電路及基本物理量一、電路的組成及作用電路：電流流通的路徑。電路的組成：電源、負(fù)載、導(dǎo)線和控制裝置。實(shí)物接線圖用電氣符號(hào)描述電路連接情況的圖，稱(chēng)電路原理圖，簡(jiǎn)稱(chēng)電路圖。實(shí)現(xiàn)信息的傳遞和處理

進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配電能傳輸示意圖信息處理示意圖

電路通常有三種狀態(tài)：

通路：電路構(gòu)成閉合回路，有電流流過(guò)。

開(kāi)路：電路斷開(kāi)，電路中無(wú)電流通過(guò)。開(kāi)路也稱(chēng)斷路。

短路：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。名稱(chēng)外形圖形符號(hào)文字符號(hào)二極管VD電流表APA電容器C滑動(dòng)變阻器RP電氣圖用圖形符號(hào)（轉(zhuǎn)下頁(yè)）名稱(chēng)外形圖形符號(hào)文字符號(hào)電感器L熔斷器FU三相異步電動(dòng)機(jī)M電壓表PV電池GB（轉(zhuǎn)下頁(yè)）V名稱(chēng)外形圖形符號(hào)文字符號(hào)燈泡EL開(kāi)關(guān)SA電阻R

1．電流的形成電荷的定向移動(dòng)形成電流，在金屬導(dǎo)體中，實(shí)質(zhì)上能定向移動(dòng)的電荷是帶負(fù)電的自由電子。電子方向→←電流方向二、電流在單位時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，就表示流過(guò)該導(dǎo)體的電流越強(qiáng)。若在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量是Q，則電流I可用下式表示：2．電流的大小式中，I、Q、t的單位分別為A、C、s。

（1）對(duì)交、直流電流應(yīng)分別使用交流電流表和直流電流表測(cè)量。（2）電流表應(yīng)串接到被測(cè)量的電路中。電流的大小可用電流表進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量時(shí)應(yīng)注意：（3）注意直流電流表的正負(fù)極性直流電流表表殼接線柱上標(biāo)明的“+”、“－”記號(hào)，應(yīng)和電路的極性相一致，不能接錯(cuò)，否則指針要反轉(zhuǎn)，既影響正常測(cè)量，也容易損壞電流表。（4）合理選擇電流表的量程每個(gè)電流表都有一定的測(cè)量范圍，稱(chēng)為電流表的量程。一般被測(cè)電流的數(shù)值在電流表量程的一半以上，讀數(shù)較為準(zhǔn)確。因此在測(cè)量之前應(yīng)先估計(jì)被測(cè)電流大小，以便選擇適當(dāng)量程的電流表。若無(wú)法估計(jì)，可先用電流表的最大量程擋測(cè)量，當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)不到1/3刻度時(shí)，再改用較小擋去測(cè)量，直到測(cè)得正確數(shù)值為止。

為了在接入電流表后對(duì)電路的原有工作狀況影響較小，電流表的內(nèi)阻應(yīng)盡量小。習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，因此電流的方向?qū)嶋H上與自由電子和負(fù)離子移動(dòng)的方向相反。

若電流的方向不隨時(shí)間的變化而變化，則稱(chēng)其為直流電流，簡(jiǎn)稱(chēng)直流，用符號(hào)DC表示。其中，電流大小和方向都不隨時(shí)間變化而變化的電流，稱(chēng)為穩(wěn)恒直流電；電流大小隨時(shí)間的變化而作周期性變化，但方向不變的稱(chēng)為脈動(dòng)直流電。若電流的大小和方向都隨時(shí)間作相應(yīng)變化的，稱(chēng)為交流，用符號(hào)AC表示。3．電流的方向直流電路交流電路

參考方向：在分析和計(jì)算較為復(fù)雜的直流電路時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到某一電流的實(shí)際方向難以確定的問(wèn)題，這時(shí)可先任意假定電流的參考方向，然后根據(jù)電流的參考方向列方程求解。如果計(jì)算結(jié)果I>0，表明電流的實(shí)際方向與參考方向相同。如果計(jì)算結(jié)果I<0，表明電流的實(shí)際方向與參考方向相反。如下圖所示電路中，電流參考方向已選定，已知I1=1A，I2=–3A，I3=–5A，試指出電流的實(shí)際方向。三、電壓、電位和電動(dòng)勢(shì)1．電壓電場(chǎng)力將單位正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)所做的功，稱(chēng)為a、b兩點(diǎn)間的電壓，用Uab表示。電壓?jiǎn)挝坏拿Q(chēng)是伏特，簡(jiǎn)稱(chēng)伏，用V表示。已知圖a中，Uab=-5V；圖b中，Uab=-2V；圖c中，Uab=-4V。試指出電壓的實(shí)際方向。

如果在電路中選定一個(gè)參考點(diǎn)（即零電位點(diǎn)），電路中某一點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓即為該點(diǎn)的電位。2．電位電路中某點(diǎn)的電位與參考點(diǎn)的選擇有關(guān)，但兩點(diǎn)間的電位差與參考點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)。電路中任意兩點(diǎn)之間的電位差就等于這兩點(diǎn)之間的電壓，即Uab=Ua－Ub，故電壓又稱(chēng)電位差。下圖所示電路中，已知E1=24V，E2=12V，電源內(nèi)阻可忽略不計(jì)，R1=3Ω，R2=4Ω，R3=5Ω，分別選D點(diǎn)和E

點(diǎn)為參考點(diǎn)，試求A、B、D、E

四點(diǎn)的電位及UAB和UED的值。對(duì)于一個(gè)電源來(lái)說(shuō)，既有電動(dòng)勢(shì)，又有端電壓。電動(dòng)勢(shì)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。3．電動(dòng)勢(shì)電源將正電荷從電源負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極的能力用電動(dòng)勢(shì)表示，電動(dòng)勢(shì)的符號(hào)為E，單位為V。電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為在電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極。4．電壓的測(cè)量（1）對(duì)交、直流電壓應(yīng)分別采用交流電壓表和直流電壓表測(cè)量。（2）電壓表必須并聯(lián)在被測(cè)電路的兩端。測(cè)量電壓時(shí)應(yīng)注意：（4）合理選擇電壓表的量程,其方法和電流表相同。（3）直流電壓表表殼接線柱上標(biāo)明的“+”“-”記號(hào)，應(yīng)和被測(cè)兩點(diǎn)的電位相一致,即“+”端接高電位,“-”端接低電位，不能接錯(cuò)，否則指針要反轉(zhuǎn)，并會(huì)損壞電壓表。電壓的測(cè)量方法：直流電壓表表殼接線柱上標(biāo)明的“+”“－”記號(hào)，應(yīng)和被測(cè)兩點(diǎn)的電位相一致，即“+”端接高電位，“－”端接低電位，不能接錯(cuò)，否則指針要反轉(zhuǎn)，并會(huì)損壞電壓表。四、電功和電功率1．電功

電流所做的功,稱(chēng)為電功，用字母W表示,單位為焦耳(J)。研究表明,電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流I和通電時(shí)間t三者的乘積，即：式中W、U、I、t的單位分別為J、V、A、s。

電能的另一個(gè)常用單位是千瓦時(shí)(kW·h),即通常所說(shuō)的1度電,它和焦耳的換算關(guān)系為：a)機(jī)械式b)電子式c)預(yù)付費(fèi)式用來(lái)測(cè)量電路消耗電能的儀表稱(chēng)為電能表。四、電功和電功率2．電功率

電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功稱(chēng)為電功率，用字母P表示，單位為瓦特(W)，其計(jì)算式為：D26—W型便攜式單相功率表a)外形圖b)電壓線圈前接法c)電壓線圈后接法電功率可利用功率表進(jìn)行測(cè)量。四、電功和電功率3．電流的熱效應(yīng)

電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)使導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象稱(chēng)為電流的熱效應(yīng)。也就是說(shuō)，電流的熱效應(yīng)就是電能轉(zhuǎn)換成熱能的效應(yīng)。電流與它流過(guò)導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的熱量之間的關(guān)系可用下式表示Q的單位是焦耳(J),這種熱也稱(chēng)焦耳熱。

某電烤箱電阻是5Ω,工作電壓是220V,通電15min能放出多少能量?消耗的電能是多少度?四、電功和電功率4．負(fù)載的額定值

電氣設(shè)備安全工作時(shí)所允許的最大電流、最大電壓和最大功率分別稱(chēng)為它們的