相反。若电流的方向不随时间的变化而变化，则称其为直流电，简称直流，用符号

DC表示。其中，电流大小和方向都不随时间变化的电流称为稳恒直流电；电流大小随时间作周期性变化，但方向不变的电流称为

脉动直流电。大小和方向都随时间作相应变化的电流，称为交流电，简称交流，用符号AC表示。3．电流的方向稳恒直流电

脉动直流电交流电直流电路交流电路

参考方向：在分析和计算较为复杂的直流电路时,经常会遇到某一电流的实际方向难以确定的情况,这时可先任意假定电流的参考方向,然后根据电流的参考方向列方程求解。当解出电流为正值时,电流的实际方向和参考方向一致。解出电流为负值时,电流的实际方向和参考方向相反。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。三、电压、电位和电动势1．电压电场力将单位正电荷从a点移到b点所做的功，称为a、b两点间的电压，用Uab表示。电压单位的名称是伏特，简称伏，用V表示。

水压与水流

电压与电流

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。

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。

如果在电路中选定一个参考点（即零电位点），电路中某一点与参考点之间的电压即为该点的电位。2．电位电路中某点的电位与参考点的选择有关，但两点间的电位差与参考点的选择无关。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。下图所示电路中，已知E1=24V，E2=12V，电源内阻可忽略不计，R1=3Ω，R2=4Ω，R3=5Ω，分别选D点和E

点为参考点，试求A、B、D、E

四点的电位及UAB和UED的值。对于一个电源来说，既有电动势，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。3．电动势电源将正电荷从电源负极经电源内部移到正极的能力用电动势表示，电动势的符号为E，单位为V。电动势的方向规定为在电源内部由负极指向正极。电压的测量方法：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，“－”端接低电位，不能接错，否则指针要反转，并会损坏电压表。4．电压的测量（1）对交、直流电压应分别采用交流电压表和直流电压表测量。

测量电压时应注意：直流电压表（2）电压表必须并联在被测电路的两端。

测量电压时应注意：（4）合理选择电压表的量程,其方法和电流表相同。（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,“-”端接低电位，不能接错，否则指针要反转，并会损坏电压表。

为了在接入电压表后对电路原有工作状况影响较小，电压表的内阻应尽量大。四、电功和电功率1．电功

电流所做的功,称为电功，用字母W表示,单位为焦耳(J)。研究表明,电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积，即：式中W、U、I、t的单位分别为J、V、A、s。

电能的另一个常用单位是千瓦时(kW·h),即通常所说的1度电,它和焦耳的换算关系为：a)机械式b)电子式c)预付费式用来测量电路消耗电能的仪表称为电能表。四、电功和电功率2．电功率

电流在单位时间内所做的功称为电功率，用字母P表示，单位为瓦特(W)，其计算式为：D26—W型便携式单相功率表a)外形图b)电压线圈前接法c)电压线圈后接法电功率可利用功率表进行测量。四、电功和电功率3．电流的热效应

电流通过导体时使导体发热的现象称为电流的热效应。也就是说,电流的热效应就是电能转换成热能的效应。电流与它流过导体时所产生的热量之间的关系可用下式表示Q的单位是焦耳(J),这种热也称焦耳热。

某电烤箱电阻是5Ω,工作电压是220V,通电15min能放出多少能量?消耗的电能是多少度?

某电烤箱电阻是5Ω,工作电压是220V,通电15min能放出多少能量?消耗的电能是多少度?四、电功和电功率4．负载的额定值

电气设备安全工作时所允许的最大电流、最大电压和最大功率分别称为它们的额定电流、额定电压和额定功率。

电气设备在额定功率下的工作状态称为额定工