1、第一章第一章 直流电路直流电路 第一节第一节 电路的组成电路的组成 第二节第二节 电路的基本物理量电路的基本物理量 第三节第三节 电路的基本元件电路的基本元件 第四节第四节 电阻的连接方式电阻的连接方式 第五节第五节 电功与电功率电功与电功率 第六节第六节 电容电容返回第一节第一节 电路的组成电路的组成 电流流过的回路叫做电路。在人们的日常生活和生产实践中，电路电流流过的回路叫做电路。在人们的日常生活和生产实践中，电路无处不在。从电视机、电冰箱、计算机到自动化生产线，都体现了电无处不在。从电视机、电冰箱、计算机到自动化生产线，都体现了电路的存在。最简单的电路由电源负载和导线、开关等元件组成。电
2、路路的存在。最简单的电路由电源负载和导线、开关等元件组成。电路处处连通叫做通路。只有通路，电路中才有电流通过。电路某一处断处处连通叫做通路。只有通路，电路中才有电流通过。电路某一处断开叫做断路或者开路。电路某一部分的两端直接接通，使这部分的电开叫做断路或者开路。电路某一部分的两端直接接通，使这部分的电压变成零，叫做短路。压变成零，叫做短路。电路由电源、负载、连接导线和辅助设备四大部分组成。实际应用电路由电源、负载、连接导线和辅助设备四大部分组成。实际应用的电路都比较复杂，因此，为了便于分析电路的实质，通常用符号表的电路都比较复杂，因此，为了便于分析电路的实质，通常用符号表示组成电路实际原件及其
3、连接线，即画成所谓电路图。其中导线和辅示组成电路实际原件及其连接线，即画成所谓电路图。其中导线和辅助设备合称为中间环节。助设备合称为中间环节。1.电源电源 电源是提供电能的设备。电源的功能是把非电能转变成电能。例如，电源是提供电能的设备。电源的功能是把非电能转变成电能。例如，电池是把化学能转变成电能电池是把化学能转变成电能;发电机是把机械能转变成电能。由于非发电机是把机械能转变成电能。由于非电能的种类很多，转变成电能的方式也很多，所以，目前实用的电源电能的种类很多，转变成电能的方式也很多，所以，目前实用的电源类型也很多，最常用的电源是干电池、蓄电池和发电机等。类型也很多，最常用的电源是干电池、
4、蓄电池和发电机等。下一页返回第一节第一节 电路的组成电路的组成2.负载负载在电路中使用电能的各种设备统称为负载。负载的功能是把电能转变在电路中使用电能的各种设备统称为负载。负载的功能是把电能转变为其他形式能。例，电炉把电能转变为热能为其他形式能。例，电炉把电能转变为热能;电动机把电能转变为机电动机把电能转变为机械能，等等。通常使用的照明器具、家用电、机床等都可称为负载。械能，等等。通常使用的照明器具、家用电、机床等都可称为负载。3.导线导线 连接导线用来把电源、负载和其他辅助设备连接成一个闭合回路，连接导线用来把电源、负载和其他辅助设备连接成一个闭合回路，起着传输电能的作用。起着传输电能的作用
5、。4.辅助设备辅助设备 辅助设备是用来实现对电路的控制、分配、保护及测量等作用的。辅助设备是用来实现对电路的控制、分配、保护及测量等作用的。辅助设备包括各种开关、熔断器及测量仪表等。辅助设备包括各种开关、熔断器及测量仪表等。最简单的电路实例是最简单的电路实例是图图1一一1所示的手电筒电路。为了便于对电路所示的手电筒电路。为了便于对电路进行分析和计算，常把实际元件加以近似化、理想化，在一定条件下进行分析和计算，常把实际元件加以近似化、理想化，在一定条件下忽略其次要性质，用足以表征其主要特征的忽略其次要性质，用足以表征其主要特征的“模模上一页 下一页返回第一节第一节 电路的组成电路的组成型型”来表
6、示，即用理想元件来表示。例如，来表示，即用理想元件来表示。例如，“电阻元件电阻元件”就是电阻器、就是电阻器、电烙铁、电炉等实际电路元件的理想元件，称为模型。因为在低频电电烙铁、电炉等实际电路元件的理想元件，称为模型。因为在低频电路中，这些实际元件所表现的主要特征是把电能转化为热能。用路中，这些实际元件所表现的主要特征是把电能转化为热能。用“电电阻元件阻元件”这样一个理想元件来反映消耗电能的特征。同样，在一定条这样一个理想元件来反映消耗电能的特征。同样，在一定条件下，件下，“电感元件电感元件”是线圈的理想元件，是线圈的理想元件，“电容元件电容元件”是电容器的理是电容器的理想元件。想元件。图图1一
7、一2是图是图1一一1所示实际电路的电路模型。所示实际电路的电路模型。上一页返回第二节第二节 电路的基本物理量电路的基本物理量研究电路的基本规律，首先应掌握电路中的基本物理量，电流、电压研究电路的基本规律，首先应掌握电路中的基本物理量，电流、电压和电功率。和电功率。一、电流一、电流 电流在实用上有两个含义电流在实用上有两个含义:第一，电流表示一种物理现象，即电荷第一，电流表示一种物理现象，即电荷有规则的运动就形成电流。第二，电流的大小用电流强度来表示，而有规则的运动就形成电流。第二，电流的大小用电流强度来表示，而电流强度是指在单位时间内通过导体截面积的电荷量，其单位是安培电流强度是指在单位时间内
8、通过导体截面积的电荷量，其单位是安培(库库/秒秒)，简称安，用大写字母，简称安，用大写字母A表示。但电流强度多简称电流。所以表示。但电流强度多简称电流。所以电流又代表一个物理量，这是电流的第二个含义。电流又代表一个物理量，这是电流的第二个含义。电流的真实方向和正方向是两个不同的概念，不能混淆。习惯上总电流的真实方向和正方向是两个不同的概念，不能混淆。习惯上总是把正电荷运动的方向，作为电流的方向，这就是电流的实际方向或是把正电荷运动的方向，作为电流的方向，这就是电流的实际方向或真实方向，它是客观存在，不能任意选择，在简单电路中，电流的实真实方向，它是客观存在，不能任意选择，在简单电路中，电流的实
9、际方向能通过电源或电压的极性很容易地确定下来。际方向能通过电源或电压的极性很容易地确定下来。下一页返回第二节第二节 电路的基本物理量电路的基本物理量 但是，在复杂直流电路中，某一段电路里的电流真实方向很难预先但是，在复杂直流电路中，某一段电路里的电流真实方向很难预先确定，在交流电路中，电流的大小和方向都是随时间变化的。这时，确定，在交流电路中，电流的大小和方向都是随时间变化的。这时，为了分析和计算电路的需要，引入了电流参考方向的概念，参考方向为了分析和计算电路的需要，引入了电流参考方向的概念，参考方向又叫假定正方向，简称正方向。又叫假定正方向，简称正方向。所谓正方向，就是在一段电路里，在电流两
10、种可能的真实方向中，所谓正方向，就是在一段电路里，在电流两种可能的真实方向中，任意选择一个作为参考方向任意选择一个作为参考方向(即假定正方向即假定正方向)。当实际的电流方向与假。当实际的电流方向与假定的正方向相同时，电流是正值定的正方向相同时，电流是正值;当实际的电流方向与假定正方向相当实际的电流方向与假定正方向相反时，电流就是负值。反时，电流就是负值。电流主要分为两类电流主要分为两类:一类为大小和方向均不随时间变化的电流为恒一类为大小和方向均不随时间变化的电流为恒定电流，简称直流定电流，简称直流(简写简写DC)，用大写字母，用大写字母1表示。另一类为大小和方表示。另一类为大小和方向均随时间变
11、化的电流为变化电流，用小写字母向均随时间变化的电流为变化电流，用小写字母i或或i(t)表示。其中一表示。其中一个周期内电流的平均值为零的变动电流称为交变电流，简称交流个周期内电流的平均值为零的变动电流称为交变电流，简称交流(简简写写AC)，也用，也用i表示。表示。上一页 下一页返回第二节第二节 电路的基本物理量电路的基本物理量 几种常见的电流波形如几种常见的电流波形如图图1一一3所示，图所示，图1一一3(a)为直流，图为直流，图1一一3(b),(c)为交流。为交流。在分析电路时，对复杂电路由于无法确定电流的实际方向，或电流在分析电路时，对复杂电路由于无法确定电流的实际方向，或电流的实际方向在不
12、断地变化，而引入了的实际方向在不断地变化，而引入了“参考方向参考方向”的概念。的概念。参考方向是一个假想的电流方向。在分析电路前，需先任意规定未参考方向是一个假想的电流方向。在分析电路前，需先任意规定未知电流的参考方向，并用实线箭头标于电路图上，如知电流的参考方向，并用实线箭头标于电路图上，如图图1一一4所示，图所示，图中方框表示一般二端元件。特别注意中方框表示一般二端元件。特别注意:图中实线箭头和电流符号图中实线箭头和电流符号i缺一缺一不可。不可。若计算结果若计算结果(或已知或已知)i0，则电流的实际方向与电流的参考方向一致，则电流的实际方向与电流的参考方向一致;若若i0时，该电压的时，该电
13、压的实际极性与所标的参考极性相同实际极性与所标的参考极性相同;当当u 0，所标参考极性与实际极，所标参考极性与实际极性相同。性相同。上一页 下一页返回第二节第二节 电路的基本物理量电路的基本物理量(2)图图1一一6(b),B点为高电位，因点为高电位，因u=一一12V 0，但图中没有标出参考极，但图中没有标出参考极性。性。当元件上的电流参考方向是从电压的参考高电位指向参考低电位时，当元件上的电流参考方向是从电压的参考高电位指向参考低电位时，称为关联参考方向，反之称为非关联参考方向，如称为关联参考方向，反之称为非关联参考方向，如图图1一一7所示。所示。三、电功率三、电功率 在物理学中，用电功率表示
14、消耗电能的快慢，电功率用尸表示，它在物理学中，用电功率表示消耗电能的快慢，电功率用尸表示，它的单位是的单位是Watt，符号是，符号是W。电流在单位时间内做的功叫做电功率。以。电流在单位时间内做的功叫做电功率。以灯泡为例，电功率越大，灯泡越亮。在电路分析中，通常用电流灯泡为例，电功率越大，灯泡越亮。在电路分析中，通常用电流i与与电压电压u的乘积来描述功率。的乘积来描述功率。在在u、i关联参考方向下，元件上吸收的功率定义为关联参考方向下，元件上吸收的功率定义为上一页 下一页返回第二节第二节 电路的基本物理量电路的基本物理量在在u、i非关联参考方向下，元件上吸收的功率为非关联参考方向下，元件上吸收的
15、功率为 不论不论u、i是否是关联参考方向，若是否是关联参考方向，若P0，则该元件吸收，则该元件吸收(或消耗或消耗)功率功率;若若P0，则该元件发出，则该元件发出(或供给或供给)功率。功率。以上有关元件功率的讨论同样适用于一段电路。以上有关元件功率的讨论同样适用于一段电路。例例1一一2试求试求图图1一一8电路中元件吸收的功率。电路中元件吸收的功率。解解(1)图图1一一8(a)，所选，所选u、i为关联参考方向，元件吸收的功率为关联参考方向，元件吸收的功率此时元件吸收功率一此时元件吸收功率一12W，即发出的功率为，即发出的功率为12W。上一页 下一页返回第二节第二节 电路的基本物理量电路的基本物理量
16、(2)图图1一一8(b)，所选，所选u、i为非关联参考方向，元件吸收的功率为非关联参考方向，元件吸收的功率此时元件吸收的功率为此时元件吸收的功率为15W。(3)图图1一一8(c)，所选，所选u、i为非关联参考方向，元件吸收的功率为非关联参考方向，元件吸收的功率此时元件发出的功率为此时元件发出的功率为8W。(4)图图1一一8(d)，所选，所选u、i为关联参考方向，元件吸收的功率为关联参考方向，元件吸收的功率此时元件吸收的功率为此时元件吸收的功率为30W。上一页 下一页返回第二节第二节 电路的基本物理量电路的基本物理量 以上所涉及的电压、电流和功率的单位都是国际单位制以上所涉及的电压、电流和功率的
17、单位都是国际单位制(SI)的主单位，的主单位，在实际应用中，还有辅助单位。辅助单位的部分常用词头见在实际应用中，还有辅助单位。辅助单位的部分常用词头见表表1一一1.上一页返回第三节第三节 电路的基本元件电路的基本元件一、电阻一、电阻 1.电阻和电阻元件电阻和电阻元件 导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻。在物理学中，用电阻导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻。在物理学中，用电阻(resistance)来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体
18、，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种性质。导体的电阻通常用字母是导体本身的一种性质。导体的电阻通常用字母R表示，电阻的单位表示，电阻的单位是欧姆是欧姆(ohm)，简称欧，符号是，简称欧，符号是。比较大的单位有千欧。比较大的单位有千欧(k)、兆欧、兆欧(M )(兆兆=百万，即百万，即100万万)。电阻器简称电阻电阻器简称电阻(Resistor，通常用，通常用“R”表示表示)是所有电子电路中是所有电子电路中使用最多的元件。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是使用最多的元件。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压分一个耗能元件，
19、电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压分流的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。流的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件的总称，如电炉、白炽电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件的总称，如电炉、白炽灯、电阻器等。灯、电阻器等。下一页返回第三节第三节 电路的基本元件电路的基本元件2.电导电导 表述导体导电性能的物理量。导体的电阻越小，电导就越大。电导表述导体导电性能的物理量。导体的电阻越小，电导就越大。电导是表征材料的导电能力的一个参数，用符号是表征材料的导电能力的一个参数，用符号G表示。表示。电导的单位是西门子电导的单位是西门
20、子(S)，简称西。，简称西。3.电阻元件上电压、电流关系电阻元件上电压、电流关系1827年德国科学家欧姆总结出年德国科学家欧姆总结出:施加于电阻元件上的电压与通过它的施加于电阻元件上的电压与通过它的电流成正比。电流成正比。图图1一一9所示电路，所示电路，u、i为关联参考方向，其伏安关系为为关联参考方向，其伏安关系为上一页 下一页返回第三节第三节 电路的基本元件电路的基本元件若若u、i为非关联参考方向，则伏安关系为为非关联参考方向，则伏安关系为在任何时刻，两端电压与其电流的关系都服从欧姆定律的电阻元件称在任何时刻，两端电压与其电流的关系都服从欧姆定律的电阻元件称为线性电阻元件。线性电阻元件的伏安
21、特性是一条通过坐标原点的直为线性电阻元件。线性电阻元件的伏安特性是一条通过坐标原点的直线线(R是常数是常数)，如，如图图1一一10所示。非线性电阻元件的伏安特性是一条曲所示。非线性电阻元件的伏安特性是一条曲线，线，图图1一一11所示的曲线为二极管的伏安特性。所示的曲线为二极管的伏安特性。对于接在电路对于接在电路a,b两点间的电阻两点间的电阻R而言，若而言，若R=0时，称时，称a,b两点短路两点短路;若若R时，称时，称a,b两点开路。两点开路。4.电阻元件上的功率电阻元件上的功率若若u,i为关联参考方向，则电阻为关联参考方向，则电阻R上消耗的功率为上消耗的功率为上一页 下一页返回第三节第三节 电
22、路的基本元件电路的基本元件若若u、i为非关联参考方向，则为非关联参考方向，则可见，可见，P0，说明电阻总是消耗，说明电阻总是消耗(吸收吸收)功率，而与其上的电流、电压功率，而与其上的电流、电压极性无关。极性无关。例例1一一3电路如图电路如图1一一9所示，已知电阻所示，已知电阻R吸收功率为吸收功率为3W,i=一一1A。求。求电压电压u及电阻及电阻R的值。的值。解由于解由于u、i为关联参考方向，由式为关联参考方向，由式(1-8)可得可得所以，所以，u的实际方向与参考方向相反。的实际方向与参考方向相反。上一页 下一页返回第三节第三节 电路的基本元件电路的基本元件二、电压源二、电压源 电压源就是给定的
23、电压，随着负载增大，电流增大，理想状态下电电压源就是给定的电压，随着负载增大，电流增大，理想状态下电压不变，实际会在传送路径上消耗，负载增大，消耗增多。电压源是压不变，实际会在传送路径上消耗，负载增大，消耗增多。电压源是实际电源实际电源(如干电池、蓄电池等如干电池、蓄电池等)的一种抽象。的一种抽象。电压源的内阻相对负载阻抗很小，负载阻抗波动不会改变电压高低。电压源的内阻相对负载阻抗很小，负载阻抗波动不会改变电压高低。在电压源回路中串联电阻才有意义，并联在电压源的电阻因为它不能在电压源回路中串联电阻才有意义，并联在电压源的电阻因为它不能(改变负载的电流，也不能改变负载上的电压，这个电阻在原理图上
24、改变负载的电流，也不能改变负载上的电压，这个电阻在原理图上是多余的，应删去。负载阻抗只有串联在电压源回路中才有意义，与是多余的，应删去。负载阻抗只有串联在电压源回路中才有意义，与内阻是分压关系。内阻是分压关系。电压源是一个理想元件，因为它能为外电路提供一定的能量，所以又电压源是一个理想元件，因为它能为外电路提供一定的能量，所以又叫有源元件。理想电压源的端电压与它的电流无关，其电压总保持为叫有源元件。理想电压源的端电压与它的电流无关，其电压总保持为某一常数或为某一给定的时间函数。某一常数或为某一给定的时间函数。上一页 下一页返回 本节内容仅涉及直流电压源本节内容仅涉及直流电压源(恒压源恒压源)，
25、其端电压用符号，其端电压用符号Us表示。电表示。电压源的图形符号及其伏安特性曲线如压源的图形符号及其伏安特性曲线如图图1一一12所示。其中，图所示。其中，图(a)中的中的“+”、“一一”号是号是Us的极性，图的极性，图(b)中的长线表示中的长线表示“+”极性，短线表极性，短线表示示“一一”极性。极性。电压源的连接如图电压源的连接如图1一一13所示。所示。图图1一一13电路进一步说明电路进一步说明:无论电源是无论电源是否有电流输出，否有电流输出，U=US，与，与1无关无关;1的大小由的大小由US及外电路共同决定。及外电路共同决定。三、电流源三、电流源 电流源也是实际电源电流源也是实际电源(如光电
26、池如光电池)的一种抽象。电流源给定的电流，的一种抽象。电流源给定的电流，此线路通电流为定值，与负载阻值没有关系。电流源的内阻相对负载此线路通电流为定值，与负载阻值没有关系。电流源的内阻相对负载阻抗很大，负载阻抗波动不会改变电流大小。在电流源回路中串联电阻抗很大，负载阻抗波动不会改变电流大小。在电流源回路中串联电阻无意义，因为它不会改变负载的电流，也不会改变负载上的电压。阻无意义，因为它不会改变负载的电流，也不会改变负载上的电压。在原理图上这类电阻应简化掉。负载阻抗只有并联在电流源上才有意在原理图上这类电阻应简化掉。负载阻抗只有并联在电流源上才有意义，与内阻是分流关系。义，与内阻是分流关系。第三
27、节第三节 电路的基本元件电路的基本元件上一页 下一页返回第三节第三节 电路的基本元件电路的基本元件由于内阻等多方面的原因，理想电流源在真实世界是不存在的，但这由于内阻等多方面的原因，理想电流源在真实世界是不存在的，但这样一个模型对于电路分析是十分有价值的。实际上，如果一个电流源样一个模型对于电路分析是十分有价值的。实际上，如果一个电流源在电压变化时，电流的动不明显，我们通常就假定它是一个理想电流在电压变化时，电流的动不明显，我们通常就假定它是一个理想电流源。源。本节内容仅涉及直流电流源本节内容仅涉及直流电流源(恒流源恒流源)，其输出电流用符号，其输出电流用符号Is表示。表示。电流源的图形符号及
28、其伏安特性曲线如电流源的图形符号及其伏安特性曲线如图图1一一14所示。箭头所指方向所示。箭头所指方向为为Is的方向。的方向。电流源具有凌口下两个特点电流源具有凌口下两个特点:上一页返回第四节第四节 电阻的连接方式电阻的连接方式实际电路中，常需要将多个电阻连接起来。一般分串联、并联和混联。实际电路中，常需要将多个电阻连接起来。一般分串联、并联和混联。一、电阻的串联一、电阻的串联 几个电阻依次相连，使电流只有一条通路，称为电阻的串联。几个电阻依次相连，使电流只有一条通路，称为电阻的串联。它是电流依次通过每一个组成元件的电路，所以串联电路的基本特它是电流依次通过每一个组成元件的电路，所以串联电路的基
29、本特征是只有一条支路，如征是只有一条支路，如图图1一一15所示。所示。电阻串联电路的特点有电阻串联电路的特点有:下一页返回第四节第四节 电阻的连接方式电阻的连接方式式式(1一一10)称为分压公式。由式可见，由于串联电路中各电阻上的电称为分压公式。由式可见，由于串联电路中各电阻上的电流相等，所以电阻越大，分得的电压也越大。流相等，所以电阻越大，分得的电压也越大。例例1-4图图1一一16所示电路为输出电压所示电路为输出电压U2可调的电路。设输人电压可调的电路。设输人电压U1=24V,R1=R2=0.3k,Rp可调电阻可调电阻(电位器电位器)的调节范围为的调节范围为05.1 k，求输出电压认的调节范
30、围。求输出电压认的调节范围。上一页 下一页返回第四节第四节 电阻的连接方式电阻的连接方式 解解R1、Rp、R2构成串联电路，当构成串联电路，当R，的滑动触点滑到最下端时，矶，的滑动触点滑到最下端时，矶最小，即最小，即当当Rp的滑动触头滑到最上端时，的滑动触头滑到最上端时，U2最大，即最大，即U2=所以，输出电压矶可在所以，输出电压矶可在1.26一一22.74V范围内连续调节。范围内连续调节。例例1一一5某万用表的表头内阻某万用表的表头内阻Rg=2k，满量程偏转电流，满量程偏转电流(以下简称满以下简称满偏电流偏电流)，Ig=50uA，现要构成，现要构成10V,250V的双量程电压表，如的双量程电
31、压表，如图图1一一17所示，试求与表头串联的分压电阻所示，试求与表头串联的分压电阻R1和和R2。解表头满量程电压为解表头满量程电压为上一页 下一页返回第四节第四节 电阻的连接方式电阻的连接方式 在量程为在量程为250V时，电压表的内阻时，电压表的内阻R=R2+R1+Rg=(4 800+198+2)k=5 000k=5 M。由此可见，电压表的内阻很大。显然电。由此可见，电压表的内阻很大。显然电压表内阻越大，电压表并联测量时，对电路影响越小，测量结果越准压表内阻越大，电压表并联测量时，对电路影响越小，测量结果越准确。确。上一页 下一页返回第四节第四节 电阻的连接方式电阻的连接方式 二、电阻的并联二
32、、电阻的并联 并联电路是指在电路中，所有电阻并联电路是指在电路中，所有电阻(或其他电子元件或其他电子元件)的输人端和输的输人端和输出端分别被连接在一起。不会受其他元件影响，几个电阻的一端连在出端分别被连接在一起。不会受其他元件影响，几个电阻的一端连在一点，另一端也连在一点，使各电阻承受相同电压。在并联电路中，一点，另一端也连在一点，使各电阻承受相同电压。在并联电路中，每一元件两端的电压每一元件两端的电压U都是相同的，流过每一元件的电流都是相同的，流过每一元件的电流In不同。不同。并联的优点并联的优点:可将一个用电器独立完成工作，适合于在马路两边的路可将一个用电器独立完成工作，适合于在马路两边的
33、路灯。灯。并联的缺点并联的缺点:并联电路各处电流加起来才等于总电流，由此可见，并联电路各处电流加起来才等于总电流，由此可见，并联电路中电流消耗大。并联电路中电流消耗大。如如图图1一一18所示。所示。电阻并联的特点有电阻并联的特点有:(1)总电流等于各电阻中电流之和。若有总电流等于各电阻中电流之和。若有n个电阻并联，即个电阻并联，即上一页 下一页返回第四节第四节 电阻的连接方式电阻的连接方式(2)各电阻两端的电压相等。各电阻两端的电压相等。(3)电路等效电阻电路等效电阻(总电阻总电阻)的倒数等于各电阻倒数之和。的倒数等于各电阻倒数之和。将式将式(1一一11)两边同除以两边同除以U，得，得对于两个
34、电阻的并联电路，则有对于两个电阻的并联电路，则有或简写为或简写为上一页 下一页返回第四节第四节 电阻的连接方式电阻的连接方式(4)各电阻分得的电流与电阻成反比。对于两个电阻的并联电路，则各电阻分得的电流与电阻成反比。对于两个电阻的并联电路，则有有 式式(1一一14)称为分流公式。由式可见，由于并联电路中各电阻两端电称为分流公式。由式可见，由于并联电路中各电阻两端电压相等，所以电阻越大，分得的电流越小。压相等，所以电阻越大，分得的电流越小。并联电路的特点并联电路的特点:上一页 下一页返回第四节第四节 电阻的连接方式电阻的连接方式 由于并联电路中，各电阻两端电压相等，所以，相同电压的电灯、由于并联
35、电路中，各电阻两端电压相等，所以，相同电压的电灯、电炉、电动机等用电设备均并联在电源两端。在并联电路中，某一用电炉、电动机等用电设备均并联在电源两端。在并联电路中，某一用电负载改变时，对其他并联的负载工作无影响。电负载改变时，对其他并联的负载工作无影响。例例1一一6某万用表的表头内阻某万用表的表头内阻Rg=2k，满偏电流，满偏电流Ig=50uA，若要，若要构成量程为构成量程为500mA的电流表，如的电流表，如图图1一一19所示，求分流电阻所示，求分流电阻R1.解解 要构成能测量要构成能测量500mA的电流表，需要在表头并联分流电阻的电流表，需要在表头并联分流电阻R 1应应使使500mA电流通过
36、电路时，表头刚好满偏，则通过分流电阻电流通过电路时，表头刚好满偏，则通过分流电阻R，的电，的电流为流为分流电阻两端的电压等于表头两端的电压，即分流电阻两端的电压等于表头两端的电压，即上一页 下一页返回第四节第四节 电阻的连接方式电阻的连接方式分流电阻为分流电阻为在量程为在量程为500mA时，电流表的内阻为时，电流表的内阻为 由此可见，电流表内阻很小。显然，电流表内阻越小，电流表串联由此可见，电流表内阻很小。显然，电流表内阻越小，电流表串联测量时，对电路影响越小，测量结果就越准确。测量时，对电路影响越小，测量结果就越准确。上一页 下一页返回第四节第四节 电阻的连接方式电阻的连接方式三、电阻的混联
37、三、电阻的混联电路里面有串联也有并联的就叫混联电路。电路里面有串联也有并联的就叫混联电路。混联电路的优点是可以单独使某个用电器工作或不工作。混联电路的优点是可以单独使某个用电器工作或不工作。混联电路的缺点是如果干路上有一个用电器损坏或断路会导致整个电混联电路的缺点是如果干路上有一个用电器损坏或断路会导致整个电路无效。路无效。例例1-7如如图图1一一20(a)所示，已知所示，已知U=120V,R1=100,R2=30,R3=10,R4=50。试求试求:等效电阻等效电阻RAB;电流电流I1、I2、,13;电压电压U2.解在分析混联电路时，必须分清哪些电阻串联，哪些电阻并联，然解在分析混联电路时，必
38、须分清哪些电阻串联，哪些电阻并联，然后画出等效电路，求出等效电阻。后画出等效电路，求出等效电阻。上一页 下一页返回第四节第四节 电阻的连接方式电阻的连接方式上一页返回第五节第五节 电功与电功率电功与电功率一、电功一、电功 水流可以做功，例如水流可以推动水轮机做功，电流也可以做功吗水流可以做功，例如水流可以推动水轮机做功，电流也可以做功吗?给小电动机通电，电动机转起来，可以把祛码提起。这个实验表明给小电动机通电，电动机转起来，可以把祛码提起。这个实验表明:电流是可以做功的。这时，一方面电动机消耗电能，同时祛码的机械电流是可以做功的。这时，一方面电动机消耗电能，同时祛码的机械能增加。所以，在电流通
39、过电动机做功的过程中，电能转化为机械能。能增加。所以，在电流通过电动机做功的过程中，电能转化为机械能。电流不仅通过电动机时做功，通过电灯、电炉等用电器时都要做功。电流不仅通过电动机时做功，通过电灯、电炉等用电器时都要做功。电流通过电炉时发热，电能转化为内能。电流通过电灯时，灯丝灼电流通过电炉时发热，电能转化为内能。电流通过电灯时，灯丝灼热发光，电能转化为内能热发光，电能转化为内能(俗称热能俗称热能)和光能。和光能。电流做功的时候，实际就是电能转化为其他形式能量的过程。电流电流做功的时候，实际就是电能转化为其他形式能量的过程。电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能量。做了多少功，就有多少
40、电能转化为其他形式的能量。电流通过负载所做的功称为电功。电流通过负载做的电功的数学式电流通过负载所做的功称为电功。电流通过负载做的电功的数学式为为下一页返回第五节第五节 电功与电功率电功与电功率式中式中W-电功或电能电功或电能(J);U-负载两端电压负载两端电压(V);I-流过负载的电流流过负载的电流(A);t电流通过的时间电流通过的时间(s)。二、电功率二、电功率单位时间所做的电功称为电功率，它是表示电流做功快慢的物理量，单位时间所做的电功称为电功率，它是表示电流做功快慢的物理量，用字母用字母P表示。表示。式中式中W,t,U、I、R的单位分别为的单位分别为J,s,V,A,，电功率的单位为瓦特
41、，电功率的单位为瓦特(W)，实用单位还有千实用单位还有千瓦瓦(kW)、毫瓦、毫瓦(mW)等。等。上一页 下一页返回第五节第五节 电功与电功率电功与电功率 电功电功(电能电能)的单位常用千瓦时的单位常用千瓦时(kWh)表示，它表示功率为表示，它表示功率为1kW的负载的负载通电通电1小时所消耗的电能，俗称小时所消耗的电能，俗称1度电。度电。三、电流的热效应三、电流的热效应 当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应。实践证明，电流通过导体所产生的热量和电流的叫做电流的热效应。实践证明，电流通过导体所产生的热量
42、和电流的平方，导体本身的电阻值以及电流通过的时间成正比，即平方，导体本身的电阻值以及电流通过的时间成正比，即式式(1一一17)确定的规律称为焦耳一楞次定律。确定的规律称为焦耳一楞次定律。上一页 下一页返回第五节第五节 电功与电功率电功与电功率 四、电气设备的额定值四、电气设备的额定值 电气设备在额定电流、电压、功率下工作时称为额定工作状态电气设备在额定电流、电压、功率下工作时称为额定工作状态(满满载状态载状态)，使用电气设备时应尽可能工作在额定状态，使用电气设备时应尽可能工作在额定状态;低于额定值的工低于额定值的工作状态称为轻载，这时效率降低，如负载是电动机，则将出力不足作状态称为轻载，这时效
43、率降低，如负载是电动机，则将出力不足;高于额定工作状态时称为过载，由于过载时电流过大，导致电气设备高于额定工作状态时称为过载，由于过载时电流过大，导致电气设备的寿命缩短或损坏。的寿命缩短或损坏。为了保证电气设备正常工作，规定了它们的额定电流为了保证电气设备正常工作，规定了它们的额定电流IN,额定电压额定电压UN和额定功率和额定功率PN。例如白炽灯上标有。例如白炽灯上标有220V,100W，表示额定电压为，表示额定电压为220V,额定功率为额定功率为100W，正常工作时，应接在，正常工作时，应接在220V的电源上，消耗的电源上，消耗的功率为的功率为100W。该白炽灯的电阻。该白炽灯的电阻 若接在
44、若接在380V的电源上，实际消耗的功率为的电源上，实际消耗的功率为 超过了白炽灯的额定值，超过了白炽灯的额定值，因而很快会烧断钨丝因而很快会烧断钨丝;若接在若接在110V的电源上，实际功率为的电源上，实际功率为这时白炽灯灯光微弱，工作状况不正常。这时白炽灯灯光微弱，工作状况不正常。上一页 下一页返回第五节第五节 电功与电功率电功与电功率 实验表明，用电器实际消耗的功率随着加在它两端的电压而改变，实验表明，用电器实际消耗的功率随着加在它两端的电压而改变，既然如此，我们就不能泛泛地说一个用电器的功率是多大，而要指明既然如此，我们就不能泛泛地说一个用电器的功率是多大，而要指明电压。用电器正常工作时的
45、电压叫做额定电压，用电器在额定电压下电压。用电器正常工作时的电压叫做额定电压，用电器在额定电压下的功率叫做额定功率。的功率叫做额定功率。例例1一一8某电阻器上标有某电阻器上标有1 W,100，求额定电流、电压。，求额定电流、电压。解电气设备铭牌上标的电流、电压、功率为额定值，有时只标出部解电气设备铭牌上标的电流、电压、功率为额定值，有时只标出部分额定值，其他额定值可计算出来。分额定值，其他额定值可计算出来。由式由式(1一一17)求得额定电流、额定电压分别为求得额定电流、额定电压分别为表示该电阻器两端承受的最高电压为表示该电阻器两端承受的最高电压为10V上一页 下一页返回第五节第五节 电功与电功
46、率电功与电功率 例例1-9某户的用电设备有某户的用电设备有220V,40W荧光灯荧光灯5盏，盏，220V,100W电视机电视机一台，一台，220V,800 W电阻炉一只。求总功率、总电流和一个月消耗的电阻炉一只。求总功率、总电流和一个月消耗的电能电能(每月按每月按30天、每日使用天、每日使用3h计算计算)。解总功率等于各用电设备功率之和，即解总功率等于各用电设备功率之和，即荧光灯组、电视机、电阻炉的电流分别为荧光灯组、电视机、电阻炉的电流分别为上一页 下一页返回第五节第五节 电功与电功率电功与电功率因为各用电设备额定电压都为因为各用电设备额定电压都为220V，所以它们相互并联，总电流为，所以它
47、们相互并联，总电流为或或一月消耗的电能为一月消耗的电能为上一页返回第六节第六节 电容电容 一、电容器和电容一、电容器和电容 电容器，顾名思义，是电容器，顾名思义，是“装电的容器装电的容器”，是一种容纳电荷的器件。，是一种容纳电荷的器件。英文名称英文名称:capacitor，用字母，用字母C表示。电容是电子设备中大量使用的表示。电容是电子设备中大量使用的电子元件之尸，广泛应用于隔直沫禺合，旁路，滤波，调谐回路，能电子元件之尸，广泛应用于隔直沫禺合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制电路等方量转换，控制电路等方.面。符号如面。符号如图图1一一21(a)所示。所示。电容是表征电容器容纳电荷的本领的
48、物理量，非导电体具有下述性电容是表征电容器容纳电荷的本领的物理量，非导电体具有下述性质质:当非导电体的两个相对表面保持某一电位差时当非导电体的两个相对表面保持某一电位差时(如在电容器中如在电容器中)，由，由于电荷移动的结果，能量便储存在该非导电体之中，如图于电荷移动的结果，能量便储存在该非导电体之中，如图1一一21(b)所所示。实验证明，电极上带的电荷量示。实验证明，电极上带的电荷量Q与电容器两端的电压与电容器两端的电压U成正比，成正比，即即式中式中C一比例常数，也称为电容量，简称电容。一比例常数，也称为电容量，简称电容。下一页返回第六节第六节 电容电容上式还可写成上式还可写成式中式中C一电容
49、一电容(F);Q一电极上带的电荷一电极上带的电荷(C);U-一两极间的电压一两极间的电压(V)。电容表示电容器储存电荷的能力。它是电容器的固有参数。它与极板电容表示电容器储存电荷的能力。它是电容器的固有参数。它与极板面积成正比，与两极板间距离成反比，同时与极板间的介质有关，而面积成正比，与两极板间距离成反比，同时与极板间的介质有关，而与电极上电荷和电压无关。电容的单位为法拉与电极上电荷和电压无关。电容的单位为法拉(F)。法拉单位太大，。法拉单位太大，实用单位有微法实用单位有微法(wF)、皮法、皮法(pF)。上一页 下一页返回第六节第六节 电容电容二、电容器的种类和主要参数二、电容器的种类和主要
50、参数 电容器的种类很多，按结构不同，可分为固定、可变、半可变电容电容器的种类很多，按结构不同，可分为固定、可变、半可变电容器器;按介质不同可分为纸质、云母、陶瓷、涤纶、玻璃釉、电解电容按介质不同可分为纸质、云母、陶瓷、涤纶、玻璃釉、电解电容器等。电解电容器有正负极，使用时正极接高电位，负极接低电位。器等。电解电容器有正负极，使用时正极接高电位，负极接低电位。电容器的主要参数如下电容器的主要参数如下:电容器型号的命名方法，例如电容器型号的命名方法，例如CD11，表示铝电解电容器，表示铝电解电容器，CC1一一1为为圆片瓷介电容器。圆片瓷介电容器。上一页 下一页返回第六节第六节 电容电容三、电容器的
