文档介绍:第一章 直流电路
本章学习要点:
1.熟悉电流、电压、电阻、电功率、电功等常用的物理量;
2.了解常用电气元件的电路符号,能够看懂电路图的连接关系;
3.熟练掌握欧姆定律的两种形式,明确 U, J, R, E, r 之间的关系;
4.准确辨识简单电路电阻的串、并联关系,掌握两种连接形式中每
个元件上电压、电流与总电压、总电流的关系。
现实生活中, 我们经常听到或说起很多有关电方面的名词、 术语,也经常有很多用电方
面的困惑。 这些名词、 术语究竟是怎样定义的 ?它们之间有什么关系 ?是什么因素导致电压的高低、电流的大小 ?为什么会发生由用电引发的火灾 ?为什么家里几个月没人住, 还会产生电
?很多经常听到的, 看似简单, 又不容易说清的问题, 通过本章的学习都会有明确的答案。
1—1 电学的基本物理量
一、电量
自然界中的一切物质都是由分子组成的,分子又是由原子组成的,而原子是由带正电
子转移到另外一种物体上。 失去电子的物体带正电荷, 得到电子的物体带负电荷。 物体失去
或得到的电子数量越多,则物体所带的正、负电荷的数量也越多。
物体所带电荷数量的多少用电量来表示。
C 表示。 1C 的电量相当于物体失去或得到
电量是一个物理量, 它的单位是库仑, 用字母 × 1018 个电子所带的电量。
二、电流
电荷的定向移动形成电流。电流有大小,有方向。
1.电流的方向
1、人们规定正电荷定向移动的方向为电流的方
向。金属导体中,电流是电子在导体内电场的作用下
定向移动的结果, 电子流的方向是负电荷的移动方向,
与正电荷的移动方向相反,所以金属导体中电流的方向与电子流的方向相反,如图
1— 1 所
示。
2.电流的大小
电学中用电流强度来衡量电流的大小。电流强度就是 l 秒钟通过导体截面的电量。 电流
强度用字母 I 表示,计算公式如下:
Q
I
t
式中
I
——电流强度,单位安培
(A) ;
Q ——在
t 秒时间内,通过导体截面的电量数,单位库仑
(C) ;
t ——时间,单位秒
(s)。
实际使用时,人们把电流强度简称为电流。电流的单位是安培,简称安,用字母
A 表
示。如果
1 秒内通过导体截面的电量为
1 库仑,则该电流的电流强度为
1 安培,习惯简称电
流为
1 安。实际应用中,除单位安培外,还有千安
( kA
)、毫安
( mA ) 和微安 ( A )。它们之
间的关系为:
3
1kA=10 A
3
1A=10 mA
3
1mA=10 A
三、电压
为了弄清楚电荷在导体中定向移动而形成电流的原因, 我们对照图 1— 2a 水流的形成来
理解这个问题。
从图 1— 2a可以看到外水由一 A 槽经 C管向 8槽流去。水之所以能在 C管中进行定向移动,
是由于 A 槽水位高, B 槽水位低所致: A ,B 两槽之间的水位差即水压,是实现水形成水流的原因。与此相似,当图 1— 2b中的开关 S闭合后,电路里就有电流。这是因为电源的正极电
位高,负极电位低。两个极间电位差 (电压 )使正电荷从正极出发,经过负载 R移向负极形成电流。 所以,电压是自由电荷发生定向移动形成电流的原因。 在电路中电场力把单位正电荷
由高电位
a点移向低电位
b点所做的功称为两点间的电压,用
U ab 表示。所以电压是
a与 b两点
间的电位差,它是衡
量电场力做功本领大
小的物理量。
电压用字母
U 表
示,单位为伏特,电
场力将
1 库仑电荷从
a
点移到
b 点所做的功
为 1 焦耳,则
ab 间的
电压值就是
1 伏特,简称伏,用字母
V 表示。常用的电压单位还有千伏
(kV) ,毫伏 (mV) 等。