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1、电路基础知识考点梳理电路基础知识一、电流和电路1 .电荷与电流失去电子或得到电子的微粒称为正电荷或负电荷。带有电荷的物体称为带电体。电荷的多少用电量表示。其单位为C(库或库仑)。库是很大的单位,常用的电量是uC(微库或微库仑),1C=106hCo电流是带电微粒的定向移动。通常以正电荷移动的方向作为电流的正方向。大小和方向不随时间变化的电流称为直流电流;大小和方向随时间作周期性变化的电流称为交流电流。电流的符号是I、i,电流的单位是A(安)、mA(毫安),lA=1000mAo2 .电流单位时间内通过导体横截面的电荷量叫做电流,用符号I表示。如果在t秒钟内通过导体横截面的电量是Q,则:/=2/电流
2、的单位是安培(A),计算微小电流时以毫安(mA)或微安(UA)为单位,它们的关系是:lA=103mAlmA=103uA电流很大时,以千安(kA)为单位。lkA=103A3.电路在电的实际应用中,从最简单的手电筒的工作到复杂的电子计算机的运算,都是由电路来完成的。(1)电路的组成及电路元件的作用电路就是电流所流经的路径。它由电路元件组成。当合上电动机的刀闸开关时。电动机立即就转动起来,这是因为电动机通过导线经开关与电源接成了电流的通路,并将电能转换成为机械能。电动机、电源等叫做电路元件,电路元件大体可分为四类:电源。负载。控制电器和保护电器。导线。电路的作用是产生、分配、传输和使用电能。(2)电
3、路的状态。通路。短路。断路。二、电场、电场强度1 .电场电场存在于带电体周围,能对位于该电场中的电荷产生作用力-电场力。电场力的大小与电场的强弱有关,这又与带电体所带的电荷量多少有关。2 .电场强度电场强度是衡量电场强弱的一个物理量,既有大小又有方向。电场中任意一点的电场强度,在数值上等于放在该点的单位正电荷所受电场力的大小,其方向是正电荷受力的方向,即:E上式中E电场强度.,F电荷所受的电场力,N;Q正电荷的电量.Co三、电位、电压、电动势1 .电位在电场力作用下,单位正电荷由电场中某一点移到参考点(电位为零)所做的功叫该点的电位。2 .电压电场力把单位正电荷由高电位点移到低电位点所做的功叫
4、这两点间的电压。电压也是指电场中某两点之间的电位差。即:wu=式中w-电荷所做的功,J,0电荷量,至Q电他的单位是伏特(V)3.电动势要使电流持续不断沿电路流动,就需要一个电源,把正电荷从低电位移向高电位,这种使电路两端产生并维持一定电位差的能力,叫做电动势,单位是伏特(V)。四、导体、绝缘体与导体电阻1 .导体能够传导电流的物体为导体。常用的导体是金属,如银、铜、铝等。金属中存在着大量的自由电子。当导体与电源接成闭合回路时,这些自由电子就会在电场力的作用下朝一定方向运动形成电流。2 .绝缘体能够可靠地隔绝电流的物体叫做绝缘体。如橡胶、塑料、陶瓷、变压器油、空气等都是很好的绝缘体。导体和绝缘体
5、并没有绝对的界限,在一般状态下是很好的绝缘体,当条件改变时也可能变为导体。例如干燥的木头是很好的绝缘体,但把木头弄湿后,它就变得容易导电了。3 .电阻在导体两端加上电压,导体中就会产生电流。从物体的微观结构来说,电子的运动必然要和导体中的分子或原子发生碰撞,使电子在导体中的运动受到一定阻力,导体对于电流的阻碍作用,称为电阻。不同材料的导体,对电流的阻碍作用也是不尽相同的。有的导体电阻很小,则表示它的导电能力好;有的导体电阻很大,则表示它的导电能力差。电阻用R表示,单位是欧姆,其符号为Q。常用的单位还有千欧(kQ)和兆欧(MQ)o在实验中发现各种材料的电阻率会随温度而变化。一般金属的电阻率随温度
6、的升高而增大,人们常利用金属的这种性质制作电阻温度计。但有些合金,例如康铜和镒铜的电阻率随温度变化特别小,用这些合金制作的导体,其电阻受温度影响也特别小,所以常用来作标准电阻。五、欧姆定律在电路中,电压可理解为产生电流的能力。欧姆定律是表示电路中电压、电流和电阻这3个基本物理量之间关系的定律。该定律指出,在图2-1所示的局部电路中,流过电阻R的电流I与加在电阻两端的电压U成正比,而与电阻成反比。其表达式为U或/=旦感RI式中U电路上的电压,V;I流经电路的电流,A;R电路的电阻,Q。从欧姆定律可知,在电路中如果电压保持不变,电阻越小则电流越大;而电阻越大则电流越小。当电阻趋近于零时,电流很大,
7、这种电路状态称为短路;当电阻趋近于无穷大时,电流几乎为零,这种电路状态称为开路。全电路欧姆定律表明,在闭合电路中,电流与电源电动势成正比,与电路中电源内阻和负载电阻之和成反比。六、电功、电功率与热效应1.电功将电能转换成其他形式的能时,电流都要做功,电流所做的功叫电功。根据公式:/=2及/=/和欧蜘定律可得电功A的数4=UQ=IUl1:U2A=I2Rf=Jl电工的单位是焦尔(J)2 .电功率单位时间内电流所做的功叫电功率,用字母P表示,其表达式为由部分电路欧姆定律可得常见功率的计算式。TJ2P=U1=z2/?=E二二t*R电功率的单位是瓦特(W)。在实际工作中,功率的常用单位还有千瓦(kW)、
8、毫瓦(mW),它们之间的关系为lkW=103W=106mW电源的电功率等于电源的电动势和电流的乘积(如图2-2所ZjOPkBI负载功率等于负载两端电压和通过负载的电流乘积(如图2-23 .电流的热效应电流通过导体时所产生的热量和电流值的平方、导体本身的电阻值以及电流通过的时间成正比。用公式表达就是:Q=I2Rt这个关系式又叫楞次一焦耳定律,热量Q的单位是Jo为了避免设备过度发热,根据绝缘材料的允许温度,对于各种导线规定了不同截面下的最大允许电流值,又称安全电流。七、串联与并联电路1.串联电路在电路中,两个或两个以上的电阻按顺序联成一串,使电流只有一条通路,这种联接方式叫电阻的串联,如图2-3(
9、a)所示。下面以图2-3为例分析串联电路的待点:(1)串联电路中流过每个电阻的电流都相等且等于总电流。即:1=11=12=13=ln式中的脚标1,2n代表第1、第2、第n个电阻(以下表示相同)。(2)电路两端的总电压等于各个电阻两端的电压之和。即:UR1+U2+U3+5(3)串联电路的等效电阻(即总电阻等于各率联电互之和。即:R=R1+R2+R3+Rn知道了等效电阻,就可将图2-3缶)画式等效电路.见图2-3(h)o2.并联电路在电路中两个或两个以上的电阻一端连在一起,另一端也连在一起,使每一电阻两端都承受同一电压的作用,这种联接方式叫并联,如图2-4(a)所示。下面以图2-4为例分析并联电路
10、的特点:(1)并联电路中各电阻两端的电压相等且等于电路两端的电压,即:U=Ui+U2+U3+Un(2)并联电路中的总电流等于各电阻中的分电流之和,即:I1+I2+I3+L(3)并联电路的等效电阻值(即总电阻值)的倒数,等于各电阻电阻值倒数之和,即:/IIIJ-=+十RR&a4计算出总电阻后,图2-4(a)可等效为图2-4(b),如果有n个相同的电网并联,则总等效电阻值/?=0由此n可见.并联等效电阻值总比任何一个支路的电阻值小-(4)在电阻并联电路中,各支路分配的电流与该支路的电阻值(4)在电阻并联电路中,各支路分配的电流与该支路的电阻值成反比,即:RI=I尺R上式称为分流公式,丁称为分流比。