文档介绍：-1 -
直流电路
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、电路及基本物理量
电路就是电流的通过途径。最基本的电路由电源、负载、连接导线和开关等组成。 电路分为外电路和内电路。从电源一端经负载回到另一端的电路称为外电路。电源内 部的通路称为内电路。
1电流
导体中的自由电子在电场力的作用下，做有规则的定向运动，就形成了电流。习 惯上规定正电荷的移动的方向为电流的方向。每秒中内通过导体截面的电量多少，称 为电流强度。用I表示，即：
7
t
式中：I —电流强度，简称电流，单位为安培， A ；
Q —电量，单位为库仑，C; t—时间，单位为秒，S。
2、电流密度
通过导线单位截面积的电流。
3、电压、电位
电位在数值上等于单位正电荷沿任意路径从该点移至无限远处的过程中电场力 所做的功。其单位为伏特，简称伏（V ）。
电压就是电场中两点之间的电位差。其表达式为：
式中：A —电场力所做的功，单位为焦耳，J；
Q —电荷量，单位为库仑，C；
U —两点之间的电位差，即电压，单位为伏特， V
4、电动势
其表达
在电场中将单位正电荷由低电位移向高电位时外力所做的功称为电动势, 式为：
式中：A —外力所做的功，J；
Q —电荷量，C；
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E —电动势，V。
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电动势的方向规定为由负极指向正极,
5、电阻
由低电位指向高电位,
且仅存于电源内部。
电流在导体中流动时所受到的阻力，
L成正比,
导体电阻的大小与导体的长度 率成正比，即
称为电阻。用R或r示。
与导体的截面积成反比，
单位为欧姆或兆欧。 并与其材料的电阻
式中：导体的电阻率, L —导体长度， S —导体截面积， R —导体的电阻，
6、感抗容抗阻抗
R = P丄
S
Q • m;
m；
m;
Qo
当交流电通过电感线圈时，线圈会产生感应电动势阻止电流变化，有阻碍电流流 过的作用，称感抗。它等于电感L与频率f乘积的2 n倍。即：Xl二WL=2n fL感抗在 数值上就是电感线圈上电压和电流的有效数值之比。即： Xl=Ul / Il。感抗的单位是欧
姆。
当交流电通过电容时，与感抗类似，也有阻止交流电通过的作用，称容抗。它等 于电容C乘以频率的2 n倍的倒数。即：Xc=1 / 2n fc=1/WC容抗在数值上就是电容 上电压和电流的有效值之比。即：Xc=Uc/Ic。容抗的单位是欧姆。
当交流电通过具有电阻（R）、电感（L）、电容（C）的电路时，所受到的阻碍称为 阻抗（Z ）。它的数值等于：Z2=R2+（Xl — Xc）2。阻抗在数值上就等于具有 R、L、C元 件的交流电路中，总电压 U与通过该电路总电流I的有效值之比。即：Z=U/I
、欧姆定律
1部分电路欧姆定律
不含电源的电路称为无源电路。在电阻 R两端加上电压U时，电阻中就有电流I 流过，三者之间关系为：
I=U
R
欧姆定律公式成立的条件是电压和电流的标定方向一致， 否则公式中就应出现负
号。
2、全电路欧姆定律
含有电源的闭合电路称为全电路，如图 2-1所示。
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图中虚线框内代表一个电源。电源除了具有电动势 E外，一般都是有电阻的，这
个电阻称为内电阻，用r。表示。当开关S闭合时，负载R中有电流流过。电动势E、
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内电阻r。、负载电阻R和电流I之间的联系用公式表示即为:
I E
R +r。
图2-1 全电路
全电路欧姆定律还可以写为：E =IR • lr0二U U0 式中U =IR称为电源的端电压；U。=讥称为电源的内压降。
三、电功和电功率
电流所做的功，叫电功；用符号 A表示。电功的数学式为:
2 U 2
A = IUt =1 Rt =——t R
式中：U —导体两端的电压，V ；
I —电路电流，A;
R —导体的电阻，Q;
t —通电时间，s。
电功的大小与电路中的电流、电压及通电时间成正比，电功的单位为焦耳，另一 个单位是千瓦•时（kWh ）。它们之间的关系是 1千瓦•时== XI06焦耳
（1kWh==<106J）。
用符号 P表示，即
2 U2
=I R 二
R
单位时间内电流所做的功，叫做电功率
A
P UI
t
式中：U —导体两端的电压，V ；
I —电路电流，A ；
R —导体的电阻，Q;
t —作功的时间，s；
A —电功，Jo
kW、兆瓦 MW。
电功率的单位是瓦，功率较大时，电功率的单位是千瓦
（1MW=103kW=106W）
当电流通过电阻时，要消耗能量而产生热量，这种现象称为电流的热效应。根据 能量守