電學知識總結 一, 電路 電流的形成:電荷的定向移動形成電流.(任何電荷的定向移動都會形成電流). 電流的方向:從電源正極流向負極. 電源:能提供持續(xù)電流(或電壓)的裝置. 電源是把其他形式的能轉化為電能.如干電池是把化學能轉化為電能.發(fā)電機則由機械能轉化為電能. 有持續(xù)電流的條件:必須有電源和電路閉合. 導體:容易導電的物體叫導體.如:金屬,人體,大地,鹽水溶液等. 絕緣體:不容易導電的物體叫絕緣體.如:玻璃,陶瓷,塑料,油,純水等. 電路組成:由電源,導線,開關和用電器組成. 路有三種狀態(tài):(1)通路:接通的電路叫通路;(2)開路:斷開的電路叫開路(有時也叫斷路);(3)短路:直接把導線接在電源兩極上的電路叫短路. 電路圖:用符號表示電路連接的圖叫電路圖. 串聯(lián):把元件逐個順序連接起來,叫串聯(lián).(任意處斷開,電流都會消失) 并聯(lián):把元件并列地連接起來,叫并聯(lián).(各個支路是互不影響的) 二, 電流 國際單位:安培(A);常用:毫安(mA),微安( A),1安培=1000毫安=1000000微安. 測量電流的儀表是:電流表,它的使用規(guī)則是:①電流表要串聯(lián)在電路中;②電流要從"+"接線柱入,從"-"接線柱出;③被測電流不要超過電流表的量程;④絕對不允許不經過用電器而把電流表連到電源的兩極上. 實驗室中常用的電流表有兩個量程:①0~0.6安,每小格表示的電流值是0.02安;②0~3安,每小格表示的電流值是0.1安. 三, 電壓 電壓(U):電壓是使電路中形成電流的原因,電源是提供電壓的裝置. 國際單位:伏特(V);常用:千伏(KV),毫伏(mV).1千伏=1000伏=1000000毫伏. 測量電壓的儀表是:電壓表,使用規(guī)則:①電壓表要并聯(lián)在電路中;②電流要從"+"接線柱入,從"-"接線柱出;③被測電壓不要超過電壓表的量程; 實驗室常用電壓表有兩個量程:①0~3伏,每小格表示的電壓值是0.1伏; ②0~15伏,每小格表示的電壓值是0.5伏. 熟記的電壓值:①1節(jié)干電池的電壓1.5伏;②1節(jié)鉛蓄電池電壓是2伏;③家庭照明電壓為220伏;④安全電壓是:不高于36伏(有些教材中為24伏,但通常情況下指天氣晴朗時不高于36伏,陰雨天時不高于12伏);⑤工業(yè)電壓380伏. 四, 電阻 電阻(R):表示導體對電流的阻礙作用.(導體如果對電流的阻礙作用越大,那么電阻就越大,而通過導體的電流就越?。? 國際單位:歐姆(Ω);常用:兆歐(MΩ),千歐(KΩ);1兆歐=1000千歐; 1千歐=1000歐. 決定電阻大小的因素:材料,長度,橫截面積和溫度(R與它的U和I無關). 滑動變阻器: 原理:改變電阻線在電路中的長度來改變電阻的. 作用:通過改變接入電路中的電阻來改變電路中的電流和電壓. 銘牌:如一個滑動變阻器標有"50Ω 2A"表示的意義是:最大阻值是50Ω,允許通過的最大電流是2A. 正確使用:a,應串聯(lián)在電路中使用;b,接線要"一上一下";c,通電前應把阻值調至最大的地方. 五, 歐姆定律 歐姆定律:導體中的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比. 公式: 式中單位:I→安(A);U→伏(V);R→歐(Ω). 公式的理解:①公式中的I,U和R必須是在同一段電路中;②I,U和R中已知任意的兩個量就可求另一個量;③計算時單位要統(tǒng)一. 歐姆定律的應用: ①同一電阻的阻值不變,與電流和電壓無關,其電流隨電壓增大而增大.(R=U/I) ②當電壓不變時,電阻越大,則通過的電流就越小.(I=U/R) ③當電流一定時,電阻越大,則電阻兩端的電壓就越大.(U=IR) 電阻的串聯(lián)有以下幾個特點:(指R1,R2串聯(lián),串得越多,電阻越大) ①電流:I=I1=I2(串聯(lián)電路中各處的電流相等) ②電壓:U=U1+U2(總電壓等于各處電壓之和) ③電阻:R=R1+R2(總電阻等于各電阻之和)如果n個等值電阻串聯(lián),則有R總=nR ④ 分壓作用:=;計算U1,U2,可用:; ⑤ 比例關系:電流:I1:I2=1:1 (Q是熱量) 電阻的并聯(lián)有以下幾個特點:(指R1,R2并聯(lián),并得越多,電阻越?。?①電流:I=I1+I2(干路電流等于各支路電流之和) ②電壓:U=U1=U2(干路電壓等于各支路電壓) ③電阻:(總電阻的倒數(shù)等于各電阻的倒數(shù)和)如果n個等值電阻并聯(lián),則有R總=R ④分流作用:;計算I1,I2可用:; ⑤比例關系:電壓:U1:U2=1:1 ,(Q是熱量) 六, 電功和電功率 1. 電功(W):電能轉化成其他形式能的多少叫電功, 2.功的國際單位:焦耳.常用:度(千瓦時),1度=1千瓦時=3.6*106焦耳. 3.測量電功的工具:電能表 4.電功公式:W=Pt=UIt(式中單位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒). 利用W=UIt計算時注意:①式中的W.U.I和t是在同一段電路;②計算時單位要統(tǒng)一;③已知任意的三個量都可以求出第四個量.還有公式:=I2Rt 電功率(P):表示電流做功的快慢.國際單位:瓦特(W);常用:千瓦 公式:式中單位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V),I→安(A) 利用計算時單位要統(tǒng)一,①如果W用焦,t用秒,則P的單位是瓦;②如果W用千瓦時,t用小時,則P的單位是千瓦. 10.計算電功率還可用右公式:P=I2R和P=U2/R 11.額定電壓(U0):用電器正常工作的電壓.另有:額定電流 12.額定功率(P0):用電器在額。
節(jié)點電流定律即基爾霍夫電流定律(Kirchhoff's Current Law,簡記為KCL)可表述為:對于任一集中參數(shù)電路中的任一節(jié)點,在任一時刻,流出(或流入)該節(jié)點的所有支路電流的代數(shù)和等于零。
KCL適用于任何集中參數(shù)電路,他與元件的性質無關。
KCL通常適用于集中參數(shù)電路的節(jié)點,但對電路中任一割集(或閉合面)也是成立的,即:對于任一集中參數(shù)電路中的任一割集(或閉合面),在任一時刻,流出(或流入)該割集(或閉合面)的所有之路電流的代數(shù)和等于零。
節(jié)點電壓定律即基爾霍夫電壓定律(Kirchhoff's Current Law,簡記為KVL)可表述為:對于任一集中參數(shù)電路中的任一回路,在任一時刻,沿該回路所有支路電壓的代數(shù)和等于零。
疊加原理(superposition theorem)可表述為:在線性電阻電路中,任一電壓或電流都是電路中各個獨立電源單獨作用時,在該處產生的電壓或電流的疊加。
使用疊加定理時應注意以下幾點:
1.疊加定理適用于線性電路,不適用于非線性電路。
2.在進行疊加的各分電路中,不作用的電壓源置零,將電壓源兩端用短路代替;不作用的電流源置零,將電流源兩端用開路代替。電路中所有電阻都不予更動,受控電源仍保留在各分電路中。
3.疊加時各分電路中的電壓和電流的參考方向取為與原電路中的相同。取和時,應注意各分量前的“+”,“-”號。
4.原電路的功率不等于按各分電路計算所得功率的疊加,即功率不滿足疊加定理。
等效電源定理其實就是戴維寧定理和諾頓定理。
戴維寧定理(Thevenin's theorem)可表述為:任何線性含源一端口電阻電路N,就其端口而言,可以用一個電壓源Uoc與一個電阻Ro的串聯(lián)組合(戴維寧電路)來等效。其中,電壓源的電壓Uoc等于電路N的開路電壓;電阻Ro等于將N內的全部獨立電源置零后所得電路No的等效電阻。
諾頓定理(Norton's theorem)可表述為:任何線性含源一端口電阻電路N,就其端口而言,可以用一個電流源isc與一個電導Go并聯(lián)組合(諾頓電路)來等效。其中,電流源的電流isc等于原電路N的短路電流;電導Go等于將N內的全部獨立電源置零后所得電路No的等效電導。
在實際求解時,如果計算所得到的戴維寧電路的等效電阻為零,則該一端口電路的等效諾頓電路不存在;如果計算得到的諾頓電路的等效電導為零,則該一端口電路的等效戴維寧電路不存在。
剛好考研復習專業(yè)課電路,趁在腦中還熱騰騰的就答了,也算是對自己復習效果的檢驗吧,呵呵
電學知識在實際生活中的應用 這學期電學知識有兩個重要特點:第一個是與生活實際聯(lián)系相當?shù)木o密,第二個是公式、習題多,難度大。
這樣一來,學生學習這一部分知識的最大感覺就是“難”,尤其是脫離現(xiàn)實生活的習題使學生失去學習物理的興趣,電燈是學習這一部分東西的好幫手,它應用了不少的物理知識,,也是“從生活走向物理”的好教材,能夠一定程度上幫助學生提升學習物理興趣的同時,也使他們掌握住了很多知識。 1.電燈是如何工作的? 電燈是根據(jù)電流的熱效應的原理工作的。
當電流通過燈絲時,燈絲熱到白熾狀態(tài)就發(fā)出明亮的光,將電能轉化為光能和熱能為我們服務。 2.電燈的燈絲是用什么材料做的? 電燈的燈絲是用熔點高的鎢絲做的,這是因為燈泡發(fā)光時燈絲的溫度在2000攝氏度以上,用鎢絲比較耐用。
3.電燈的燈絲為什么要做成螺旋狀? 因為燈泡發(fā)光時燈絲的溫度在2000攝氏度以上,燈絲做成螺旋狀是為了減少散熱,提高燈絲的溫度,以便更好的發(fā)光。 4.為什么有的燈泡要抽成真空,有的燈泡要沖入惰性氣體? 為了防止鎢絲在高溫下氧化,小功率的燈泡都抽成真空,而60瓦以上的燈泡要沖入惰性氣體,這些氣體可以阻礙燈絲在高溫下的升華。
5.如何根據(jù)燈絲的粗細比較額定電壓相同而額定功率不同的電燈? 燈絲較粗的燈泡額定功率較大,燈絲較細的燈泡額定功率較小。因為燈泡中燈絲的材料、長度相同,根據(jù)電阻的性質,導體橫截面積大,則電阻較??;又額定電壓相同,根據(jù)P=U2/R可知,燈絲較粗的燈泡額定功率較大。
6.如何比較燈泡的亮度? 電燈的亮度由電燈消耗的實際功率決定,實際功率大的燈泡比較亮。例如“220V,25W”和“220V,100W”的兩個燈泡,由R=U2/P可知,25W的燈泡電阻較大,100W的燈泡電阻較小。
如果將兩燈串聯(lián),通過他們的電流相等,由P=I2R可知,25W的燈泡較亮。如果亮燈并聯(lián),它們兩端的電壓相等,由P=U2/R可知,此時25W的燈泡較暗。
7.燈泡用久了,燈泡壁為什么會變黑? 燈泡使用時,鎢絲在高溫下升華為鎢蒸氣。關燈后,溫度降低,鎢蒸氣凝華附著在燈泡壁上。
時間長了,燈泡壁就會變黑。 8.燈泡的燈絲斷了后,如果搭接上為什么顯得更亮一些,一般“搭上”的燈使用壽命都不長,這是什么原因? 燈泡的燈絲斷了以后,如果搭接上再用,會更亮一些。
因為燈絲斷了后,長度變短,燈絲的電阻變小,根據(jù)P=U2/R,則R變小,P變大,所以顯得更亮一些,但由于消耗的電功率變大了,容易使溫度升高而再次燒斷燈絲。 9.同一個燈泡,為什么使用時,深夜比傍晚亮? 因為實際的輸電線路都存在一定的電阻,當傍晚進入用電高峰時,接入電路的用電器增多,致使干路中的電流增大,輸電線分到的電壓也變大,用電器兩端的電壓變小。
根據(jù)P=U2/R可知,此時燈泡比較暗。 10.燈泡的燈絲在開燈的瞬間為什么容易燒斷? 這是因為燈絲的電阻跟溫度有關,會隨溫度的升高而增大,在開燈的瞬間燈絲溫度較低,電阻較小,根據(jù)I=U/R,U不變,R小,則I大,所以容易燒斷。
11.如果電源的電壓為220V,要使“PZ200-40”的燈泡正常發(fā)光,應串聯(lián)一個多大的電阻? 要使“PZ200-40”的燈泡正常發(fā)光,兩端的電壓必須達到200V,串聯(lián)電阻R的兩端的電壓應為UR=220V-200V=20V。而燈泡正常發(fā)光時兩端的電流為I=P/U=40W/200V=0.2A,所以通過串聯(lián)電阻R的電流IR=I=0.5A,R=UR/IR=20V/0.5A=100Ω。
12.燈泡使用時,燈泡和電線中流過相同的電流,燈泡和電線都要發(fā)熱,可實際上燈泡熱得發(fā)光,電線的發(fā)熱卻覺察不出來,這是為什么? 這是因為燈絲的電阻遠大于導線的電阻,根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt,在I和t都相同時,電阻R小,則Q較小,所以電流通過導線產生的熱量較小,這就是燈泡熱得發(fā)光,而電線的發(fā)熱卻覺察不出來的原因。
1.電流強度:I=q/t{I:電流強度(A),q:在時間t內通過導體橫載面的電量(C),t:時間(s)} 2.歐姆定律:I=U/R {I:導體電流強度(A),U:導體兩端電壓(V),R:導體阻值(Ω)} 3.電阻、電阻定律:R=ρL/S{ρ:電阻率(Ω?m),L:導體的長度(m),S:導體橫截面積(m2)} 4.閉合電路歐姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U內+U外 {I:電路中的總電流(A),E:電源電動勢(V),R:外電路電阻(Ω),r:電源內阻(Ω)} 5.電功與電功率:W=UIt,P=UI{W:電功(J),U:電壓(V),I:電流(A),t:時間(s),P:電功率(W)} 6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:電熱(J),I:通過導體的電流(A),R:導體的電阻值(Ω),t:通電時間(s)} 7.純電阻電路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R 8.電源總動率、電源輸出功率、電源效率:P總=IE,P出=IU,η=P出/P總{I:電路總電流(A),E:電源電動勢(V),U:路端電壓(V),η:電源效率} 9.電路的串/并聯(lián) 串聯(lián)電路(P、U與R成正比) 并聯(lián)電路(P、I與R成反比) 電阻關系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+ 電流關系 I總=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+ 電壓關系 U總=U1+U2+U3+ U總=U1=U2=U3 功率分配 P總=P1+P2+P3+ P總=P1+P2+P3+ 10.歐姆表測電阻 (1)電路組成 (2)測量原理 兩表筆短接后,調節(jié)Ro使電表指針滿偏,得 Ig=E/(r+Rg+Ro) 接入被測電阻Rx后通過電表的電流為 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx) 由于Ix與Rx對應,因此可指示被測電阻大小 (3)使用方法:機械調零、選擇量程、歐姆調零、測量讀數(shù){注意擋位(倍率)}、撥off擋。
(4)注意:測量電阻時,要與原電路斷開,選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調零。
節(jié)點電流定律即基爾霍夫電流定律(Kirchhoff's Current Law,簡記為KCL)可表述為:對于任一集中參數(shù)電路中的任一節(jié)點,在任一時刻,流出(或流入)該節(jié)點的所有支路電流的代數(shù)和等于零。
KCL適用于任何集中參數(shù)電路,他與元件的性質無關。KCL通常適用于集中參數(shù)電路的節(jié)點,但對電路中任一割集(或閉合面)也是成立的,即:對于任一集中參數(shù)電路中的任一割集(或閉合面),在任一時刻,流出(或流入)該割集(或閉合面)的所有之路電流的代數(shù)和等于零。
節(jié)點電壓定律即基爾霍夫電壓定律(Kirchhoff's Current Law,簡記為KVL)可表述為:對于任一集中參數(shù)電路中的任一回路,在任一時刻,沿該回路所有支路電壓的代數(shù)和等于零。疊加原理(superposition theorem)可表述為:在線性電阻電路中,任一電壓或電流都是電路中各個獨立電源單獨作用時,在該處產生的電壓或電流的疊加。
使用疊加定理時應注意以下幾點:1.疊加定理適用于線性電路,不適用于非線性電路。2.在進行疊加的各分電路中,不作用的電壓源置零,將電壓源兩端用短路代替;不作用的電流源置零,將電流源兩端用開路代替。
電路中所有電阻都不予更動,受控電源仍保留在各分電路中。3.疊加時各分電路中的電壓和電流的參考方向取為與原電路中的相同。
取和時,應注意各分量前的“+”,“-”號。4.原電路的功率不等于按各分電路計算所得功率的疊加,即功率不滿足疊加定理。
等效電源定理其實就是戴維寧定理和諾頓定理。戴維寧定理(Thevenin's theorem)可表述為:任何線性含源一端口電阻電路N,就其端口而言,可以用一個電壓源Uoc與一個電阻Ro的串聯(lián)組合(戴維寧電路)來等效。
其中,電壓源的電壓Uoc等于電路N的開路電壓;電阻Ro等于將N內的全部獨立電源置零后所得電路No的等效電阻。諾頓定理(Norton's theorem)可表述為:任何線性含源一端口電阻電路N,就其端口而言,可以用一個電流源isc與一個電導Go并聯(lián)組合(諾頓電路)來等效。
其中,電流源的電流isc等于原電路N的短路電流;電導Go等于將N內的全部獨立電源置零后所得電路No的等效電導。在實際求解時,如果計算所得到的戴維寧電路的等效電阻為零,則該一端口電路的等效諾頓電路不存在;如果計算得到的諾頓電路的等效電導為零,則該一端口電路的等效戴維寧電路不存在。
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電學的應用很廣 我覺得在自動控制這發(fā)面應該很有前途 因為裝備制造業(yè)是我們今后大力發(fā)展的方向 所以自動化非常有前景 比如數(shù)控機床等的應用 不過前提是要先看看《電子線路基礎》和《電工學》再去看《自動控制原理》隨后還有《單片機原理》等
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