一、電路及基本物理量

1、第一章第一章 直流電路直流電路第一節(jié)第一節(jié) 電路及基本物理量電路及基本物理量幫助幫助主頁主頁一、電路和電路圖一、電路和電路圖二、電路中的幾個物理量二、電路中的幾個物理量三、電阻和電阻率三、電阻和電阻率第一節(jié)第一節(jié) 電路及基本物理量電路及基本物理量章目錄章目錄主頁主頁一、電路和電路圖一、電路和電路圖（三）電路的三種狀態(tài)（三）電路的三種狀態(tài)（一）電路（一）電路（二）電路圖（二）電路圖節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄主頁主頁（一）電路（一）電路 電路是指由某些電氣元器件為完成一定功能、按一定方由某些電氣元器件為完成一定功能、按一定方式組合而成的電流通路。連續(xù)電流的通路必須是閉合的。式組合而成的電流通路。連續(xù)

2、電流的通路必須是閉合的。 電路的組成：由電源、負(fù)載、中間環(huán)節(jié)這三部分組成。 用電器、用電設(shè)備常稱為負(fù)載。 下一頁下一頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄主頁主頁實(shí)際電路電路圖節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄（二）電路圖（二）電路圖 電路可以用電路圖來表示，圖中的設(shè)備或元件用國家統(tǒng)一規(guī)定的符號表示。下一頁下一頁上一頁上一頁主頁主頁電路的作用和組成電路的作用和組成作用作用1：實(shí)現(xiàn)電能的輸送和轉(zhuǎn)換：實(shí)現(xiàn)電能的輸送和轉(zhuǎn)換電源電源(電壓源、電流源電壓源、電流源) 負(fù)載負(fù)載中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)(導(dǎo)線導(dǎo)線)提供電能的設(shè)備提供電能的設(shè)備消耗或吸收電能的設(shè)備消耗或吸收電能的設(shè)備用于傳輸電能用于傳輸電能作用作用2：實(shí)現(xiàn)信號的傳遞和處理

3、：實(shí)現(xiàn)信號的傳遞和處理信號源信號源 負(fù)載負(fù)載中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)(導(dǎo)線導(dǎo)線)提供電信號的設(shè)備提供電信號的設(shè)備接受和轉(zhuǎn)換信號的設(shè)備接受和轉(zhuǎn)換信號的設(shè)備用于傳遞電信號用于傳遞電信號二、電路中的幾個物理量二、電路中的幾個物理量（一）電流（一）電流（二）電流密度（二）電流密度（三）電壓（三）電壓（四）電動勢（四）電動勢（五）電位（五）電位主頁主頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄（一）電流（一）電流2.2.電流：電流：4.4.電流大小的測量電流大小的測量3.3.電流的單位換算關(guān)系電流的單位換算關(guān)系A(chǔ)101kA3A101mA3-A10mA10A16-3-單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體某一截面的電荷量，是電流強(qiáng)度的簡單位時間內(nèi)通過

4、導(dǎo)體某一截面的電荷量，是電流強(qiáng)度的簡稱，用符號稱，用符號I 表示，表示，在 t 秒內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量為 Q 庫侖，則電流I 可表示為 I=Q/t 。下一頁下一頁主頁主頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄電荷有規(guī)則的定向移動稱作電流。電流的大小使用電流表（安培表）進(jìn)行測量。1.電量：電量：帶電體所帶電荷的數(shù)量帶電體所帶電荷的數(shù)量。 用用 Q Q 表示，單位庫侖（表示，單位庫侖（C C）abISab上一頁上一頁主頁主頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄下一頁下一頁 （2 2）電流表必須串接到被測量的電路中。 （3 3）直流電流表表殼接線柱上標(biāo)明的“+”、“-”記號，應(yīng)和電路的極性相一致，不能接錯，否則指針反轉(zhuǎn)，既

5、影響正常測量，又容易損壞電流表。 （1 1）對交、直流電流應(yīng)分別使用交流和直流電流表測量。 （4 4）要合理選擇電流表的量程。電流測量時應(yīng)注意電流測量時應(yīng)注意： 當(dāng)某段電路中電流的方向難以判斷時，可先任意假定電流的參考方向（也稱正方向），然后列方程求解。當(dāng)解得的電流為正值時，說明電流的實(shí)際方向與參考方向一致，反之，解得的電流為負(fù)值時，說明電流的實(shí)際方向與參考方向相反。習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動的方向?yàn)殡娏鞯姆较蛞?guī)定正電荷移動的方向?yàn)殡娏鞯姆较?。上一頁上一頁主頁主頁?jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄下一頁下一頁4.4.電流的方向電流的方向因此，電流的正負(fù)僅表示與實(shí)際的方向是否一致因此，電流的正負(fù)僅表示與實(shí)際的方

6、向是否一致（二）電流密度（二）電流密度舉例：解：23.5mm621JIS 概念：是指當(dāng)電流在導(dǎo)體的截面上均勻分布時，該電流與導(dǎo)體橫截面積的比值，用字母 J 表示，數(shù)學(xué)表達(dá)式為： J = I / S 。上一頁上一頁主頁主頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄下一頁下一頁 某照明電路需要通過21A的電流，問應(yīng)采用多粗的銅導(dǎo)線？（設(shè) J=6A/mm2 ） 兩個導(dǎo)體a、b具有同樣的截面，如果JaJb，則導(dǎo)體a中的電流大于b。（三）電壓（三）電壓 又稱電位差，在電場中若電場力將點(diǎn)電荷 Q 從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，所做的功為WAB ，則功與電荷 Q 的比值就稱為該兩點(diǎn)之間的電壓。數(shù)學(xué)表達(dá)式為UAB=WAB / Q 。上一頁上

7、一頁主頁主頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄下一頁下一頁1.1.概念概念 若將1庫侖的電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，所作的功為1焦耳，則AB兩點(diǎn)間的電壓大小就是1伏特，簡稱伏，用“V”表示。 電壓大小的測量使用電壓表（伏特表）進(jìn)行測量，測量時應(yīng)注意： （2 2）電壓表必須并聯(lián)在被測量電路的兩端。 （3 3）直流電壓表表殼接線柱上標(biāo)明的“+”、“-”記號，應(yīng)和被測兩點(diǎn)的電位相一致，即“+”端接高電位，“-”端接低電位，不能接錯，否則指針反轉(zhuǎn)，并會損壞電壓表。 （4 4）要合理選擇電壓表的量程。 （1 1）對交、直流電壓應(yīng)分別使用交流電壓表和直流電壓表測量。上一頁上一頁主頁主頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄下一頁下一頁2

8、.2.電壓大小的測量電壓大小的測量 4.4.電壓的方向電壓的方向 (由正指向負(fù)由正指向負(fù)) 在電路圖中有兩種表示方法。當(dāng)電壓的實(shí)際方向難以斷定時，可參考電流方向的確定方法予以確定。3.3.電壓的單位換算關(guān)系電壓的單位換算關(guān)系V10mV10V16-3-V101kV3V101mV3- 如圖a用箭頭表示，圖b b用極性符號表示。上一頁上一頁主頁主頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄下一頁下一頁（四）電動勢（四）電動勢 衡量電源將非電能轉(zhuǎn)換成電能本領(lǐng) 大小的物理量1.1.概念概念 2.2.電動勢的單位電動勢的單位 與電壓相同， 也是V（伏特）。3.3.電動勢的方向在電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極電動勢的方向在電源內(nèi)部由

9、負(fù)極指向正極 注：對于一個電源來說，即有電動勢又有端電壓。電動勢只存在于電源內(nèi)部；而端電壓則是電源加在外電路兩端的電壓，其方向由正極指向負(fù)極。 在電源內(nèi)部外力將單位正電荷從電源的負(fù)極移動到電源正極所做的功，用符號E 表示，數(shù)學(xué)表達(dá)式為：E=W外 / Q 。上一頁上一頁主頁主頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄下一頁下一頁4.4.直流電動勢的兩種圖形符號直流電動勢的兩種圖形符號上一頁上一頁主頁主頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄下一頁下一頁（五）電位（五）電位 通常把參考點(diǎn)的電位規(guī)定為零，又稱零電位零電位。一般選大地為參考點(diǎn)，即視大地為零電位。在電子儀器和設(shè)備中又常把金屬外殼或電路的公共接點(diǎn)的電位規(guī)定為零。：表示

10、接大地；或 ：表示接機(jī)殼或公共接點(diǎn)。 是指電路中某點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓，符號用帶下標(biāo)的字母 U 表示，單位也是 V（伏特）。上一頁上一頁主頁主頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄下一頁下一頁零電位的符號有兩種零電位的符號有兩種：1.1.電位的電位的概念概念先了解什么是零電位？2.電位差：電位差：電路中任意兩點(diǎn)AB間的電壓等于這兩點(diǎn)電位的差。BAABUUU3.3.電位與電位差的區(qū)別電位與電位差的區(qū)別C點(diǎn)B點(diǎn)A點(diǎn)點(diǎn)AUBUCUABUACU0V1.5V-3V-3V1.5V3V0V1.5V1.5V3V1.5V1.5V-0V3V1.5V 由下圖可以看出電位具有相對性，即電路中某點(diǎn)的電位值隨參考點(diǎn)位置的改變而改變；

11、而電位差具有絕對性，即任意兩點(diǎn)之間的電位差值與電路中參考點(diǎn)的位置選取無關(guān)。此外電位有正負(fù)之分，當(dāng)某點(diǎn)的電位大于參考點(diǎn)（零電位）電位時，稱其為正電位，反之稱其為負(fù)電位。上一頁上一頁主頁主頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄下一頁下一頁3.3.舉例舉例 已知：UA=10V，UB=-10V，UC=5V 。求 UAB 和 UBC 各為多少？解：根據(jù)電位差與電位的關(guān)系可知：20V10)(10BAABUUU15V5-10)(CBBCUUU上一頁上一頁主頁主頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄（三）電路的三種狀態(tài)（三）電路的三種狀態(tài)通路（有載）：電路構(gòu)成閉合回路，有電流通過。開路：電路斷開，電路中無電流通過。開路也叫斷路。短路

12、：短路是電源未經(jīng)負(fù)載而直接由導(dǎo)體構(gòu)成閉合回路。上一頁上一頁主頁主頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄v電源短路： 電源兩極不經(jīng)過用電器直接用導(dǎo)線連接的電路后果：電路中電流很大，容易燒壞電后果：電路中電流很大，容易燒壞電源，甚至引起火災(zāi)源，甚至引起火災(zāi)開關(guān)短路開關(guān)短路導(dǎo)線短路導(dǎo)線短路電流表短路電流表短路電流表在電路中的作用相當(dāng)于一根導(dǎo)線。電流表在電路中的作用相當(dāng)于一根導(dǎo)線。電壓表在電路中的作用相當(dāng)于斷路。電壓表在電路中的作用相當(dāng)于斷路。開關(guān)短路開關(guān)短路導(dǎo)線短路導(dǎo)線短路電流表短路電流表短路紅色部分為電流經(jīng)過路徑：此時，電流非常大，紅色部分為電流經(jīng)過路徑：此時，電流非常大，經(jīng)過之處，無論電源還是電流表，都有可

13、能被經(jīng)過之處，無論電源還是電流表，都有可能被燒壞，甚至引起火災(zāi)。燒壞，甚至引起火災(zāi)。v用電器短路： 用電器短路是指用一根導(dǎo)線將某個用電器的兩端連接起來如果只是用電器短路而電源并沒有短路，這時不會燒壞電源，只是被短路的用電器中無電流通過L2被短路被短路兩燈被短路兩燈被短路紅色部分為電流經(jīng)過路徑，此時被短路的用紅色部分為電流經(jīng)過路徑，此時被短路的用電器中無電流經(jīng)過，該用電器不工作。電器中無電流經(jīng)過，該用電器不工作。閉閉S1，L2短短閉閉S2，L1短短閉閉S1S2,全短全短如圖所示，粗心的小強(qiáng)把電流表當(dāng)作電如圖所示，粗心的小強(qiáng)把電流表當(dāng)作電壓表接在了壓表接在了L1的兩端。此時如果閉合開的兩端。此時如

14、果閉合開關(guān)，一定會發(fā)生（關(guān)，一定會發(fā)生（ ） A、電源短路、電源短路 B、電流表損壞、電流表損壞 C、L1不亮不亮 D、L2的燈絲燒斷的燈絲燒斷C如圖所示，當(dāng)閉合開關(guān)如圖所示，當(dāng)閉合開關(guān)S后，電路中最容易損壞的是后，電路中最容易損壞的是( )A燈泡燈泡LB電流表電流表AC電壓表電壓表V1D電壓表電壓表V2如圖如圖2所示，當(dāng)開關(guān)所示，當(dāng)開關(guān)S閉合時，兩只小燈泡能同時發(fā)光的正確電閉合時，兩只小燈泡能同時發(fā)光的正確電路是路是( )BB在圖在圖2所示的各電路圖中，能反映出所示的各電路圖中，能反映出Ll 、L2并并聯(lián)，開關(guān)聯(lián)，開關(guān)S斷開后斷開后L1仍能發(fā)光的是仍能發(fā)光的是 ( )CB三、電阻和電阻率三、

15、電阻和電阻率主頁主頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄（四）電阻的測量（四）電阻的測量（一）電阻（一）電阻（二）電阻率（二）電阻率（三）電阻與電阻率的關(guān)系（三）電阻與電阻率的關(guān)系101k310k101M631.1.概念概念主頁主頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄下一頁下一頁2.2.電阻單位的換算關(guān)系電阻單位的換算關(guān)系 導(dǎo)體對電流的阻礙作用稱為電阻，用符號R 表示。其單位為 （歐姆）。（一）電阻（一）電阻 概念：長度為1m、截面為1mm2的導(dǎo)體，在一定溫度下的電阻值，用符號表示。其單位為m（歐米）。 純金屬的電阻率很小，絕緣體的電阻率很大。銀是最好的導(dǎo)體，但價格昂貴而很少采用，目前電氣設(shè)備中常采用導(dǎo)電性能良好的銅

16、、鋁作導(dǎo)線。（二）電阻率（二）電阻率主頁主頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄下一頁下一頁上一頁上一頁繞制10的電阻，問需要直徑為1mm的康銅絲多少米？解：27232m107.854)10(13.144dS查表可知20 時康銅的電阻率為m1057由SLR得15.7m105107.851077RSL舉例（三）電阻與電阻率的關(guān)系（三）電阻與電阻率的關(guān)系SLR式中 L 代表導(dǎo)體的長度，m。 上一頁上一頁主頁主頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄下一頁下一頁（四）電阻的測量（四）電阻的測量1.1.切斷電路上的電源。2.2.使被測電阻的一端斷開。上一頁上一頁主頁主頁節(jié)目錄節(jié)目錄章目錄章目錄 電阻的測量使用電阻計(jì)（歐姆表）進(jìn)行測量，測量時應(yīng)注意：3.3.避免把人體的電阻量入。練習(xí)題練習(xí)題一、填空一、填空 1 1.一般電路由 、 、 和 四個部分組成。 2 2.電路通常有 、 、 三種狀態(tài)。 3 3.電荷的 移動形成電流，電流用符號 表示。 4 4.電流表必須 接到被測量的電路中，直流電流表接線柱上標(biāo)明的“+”“-”記號，應(yīng)與電路的極性 。 5 5.電壓表必須 接到被測電路的兩端，電壓表的 端接高電位， 端接低電位。 6 6.對電源來說，即有電動勢，又有端電壓，電動勢只存在于電源 部，其方向由 極指向 極，端電壓只存在于電源的 部，只有當(dāng)電源 時，電源的端電壓與電源的電動勢才相等。主頁主頁章目錄章目錄