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第1章電路的基礎(chǔ)知識1.1電路和電路模型1.2電路中的主要物理量1.3電路的基本元件1.4基爾霍夫定律1.5基爾霍夫定律1.6簡單電阻電路的分析方法第1章電路的基礎(chǔ)知識本章要求:本章要求:1.理解電壓與電流參考方向的意義;1.理解電壓與電流參考方向的意義;理解電壓與電流參考方向的意義2.理解電路的基本定律并能正確應(yīng)用;理解電路的基本定律并能正確應(yīng)用;3.了解電路的有載工作、開路與短路狀態(tài),了解電路的有載工作、開路與短路狀態(tài),理解電功率和額定值的意義;理解電功率和額定值的意義;4.會計算電路中各點的電位。會計算電路中各點的電位。1.1電路和電路模型電路是電流的通路,電路是電流的通路,是為了某種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定方式組合而成。或電路元件按一定方式組合而成。1.電路的作用(1)實現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換實現(xiàn)電能的傳輸、發(fā)電機(jī)升壓變壓器輸電線降壓變壓器電燈電動機(jī)電爐。(2)實現(xiàn)信號的傳遞與處理(2)實現(xiàn)信號的傳遞與處理話筒揚聲器放大器2.電路的組成部分電路的組成部分電源:電源提供電能的裝置升壓變壓器輸電線負(fù)載:負(fù)載取用電能的裝置電燈電動機(jī)電爐。發(fā)電機(jī)降壓變壓器中間環(huán)節(jié):傳遞、中間環(huán)節(jié):傳遞、分配和控制電能的作用2.電路的組成部分2.電路的電路的組成部分信號源:信號源提供信息信號處理:信號處理:放大、調(diào)諧、放大、調(diào)諧、檢波等話
網(wǎng)孔電流法,對于一個閉環(huán)來講,繞這個環(huán)一圈電壓和為零,就有I1R1+I2R2+。。。=0
結(jié)點電流法,對于一個結(jié)點來講,有流入的電流就有流出的電流,即電流矢量和為零。
就有I1+I2+。。。。=0 回答者: coolday186 | 五級 | 2011-3-23 22:08
你說的是基爾霍定律吧?基爾霍夫定律分基爾霍夫電壓定律(KCL)和基爾霍夫電流定律(KVL)兩個,用他求電路中支路的電流的時候,要利用網(wǎng)孔結(jié)合KCL定律列電壓方程,再利用結(jié)點結(jié)合KVL列電流方程,組成方程組求解
一個網(wǎng)孔就是一個回路,任瞬時在這個回路中先人為的規(guī)定一個繞行方向,回路中所有元件的端電壓代數(shù)和為零(電壓方向與繞行方向相同取正,反之取負(fù)),一個節(jié)點嘛,一般是指三叉及三叉以上的線路交點,任瞬時流入這個交點的電和流出這個交點的電流代數(shù)和為零,如是你規(guī)點流入電流為正,那么流出的就為負(fù),節(jié)點也可以是一部分電路(假想用一個球面包住這部分電路成為一個節(jié)點) 回答者: sf133510 | 二級 | 2011-3-23 22:23
以假想網(wǎng)孔電流作變量列寫和網(wǎng)孔個數(shù)相同的KVL方程, 聯(lián)立求解求出網(wǎng)孔電流,進(jìn)而通過網(wǎng)孔電流與支路電流的關(guān)系再求出支路電流,或者期望再求出其它電路變量,這就是網(wǎng)孔電流法。對于含有理想電流源,在不能將其轉(zhuǎn)移成某個網(wǎng)孔電流時,可采取設(shè)其兩端電壓,來增加變量,進(jìn)而增加方程。對于含有受控源的電路,其分析方法和步驟與只含獨立源電路的分析完全相同,只是要將受控變量用待求的網(wǎng)孔電流變量表示作為輔助方程。此法優(yōu)點:同一電路所需方程數(shù)目較支路電流法少,列寫方程的規(guī)律易于掌握。缺點是不直觀,有的網(wǎng)孔電流不能用電流表測試。
以獨立節(jié)點的電位作為變量依KCL(連同歐姆定律)列寫節(jié)點電位方程,求解出節(jié)點電位,進(jìn)而求得各支路電流或欲求的其它電路變量,這就是節(jié)點電位法。此法優(yōu)點是所需方程個數(shù)少于支路電流法,特別是節(jié)點少而支路多的電路用此法尤顯方便,列寫方程的規(guī)律易于掌握。 缺點是對于一般給出的電阻參數(shù)、電壓源形式的電路求解方程工作量較大。
第一章 電路與電場基礎(chǔ)知識 第一節(jié) 電路及其基本物理量 電流流過的回路叫做電路,又稱導(dǎo)電回路。
最簡單的電路,是由電源、負(fù)載、導(dǎo)線、開關(guān)等元器件組成。電路導(dǎo)通叫做通路。
只有通路,電路中才有電流通過。電路某一處斷開叫做斷路或者開路。
如果電路中電源正負(fù)極間沒有負(fù)載而是直接接通叫做短路,這種情況是決不允許的。另有一種短路是指某個元件的兩端直接接通,此時電流從直接接通處流經(jīng)而不會經(jīng)過該元件,這種情況叫做該元件短路。
開路(或斷路)是允許的,而第一種短路決不允許,因為電源的短路會導(dǎo)致電源、用電器、電流表被燒壞。電路(英語:Electrical circuit)或稱電子回路,是由電器設(shè)備和元器件, 按一定方式連接起來,為電荷流通提供了路徑的總體,也叫電子線路或稱電氣回路,簡稱網(wǎng)絡(luò)或回路。
如電源、電阻、電容、電感、二極管、三極管、晶體管、IC和電鍵等,構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)、硬件。負(fù)電荷可以在其中流動。
第二節(jié) 電阻及電阻定律 電阻(Resistance,通常用“R”表示),在物理學(xué)中表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大,表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大。
不同的導(dǎo)體,電阻一般不同,電阻是導(dǎo)體本身的一種特性。電阻將會導(dǎo)致電子流通量的變化,電阻越小,電子流通量越大,反之亦然。
導(dǎo)體的電阻R跟它的長度L成正比,跟它的橫截面積S成反比,還跟導(dǎo)體的材料有關(guān)系,這個規(guī)律就叫電阻定律(law of resistance),公式為R=ρL/S 。其中ρ:制成電阻的材料電阻率,L:繞制成電阻的導(dǎo)線長度,S:繞制成電阻的導(dǎo)線橫截面積,R:電阻值。
公式:R=ρL/S,R=U/I ρ——制成電阻的材料電阻率,國際單位制為歐姆 · 米(Ω · m) ;L——繞制成電阻的導(dǎo)線長度,國際單位制為米(m);S——繞制成電阻的導(dǎo)線橫截面積,國際單位制為平方米(m2) ;R——電阻值,國際單位制為歐姆,簡稱歐(Ω);U——電壓值,國際單位制為伏特,簡稱伏(v);I——電流值,國際單位制為安培,簡稱安(A)。其中:ρ叫電阻率:某種材料制成的長1米、橫截面積是1平方米的導(dǎo)線的電阻,叫做這種材料的電阻率。
是描述材料性質(zhì)的物理量。國際單位制中,電阻率的單位是歐姆·米,常用單位是歐姆·平方毫米/米。
與導(dǎo)體長度L,橫截面積S無關(guān),只與物體的材料和溫度有關(guān),有些材料的電阻率隨著溫度的升高而增大,有些反之。電阻率1.電阻率ρ不僅和導(dǎo)體的材料有關(guān),還和導(dǎo)體的溫度有關(guān)。
在溫度變化不大的范圍內(nèi),:幾乎所有金屬的電阻率隨溫度作線性變化,即ρ=ρo(1+at)。式中t是攝氏溫度,ρo是O℃時的電阻率,a是電阻率溫度系數(shù)。
⒉由于電阻率隨溫度改變而改變,所以對于某些電器的電阻,必須說明它們所處的物理狀態(tài)。如一個220 V -100 W電燈燈絲的電阻,通電時是484歐姆,未通電時只有40歐姆左右。
⒊電阻率和電阻是兩個不同的概念。電阻率是反映物質(zhì)導(dǎo)電性能好壞的屬性,電阻是反映物體對電流阻礙作用的屬性。
電阻率是一個反應(yīng)材料導(dǎo)電性能的物理量。電阻率數(shù)值上等于單位長度、單位截面的某種物質(zhì)的電阻,其倒數(shù)為電導(dǎo)率。
電阻率與導(dǎo)體的長度、橫截面積等因素?zé)o關(guān),是導(dǎo)體材料本身的電學(xué)性質(zhì),由導(dǎo)體的材料決定,且與溫度有關(guān)。電阻率在國際單位制中的單位是Ω·m,讀作歐姆米,簡稱歐米。
常用單位為“歐姆·厘米”。電阻率較低的物質(zhì)被稱為導(dǎo)體,常見導(dǎo)體主要為金屬,而自然界中導(dǎo)電性最佳的是銀。
其他不易導(dǎo)電的物質(zhì)如玻璃、橡膠等,電阻率較高,一般稱為絕緣體。介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì) (如硅) 則稱半導(dǎo)體。
第三節(jié) 導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體和超導(dǎo)體 導(dǎo)體是善于導(dǎo)電的物體,即是能夠讓電流通過材料;不善于導(dǎo)電的物體叫絕緣體。(并不是能導(dǎo)電的物體叫導(dǎo)體,不能導(dǎo)電的物體叫絕緣體,這是一般人常犯的錯誤)金屬導(dǎo)體里面有自由運動的電子,導(dǎo)電的原因是自由電子.半導(dǎo)體隨溫度升高其電阻率逐漸變小,導(dǎo)電性能大大提高,導(dǎo)電原因是半導(dǎo)體內(nèi)的空穴和電子對。
在科學(xué)及工程上常用利用歐姆來定義某一材料的導(dǎo)電程度。能夠讓電流通過的材料,導(dǎo)體依其導(dǎo)電性還能夠細(xì)分為超導(dǎo)體、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、及絕緣體。
在科學(xué)及工程上常用利用歐姆來定義某一材料的導(dǎo)電程度。它們使電力極容易地通過它們。
當(dāng)電流在導(dǎo)體內(nèi)流過時,事實上是因為導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷(在金屬中的自由電荷是電子,而在溶液中的自由電荷則為陰、陽離子)產(chǎn)生漂移而造成的,根據(jù)材料的不同,自由電荷的漂移方式也不相同:在超導(dǎo)體中,電子幾乎不受原子核的干擾而能夠快速移動;而在導(dǎo)體內(nèi)電子的移動受限于該材料所造成的電子海的能階大?。欢诎雽?dǎo)體內(nèi),電子能夠移動是因為電子-空穴效應(yīng);而絕緣體則是電子受限于分子所構(gòu)成的共價鍵,使得電子要脫離原子是一件非常困難的事。因此,沒有絕對絕緣的絕緣體,只要有足夠大的能量(例如高壓電)就可以使電子得以通過某絕緣體。
而在溶液中的電子流動是因為離子游動而造成的,能夠讓電流通過的溶液稱為電解質(zhì)溶液。不善于傳導(dǎo)電流的物質(zhì)稱為絕緣體(Insulator),絕緣體又稱為電介質(zhì)引。
它們的電阻率極高。絕緣體的定義:不容易導(dǎo)電的物體叫做絕緣體。
電路基礎(chǔ)知識的應(yīng)用 ──電路工作狀態(tài)分析 河南省平頂山市衛(wèi)東區(qū)田選學(xué)校 范俊奇 電路的基礎(chǔ)知識包括,電路的組成,電路的狀態(tài),電路的連接關(guān)系等,是我們分析電路工作狀態(tài)的基礎(chǔ)。
只有能看懂電路,會正確判斷電路的連接方式,才能進(jìn)一步對電路進(jìn)行分析和計算。 一、電路分析的基礎(chǔ)知識 1.電路的組成 一個正確的電路應(yīng)該有下列基本組成部分組成。
電源、用電器、開關(guān)和導(dǎo)線。電源起著把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能并提供電能的作用;導(dǎo)線起著連接電路元件和把電能輸送給用電器的作用;開關(guān)控制電能的輸送(電流的通斷);用電器將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。
如果一個電路缺少了這四個基本組成部分中的一部分,這個電路就不能工作或錯誤或存在危險(短路)。 2.電路的三種狀態(tài) (1)通路:接通的電路。
特征:電路中有電流而且用電器正常工作。(2)開路:斷開的電路。
特征:電路中無電流,用電器不能工作。(3)短路:定義:電源兩端或用電器兩端直接用導(dǎo)線連接起來(電流不經(jīng)過用電器)。
特征:電源短路,電路中有很大的電流,可能燒壞電源或燒壞導(dǎo)線的絕緣皮,很容易引起火災(zāi)。并聯(lián)電路中,一旦一個支路發(fā)生短路,整個電路就短路了。
開路和通路是電路的常見狀態(tài),比如,電燈的亮和滅。而短路是錯誤的危險狀態(tài),是絕對應(yīng)該避免的。
3.串聯(lián)電路中的局部短路 在串聯(lián)電路中,由于某種原因或?qū)嶋H需要,使電路中的某個用電器發(fā)生短路,而其它用電器仍然工作的電路。如圖所示電路中,當(dāng)開關(guān)S閉合時,L1發(fā)生短路,L2仍有電流通過,可以發(fā)光。
4.電路的連接方式 電路的串聯(lián)和并聯(lián)是初中階段必須掌握的電學(xué)知識,是進(jìn)行電路分析和計算的基礎(chǔ)。 (1)電路連接方式的比較。
串 聯(lián) 并 聯(lián) 定 義 把元件首尾相連逐個順次連接起來的電路 把元件首首尾尾并列的連接起來的電路 結(jié)構(gòu)特征 電路中只有一條電流路徑,沒有分支。 電路中有分支(有分開的點和會合的點),電流路徑至少有兩條, 工作特征 各用電器相互影響,一處段開所有用電器都停止工作。
各支路中的用電器獨立工作,互不影響。 開 關(guān) 作 用 控制整個電路 干路中的開關(guān)控制整個電路。
支路中的開關(guān)控制該支路。 電路圖 實 例 裝飾小彩燈、開關(guān)和用電器 家庭中各用電器、各盞路燈 (2)判斷電路串聯(lián)、并聯(lián)的常用方法。
基于初中階段的學(xué)習(xí)要求,僅介紹以下常用的判斷方法,在實踐中可選擇適合自己的方法熟練掌握。 ①定義法:將用電器接線柱編號,電流流入端為“首”,電流流出端為“尾”。
觀察各用電器,若“首→尾→首→尾”連接為串聯(lián);若“首→首”、“尾→尾”相連,為并聯(lián)。 ②結(jié)構(gòu)特征分析法:在有電路圖或?qū)嵨镞B接圖的情況下,識別電路時,可沿著電流方向分析:電源正極→各用電器→電源負(fù)極。
若途中無節(jié)點(分叉點),電流沿著一條路徑前進(jìn)不分流,該電路中用電器是串聯(lián)關(guān)系;若電路有節(jié)點,電流在某一處分開,在另一處又合在一起,這些用電器就是并聯(lián)關(guān)系。 ③工作特征分析法:去掉任意一個用電器,若另一個用電器也不工作,則這兩個用電器串聯(lián);若另一個用電器不受影響仍然工作,則這兩個用電器為并聯(lián)。
在看不到電路圖或電路實物圖情況下(如路燈、家庭電路),可根據(jù)用電器的工作特征判斷連接情況。 二、應(yīng)用舉例 1.(09濟(jì)寧)如圖1所示電路中,當(dāng)開關(guān)S1、S2均閉合后,說法正確的是( ) A.L1、L2都能發(fā)光 B.L1、L2都不能發(fā)光 C.Ll能發(fā)光,L2不能發(fā)光 D.Ll不能發(fā)光,L2能發(fā)光 分析:當(dāng)S1斷開,S2閉合時,L1、L2是并聯(lián)連接關(guān)系;當(dāng)S1閉合時,L1發(fā)生短路。
因為是并聯(lián)電路,一處發(fā)生短路,整個電路就處于短路狀態(tài),所以,L1、L2都不能發(fā)光,B正確。 2.(09蘭州)如圖2所示,當(dāng)開關(guān)S閉合時,兩只小燈泡能同時發(fā)光的正確電路是( ) 分析:在四個電路中,在A電路中,兩盞電燈串聯(lián),開關(guān)S與一盞電燈并聯(lián),當(dāng)開關(guān)閉合時,與開關(guān)并聯(lián)的電燈就發(fā)生局部短路,所以,開關(guān)閉合后,只有一盞燈亮。
B電路中,是開關(guān)串聯(lián)在電路中的串聯(lián)電路,開關(guān)閉合后,電路是通路,所以,兩盞串聯(lián)的電燈都會發(fā)光,B正確。C電路中,沒有電源,是一個電路基本組成部分都不完全的錯誤的電路。
D電路中,兩盞燈并聯(lián),S閉合時,兩燈都會發(fā)光,但一盞燈沒有開關(guān)控制,它是不符合電路基本連接要求的。 3.(09成都)如圖所示是一把既能吹冷風(fēng),又能吹熱風(fēng)的電吹風(fēng)的簡化電路,圖中A是吹風(fēng)機(jī),B是電熱絲。
將插頭插入插座,若只閉合開關(guān)S1,電吹風(fēng)吹出的是____風(fēng);若將開關(guān)S1、S2都閉合,電吹風(fēng)吹出的是____風(fēng)。(填“熱”或“冷”) 分析:該裝置中,吹風(fēng)機(jī)和發(fā)熱絲是并聯(lián)連接關(guān)系,S1是干路開關(guān),它一閉合,吹風(fēng)機(jī)就開始工作,吹出冷風(fēng);只有當(dāng)S1、S2同時閉合時,電熱絲才能和吹風(fēng)機(jī)同時工作,吹出熱風(fēng)。
所以,答案是:冷、熱。 進(jìn)一步分析:既然吹風(fēng)機(jī)和發(fā)熱絲是并聯(lián)連接關(guān)系,為什么不給它們各安裝一個開關(guān)分別控制呢?因為,電熱絲是不能單獨工作的。
若單獨工作,產(chǎn)生的熱量不能及時散發(fā)出去,吹風(fēng)機(jī)的內(nèi)部溫度會很高,會燒壞吹風(fēng)機(jī)的外殼,甚至帶來危險。所以,這樣設(shè)計,就可以避免電熱絲的單獨工作,使電吹風(fēng)機(jī)既可以吹。
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