直流电路基础知识
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一 .电工基础知识1. 直流电路电路电路的定义: 就是电流通过的途径电路的组成: 电路由电源、负载、导线、开关组成 内电路: 负载、导线、开关 外电路: 电源内部的一段电路 负载: 所有电器电源: 能将其它形式的能量转换成电能的设备基本物理量1.2.1 电流1.2.1.1 电流的形成: 导体中的自由电子在电场力的作用下作有规则的定向运动就形成电流.1.2.1.2 电流具备的条件: 一是有电位差,二是电路一定要闭合.1.2.1.3 电流强度: 电流的大小用电流强度来表示,基数值等于单位时间内通过导体截面的电荷量,计算公式为tQ I =其中Q 为电荷量(库仑); t 为时间(秒/s); I 为电流强度1.2.1.4 电流强度的单位是 “安”,用字母 “A”表示.常用单位有: 千安(KA)、安(A)、毫安(mA) 、微安(uA)1KA = 103A 1A = 103mA 1mA = 103uA1.2.1.5 直流电流(恒定电流)的大小和方向不随时间的变化而变化,用大写字母 “I”表示,简称直流电.1.2.2 电压1.2.2.1 电压的形成: 物体带电后具有一定的电位,在电路中任意两点之间的电位差,称为该两点的电压.1.2.2.2 电压的方向: 一是高电位指向低电位; 二是电位随参考点不同而改变.1.2.2.3 电压的单位是 “伏特”,用字母 “U ”表示.常用单位有: 千伏(KV) 、伏(V)、毫伏(mV) 、微伏(uV)1KV = 103V 1V = 103 mV 1mV = 103 uV1.2.3 电动势1.2.3.1 电动势的定义: 一个电源能够使电流持续不断沿电路流动,就是因为它能使电路两端维持一定的电位差.这种电路两端产生和维持电位差的能力就叫电源电动势. 1.2.3.2 电动势的单位是 “伏”,用字母 “E”表示.计算公式为 QA E =(该公式表明电源将其它形式的能转化成电能的能力)其中A 为外力所作的功,Q 为电荷量,E 为电动势.1.2.3.3 电源内电动势的方向: 由低电位移向高电位1.2.4 电阻1.2.4.1 电阻的定义: 自由电子在物体中移动受到其它电子的阻碍,对于这种导电所表现的能力就叫电阻.1.2.4.2 电阻的单位是 “欧姆”,用字母 “R”表示. 1.2.4.3 电阻的计算方式为: sl R ρ= 其中l 为导体长度,s 为截面积,ρ为材料电阻率 铜ρ=0.017铝ρ=0.028欧姆定律1.3.1 欧姆定律是表示电压、电流、电阻三者关系的基本定律.1.3.2 部分电路欧姆定律: 电路中通过电阻的电流,与电阻两端所加的电压成正比,与电阻成反比,称为部分欧姆定律.计算公式为 RU I =IUR =U = IR 1.3.3 全电路欧姆定律: 在闭合电路中(包括电源),电路中的电流与电源的电动势成正比,与电路中负载电阻及电源内阻之和成反比,称全电路欧姆定律.计算公式为 0r R EI +=其中R 为外电阻,r 0为内电阻,E 为电动势电路的连接(串连、并连、混连) 1.4.1 串联电路 1.4.1.1 电阻串联将电阻首尾依次相连,但电流只有一条通路的连接方法. 1.4.1.2 电路串联的特点为电流与总电流相等,即I = I 1 = I 2 = I 3…总电压等于各电阻上电压之和,即 U = U 1 + U 2 + U 3… 总电阻等于负载电阻之和,即 R = R 1 + R 2 + R 3…各电阻上电压降之比等于其电阻比,即 2121R RU U =,3131R R U U =, … 1.4.1.3电源串联: 将前一个电源的负极和后一个电源的正极依次连接起来.特点: 可以获得较大的电压与电源.计算公式为 E = E 1 + E 2 + E 3 +…+ E n r 0 = r 01 + r 02 + r 03 +…+ r 0nnnr r r r E E E E I 0030201321......++++++++=1.4.2 并联电路1.4.2.1 电阻的并联: 将电路中若干个电阻并列连接起来的接法,称为电阻并联.1.4.2.2并联电路的特点: 各电阻两端的电压均相等,即U 1 = U 2 = U 3 = … = U n ; 电路的总电流等于电路中各支路电流之总和,即I = I 1 + I 2 + I 3 + … + I n ; 电路总电阻R 的倒数等于各支路电阻倒数之和,即nR R R R R 1...1111321++++=.并联负载愈多,总电阻愈小,供应电流愈大,负荷愈重.1.4.2.3 通过各支路的电流与各自电阻成反比,即2121R R I I = 1.4.2.4电源的并联:把所有电源的正极连接起来作为电源的正极,把所有电源的负极连接起来作为电源的负极,然后接到电路中,称为电源并联.1.4.2.5 并联电源的条件:一是电源的电势相等;二是每个电源的内电阻相同.1.4.2.6并联电源的特点:能获得较大的电流,即外电路的电流等于流过各电源的电流之和.1.4.3 混联电路 1.4.3.1 定义: 电路中即有元件的串联又有元件的并联称为混联电路 1.4.3.2 混联电路的计算: 先求出各元件串联和并联的电阻值,再计算电路的点电阻值;由电路总电阻值和电路的端电压,根据欧姆定律计算出电路的总电流;根据元件串联的分压关系和元件并联的分流关系,逐步推算出各部分的电流和电压.电功和电功率 电功电流所作的功叫做电功,用符号 “A”表示.电功的大小与电路中的电流、电压及通电时间成正比,计算公式为 A = U IT =I2RT电功及电能量的单位名称是焦耳,用符号 “J”表示;也称千瓦/时,用符号 “KWH”表示. 1KWH=3.6M J电功率电流在单位时间内所作的功叫电功率,用符号 “P”表示.计算公式为RU R I UI t A P 22====电功率单位名称为 “瓦”或 “千瓦”,用符号 “W”或 “KW”表示;也可称 “马力.1马力=736W 1KW = 1.36马力电流的热效应、短路 电流的热效应定义: 电流通过导体时,由于自由电子的碰撞,电能不断的转变为热能.这种电流通过导体时会发生热的现象,称为电流的热效应.电与热的转化关系其计算公式为 t RU W RT I Q 22=== 其中Q 为导体产生的热量,W 为消耗的电能.短路定义: 电源通向负载的两根导线,不以过负载而相互直接接通.该现象称之为短路.短路分析: 电阻(R) 变小,电流(I)加大,用公式表示为 0r R EI +=短路的危害: 温度升高,烧毁设备,发生火灾;产生很大的动力,烧毁电源,电网破裂.保护措施: 安装自动开关;安装熔断器.2. 交流电路;单相交流电路定义: 所谓交流电即指其电动势、电压及电流的大小和方向都随时间按一定规律作周期性的变化,又叫正磁交流电.单相交流电的产生: 线圈在磁场中运动旋转,旋转方向切割磁力线,产生感应电动势.单相交流发电机: 只有一个线圈在磁场中运动旋转,电路里只能产生一个交变电动势,叫单相交流发电机.由单相交流发电机发出的电简称为单相交流电.交流电与直流电的比较: 输送方便、使用安全,价格便宜。
一 .电工基础知识1. 直流电路电路电路的定义: 就是电流通过的途径电路的组成: 电路由电源、负载、导线、开关组成 内电路: 负载、导线、开关 外电路: 电源内部的一段电路 负载: 所有电器电源: 能将其它形式的能量转换成电能的设备基本物理量1.2.1 电流1.2.1.1 电流的形成: 导体中的自由电子在电场力的作用下作有规则的定向运动就形成电流.1.2.1.2 电流具备的条件: 一是有电位差,二是电路一定要闭合.1.2.1.3 电流强度: 电流的大小用电流强度来表示,基数值等于单位时间内通过导体截面的电荷量,计算公式为tQ I =其中Q 为电荷量(库仑); t 为时间(秒/s); I 为电流强度1.2.1.4 电流强度的单位是 “安”,用字母 “A”表示.常用单位有: 千安(KA)、安(A)、毫安(mA) 、微安(uA)1KA = 103A 1A = 103mA 1mA = 103uA1.2.1.5 直流电流(恒定电流)的大小和方向不随时间的变化而变化,用大写字母 “I”表示,简称直流电.1.2.2 电压1.2.2.1 电压的形成: 物体带电后具有一定的电位,在电路中任意两点之间的电位差,称为该两点的电压.1.2.2.2 电压的方向: 一是高电位指向低电位; 二是电位随参考点不同而改变.1.2.2.3 电压的单位是 “伏特”,用字母 “U ”表示.常用单位有: 千伏(KV) 、伏(V)、毫伏(mV) 、微伏(uV)1KV = 103V 1V = 103 mV 1mV = 103 uV1.2.3 电阻1.2.4.1 电阻的定义: 自由电子在物体中移动受到其它电子的阻碍,对于这种导电所表现的能力就叫电阻.1.2.4.2 电阻的单位是 “欧姆”,用字母 “R”表示. 1.2.4.3 电阻的计算方式为: sl R ρ= 其中l 为导体长度,s 为截面积,ρ为材料电阻率 铜ρ=0.017铝ρ=0.028欧姆定律1.3.1 欧姆定律是表示电压、电流、电阻三者关系的基本定律.1.3.2 部分电路欧姆定律: 电路中通过电阻的电流,与电阻两端所加的电压成正比,与电阻成反比,称为部分欧姆定律.计算公式为 RU I =IUR =U = IR 1.3.3 全电路欧姆定律: 在闭合电路中(包括电源),电路中的电流与电源的电动势成正比,与电路中负载电阻及电源内阻之和成反比,称全电路欧姆定律.计算公式为 0r R EI +=其中R 为外电阻,r 0为内电阻,E 为电动势电路的连接(串连、并连、混连) 1.4.1 串联电路 1.4.1.1 电阻串联将电阻首尾依次相连,但电流只有一条通路的连接方法. 1.4.1.2 电路串联的特点为电流与总电流相等,即I = I 1 = I 2 = I 3…总电压等于各电阻上电压之和,即 U = U 1 + U 2 + U 3… 总电阻等于负载电阻之和,即 R = R 1 + R 2 + R 3…各电阻上电压降之比等于其电阻比,即2121R R U U =, 3131R R U U =, … 1.4.1.3电源串联: 将前一个电源的负极和后一个电源的正极依次连接起来.特点: 可以获得较大的电压与电源.计算公式为 E = E 1 + E 2 + E 3 +…+ E n r 0 = r 01 + r 02 + r 03 +…+ r 0nn nr r r r E E E E I 0030201321......++++++++=1.4.2 并联电路 1.4.2.1 电阻的并联: 将电路中若干个电阻并列连接起来的接法,称为电阻并联.1.4.2.2 并联电路的特点: 各电阻两端的电压均相等,即U 1 = U 2 = U 3 = …= U n ; 电路的总电流等于电路中各支路电流之总和,即I = I 1 + I 2 + I 3 + … + I n ; 电路总电阻R 的倒数等于各支路电阻倒数之和,即nR R R R R 1...1111321++++=.并联负载愈多,总电阻愈小,供应电流愈大,负荷愈重.1.4.2.3 通过各支路的电流与各自电阻成反比,即2121R R I I = 1.4.2.4电源的并联:把所有电源的正极连接起来作为电源的正极,把所有电源的负极连接起来作为电源的负极,然后接到电路中,称为电源并联.1.4.2.5 并联电源的条件:一是电源的电势相等;二是每个电源的内电阻相同.1.4.2.6并联电源的特点:能获得较大的电流,即外电路的电流等于流过各电源的电流之和.短路定义: 电源通向负载的两根导线,不以过负载而相互直接接通.该现象称之为短路.短路分析: 电阻(R) 变小,电流(I)加大,用公式表示为 0r R EI +=短路的危害: 温度升高,烧毁设备,发生火灾;产生很大的动力,烧毁电源,电网破裂.保护措施: 安装自动开关;安装熔断器.2. 交流电路;单相交流电路定义: 所谓交流电即指其电动势、电压及电流的大小和方向都随时间按一定规律作周期性的变化,又叫正磁交流电.单相交流电的产生: 线圈在磁场中运动旋转,旋转方向切割磁力线,产生感应电动势.单相交流发电机: 只有一个线圈在磁场中运动旋转,电路里只能产生一个交变电动势,叫单相交流发电机.由单相交流发电机发出的电简称为单相交流电.交流电与直流电的比较: 输送方便、使用安全,价格便宜。
简单直流电路的基础知识【知识结构】【重、难点知识】1、电路中主要物理量2、基本定律3、电路中各点电位计算4、简单直流电路分析计算【内容提要】1、电路 (1)、组成:由电源、用电器(负载)、连接导线、开关及保护装置组成的闭合回路。
(2)、作用:实现电能的传输和转换。
2、电流 (1)、定义:电荷的定向移动形成电流。
(2)、电路中有持续电流的条件: ①、电路为闭合通路。
②、电路两端存在电压,电源的作用就是为电路提供持续的电压。
3、电流的大小等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值,即: tqI = I 单位安培(A )、q 单位库仑(C )、t 单位秒(S )。
4、电阻表示原件或导体对电流呈现阻碍作用大小的物理量,在一定温度下,导体的电阻可用电阻定律计算。
(1)、电阻定律数学表达式:slR ρ= (2)、电阻定律:导体的电阻和它的长度成正比,与它的横截面积成反比。
(3)、说明:①、ρ是反映材料导电性能的物理量,称为“电阻率”。
②、导体的电阻与温度有关。
5、部分电路欧姆定律反映电流、电压、电阻三者间关系,数学表达式为:RUI = 6、电能、电功率电流通过用电器时,将电能转换为其他形式的能 (1)、转换电能的计算:W=Uit(2)、电功率计算:R I R U UI P 22===;R I RU 22=对纯阻性电路适用。
(3)、电热的计算(焦耳定律):Rt I Q 2=7、闭合(全)电路欧姆定律(1)、文字叙述:闭合电路内的电流与电源电动势成正比,与电路的总电阻成反比。
(2)、数学表达式:rR EI +=(3)、说明:E 代表电源电动势、R 代表外电路电阻、r 电源内部电阻。
电路参数的变化将使电路中电流、电压分配关系及功率消耗等发生改变。
8、电源外特性闭合电路中,电源端电压随负载电流变化的规律,即:Ir E U -= 9、串联电路的基本特点电路中各元件流过电流相等;电路两端总电压等于各元件两端电压之和;电路总电阻等于各元件阻值之和。
直流电路分析方法及技巧直流电路分析是电路学习中的基础知识,掌握了分析方法及技巧可以帮助我们更好地理解电路的运行机制。
本文将介绍常用的直流电路分析方法及技巧,帮助读者更好地理解并应用于实际问题中。
一、基础理论在进行直流电路分析之前,我们首先需要了解一些基础理论概念:1. 电流和电压:电流是电荷的流动,用单位时间内经过某一截面的电荷量来表示;电压是电场力对电荷所做的功,也可以理解为电荷在电路中流动时所具有的能量。
2. 电阻、电容和电感:电阻是电流通过时所产生的电压降;电容是存储电荷的元件,当电流变化时,储存在电容中的电荷量也会发生变化;电感是以磁场的形式储存电能,当电流发生变化时,电感会产生感应电压。
二、基本分析方法1. 基尔霍夫定律:基尔霍夫定律是直流电路分析的基础,它分为电压定律和电流定律。
电压定律指出在电路中形成的闭合回路中,电压的代数和为零;电流定律指出在交汇节点处,进入节点的总电流等于流出节点的总电流。
2. 电阻与串并联:当电阻按照直线连在一起时,其电阻值相加为串联,当电阻按平行相连时,其电阻值符合并联公式。
3. 电压、电流的分压分流规律:在串联电路中,电压按照电阻值比例分配;在并联电路中,电流按照电阻值反比例分配。
三、常用技巧1. 正确选取参考节点:选择合适的参考节点可以简化计算过程,通常选择接地点或电源负极作为参考节点。
2. 采用等效电路简化复杂电路:利用电阻、电容和电感等元件的等效电路可以简化复杂的电路结构,从而更方便进行分析。
3. 利用戴维南定理简化分析过程:当需要计算电路中某一部分的电压或电流时,可以利用戴维南定理将该部分与其他部分分离,分别计算。
4. 使用网络仿真软件进行验证:网络仿真软件可以帮助我们更加直观地理解电路的运行机制,通过对比理论分析和仿真结果可以检验和验证分析的准确性。
四、实例分析以下是一个基于上述方法和技巧进行直流电路分析的实例:假设有一个由一个电源、一个电阻和一个二极管组成的直流电路。
电学中的直流电路与交流电路知识点总结在电学领域中,直流电路和交流电路是基础且重要的概念。
本文将对直流电路和交流电路的知识点进行总结和介绍。
一、直流电路直流电路指的是电流方向始终保持不变的电路。
其特点是稳定且方向单一。
1. 电流、电压和电阻之间的关系在直流电路中,电流由正极流向负极,电压为电流通过电阻所产生的电压降。
根据欧姆定律,电流大小与电压成正比,与电阻成反比。
2. 串联电路和并联电路在直流电路中,电阻可以串联或并联连接。
串联电路指的是电阻依次连接在电路中,电流穿过每个电阻。
并联电路指的是电阻同时连接在电路中,电流根据电阻的不同而分担。
3. 电流、电压和电阻的计算通过欧姆定律和基尔霍夫定律,可以计算直流电路中的电流、电压和电阻。
欧姆定律可以用来计算电流和电压的关系,而基尔霍夫定律可以解决复杂电路中的电流和电压的计算问题。
二、交流电路交流电路指的是电流方向随时间周期性变化的电路。
其特点是变化且方向多样。
1. 交流电压和交流电流交流电路中的电压和电流呈正弦波形,通过正周期和负周期的交替变化。
交流电压和电流分别用峰值和有效值表示。
2. 交流电路中的频率和周期在交流电路中,频率用来描述正弦波形的周期性变化次数,单位为赫兹。
而周期则是频率的倒数,表示一个正弦波形完成一次周期性变化所需的时间。
3. 交流电路中的交流电阻和交流电感交流电路中的电阻称为交流电阻,可以通过欧姆定律计算。
而交流电感则是指电路中的电感对交流电的阻碍程度,其计算方法与直流电感不同。
4. 交流电路中的交流电容交流电路中的电容称为交流电容,对交流电的通路具有阻抗作用。
交流电容可以通过电容器的电容值和频率来计算。
总结:直流电路和交流电路是电学中最基本的两个概念。
通过学习直流电路和交流电路的知识点,我们可以更好地理解电学原理,并应用于实际生活和工程项目中。
同时,深入了解直流电路和交流电路的知识,有助于我们更好地理解和应用其他电学理论,如电磁感应、电场理论等。
一 .电工基础知识1. 直流电路电路电路的定义: 就是电流通过的途径电路的组成: 电路由电源、负载、导线、开关组成 内电路: 负载、导线、开关 外电路: 电源内部的一段电路 负载: 所有电器电源: 能将其它形式的能量转换成电能的设备基本物理量1.2.1 电流1.2.1.1 电流的形成: 导体中的自由电子在电场力的作用下作有规则的定向运动就形成电流.1.2.1.2 电流具备的条件: 一是有电位差,二是电路一定要闭合.1.2.1.3 电流强度: 电流的大小用电流强度来表示,基数值等于单位时间内通过导体截面的电荷量,计算公式为tQ I =其中Q 为电荷量(库仑); t 为时间(秒/s); I 为电流强度1.2.1.4 电流强度的单位是 “安”,用字母 “A”表示.常用单位有: 千安(KA)、安(A)、毫安(mA) 、微安(uA) 1KA = 103A 1A = 103mA 1mA = 103uA1.2.1.5 直流电流(恒定电流)的大小和方向不随时间的变化而变化,用大写字母 “I”表示,简称直流电.1.2.2 电压1.2.2.1 电压的形成: 物体带电后具有一定的电位,在电路中任意两点之间的电位差,称为该两点的电压.1.2.2.2 电压的方向: 一是高电位指向低电位; 二是电位随参考点不同而改变.1.2.2.3 电压的单位是 “伏特”,用字母 “U ”表示.常用单位有: 千伏(KV) 、 伏(V)、毫伏(mV) 、微伏(uV)1KV = 103V 1V = 103 mV 1mV = 103 uV1.2.3 电动势1.2.3.1 电动势的定义: 一个电源能够使电流持续不断沿电路流动,就是因为它能使电路两端维持一定的电位差.这种电路两端产生和维持电位差的能力就叫电源电动势.1.2.3.2 电动势的单位是 “伏”,用字母 “E”表示.计算公式为 QA E =(该公式表明电源将其它形式的能转化成电能的能力)其中A 为外力所作的功,Q 为电荷量,E 为电动势.1.2.3.3 电源内电动势的方向: 由低电位移向高电位1.2.4 电阻1.2.4.1 电阻的定义: 自由电子在物体中移动受到其它电子的阻碍,对于这种导电所表现的能力就叫电阻.1.2.4.2 电阻的单位是 “欧姆”,用字母 “R”表示.1.2.4.3 电阻的计算方式为: sl R ρ= 其中l 为导体长度,s 为截面积,ρ为材料电阻率 铜ρ=0.017铝ρ=0.028欧姆定律1.3.1 欧姆定律是表示电压、电流、电阻三者关系的基本定律. 1.3.2 部分电路欧姆定律: 电路中通过电阻的电流,与电阻两端所加的电压成正比,与电阻成反比,称为部分欧姆定律.计算公式为 RU I =IUR =U = IR 1.3.3 全电路欧姆定律: 在闭合电路中(包括电源),电路中的电流与电源的电动势成正比,与电路中负载电阻及电源内阻之和成反比,称全电路欧姆定律.计算公式为 0r R EI +=其中R 为外电阻,r 0为内电阻,E 为电动势电路的连接(串连、并连、混连)1.4.1 串联电路1.4.1.1 电阻串联将电阻首尾依次相连,但电流只有一条通路的连接方法.1.4.1.2 电路串联的特点为电流与总电流相等,即I = I 1 = I 2 = I 3…总电压等于各电阻上电压之和,即 U = U 1 + U 2 + U 3… 总电阻等于负载电阻之和,即 R = R 1 + R 2 + R 3… 各电阻上电压降之比等于其电阻比,即2121R R U U =, 3131R R U U =, … 1.4.1.3 电源串联: 将前一个电源的负极和后一个电源的正极依次连接起来.特点: 可以获得较大的电压与电源.计算公式为E = E 1 + E 2 + E 3 +…+ E n r 0 = r 01 + r 02 + r 03 +…+ r 0nnnr r r r E E E E I 0030201321......++++++++=1.4.2 并联电路1.4.2.1 电阻的并联: 将电路中若干个电阻并列连接起来的接法,称为电阻并联.1.4.2.2 并联电路的特点: 各电阻两端的电压均相等,即U 1 = U 2 = U 3 = … = U n ; 电路的总电流等于电路中各支路电流之总和,即I = I 1 + I 2 + I 3 + … + I n ; 电路总电阻R 的倒数等于各支路电阻倒数之和,即nR R R R R 1...1111321++++=.并联负载愈多,总电阻愈小,供应电流愈大,负荷愈重.1.4.2.3 通过各支路的电流与各自电阻成反比,即2121R R I I = 1.4.2.4 电源的并联:把所有电源的正极连接起来作为电源的正极,把所有电源的负极连接起来作为电源的负极,然后接到电路中,称为电源并联.1.4.2.5 并联电源的条件:一是电源的电势相等;二是每个电源的内电阻相同.1.4.2.6 并联电源的特点:能获得较大的电流,即外电路的电流等于流过各电源的电流之和.1.4.3 混联电路1.4.3.1 定义: 电路中即有元件的串联又有元件的并联称为混联电路1.4.3.2 混联电路的计算: 先求出各元件串联和并联的电阻值,再计算电路的点电阻值;由电路总电阻值和电路的端电压,根据欧姆定律计算出电路的总电流;根据元件串联的分压关系和元件并联的分流关系,逐步推算出各部分的电流和电压.电功和电功率 电功 电流所作的功叫做电功,用符号 “A”表示.电功的大小与电路中的电流、电压及通电时间成正比,计算公式为 A = U IT =I2RT电功及电能量的单位名称是焦耳,用符号 “J”表示;也称千瓦/时,用符号 “KWH”表示. 1KWH=3.6M J电功率 电流在单位时间内所作的功叫电功率,用符号 “P”表示.计算公式为RU R I UI t A P 22====电功率单位名称为 “瓦”或 “千瓦”,用符号 “W”或 “KW”表示;也可称 “马力.1马力=736W 1KW = 1.36马力电流的热效应、短路 电流的热效应 定义: 电流通过导体时,由于自由电子的碰撞,电能不断的转变为热能.这种电流通过导体时会发生热的现象,称为电流的热效应.电与热的转化关系其计算公式为 t RU W RT I Q 22=== 其中Q 为导体产生的热量,W 为消耗的电能.短路定义: 电源通向负载的两根导线,不以过负载而相互直接接通.该现象称之为短路.短路分析: 电阻(R) 变小,电流(I)加大,用公式表示为 0r R EI +=短路的危害: 温度升高,烧毁设备,发生火灾;产生很大的动力,烧毁电源,电网破裂.保护措施: 安装自动开关;安装熔断器.2. 交流电路;单相交流电路定义: 所谓交流电即指其电动势、电压及电流的大小和方向都随时间按一定规律作周期性的变化,又叫正磁交流电.单相交流电的产生: 线圈在磁场中运动旋转,旋转方向切割磁力线,产生感应电动势.单相交流发电机: 只有一个线圈在磁场中运动旋转,电路里只能产生一个交变电动势,叫单相交流发电机.由单相交流发电机发出的电简称为单相交流电.交流电与直流电的比较: 输送方便、使用安全,价格便宜。
直流电路的一般分析方法直流电路是指电流方向始终保持不变的电路,由于其较为简单的特性,分析起来相对容易。
本文将介绍直流电路的一般分析方法,以帮助读者更好地理解和解决直流电路问题。
一、基础知识在开始具体分析之前,我们需要了解一些基础知识。
首先是欧姆定律,它表明电流和电压之间存在线性关系,公式为U = IR,其中U表示电压,I表示电流,R表示电阻。
其次是基尔霍夫定律,它分为基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律,简称KCL和KVL。
KCL指出电流在节点处守恒,即进入节点的电流等于离开节点的电流之和;KVL则表明沿闭合回路电压的代数和为零。
二、电阻的串并联在直流电路中,多个电阻可以通过串联或并联的方式连接。
串联电阻的总电阻等于各个电阻之和,而并联电阻的总电阻可通过以下公式计算:1/R总 = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn。
三、节点电压法节点电压法是一种常用的电路分析方法,它基于基尔霍夫电流定律。
以下是使用节点电压法解析电路的一般步骤:1. 选择一个参考节点,将其作为电路的基准点,通常选择与电源相连的节点。
2. 对于电路中的每个节点,用一个未知数表示其电压,假设参考节点的电压为零。
3. 根据基尔霍夫电流定律,将与每个节点相连的电流表示为这些节点电压的函数。
4. 根据电阻的欧姆定律,将电阻两端的电压表示为节点电压的函数。
5. 列出各个节点处的电流和电压之间的方程,得到一个由未知数构成的方程组。
6. 解方程组,求得各个节点的电压值。
7. 根据节点电压和欧姆定律,计算电流或电阻的值。
四、戴维南定理戴维南定理是直流电路分析中的重要工具,它可以将具有内部电阻的电源转化为纯电压源或纯电流源。
根据戴维南定理,可以按照以下步骤进行分析:1. 将原电路中的电源和负载分离开。
2. 用一个未知电源(纯电压源或纯电流源)连接分离的负载。
3. 根据原电路中电源和负载间的关系,确定未知电源的数值。
4. 连接未知电源和负载,重新组成电路。
第一章直流电路基础知识§ 1—1库仑定律本节要求:了解电荷的种类及电荷之间的相互作用力掌握库仑定律。
一、电荷之间的相互作用力当物体受到摩擦等作用时,物体就带了电,或者说带了电荷。
自然界中存在着两种电荷,即正电荷和负电荷。
电荷之间存在相互作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
二、电荷量电荷的多少叫电荷量,用字母Q表示。
在国际单位制中,电荷量的单位名称是库仑,用字母C表示。
三、库仑定律静止的点电荷间的相互作用力所遵循的库仑定律:在真空中两个点电荷q i、q2 间的作用力F的大小跟它们所带电荷量的乘积q i q2成正比,跟它们之间距离r的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
库仑定律公式为qg2q i、q2――点电荷电荷量,单位是库[仑],符号为C; r 两个点电荷间的距离,单位是米,符号为m;k——静电恒量,k=9X109 N • m2/C2;F――静电力,单位是牛[顿],符号为N。
静止的点电荷之间的这种作用力叫静电力或库仑力。
只有当带电体的几何线度(直径)远远小于带电体间的距离时,带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计,这样的带电体可以看成点电荷。
注意下面两个问题:(1) 只适用于计算两个点电荷间的相互作用力。
(2) 求点电荷间相互作用力时,不用把表示正、负电荷的“+”、“一”符号代人公式中,计算过程中可用绝对值计算,其结果可根据电荷的正、负确定作用力为引力或斥力以及作用力的方向。
例题两个点电荷电荷量q i= —4X10 6C, q2=—1.2X10 6C,在真空中的距离r= 0.4m,求两个点电荷间作用力的大小及方向。
解:根据库仑定律109 ^0 10卫=0.27Nr20.42作用力的方向在两个点电荷的连线上。
因为同带负电荷,所以作用力为斥力。
作业P2 1。
填空题1、22。
计算题1、2§ 1—2 电场和电场强度本节要求:理解电场的特性。
掌握电场强度与电力线的特性。
直流电路电子教案第一章:直流电路基础1.1 直流电路的概念介绍直流电路的定义和特点解释电路的基本组成元素(电源、导线、开关、电阻等)1.2 电路元件介绍电路元件的分类和功能解释电源、导线、开关、电阻等元件的作用1.3 电路图的表示方法解释电路图的符号和表示方法学习如何阅读和绘制简单的直流电路图第二章:电压和电流2.1 电压的概念介绍电压的定义和作用解释电压的单位(伏特)和测量方法2.2 电流的概念介绍电流的定义和作用解释电流的单位(安培)和测量方法2.3 电压和电流的关系解释欧姆定律(V=IR)学习如何计算直流电路中的电压和电流第三章:电阻3.1 电阻的概念介绍电阻的定义和作用解释电阻的单位(欧姆)和测量方法3.2 电阻的计算学习如何计算电阻的串联和并联解释电阻的功率计算方法(P=VI)3.3 电阻的应用介绍电阻在日常生活中的应用实例学习如何选择合适的电阻值第四章:电路的控制和保护4.1 开关的控制作用介绍开关的功能和控制原理学习如何使用开关控制直流电路的通断4.2 保护元件的作用介绍保险丝、熔断器等保护元件的作用学习如何选择和使用保护元件4.3 电路的保护和故障排除学习如何检测和排除电路故障介绍电路保护和维护的基本方法第五章:直流电路的实际应用5.1 直流电源的应用介绍直流电源的特点和应用实例学习如何选择和使用直流电源5.2 照明电路的设计学习照明电路的基本组成部分介绍照明电路的设计和安装方法5.3 电子设备中的直流电路介绍电子设备中直流电路的特点和应用实例学习如何分析和管理电子设备中的直流电路第六章:测量和测试6.1 测量工具的使用介绍常用的测量工具(如万用表、电表、示波器等)学习如何使用测量工具进行电压、电流、电阻等参数的测量6.2 测试电路的方法学习如何测试电路的通断、正负极性、电压、电流等掌握测试电路时的安全注意事项6.3 电路的调试和优化学习如何对电路进行调试和优化介绍常用的调试方法和技巧第七章:并联电路7.1 并联电路的概念介绍并联电路的定义和特点解释并联电路中的电压和电流关系7.2 并联电路的计算学习如何计算并联电路中的电压和电流掌握并联电路的电阻计算方法7.3 并联电路的应用介绍并联电路在日常生活中的应用实例学习如何设计和搭建并联电路第八章:串联电路8.1 串联电路的概念介绍串联电路的定义和特点解释串联电路中的电压和电流关系8.2 串联电路的计算学习如何计算串联电路中的电压和电流掌握串联电路的电阻计算方法8.3 串联电路的应用介绍串联电路在日常生活中的应用实例学习如何设计和搭建串联电路第九章:直流稳压电源9.1 稳压电源的概念介绍稳压电源的定义和作用解释稳压电源的原理和分类9.2 稳压电源的计算学习如何计算稳压电源的输出电压和电流掌握稳压电源的选择和应用方法9.3 稳压电源的应用介绍稳压电源在日常生活中的应用实例学习如何选择和使用稳压电源第十章:电路仿真与实验10.1 电路仿真软件的使用介绍电路仿真软件的功能和应用学习如何使用电路仿真软件进行电路设计和仿真10.2 实验操作和安全注意事项学习如何进行电路实验操作掌握实验中的安全注意事项10.3 电路实验案例分析分析常见的电路实验案例学习如何解决电路实验中遇到的问题第十一章:电容器11.1 电容器的基础知识介绍电容器的基本概念、类型和符号解释电容器的工作原理和特性(如充放电过程、容抗等)11.2 电容器的计算学习电容器的参数(如电容值、耐压值、容抗等)的计算方法掌握电容器串联和并联连接时的计算方法11.3 电容器在电路中的应用介绍电容器在电路中的滤波、耦合、旁路等作用学习如何选择和应用电容器第十二章:电感器12.1 电感器的基础知识介绍电感器的基本概念、类型和符号解释电感器的工作原理和特性(如自感、互感、感抗等)12.2 电感器的计算学习电感器的参数(如电感值、额定电流、感抗等)的计算方法掌握电感器串联和并联连接时的计算方法12.3 电感器在电路中的应用介绍电感器在电路中的滤波、隔直通交、储能等作用学习如何选择和应用电感器第十三章:振荡电路13.1 振荡电路的基础知识介绍振荡电路的概念和分类解释振荡电路的工作原理和特性(如振荡频率、相位等)13.2 振荡电路的计算学习振荡电路的参数(如振荡频率、幅度等)的计算方法掌握振荡电路的设计和分析方法13.3 振荡电路的应用介绍振荡电路在日常生活中的应用实例学习如何选择和应用振荡电路第十四章:数字电路基础14.1 数字电路的概念介绍数字电路的定义和特点解释数字电路的基本组成元素(如逻辑门、触发器等)14.2 逻辑门电路介绍逻辑门电路的类型和功能学习逻辑门电路的符号和真值表14.3 触发器及其应用介绍触发器的基本概念和类型学习触发器在数字电路中的应用实例第十五章:数字电路与模拟电路的接口15.1 模拟电路与数字电路的接口概念介绍模拟电路与数字电路的接口的概念和重要性解释接口电路的作用和分类15.2 接口电路的设计与实现学习接口电路的设计方法和步骤掌握接口电路的实现技术和注意事项15.3 接口电路的应用实例介绍接口电路在实际应用中的实例学习如何选择和应用接口电路重点和难点解析本文主要介绍了直流电路的基础知识、电压和电流、电阻、电路的控制和保护、直流电路的实际应用、测量和测试、并联电路、串联电路、直流稳压电源、电路仿真与实验、电容器、电感器、振荡电路、数字电路基础以及数字电路与模拟电路的接口。
简单直流电路一、基础知识提要1、电路任何复杂的纯电阻电路可以归结为由四部分组成:、、和。
电路各部分的作用是:将其它形式的能转变为电能;将电能转变为其它形式的能;将电路接通或断开;将上述各部分连接起来。
2、电流(1)电荷的移动叫做电流。
电流的方向为电荷定向移动的方向。
形成电流必须具备两个条件:①要有能够自由移动的——。
在金属导体中的自由电荷是;在电解液中的自由电荷是。
②导体两端必须保持一定的(即)。
(2)电流的大小①定义式为,式中,若电荷量q的单位用C(库),时间t的单位用s(秒),则电流I的单位用A(安)。
②电流的大小可用直接测量。
3、电阻(1)电阻是表示异体对电流作用的物理量。
(2)金属导体电阻的大小是由它的、及等因素决定的。
它们之间的关系为,即在温度不变时,导体的电阻和它的成正比,而和它的成反比。
式中,ρ是一个反映材料导电性能的物理量,称为电阻率,单位用式中其它各物理量的单位为:电阻R的单位用Ω(欧),长度l的单位用m(米),横截面积S的单位用㎡(平方米)。
(3)金属导体的电阻还与有关。
如果在温度为t1时,导体的电阻为R1,在温度为t2时,导体的电阻为R2,则R2= 式中,α称为电阻的系数。
4、欧姆定律(1)部分电路欧姆定律的公式为式中,电压U的单位用V(伏),电流I的单位用A(安),电阻R的单位用Ω(欧)。
在理解和运用该定律时要注意以下几点:①R、U、E必须属于同一电路。
②不可把三个量间的因果关系与数量上的联系混为一谈。
从电流形成条件的角度来分析:导体两端存在电压是因,而导体中形成电流是果。
欧姆定律揭示了由导体两端电压决定导体中电流的规律性。
U、I之间的这种联系是因果关系。
在运用欧姆定律解决具体问题时,已知三个量中任意两个量,即可求出第三个量。
这仅仅是利用了三个量之间数量的联系。
③运用欧姆定律计算电阻时,即R=。
这仅仅意味着利用加在电阻两端的电压和流过电阻的电流来量度电阻的大小,而绝不意味着电阻是由电压和电流的大小决定。