电子电路基础入门_电路知识基础入门

电路知识介绍一、电路

如图1——1a所示，干电池和小灯泡通过开关和导线连接。只要开关闭合，电流流动，小灯泡就会亮。同样，当电风扇接通电源时，只要开关闭合，电流流过，电风扇就会转动(图1——1b)。电流像这样流过的路径叫做电路。

图1——1c和133541c是用电气符号描述电路连接的图，简称电路原理图或电路图。

图1——1e是示出了电路中各部分与功能块之间的关系的框图。

在上述两个电路中，电源是提供电能的器件；开关是控制装置，控制通断)；电路的；小灯泡和电机是消耗电能的装置，称为电器和负载。电线在电路中起连接作用。

二、当前

1.电流的形成

电路中有电流，说明电路中有电荷在运动，运动的电荷是载流子。载体多种多样，如金属导体中的自由电子、电解质中的离子等。载流子在外加电压的作用下有规律地浪涌，形成电流(图1——4)。

2.水流的方向

习惯上规定正电荷运动的方向是电流的方向，所以电流的方向实际上与电子运动的方向相反。

如果电流的方向和大小不变，则称为稳恒电流(图1——5a)，简称直流电，用DC表示。如果电流的大小和方向随时间变化，则为交流电(图1——5b)，简称AC。例如图133541所示的电路，小灯泡由DC电源(干电池)供电，称为DC电路；电风扇由交流电源供电，称为交流电路。

在分析和计算复杂的DC电路时，通常很难确定电流的实际方向。这时我们可以任意假设一个电流的参考方向，然后根据电流的参考方向方程求解。如果计算结果I 为0，说明电流的实际方向与参考方向相同(图1——6 a)；如果计算结果I为0，则表示电流的实际方向与参考方向相反(图1——6b)。

【例133541】在图1-7所示的电路中，电流的参考方向已经选定，已知I1=1 A，I2=—3A，i3=—5a。试着指出电流的实际方向。

解决方案：

I1的实际方向与参考方向相同，即电流以1A的大小从A流向B；

I2的实际方向与参考方向相反，即电流从B流向A，大小为3A；

I3的实际方向与参考方向相反，即电流从A流向B，大小为5A。

3.电流的大小

在单位实践中，通过导体横截面积的电荷量越多，流过导体的电流就越强。若t时间内通过导体横截面积的电荷量为q，则电流I可由下式表示：

I=Q/t

电流的单位名称是安培，缩写为安培，用符号A表示；电学单位名称为库仑，简称库，用符号C表示，其中I、Q、T的单位分别为A、C、S。常用的电流单位是毫安(mA)和微安(A)。

1Ma=10-3A

1a=10-3Ma

4.电流测量

(1)交流电流和DC电流应分别用交流电流表和直流电流表测量。

(2)电流表必须串联在被测电路上。

(3)直流电流表外壳端子上标注的““-”标记应与电路极性一致(图133548)，不允许接错，否则指针会反转，不仅影响正常测量，还容易损坏电流表。

(4)每个电流表都有一定的量程，称为电流表的量程。一般测得的电流值在电流表量程的一半以上，读数比较准确。因此，在测量前应估计被测电流，以便选择具有合适ra的电流表

不允许在没有任何负载的情况下将电流表直接连接到电源的两极，否则电源会短路，电流表可能会损坏(图133549)。

三、电压、电势和电动势

1.电压

金属导体中虽然有很多自由电子，但只有在外加电场的作用下，这些自由电子才能进行有规律的定向运动，形成电流。电场力将单位正电荷从A点移动到B点所做的功称为A点和B点之间的电压，用uab表示。电压的单位名称是伏特，缩写为伏特，用v表示。

电压和电流的关系类似于水压和水流的关系。

在图13，335，410所示的装置中，水箱B中的水由水泵不断抽入水箱A中，使A处的水位高于B处的水位，即在A与B之间形成水压，水管中的水由A流向B，从而带动水轮转动。

在图1335411所示的电路中，由于电源正负极之间有电压，电路中有正电荷流向负极(实际上是负电荷从负极流向正极)，从而使灯发光。

电压的实际方向是电场中正电荷的受力方向。计算复杂电路时，往往很难判断电压的实际方向，所以应先设定电压的参考方向。电压的参考方向原则上可以任意选择，但如果电流的参考方向已知，最好选择与电流一致的电压参考方向，称为关联参考方向。当电压的实际方向与参考方向一致时，电压为正；反之，则为负。

电压的参考方向有三种表达方式，如图1——12所示。

【例133542】已知在图1-12a中，u=5v在图1-12b中，u=-v；在图1-12c中，Uab=—4V。试着指出电压的实际方向。

解决方案：

图1-12a中，u=5v“0，表示电压的实际参考方向与参考方向相同，即从A到b。

图1-12b中，u=-2v“0”，表示电压的实际参考方向与参考方向相反，即从B到a。

在图1-12c中，UAB=-4V“0”，表示电压的实际参考方向与参考方向相反，即从B到a

2.潜在的

如果在电路中选择了参考点，则电路之一和参考点之间的电压就是该点的电势。势的单位也是v。

电路中任意两点间的电位差等于这两点间的电压，即UAB=UA-UB，所以电压也叫电位差。

3.电动势

在图1——10中，水泵的作用是不断地将水从B缸抽到A缸，使A缸和B缸之间保持一定的水位差，使水管中能有持续的水流。在图1-11中，电源的功能类似于水泵的功能。它不断地将电源负极的正电荷通过电源内部移动到正极，使电源的正极和负极之间始终保持一定的电位差(电压)，使电路中能有持续的电流。

电源通过电源内部将正电荷从电源负极移动到正极的能力用电动势来表示，其符号为E，单位为V.

电源的电动势在数值上等于电源不接电路时两极之间的电压。电动势的方向定义为电源中从负极到正极的方向(图1-13)。

对于一个电源，既有电动势又有端电压。电动势只存在于电源中，端电压是电源施加在外电路两端的电压，其方向从正极指向负极。一般来说，电源的端电压总是低于电源内部的电动势。只有当电源开路时，电源的终端电源才能等于电源的电动势。

四

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