电工基础第一章

《电工基础第一章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第一章电路的基础知识第一节电路的基本认识第二节电路的基本物理量第三节电路元件第四节欧姆定律第五节基尔霍夫定律实验一电路元件伏安特性测绘实验二基尔霍夫定律的验证第一节电路的基本认识随着现代科技的日益进步，电能在人类社会的各个领域中得到了广泛的应用，并发挥着越来越重要的作用，人们的日常生活已经离不开电能。试想想，没有电的世界是一个什么样的世界？一、一个电路问题水流流过的路径称为河床或渠道，电路是电流流过的路径。列举一些实际电路如图1−1所示。为了明白电路理论包括哪些内容，以汽车照明电路为例，如图1−1

2、（c）所示，蓄电池（12.6伏）、左前灯（5.25欧）、右前灯（5.25欧）、连接导线和汽车底盘构成了汽车照明电路。当合上开关时，下一页返回第一节电路的基本认识电路中有电流通过，灯泡发光。我们说，蓄电池、灯泡、开关通过导线的连接就构成了一个电路。可以利用电路理论计算导线中的电流、电池输出的功率和流入每个前灯的能量。蓄电池、小灯泡、导线、开关统称电路元器件。二、电路的组成图1−1所示的电路中，蓄电池为电路提供电能，称之为电源；灯泡将电能转化为光能，称之为负载，也称之为用电器；导线和开关起到传输电能和

3、控制电能的作用，称之为电路的中间环节。上一页下一页返回第一节电路的基本认识1.电源电源为电路提供电能，电源内部进行从非电能到电能的转换。常见的电源有干电池、蓄电池、发电机等，其中干电池是将化学能转换成电能，发电机是将机械能转换成电能。2.负载（用电器）负载（用电器）是将电能转换成其他形式能的装置。常见的负载如灯泡、电炉、电动机等，其中灯泡是将电能转换成光能和热能，电动机是将电能转换成机械能。上一页下一页返回第一节电路的基本认识试想想，如果我们的生活中没有用电器将会是什么样子？3.导线提起导线，大家

4、再熟悉不过了。导线是用来连接电路元件，起着传输、分配电能的作用。导线不一定都是线的形状，手电筒筒壳内的金属片、印刷电路板上的铜膜等都是导线，常用的导线是铜导线、铝导线。4.开关开关在电路中用来控制电路的接通或断开，以保证电路的正常工作。开关在我们日常生活中使用得非常普遍，你可以列举出身边各种各样的开关。上一页下一页返回第一节电路的基本认识电路中简单的中间环节可以仅由连接导线和开关组成，但复杂的中间环节可以是一个庞大而复杂的控制系统。三、电路模型图1−1是用电器的实物图形来表示的电路，其优点是直观，

5、但画起来很复杂，不便于分析和研究。因此，为了便于电路的描述，总是把实际的电器抽象成为理想化的模型，用规定的图形符号来表示。图1−1所示电路中的蓄电池用电压源US（12.6伏）来代替，灯泡用电阻元件R（5.25欧）来代替，导线、底盘用理想导线来代替，这样就构成与图1−1（c）所示汽车照明电路相对应的电路模型，如图1−2所示。上一页下一页返回第一节电路的基本认识部分常用理想电路元件的图形符号及文字符号如表1−1所示。四、电路理论的实质电路理论研究、分析的是什么问题呢？解决一个实际工程问题通常要四个步骤

6、：第一，证实问题的实际性；第二，问题建模；第三，分析模型；第四，将分析结果用于解决最初的物理问题。电路理论仅包括第三个步骤：用已知的电路定律对电路模型进行定量的分析计算。电路理论产生了电气工程学的语言上一页返回第二节电路的基本物理量在图1−1（c）所示的汽车照明电路中，要分析灯泡为什么会发光、灯泡的亮度与哪些因素有关等问题时，都将涉及电路的基本物理量。电路的基本物理量包括电流、电压、电功率等，我们学习电工基础的基本任务就是分析和计算电路中的基本物理量。一、电流1.电流的定义电荷的定向运动形成电流，

7、即电荷定向移动→电流下一页返回第二节电路的基本物理量表示电流强弱的物理量称为电流，用i(t)表示，定义为单位时间内通过导体横截面的电荷量。设在Δt时间内通过横截面S的电荷量为Δq，则通过该截面的电流为（1−1）若电流的大小和方向都不随时间变化，则称为直流电流。用大写的字母I表示，并有（1−2）上一页下一页返回第二节电路的基本物理量式中，Q是在时间t内通过导体横截面的电荷量。在国际单位制（SI）中，电流的单位是安培，简称安（A）。对大电流以千安（kA）为单位，小电流以毫安（mA）或微安（μA）为单位

8、，其关系为1kA=103A1mA=10−3A1μA=10−6A2.电流的参考方向上一页下一页返回第二节电路的基本物理量我们知道“水往低处流”，因此水流是有方向的，同样电流也有方向。我们规定电流的实际方向为正电荷运动的方向。但是，在电路分析中，电流的实际方向很难预先判断出来，而且有时实际的电流方向是不断变化的，因此很难在电路中标明电流的实际方向。如何解决这个问题呢？我们在电路中引入人为假定的电流方向，称之为电流的“参考方向”。在图1−3中选定某一个方向为电流的参考方向（图中用实线表示