《電路基礎》第1章：電路的基本概念和基本定律匯總

1、1 3電阻元件1 4歐姆定律1 5電路的工作狀態(tài)1 6電路中的電位分析電路是電流的流通路徑,它是宙一些電氣設備和元器件 按一定方式連接而成的。復雜的電路呈網(wǎng)狀，乂稱網(wǎng)絡。 電路和網(wǎng)絡這兩個術語是通用的。直流電路流過恒定電流的電路交流電路一通過交變電流的電路電路的基本概念和基本定律C1 1電路和電路模型1 2電路的基本物理量1 71.1電路和電路模型電路和電路模型1.1.1電路1電路及其組成7任何電路，；器元件， 根據(jù)某些特定需要， 按一定的方式組 合起來的整體。- 電路中提供電能或信號的器件。作丿山 將其他形式的能量轉換成電能。（圖中F電池將化學能轉換成為電能）電源開關連接導線圖1-1-1手電

2、筒電路負載作用：將電電 池導線開關為節(jié)省電能所加的控制裝置，需要照明時將開關閉評 不需耍照明時將開關打開。(在電源和負載之間引導和控制電流的導線和開關等是 傳輸控制器件。連接電源2電路的作用(1)(1)實現(xiàn)電能的傳輸和轉換。負載中間環(huán)節(jié)電源電源、負載與中間環(huán)節(jié)是任何實際電路中都不可缺少的三個組成部分。圖1-1-2電力系統(tǒng)將發(fā)電機發(fā)出的電能經(jīng)過升壓變壓器、輸電線、代變用器傳送到電動機，電燈或其他用電器。接收天線把載有語言、音樂、信息的電磁波接 收后，經(jīng)過調(diào)諧、檢波、放大等電路變換或處理變成 音頻信號，驅動揚聲器。在一定條件下對實際器件加以理想化，只考慮其屮起 主要作用的某些電磁現(xiàn)象。理想電路元件

3、是一種理想化的模型，簡稱為電路元(2)(2)實圖1-1-3接收機電路圖 1-1-4 理想電阻、電容、電感、電壓源、電流源模型電阻元件一種只表示消耗電能的元件；理電感元件- 表示其周圍空間存在著磁場而可以儲存磁場能量的元件；電容元件表示其周圍空間存在著電場而可 以儲存電場能量的元件等。二端元件具有兩個引出端的元件多端元件具有兩個以上引出端的元件2電路模型實際電路可以用一個或若干個理想電 路元件經(jīng)理想導體連接起來模擬，這便 構成了電路模型。手電筒的電路模型電流用符號 i表示，它在數(shù)值上等于單 位時間 d才內(nèi)通過導體某一截面 A 的電荷量 dy, 即dtd為導體截面中在 d 州寸間內(nèi)通過的電 荷量，

4、單位為庫侖（C） O電流的實際方向為正電荷的運動方向。1.2電路的基本物理量帶電粒子為電流。電流及其參考方向（電了、離子等）的定向運動，稱圖1-2-1導體中的電流當電流的大小和方向都不隨時間變化時，稱為 流電流，簡稱直流。直流電流常用 2 表示。3量值和方向隨著時間按周期性變化的電流，稱為 交流電流，常用英文小寫字母/表示。單位是安培, 符號為A。常用的有千安（kA），毫安（mA），微安 （）等。（=JLIA,在分析與計算電路時，?？扇我庖?guī)定某一方向作 電流的參考方向或正方向。i i電流參考方向b元件/電流參考方向ab元件/0/0電流實際方向101O,則該元件吸收功率；P=UI0,P=UI0,

5、則該元件提供功率。當電壓和電流的參考方向相反時, 考方向下，若 P=P= 則該元件吸收功率;P=P= UIQ,UIQ,則該元件提供功率。電路的功率平衡所有元件接受的功率的總和為零。例1-1計算圖1-2 6所示的各元件 的功率，并判斷該元件是吸收功率還是發(fā)出 功率解：(a)因為為/為關聯(lián)參考方向 代防2X5W=10W Q0所以該元件吸收功率(b)因為均/為非關聯(lián)參考方向 代-妬-(2X5)W=-10W尺0所以該元件提供功率(c)因為為Z為關聯(lián)參考方向&UI二2*(-5)W=10WP0所以該元件吸收功率(!)因為u與Z為非關聯(lián)參考方向p-ui-(-2X5)W=10WQ0所以該元件吸收功率1

6、.3電阻元件電阻元件就是表示某導體對電流阻礙作用大小的物理量導體的電阻與它們的幾何尺寸和材料有關。在一定溫度下，一段截面均勻，材料相同的導體電阻為：導體的長度導體的橫截面積的單位為平方米-電阻率，它與材料的性質(zhì)有關金屬銅，鋁電阻率較小，是通用的導電材料；鐮銘合金，鐮銘鋁合金電阻率較大，是制造電 爐絲的材料；塑料、云母，陶瓷電阻率較大，是常用的絕緣 材料。A有些物質(zhì)，溫度低于某一數(shù)值時，電阻率 就會趨向于零，成為導體。而電壓超過絕緣材料允許的電壓值時，絕緣材料就會被擊穿，失去絕緣作用而成為導體。例 1 1 3 3 某直流電路長 200m,200m,當通過 10A10A的電流時，要求在線路上引起的

7、電壓降 不超過15V15V 若輸電線系明敷的銅線，試 計算導線直徑的最小值。當外界條件發(fā)生變化時,生很大變化。材料的專電性能會發(fā)解：輸電線電阻：/?= = Q =1.50I10只 N查表得P P代入上式得4 2 25-mm = 1. 69mm34 根據(jù)計算值，查電工手冊可選出合適的導線。心=竺遲1.51.3.2定義-溫度變換 1 1C C 時其電阻的增加值與原來電阻值的比值對丁-大多數(shù)金屬材料，在0100C范圍內(nèi)電阻溫度 數(shù)變化不大，可視為常數(shù)。由表HI可以看出:（1）猛銅、康銅這些合金的電阻系數(shù)很小，具有較好的 熱穩(wěn)定性，可用于制造標準電阻（2）鉗、銅具有較大的溫度系數(shù)，性能穩(wěn)定，可川丁-制

8、 造熱電阻溫度計（3）半導體電阻溫度系數(shù)為負值，絕對值很大，常用于 制造成熱墩電阻。尺尺2= =尺尺1 +3( (2朽朽)電阻a =2式中如果例 1-4 發(fā)電機內(nèi)部常裝有鉗絲制成的電阻溫 度計，測量發(fā)電機運行中其內(nèi)部的溫度。如果 在 2OC時測得的釦絲元件的電阻為 4 9.517, 在發(fā)電機工作后某一時間，測得電阻為 58.4P, 試求這時發(fā)電機的內(nèi)部溫度。58 4- 495麗丙曲+2(X3 80 C發(fā)電機的允許溫度為 105C,所以發(fā)電機可以安全運行R. - R、盡=尺1十&(r2-r,)=0.003圖 1-3T線性電阻元件伏安特性1.3.3線性電阻與非線性電阻VJ電阻元件是一個二端

9、元件，它的電流和電壓 的方向總是一致的，它的電流和電壓的大小 成代數(shù)關系。線性電阻元件線性電阻元件電流和電壓的大小成正比的電阻元伏安特性曲線伏安特性曲線 元件的電流與電壓的關系曲線。 | 線性電阻元件的伏安特性為通過坐標原點的直線。3非線性電阻非線性電阻半導體二極管是一種非線性電阻，其伏安特性曲線，與直線相差很人，如圖 1-3-2 所示正向特性反向特性(1)線性電阻具有雙向性，對稱原點，說明 器件對不同方向的電流或電壓其特性是一樣的 o(2)線性電阻二個端鈕沒有區(qū)別。圖1-3-2二極管伏安特性曲線將圖(3)半導體二極管具有雙向性，對原點不對 稱，說明器件對不同方向的電流或電壓其特性-是不同的。（4）半導體二極管的二個端鈕有正，負極性，電流從正極流向亦時，電阻很小。（反向特性）在實際電路中.町以把它看作一個電子開關正向連接時，電阻為零相當于電/開關閉合起短路作用。反向連接時，電阻為無窮人，相當于電了開關斷開，起開路作用1.3.4電導電阻兀件伏安特性電導電導-是反映導電能力的一個物理量， 數(shù)值為電阻的倒數(shù)，即G=2（正R電導的單位為 s （西門子，簡稱西）1.4歐姆定律 1.4. 1 部分電路(不含電源的電阻電路)歐姆 定律-導體中的電流店加在導體兩端的電壓成正比，與導體的電阻水成反比同一電路，并在同一時刻才有上述關系。(2)這段電路中不含有電源，否則不能用上式計算。(3)電阻元件必