1、第章电的基本知第章电的基本知1243 35.概述概述.电的基本概念电的基本概念.电源的联接电源的联接.电阻的联接电阻的联接.电容器电容器下一页下一页返回返回第一章第一章 国际贸易概述国际贸易概述6793 810.电功率电功率.电路的基本定律和原理电路的基本定律和原理.戴维南定理戴维南定理.惠斯登电桥惠斯登电桥.电磁理论电磁理论上一页返回第一章第一章 国际贸易概述国际贸易概述1112313.电磁干扰的抑制电磁干扰的抑制.电气与电子技术的新发展电气与电子技术的新发展.小结小结上一页返回.概述概述电学是一门研究电的自然规律及其应用的科学。电能不但在工业、农业、电学是一门研究电的自然规律及其应用的科学
2、。电能不但在工业、农业、国防、科学技术等方面广泛应用，而且在人们的日常生活中应用也日趋国防、科学技术等方面广泛应用，而且在人们的日常生活中应用也日趋广泛。掌握电路的基础知识和基本技能，就能更好地运用电能和对机电广泛。掌握电路的基础知识和基本技能，就能更好地运用电能和对机电一体化设备的电气系统故障进行分析、诊断、排除、处理。当今汽车中一体化设备的电气系统故障进行分析、诊断、排除、处理。当今汽车中使用的电气系统是非常复杂的（如使用的电气系统是非常复杂的（如图图所示），出现的故障也是多所示），出现的故障也是多种多样的。然而，应用电路的基础知识和基本原理就可以简化并诊断电种多样的。然而，应用电路的基础
3、知识和基本原理就可以简化并诊断电气故障问题。在本章，将学习电路的基本知识和基本原理，由于磁和电气故障问题。在本章，将学习电路的基本知识和基本原理，由于磁和电是紧密联系的，本章也介绍电磁感应的原理。是紧密联系的，本章也介绍电磁感应的原理。返回.电的基本概念电的基本概念.电场电场两个物体间的相互作用，有两种情况：一种是由于直接接触而产生，另两个物体间的相互作用，有两种情况：一种是由于直接接触而产生，另一种是通过别的物质做媒介产生，二者必居其一。两个电荷发生相互作一种是通过别的物质做媒介产生，二者必居其一。两个电荷发生相互作用时，并没有直接接触，因此，它们间的相互作用一定是通过别的物质用时，并没有直
4、接接触，因此，它们间的相互作用一定是通过别的物质做媒介而发生的，这个特殊物质就是电场。电荷和它周围的电场是一个做媒介而发生的，这个特殊物质就是电场。电荷和它周围的电场是一个统一的整体。电荷的周围存在着电场。静止电荷所产生的电场，叫做静统一的整体。电荷的周围存在着电场。静止电荷所产生的电场，叫做静电场。电场具有两种重要特点：电场。电场具有两种重要特点：（）位于电场中的任何带电体都会受到电场的作用力。（）位于电场中的任何带电体都会受到电场的作用力。（）带电体在电场中受电场力移动时，电场要做功，这表明电场具有（）带电体在电场中受电场力移动时，电场要做功，这表明电场具有能量。能量。.电流电流下一页返回
5、.电的基本概念电的基本概念水往一定方向流动，称为水流。同理，电荷在电场力的作用下定向移动水往一定方向流动，称为水流。同理，电荷在电场力的作用下定向移动就形成电流。电流强度是衡量电流大小的物理量，电流的大小取决于一就形成电流。电流强度是衡量电流大小的物理量，电流的大小取决于一定时间内通过导体截面的电荷量的多少，并规定正电荷移动的方向为电定时间内通过导体截面的电荷量的多少，并规定正电荷移动的方向为电流强度的方向。流强度的方向。直流电，指大小和方向不随时间而变的电流，例如，干电池、蓄电池和直流电，指大小和方向不随时间而变的电流，例如，干电池、蓄电池和直流发电机所产生的电流。直流发电机所产生的电流。交
6、流电，指大小和方向都随着时间变化的电流，例如，交流发电机发出交流电，指大小和方向都随着时间变化的电流，例如，交流发电机发出的电流是交流电。的电流是交流电。电流强度的单位是安培，简称电流强度的单位是安培，简称“安安”，常用，常用“”表示。对于较小电流表示。对于较小电流称为称为“毫安毫安”，常用，常用“”表示。电流强度有时又简称为电流。表示。电流强度有时又简称为电流。.电压电压上一页 下一页返回.电的基本概念电的基本概念电压是正电荷和负电荷间的吸引力，当电路中某点有大量的电子而电路电压是正电荷和负电荷间的吸引力，当电路中某点有大量的电子而电路的另一点缺少电子时，造成了一个电动势差。在汽车中，蓄电池
7、或发电的另一点缺少电子时，造成了一个电动势差。在汽车中，蓄电池或发电机用于产生电压。电压的高低用伏特数表示。如果一个伏特计跨接汽车机用于产生电压。电压的高低用伏特数表示。如果一个伏特计跨接汽车蓄电池终端，它可指示出蓄电池终端，它可指示出.，这实际指示有，这实际指示有.的电位差，的电位差，在两个蓄电池终端间有在两个蓄电池终端间有.电压。电压。在在图图中，点到点间以及点和点间的电压电位是中，点到点间以及点和点间的电压电位是.，点和点间电位差是，并且伏特计指示。从常识可知，水管里点和点间电位差是，并且伏特计指示。从常识可知，水管里水流的形成，如果只有水是不行的，还必须有水位的不同或水压的作用。水流的
8、形成，如果只有水是不行的，还必须有水位的不同或水压的作用。上一页 下一页返回.电的基本概念电的基本概念同样原理，导体里电流的形成只靠导体中的自同样原理，导体里电流的形成只靠导体中的自由电子是不行的，还必须有电位的不同或电的压力（即电场力）的作用。由电子是不行的，还必须有电位的不同或电的压力（即电场力）的作用。这实际上是电场力推这实际上是电场力推动电荷定向运动，克服导体或负载的阻力而做的功，衡量电场力做功的动电荷定向运动，克服导体或负载的阻力而做的功，衡量电场力做功的物理量是电位和电压。物理量是电位和电压。（）电位电路中某点的电位是指电场力将单位正电荷从该点移动到（）电位电路中某点的电位是指电场
9、力将单位正电荷从该点移动到参考点（零电位点）所做的功。如参考点（零电位点）所做的功。如图图所示电位的高低与参考点的所示电位的高低与参考点的选择有关，电路中电位参考点选择不同，各点电位的数值也将不同，正选择有关，电路中电位参考点选择不同，各点电位的数值也将不同，正如我们测量山的高度一样。选择基准点不同，各点电位的数值也将不同，如我们测量山的高度一样。选择基准点不同，各点电位的数值也将不同，电位的参考点就是假定电位为零的一点，它是可以任意选择的，在电学电位的参考点就是假定电位为零的一点，它是可以任意选择的，在电学里常以电气设备外壳作为零电位的点，电位的概念很重要，在分析电子里常以电气设备外壳作为零
10、电位的点，电位的概念很重要，在分析电子电路时要经常用到。电路时要经常用到。上一页 下一页返回.电的基本概念电的基本概念（）电压促使物体内自由电子定向流动的作用力，称为电压。电路（）电压促使物体内自由电子定向流动的作用力，称为电压。电路中某两点间的电压，就是某两点间的电位差。它实际上是电场力将单位中某两点间的电压，就是某两点间的电位差。它实际上是电场力将单位正电荷从某点移动到另一点所做的功。电压的单位是正电荷从某点移动到另一点所做的功。电压的单位是“伏特伏特”，常用字，常用字母母“”表示。的电压可使电阻为表示。的电压可使电阻为的导线中通过的电流。的导线中通过的电流。电压的方向规定为电位降低的方向
11、，即从高电位指向低电位点，因为电电压的方向规定为电位降低的方向，即从高电位指向低电位点，因为电压是电位之差，所以电路中某两点间的电压大小，只跟该两点的位置有压是电位之差，所以电路中某两点间的电压大小，只跟该两点的位置有关，而与参考点的选择无关。为使电路中有持续不断的电流通过，就必关，而与参考点的选择无关。为使电路中有持续不断的电流通过，就必须在它的两端保持一定的电压。须在它的两端保持一定的电压。上一页 下一页返回.电的基本概念电的基本概念.电源电源能够使电路中持续电流不断通过，需要有干电池、蓄电池、发电机等来能够使电路中持续电流不断通过，需要有干电池、蓄电池、发电机等来提供电能，我们把化学能、
12、机械能等非电能转换成电能的装置，称为电提供电能，我们把化学能、机械能等非电能转换成电能的装置，称为电源。源。如如图图所示是一个简化了的电源示意图，虚线内是电源，是电源所示是一个简化了的电源示意图，虚线内是电源，是电源的正极，是电源的负极，是用电电器。电源外部的电路叫做外电路，的正极，是电源的负极，是用电电器。电源外部的电路叫做外电路，电源内部的电路叫做内电路。电源内部的电路叫做内电路。上一页 下一页返回.电的基本概念电的基本概念.电动势电动势电动势是指在电源内部产生推动电子流动的力量，常用字母表示，电电动势是指在电源内部产生推动电子流动的力量，常用字母表示，电场力从电源的正极将正电荷通过负载移
13、到电源的负极，这样正极的正电场力从电源的正极将正电荷通过负载移到电源的负极，这样正极的正电荷就会不断地和负极上负电荷中和，使电场减弱以至消失，但由于电路荷就会不断地和负极上负电荷中和，使电场减弱以至消失，但由于电路中电源的作用，又把正电荷从负极搬到了正极，保持了电源正、负极之中电源的作用，又把正电荷从负极搬到了正极，保持了电源正、负极之间的电位差（电压）间的电位差（电压）即保持了电场在电路中的作用。那么，电源内部是即保持了电场在电路中的作用。那么，电源内部是靠什么力把正电荷从负极移向正极的呢？因为正电荷逆着电场方向移送靠什么力把正电荷从负极移向正极的呢？因为正电荷逆着电场方向移送的，显然不可能
14、是电场力，因此我们把这种力叫做非静电力，不同电源的，显然不可能是电场力，因此我们把这种力叫做非静电力，不同电源的非静电力来源是不同的，如干电池、蓄电池的非静电力来自化学作用，的非静电力来源是不同的，如干电池、蓄电池的非静电力来自化学作用，发电机的非静电力来自电磁作用。发电机的非静电力来自电磁作用。上一页 下一页返回.电的基本概念电的基本概念在具体电路中，电动势的作用是把已从电源的正极经灯泡移动到电源负在具体电路中，电动势的作用是把已从电源的正极经灯泡移动到电源负极（电场力的作用）极（电场力的作用）的正电荷，从电源的负极经电源的内部移动到电源的正电荷，从电源的负极经电源的内部移动到电源的正极去以
15、保持电源两端的电压，使电路有连续不断的电流流通，如水的正极去以保持电源两端的电压，使电路有连续不断的电流流通，如水路中的水泵把水从低处不断送到高处，以保水压，使水流不断。电动势路中的水泵把水从低处不断送到高处，以保水压，使水流不断。电动势是电源力移动单位正电荷所做的功，其作用方向与电场力相反，所以电是电源力移动单位正电荷所做的功，其作用方向与电场力相反，所以电动势的方向规定为沿电源内部从低电位点（负极）指向高电位点（正动势的方向规定为沿电源内部从低电位点（负极）指向高电位点（正极），即表示电位升高的方向。极），即表示电位升高的方向。在图所示电路中，开关接通时整个电路的物理过程是：在图所示电路中
16、，开关接通时整个电路的物理过程是：上一页 下一页返回.电的基本概念电的基本概念在电源内部（内电路）电源力克服电场力把正电荷从低电位的负极推到在电源内部（内电路）电源力克服电场力把正电荷从低电位的负极推到高电位的正极而做功，即把非电能转换为电能，在电源外部（外电路）高电位的正极而做功，即把非电能转换为电能，在电源外部（外电路）电场力克服负载（这里指灯泡）电场力克服负载（这里指灯泡）的阻力把正电荷从高电位移动到低电位的阻力把正电荷从高电位移动到低电位而做功，即把电能转换为非电能（这里指光能和热能）。只有当电路中而做功，即把电能转换为非电能（这里指光能和热能）。只有当电路中有电流流动时才能实现能量的
17、传输和转换。有电流流动时才能实现能量的传输和转换。.电阻电阻导体对电流起阻碍作用的能力称为电阻，任何导体都有电阻，电阻用导体对电流起阻碍作用的能力称为电阻，任何导体都有电阻，电阻用表示。电阻的单位为欧姆，用表示。电阻的单位为欧姆，用表示，导体的电阻取决于导体材料的物表示，导体的电阻取决于导体材料的物理性质、几何尺寸和导体的温度等因素。在金属材料中铜和铝的电阻率理性质、几何尺寸和导体的温度等因素。在金属材料中铜和铝的电阻率较小，是最好的导电材料，应用广泛；较小，是最好的导电材料，应用广泛；上一页 下一页返回.电的基本概念电的基本概念而绝缘体材料中的云母、电木、绝缘纸、橡胶、塑料、瓷等电阻率最大，
18、而绝缘体材料中的云母、电木、绝缘纸、橡胶、塑料、瓷等电阻率最大，应用于绝缘电的材料。导体的电阻与其长度成正比，与其横截面积成反应用于绝缘电的材料。导体的电阻与其长度成正比，与其横截面积成反比。利用不同电阻率材料制成不同规格的电阻器，利用电阻器可以调节比。利用不同电阻率材料制成不同规格的电阻器，利用电阻器可以调节电路中的电流和电压。电路中的电流和电压。一个完整的电路由如下部分组成：一个完整的电路由如下部分组成：电源；电源；负载；负载；控制开关；控制开关；连接导线。电路中的任何工作设备都有电阻，例如灯泡、电动机、继电连接导线。电路中的任何工作设备都有电阻，例如灯泡、电动机、继电器、线圈或其他负载元
19、件等。器、线圈或其他负载元件等。在电路中可能存在不必要的电阻，这可能存在于被腐蚀的连线或断开的在电路中可能存在不必要的电阻，这可能存在于被腐蚀的连线或断开的导体中。不必要的电阻会造成负载元件运行效率降低或者根本不能工作。导体中。不必要的电阻会造成负载元件运行效率降低或者根本不能工作。电阻对电路的影响有：电阻对电路的影响有：当电流经过电阻时电压始终降低；当电流经过电阻时电压始终降低；电阻的电阻的增加造成电流的降低；增加造成电流的降低；所有电阻在某种程度上将电能转换成热能。所有电阻在某种程度上将电能转换成热能。上一页返回.电源的联接电源的联接在实际工作中，单个电源的电动势和额定电流有时不能满足工作
20、需要，在实际工作中，单个电源的电动势和额定电流有时不能满足工作需要，这时，可将单个电池连接起来，得到不同的效果，连接的方法有串联、这时，可将单个电池连接起来，得到不同的效果，连接的方法有串联、并联、混联三种方法。并联、混联三种方法。.电源的串联电源的串联将甲电池的正极接到乙电池的负极，将乙电池的正极接丙电池的负极，将甲电池的正极接到乙电池的负极，将乙电池的正极接丙电池的负极，依此类推将几个电池的异极联接起来，最后两端各留一极，这就是电源依此类推将几个电池的异极联接起来，最后两端各留一极，这就是电源的串联。电池串联后总电动势（或电压）的串联。电池串联后总电动势（或电压）等于各单个电池的电动势（或
21、等于各单个电池的电动势（或电压）的总和。如电压）的总和。如图图所示。所示。下一页返回.电源的联接电源的联接如要想获得较高电压时，可将几只电池串联成一电池组，不过有一个前如要想获得较高电压时，可将几只电池串联成一电池组，不过有一个前提条件，那就是串联的每个电池的电压必须是相等的，例如和提条件，那就是串联的每个电池的电压必须是相等的，例如和，要么全是、要么全是，不能是一个是、一个是，要么全是、要么全是，不能是一个是、一个是混合。电源串联后，电压会增高。混合。电源串联后，电压会增高。.电源的并联电源的并联若把几个电池的正极与正极相接、负极与负极相接，这种同极联接的方若把几个电池的正极与正极相接、负极
22、与负极相接，这种同极联接的方法，称为电源的并联。如法，称为电源的并联。如图图所示。所示。电池并联后，电动势或电压不变，即总电动势或电压等于各单个电池的电池并联后，电动势或电压不变，即总电动势或电压等于各单个电池的电动势或电压，总电流等于各单个电池供给电流之和，因此，如需要较电动势或电压，总电流等于各单个电池供给电流之和，因此，如需要较大电流时，可将几个单电池并联起来以获得较大的电流。大电流时，可将几个单电池并联起来以获得较大的电流。上一页 下一页返回.电源的联接电源的联接但应注意两个电源的电动势不同时，不能进行并联，如的电池不但应注意两个电源的电动势不同时，不能进行并联，如的电池不能和的电池并
23、联，否则在两个电源之间构成的回路中将会产生很大能和的电池并联，否则在两个电源之间构成的回路中将会产生很大的电流，使电源设备损坏。的电流，使电源设备损坏。.电源的混联电源的混联将几只电池串联起来成为一组，然后再将几个同样的串联电池组并联起将几只电池串联起来成为一组，然后再将几个同样的串联电池组并联起来，这样的联接方法叫做混联。电池混联适用于负载的工作电压和电流来，这样的联接方法叫做混联。电池混联适用于负载的工作电压和电流都超过了单个电池的额定值的情况，电池混联后总电动势加大了，总额都超过了单个电池的额定值的情况，电池混联后总电动势加大了，总额定电流也加大了。混合联接如定电流也加大了。混合联接如图
24、图所示。所示。上一页返回.电阻的联接电阻的联接.电阻的串联电阻的串联把几个电阻首尾依次成串的联接起来，中间没有分岔，使电流只有一个把几个电阻首尾依次成串的联接起来，中间没有分岔，使电流只有一个通路，这样的联接方法叫做电阻的串联，如通路，这样的联接方法叫做电阻的串联，如图图所示。所示。电阻串联后，有如下特征：电阻串联后，有如下特征：（）在串联电路中流过各电阻的电流相同；（）在串联电路中流过各电阻的电流相同；（）在串联电路中总电压等于各部分的电压之和；（）在串联电路中总电压等于各部分的电压之和；（）总电阻增大，总电阻等于各个电阻之和；（）总电阻增大，总电阻等于各个电阻之和；（）串联电阻可以用一个等
25、效电阻来代替，等效电阻等于各串联电阻（）串联电阻可以用一个等效电阻来代替，等效电阻等于各串联电阻之和。之和。下一页返回.电阻的联接电阻的联接电阻串联的应用较为广泛，例如两盏相同的的灯泡可以串联起电阻串联的应用较为广泛，例如两盏相同的的灯泡可以串联起来接到的电源上使用，当负载的额定电压低于电源电压时，可来接到的电源上使用，当负载的额定电压低于电源电压时，可以串联一个电阻，降低一部分电压，以满足负载接入电源使用的需要，以串联一个电阻，降低一部分电压，以满足负载接入电源使用的需要，在必要时可以利用串联电阻的方法调节或限制电路中的电流。在必要时可以利用串联电阻的方法调节或限制电路中的电流。另外在电工测
26、量中还广泛使用串联电阻的方法来扩大电表的电压量程。另外在电工测量中还广泛使用串联电阻的方法来扩大电表的电压量程。.电阻的并联电阻的并联将几个电阻的首端和尾端分别连接在两个节点之间使电流有几个通路，将几个电阻的首端和尾端分别连接在两个节点之间使电流有几个通路，每个电阻承受同一个电压，这样的联接方法叫电阻的并联。如每个电阻承受同一个电压，这样的联接方法叫电阻的并联。如图图所示。电阻并联后，有如下特征：所示。电阻并联后，有如下特征：（）总电阻减小，总电阻的倒数等于各个电阻倒数的总和；（）总电阻减小，总电阻的倒数等于各个电阻倒数的总和；（）几个电阻并联，各电阻两端所承受的电压相同；（）几个电阻并联，各
27、电阻两端所承受的电压相同；上一页 下一页返回.电阻的联接电阻的联接（）并联电路中的总电流等于各支路电流之和。（）并联电路中的总电流等于各支路电流之和。负载一般都有一定的额定电压，当负载并联运行时，它们处于同一电压负载一般都有一定的额定电压，当负载并联运行时，它们处于同一电压之下，任何负载的工作情况不受其他负载的影响，这是负载并联的一个之下，任何负载的工作情况不受其他负载的影响，这是负载并联的一个显著优点。显著优点。.电阻的混联电阻的混联电路中的电阻除了串联和并联外，有时还出现有串联又有并联的情况，电路中的电阻除了串联和并联外，有时还出现有串联又有并联的情况，这叫做电阻的混联，如这叫做电阻的混联
28、，如图图所示。所示。图中与是串联的，串联后又与并联，最后再与串联，图中与是串联的，串联后又与并联，最后再与串联，在计算混联电路的总电阻时，可以采用电阻逐步合并的办法，可以先计在计算混联电路的总电阻时，可以采用电阻逐步合并的办法，可以先计算和的串联电阻，然后再与并联计算，最后将求得的并联算和的串联电阻，然后再与并联计算，最后将求得的并联电阻与串联，计算出该电路的总电阻。电阻与串联，计算出该电路的总电阻。上一页返回.电容器电容器任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）就构成一个电容器。就构成一个电容器。电容器是一种储存电荷和电能的器件。电容（或电容量
29、）指的是在给定电容器是一种储存电荷和电能的器件。电容（或电容量）指的是在给定电压下储存的电荷量，记为，国际单位是法拉（）。工程技术上还电压下储存的电荷量，记为，国际单位是法拉（）。工程技术上还用微法（用微法（）、纳法（）、纳法（）和皮法（）和皮法（）等单位。法拉（）等单位。法拉（）微法（微法（）纳法（）皮法（）。）纳法（）皮法（）。电容器有时简称为电容，在电路中用字母表示。电容器有时简称为电容，在电路中用字母表示。在实际使用电容器时，有时会遇到电容器的电容不够或耐压能力不够的在实际使用电容器时，有时会遇到电容器的电容不够或耐压能力不够的问题，这就需要把几个电容器连接起来使用。电容器的耐压能力是
30、指电问题，这就需要把几个电容器连接起来使用。电容器的耐压能力是指电容器正常工作时承受电压的能力。一般来讲，电容器的击穿电压高，它容器正常工作时承受电压的能力。一般来讲，电容器的击穿电压高，它的耐压能力也就大。电容器连接的基本方法有串联和并联两种。的耐压能力也就大。电容器连接的基本方法有串联和并联两种。下一页返回.电容器电容器.电容器的串联电容器的串联把几个电容器的电极首尾相接，连成一串，这就是电容器的串联。把几个电容器的电极首尾相接，连成一串，这就是电容器的串联。图图所示是电容分别为、的三个电容器的串联。所示是电容分别为、的三个电容器的串联。当电路两端加电压后，电容两极板带的电量分别为和，由于
31、当电路两端加电压后，电容两极板带的电量分别为和，由于静电感应，中间各极板所带的电量也等于或，所以串联时每个静电感应，中间各极板所带的电量也等于或，所以串联时每个电容器带的电量都是。如果各个电容器的电压分别为、电容器带的电量都是。如果各个电容器的电压分别为、，就有，就有上一页 下一页返回.电容器电容器由于总电压等于各个电容器上的电压之和，所以，由于总电压等于各个电容器上的电压之和，所以，设串联电容器的总电容为，则设串联电容器的总电容为，则/，所以，所以，这就是说，串联电容器的总电容的倒数等于各个电容器的电容的倒数之这就是说，串联电容器的总电容的倒数等于各个电容器的电容的倒数之和。电容器串联之后，
32、相当于增大了两极的距离，因此总电容小于每个和。电容器串联之后，相当于增大了两极的距离，因此总电容小于每个电容器的电容。电容器的电容。上一页 下一页返回.电容器电容器.电容器的并联电容器的并联把几个电容器的正极、负极分别连在一起，这就是电容器的并联。把几个电容器的正极、负极分别连在一起，这就是电容器的并联。图图是电容分别为是电容分别为、的三个电容器的并联。、的三个电容器的并联。当电路两端加电压后，电容两极板带的电量分别为和，由于当电路两端加电压后，电容两极板带的电量分别为和，由于静电感应，中间各极板所带的电量也等于或，所以串联时每个静电感应，中间各极板所带的电量也等于或，所以串联时每个电容器带的
33、电量都是。如果各个电容器的电压分别为电容器带的电量都是。如果各个电容器的电压分别为、，就有就有上一页 下一页返回.电容器电容器由于总电压等于各个电容器上的电压之和，所以，由于总电压等于各个电容器上的电压之和，所以，设串联电容器的总电容为，则设串联电容器的总电容为，则/，所以，所以，这就是说，串联电容器的总电容的倒数等于各个电容器的电容的倒数之这就是说，串联电容器的总电容的倒数等于各个电容器的电容的倒数之和。电容器串联之后，相当于增大了两极的距离，因此总电容小于每个和。电容器串联之后，相当于增大了两极的距离，因此总电容小于每个电容器的电容。电容器的电容。上一页 下一页返回.电容器电容器这就是说，
34、串联电容器的总电容的倒数等于各个电容器的电容的倒数之这就是说，串联电容器的总电容的倒数等于各个电容器的电容的倒数之和。电容器串联之后，相当于增大了两极的距离，因此总电容小于每个和。电容器串联之后，相当于增大了两极的距离，因此总电容小于每个电容器的电容。电容器的电容。把并联好的电容器接到电动势为的电源上，每个电容器的电压都是。把并联好的电容器接到电动势为的电源上，每个电容器的电压都是。如果各个电容器所带的电量分别为如果各个电容器所带的电量分别为、，那么，那么，。由于电容器组储存的总电量等于各个电。由于电容器组储存的总电量等于各个电容器所带电量之和，所以，容器所带电量之和，所以，上一页 下一页返回
35、.电容器电容器设并联电容器的总电容为，则，所以，设并联电容器的总电容为，则，所以，这就是说，并联电容器的总电容等于各个电容器的电容之和。电容器并这就是说，并联电容器的总电容等于各个电容器的电容之和。电容器并联之后，相当于增大了两极的面积，因此总电容大于每个电容器的电容。联之后，相当于增大了两极的面积，因此总电容大于每个电容器的电容。可以看出，电容器串联后，电容减小了，但耐压能力提高了，所以要承可以看出，电容器串联后，电容减小了，但耐压能力提高了，所以要承受较高的电压时，可以把电容器串联起来；电容器并联后，电容增大了，受较高的电压时，可以把电容器串联起来；电容器并联后，电容增大了，耐压能力没有提
36、高，所以在需要大电容时，可以把电容器并联起来。耐压能力没有提高，所以在需要大电容时，可以把电容器并联起来。上一页返回.电功率电功率电流通过电动机带动机器工作，电流通过电炉产生大量的热，电流通过电流通过电动机带动机器工作，电流通过电炉产生大量的热，电流通过电灯使它发光等例子，都说明了电流做了功。在单位时间内电流所做的电灯使它发光等例子，都说明了电流做了功。在单位时间内电流所做的功叫做电功率。功叫做电功率。返回.电路的基本定律和原理电路的基本定律和原理.欧姆定律欧姆定律欧姆定律分为两个部分：部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律。欧姆定律分为两个部分：部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律。.部分电路欧姆定律
37、部分电路欧姆定律如如图图所示表示部分电路，图中是部分电路的电阻。对于一段所示表示部分电路，图中是部分电路的电阻。对于一段通电电路，流过其中的电流与这段电路两端的电压成正比，而与这段电通电电路，流过其中的电流与这段电路两端的电压成正比，而与这段电路的电阻成反比，这个关系叫做欧姆定律。路的电阻成反比，这个关系叫做欧姆定律。用公式表示为：用公式表示为：/，式中：式中：电流；电流；电压；电压；电阻。电阻。下一页返回.电路的基本定律和原理电路的基本定律和原理当已知电压和电阻时，应用上式可求出电流。如将上式加以适当变化还当已知电压和电阻时，应用上式可求出电流。如将上式加以适当变化还可得，它表示电流流过电阻
38、时所产生的电位降低称为电阻压降，可得，它表示电流流过电阻时所产生的电位降低称为电阻压降，已知电流和电阻时，应用该式可求出电压；而当已知电压和电流时又可已知电流和电阻时，应用该式可求出电压；而当已知电压和电流时又可以从求出电阻。部分电路的欧姆定律，反映了部分电路中电以从求出电阻。部分电路的欧姆定律，反映了部分电路中电压、电流和电阻的相互关系，它是分析和计算部分电路的主要依据。压、电流和电阻的相互关系，它是分析和计算部分电路的主要依据。.全电路的欧姆定律全电路的欧姆定律如如图图所示是一全电路图，它由负载、电源、导线组成，当开关所示是一全电路图，它由负载、电源、导线组成，当开关接通时，电流流过电阻，
39、在外电路负载电阻上的电阻压降为接通时，电流流过电阻，在外电路负载电阻上的电阻压降为，在闭合电路中电位的升高应该等于电位的降低，即电动势应该等于，在闭合电路中电位的升高应该等于电位的降低，即电动势应该等于所有电压降之和。所有电压降之和。上一页 下一页返回.电路的基本定律和原理电路的基本定律和原理全电路欧姆定律可表述为：在闭合电路中，电流量值等于该电路中的电全电路欧姆定律可表述为：在闭合电路中，电流量值等于该电路中的电动势除以整个电路的总电阻。也就是说，在闭合回路中，电流的大小与动势除以整个电路的总电阻。也就是说，在闭合回路中，电流的大小与电源的电动势成正比，而与整个电路的电阻成反比。即电源的电动
40、势成正比，而与整个电路的电阻成反比。即中：中：内阻压降；内阻压降；路端电压。路端电压。令，则令，则上一页 下一页返回.电路的基本定律和原理电路的基本定律和原理该式表明电源两端的电压，要随电流的增大而下降，这是由于电源内该式表明电源两端的电压，要随电流的增大而下降，这是由于电源内阻压降所造成的，因为电流愈大，电源内阻压降阻压降所造成的，因为电流愈大，电源内阻压降也越大，所以电也越大，所以电源两端输出的电压就越低。电源都有内阻，内阻越大，电源输出电压源两端输出的电压就越低。电源都有内阻，内阻越大，电源输出电压随电流的变化也越大。随电流的变化也越大。.基尔霍夫定律基尔霍夫定律电路是由元件相互连接而成
41、的，当电路只有一个电源且电路元件仅有串、电路是由元件相互连接而成的，当电路只有一个电源且电路元件仅有串、并联关系时，电路的电流电压的计算可以根据欧姆定律求出。而在电子并联关系时，电路的电流电压的计算可以根据欧姆定律求出。而在电子或电力线路中，常常会遇到含有两个以上电源组成的多回路电路，它们或电力线路中，常常会遇到含有两个以上电源组成的多回路电路，它们不能运用电阻串、并联的计算方法将电路化简为无分支的单回路电路，不能运用电阻串、并联的计算方法将电路化简为无分支的单回路电路，这种电路较为复杂，只有用基尔霍夫定律从电路连接方面阐明电路的电这种电路较为复杂，只有用基尔霍夫定律从电路连接方面阐明电路的电
42、流、电压应遵循的约束关系，它是分析复杂电路的基本依据之一。流、电压应遵循的约束关系，它是分析复杂电路的基本依据之一。上一页 下一页返回.电路的基本定律和原理电路的基本定律和原理基尔霍夫定律包括节点电流定律和回路电压定律，它与元件的性质无关，基尔霍夫定律包括节点电流定律和回路电压定律，它与元件的性质无关，适用于分析任何集中参数的电路。基尔霍夫电流定律描述电路中各电流适用于分析任何集中参数的电路。基尔霍夫电流定律描述电路中各电流之间的关系，基尔霍夫定律是求解线性电路的基本定律。之间的关系，基尔霍夫定律是求解线性电路的基本定律。.基尔霍夫第一定律基尔霍夫第一定律节点电流定律（）节点电流定律（）基尔霍
43、夫电流定律确定了电路节点处各支路电流的关系。定律可表述为：基尔霍夫电流定律确定了电路节点处各支路电流的关系。定律可表述为：在任一时刻，对电路中的任一节点，流入节点的电流之和等于流出该节在任一时刻，对电路中的任一节点，流入节点的电流之和等于流出该节点电流之和，或指汇集任一节点的各支路电流的代数和等于零。其数学点电流之和，或指汇集任一节点的各支路电流的代数和等于零。其数学表达式为：表达式为：入入出，或出，或。上一页 下一页返回.电路的基本定律和原理电路的基本定律和原理如如图图所示，支路是指电路中的每一个二端元件，也可定义为电所示，支路是指电路中的每一个二端元件，也可定义为电路中每一个电流的通路。节
44、点是指电路中三条或三条以上支路的连接点。路中每一个电流的通路。节点是指电路中三条或三条以上支路的连接点。回路是指电路中的任何一个闭合路径。网孔是指无分支的回路，又叫独回路是指电路中的任何一个闭合路径。网孔是指无分支的回路，又叫独立回路。立回路。定律的基本原理来自于电流的连续性，即电路中任一节点，在任定律的基本原理来自于电流的连续性，即电路中任一节点，在任一时刻均不能堆积电荷，因此节点处流入的电流必然等于流出的电流，一时刻均不能堆积电荷，因此节点处流入的电流必然等于流出的电流，该定律可以推广应用于任意假定的封闭面。其解题步骤为：该定律可以推广应用于任意假定的封闭面。其解题步骤为：（）列出方程，首
45、先假定未知电流的参考方向。（）列出方程，首先假定未知电流的参考方向。（）列出方程时，通常规定流入节点的电流为正，流出节点的（）列出方程时，通常规定流入节点的电流为正，流出节点的电流为负。电流为负。（）对于广义节点，流进封闭面的电流应等于从封闭面流出的电流。（）对于广义节点，流进封闭面的电流应等于从封闭面流出的电流。上一页 下一页返回.电路的基本定律和原理电路的基本定律和原理基尔霍夫定律解题要点：基尔霍夫定律解题要点：（）基尔霍夫定律适用于任何集中参数电路，与电路元件性质无关。（）基尔霍夫定律适用于任何集中参数电路，与电路元件性质无关。（）列出方程时，支路电流的参考方向可任意选定，但只有（）列出
46、方程时，支路电流的参考方向可任意选定，但只有个节点电流方程是独立的，如用个节点电流方程是独立的，如用方程，流进节点的电流取方程，流进节点的电流取正号，流出节点的电流取负号。正号，流出节点的电流取负号。（）列出方程时，一般选网孔作为独立回路，但只有个（）列出方程时，一般选网孔作为独立回路，但只有个独立回路方程，如果用独立回路方程，如果用列出回路电压方程，则回路内的所有元列出回路电压方程，则回路内的所有元件（包括电压源）件（包括电压源）全部用电压降表示，电压降与回路绕行方向相同全部用电压降表示，电压降与回路绕行方向相同者，取正号，反之取负号。者，取正号，反之取负号。列出方程可推导不闭合回路两端点间
47、的电压。列出方程可推导不闭合回路两端点间的电压。上一页返回.戴维南定理戴维南定理戴维南定理是一个等效变换的定理，可表述为：任何一个线性有源二端戴维南定理是一个等效变换的定理，可表述为：任何一个线性有源二端网络，对外电路而言，总可以用一个电压源与一个电阻串联的组合来等网络，对外电路而言，总可以用一个电压源与一个电阻串联的组合来等效代替，其等效电压源的电压等于该二端网络的开路电压效代替，其等效电压源的电压等于该二端网络的开路电压，其等效，其等效电源的内阻电源的内阻，等于该二端网络中所有独立源置零值时从端口看进去，等于该二端网络中所有独立源置零值时从端口看进去的入端等效电阻。如的入端等效电阻。如图图
48、所示电路，当只需求电路通过电阻所示电路，当只需求电路通过电阻的电流时，则可将图中虚线框中的电路等效为一个电压源的电流时，则可将图中虚线框中的电路等效为一个电压源与一与一个电阻个电阻相串联的支路，如相串联的支路，如图图所示。这个电压源与电阻相串所示。这个电压源与电阻相串联的支路称为戴维南等值电路。联的支路称为戴维南等值电路。下一页返回.戴维南定理戴维南定理应用戴维南定理解题的步骤：应用戴维南定理解题的步骤：（）把复杂电路分成有源二端网络和待求支路两部分，并把待求支路（）把复杂电路分成有源二端网络和待求支路两部分，并把待求支路断开，求出有源二端口网络的开路电压断开，求出有源二端口网络的开路电压（的
49、方向与有源二端的方向与有源二端网络开路时的端电压极性一致）。网络开路时的端电压极性一致）。（）将有源二端网络中的所有电源置零（电压源用短线代替，电流源（）将有源二端网络中的所有电源置零（电压源用短线代替，电流源开路，然后求出二端网络的等效电阻开路，然后求出二端网络的等效电阻）。）。（）画出由（）画出由与电阻与电阻相串联支路的等效电路，并在等效电路两相串联支路的等效电路，并在等效电路两端接入待求支路端接入待求支路（的方向与有源二端网络开路时的端电压极性一致，求出待求量）。的方向与有源二端网络开路时的端电压极性一致，求出待求量）。上一页 下一页返回.戴维南定理戴维南定理对于比较复杂的电路（如对于比
50、较复杂的电路（如图图所示），有时只要求计算某一个支所示），有时只要求计算某一个支路，如路，如的电流或功率，可将该支路以外的所有电路（不论含有几个的电流或功率，可将该支路以外的所有电路（不论含有几个电源）电源）看成一个含有电源的具有两个输出端的网络，称为有源二端网络。看成一个含有电源的具有两个输出端的网络，称为有源二端网络。有源二端网络能够简化为一个理想电压源有源二端网络能够简化为一个理想电压源和一个内阻和一个内阻相串联，则相串联，则复杂电路就变换成一个等效电压源和待求支路相串联的简单电路。复杂电路就变换成一个等效电压源和待求支路相串联的简单电路。任何线性有源二端网络可以用一个理想电压源和内阻任
