原发布者:zhanghefangha
第1章电路的基础知识1.1电路和电路模型1.2电路中的主要物理量1.3电路的基本元件1.4基尔霍夫定律1.5基尔霍夫定律1.6简单电阻电路的分析方法第1章电路的基础知识本章要求:本章要求:1.理解电压与电流参考方向的意义;1.理解电压与电流参考方向的意义;理解电压与电流参考方向的意义2.理解电路的基本定律并能正确应用;理解电路的基本定律并能正确应用;3.了解电路的有载工作、开路与短路状态,了解电路的有载工作、开路与短路状态,理解电功率和额定值的意义;理解电功率和额定值的意义;4.会计算电路中各点的电位。会计算电路中各点的电位。1.1电路和电路模型电路是电流的通路,电路是电流的通路,是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。或电路元件按一定方式组合而成。1.电路的作用(1)实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、发电机升压变压器输电线降压变压器电灯电动机电炉。(2)实现信号的传递与处理(2)实现信号的传递与处理话筒扬声器放大器2.电路的组成部分电路的组成部分电源:电源提供电能的装置升压变压器输电线负载:负载取用电能的装置电灯电动机电炉。发电机降压变压器中间环节:传递、中间环节:传递、分配和控制电能的作用2.电路的组成部分2.电路的电路的组成部分信号源:信号源提供信息信号处理:信号处理:放大、调谐、放大、调谐、检波等话
网孔电流法,对于一个闭环来讲,绕这个环一圈电压和为零,就有I1R1+I2R2+。。。=0
结点电流法,对于一个结点来讲,有流入的电流就有流出的电流,即电流矢量和为零。
就有I1+I2+。。。。=0 回答者: coolday186 | 五级 | 2011-3-23 22:08
你说的是基尔霍定律吧?基尔霍夫定律分基尔霍夫电压定律(KCL)和基尔霍夫电流定律(KVL)两个,用他求电路中支路的电流的时候,要利用网孔结合KCL定律列电压方程,再利用结点结合KVL列电流方程,组成方程组求解
一个网孔就是一个回路,任瞬时在这个回路中先人为的规定一个绕行方向,回路中所有元件的端电压代数和为零(电压方向与绕行方向相同取正,反之取负),一个节点嘛,一般是指三叉及三叉以上的线路交点,任瞬时流入这个交点的电和流出这个交点的电流代数和为零,如是你规点流入电流为正,那么流出的就为负,节点也可以是一部分电路(假想用一个球面包住这部分电路成为一个节点) 回答者: sf133510 | 二级 | 2011-3-23 22:23
以假想网孔电流作变量列写和网孔个数相同的KVL方程, 联立求解求出网孔电流,进而通过网孔电流与支路电流的关系再求出支路电流,或者期望再求出其它电路变量,这就是网孔电流法。对于含有理想电流源,在不能将其转移成某个网孔电流时,可采取设其两端电压,来增加变量,进而增加方程。对于含有受控源的电路,其分析方法和步骤与只含独立源电路的分析完全相同,只是要将受控变量用待求的网孔电流变量表示作为辅助方程。此法优点:同一电路所需方程数目较支路电流法少,列写方程的规律易于掌握。缺点是不直观,有的网孔电流不能用电流表测试。
以独立节点的电位作为变量依KCL(连同欧姆定律)列写节点电位方程,求解出节点电位,进而求得各支路电流或欲求的其它电路变量,这就是节点电位法。此法优点是所需方程个数少于支路电流法,特别是节点少而支路多的电路用此法尤显方便,列写方程的规律易于掌握。 缺点是对于一般给出的电阻参数、电压源形式的电路求解方程工作量较大。
第一章 电路与电场基础知识 第一节 电路及其基本物理量 电流流过的回路叫做电路,又称导电回路。
最简单的电路,是由电源、负载、导线、开关等元器件组成。电路导通叫做通路。
只有通路,电路中才有电流通过。电路某一处断开叫做断路或者开路。
如果电路中电源正负极间没有负载而是直接接通叫做短路,这种情况是决不允许的。另有一种短路是指某个元件的两端直接接通,此时电流从直接接通处流经而不会经过该元件,这种情况叫做该元件短路。
开路(或断路)是允许的,而第一种短路决不允许,因为电源的短路会导致电源、用电器、电流表被烧坏。电路(英语:Electrical circuit)或称电子回路,是由电器设备和元器件, 按一定方式连接起来,为电荷流通提供了路径的总体,也叫电子线路或称电气回路,简称网络或回路。
如电源、电阻、电容、电感、二极管、三极管、晶体管、IC和电键等,构成的网络、硬件。负电荷可以在其中流动。
第二节 电阻及电阻定律 电阻(Resistance,通常用“R”表示),在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。
不同的导体,电阻一般不同,电阻是导体本身的一种特性。电阻将会导致电子流通量的变化,电阻越小,电子流通量越大,反之亦然。
导体的电阻R跟它的长度L成正比,跟它的横截面积S成反比,还跟导体的材料有关系,这个规律就叫电阻定律(law of resistance),公式为R=ρL/S 。其中ρ:制成电阻的材料电阻率,L:绕制成电阻的导线长度,S:绕制成电阻的导线横截面积,R:电阻值。
公式:R=ρL/S,R=U/I ρ——制成电阻的材料电阻率,国际单位制为欧姆 · 米(Ω · m) ;L——绕制成电阻的导线长度,国际单位制为米(m);S——绕制成电阻的导线横截面积,国际单位制为平方米(m2) ;R——电阻值,国际单位制为欧姆,简称欧(Ω);U——电压值,国际单位制为伏特,简称伏(v);I——电流值,国际单位制为安培,简称安(A)。其中:ρ叫电阻率:某种材料制成的长1米、横截面积是1平方米的导线的电阻,叫做这种材料的电阻率。
是描述材料性质的物理量。国际单位制中,电阻率的单位是欧姆·米,常用单位是欧姆·平方毫米/米。
与导体长度L,横截面积S无关,只与物体的材料和温度有关,有些材料的电阻率随着温度的升高而增大,有些反之。电阻率1.电阻率ρ不仅和导体的材料有关,还和导体的温度有关。
在温度变化不大的范围内,:几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化,即ρ=ρo(1+at)。式中t是摄氏温度,ρo是O℃时的电阻率,a是电阻率温度系数。
⒉由于电阻率随温度改变而改变,所以对于某些电器的电阻,必须说明它们所处的物理状态。如一个220 V -100 W电灯灯丝的电阻,通电时是484欧姆,未通电时只有40欧姆左右。
⒊电阻率和电阻是两个不同的概念。电阻率是反映物质导电性能好坏的属性,电阻是反映物体对电流阻碍作用的属性。
电阻率是一个反应材料导电性能的物理量。电阻率数值上等于单位长度、单位截面的某种物质的电阻,其倒数为电导率。
电阻率与导体的长度、横截面积等因素无关,是导体材料本身的电学性质,由导体的材料决定,且与温度有关。电阻率在国际单位制中的单位是Ω·m,读作欧姆米,简称欧米。
常用单位为“欧姆·厘米”。电阻率较低的物质被称为导体,常见导体主要为金属,而自然界中导电性最佳的是银。
其他不易导电的物质如玻璃、橡胶等,电阻率较高,一般称为绝缘体。介于导体和绝缘体之间的物质 (如硅) 则称半导体。
第三节 导体、绝缘体、半导体和超导体 导体是善于导电的物体,即是能够让电流通过材料;不善于导电的物体叫绝缘体。(并不是能导电的物体叫导体,不能导电的物体叫绝缘体,这是一般人常犯的错误)金属导体里面有自由运动的电子,导电的原因是自由电子.半导体随温度升高其电阻率逐渐变小,导电性能大大提高,导电原因是半导体内的空穴和电子对。
在科学及工程上常用利用欧姆来定义某一材料的导电程度。能够让电流通过的材料,导体依其导电性还能够细分为超导体、导体、半导体、及绝缘体。
在科学及工程上常用利用欧姆来定义某一材料的导电程度。它们使电力极容易地通过它们。
当电流在导体内流过时,事实上是因为导体内的自由电荷(在金属中的自由电荷是电子,而在溶液中的自由电荷则为阴、阳离子)产生漂移而造成的,根据材料的不同,自由电荷的漂移方式也不相同:在超导体中,电子几乎不受原子核的干扰而能够快速移动;而在导体内电子的移动受限于该材料所造成的电子海的能阶大小;而在半导体内,电子能够移动是因为电子-空穴效应;而绝缘体则是电子受限于分子所构成的共价键,使得电子要脱离原子是一件非常困难的事。因此,没有绝对绝缘的绝缘体,只要有足够大的能量(例如高压电)就可以使电子得以通过某绝缘体。
而在溶液中的电子流动是因为离子游动而造成的,能够让电流通过的溶液称为电解质溶液。不善于传导电流的物质称为绝缘体(Insulator),绝缘体又称为电介质引。
它们的电阻率极高。绝缘体的定义:不容易导电的物体叫做绝缘体。
电路基础知识的应用 ──电路工作状态分析 河南省平顶山市卫东区田选学校 范俊奇 电路的基础知识包括,电路的组成,电路的状态,电路的连接关系等,是我们分析电路工作状态的基础。
只有能看懂电路,会正确判断电路的连接方式,才能进一步对电路进行分析和计算。 一、电路分析的基础知识 1.电路的组成 一个正确的电路应该有下列基本组成部分组成。
电源、用电器、开关和导线。电源起着把其他形式的能量转化为电能并提供电能的作用;导线起着连接电路元件和把电能输送给用电器的作用;开关控制电能的输送(电流的通断);用电器将电能转化为其他形式的能量。
如果一个电路缺少了这四个基本组成部分中的一部分,这个电路就不能工作或错误或存在危险(短路)。 2.电路的三种状态 (1)通路:接通的电路。
特征:电路中有电流而且用电器正常工作。(2)开路:断开的电路。
特征:电路中无电流,用电器不能工作。(3)短路:定义:电源两端或用电器两端直接用导线连接起来(电流不经过用电器)。
特征:电源短路,电路中有很大的电流,可能烧坏电源或烧坏导线的绝缘皮,很容易引起火灾。并联电路中,一旦一个支路发生短路,整个电路就短路了。
开路和通路是电路的常见状态,比如,电灯的亮和灭。而短路是错误的危险状态,是绝对应该避免的。
3.串联电路中的局部短路 在串联电路中,由于某种原因或实际需要,使电路中的某个用电器发生短路,而其它用电器仍然工作的电路。如图所示电路中,当开关S闭合时,L1发生短路,L2仍有电流通过,可以发光。
4.电路的连接方式 电路的串联和并联是初中阶段必须掌握的电学知识,是进行电路分析和计算的基础。 (1)电路连接方式的比较。
串 联 并 联 定 义 把元件首尾相连逐个顺次连接起来的电路 把元件首首尾尾并列的连接起来的电路 结构特征 电路中只有一条电流路径,没有分支。 电路中有分支(有分开的点和会合的点),电流路径至少有两条, 工作特征 各用电器相互影响,一处段开所有用电器都停止工作。
各支路中的用电器独立工作,互不影响。 开 关 作 用 控制整个电路 干路中的开关控制整个电路。
支路中的开关控制该支路。 电路图 实 例 装饰小彩灯、开关和用电器 家庭中各用电器、各盏路灯 (2)判断电路串联、并联的常用方法。
基于初中阶段的学习要求,仅介绍以下常用的判断方法,在实践中可选择适合自己的方法熟练掌握。 ①定义法:将用电器接线柱编号,电流流入端为“首”,电流流出端为“尾”。
观察各用电器,若“首→尾→首→尾”连接为串联;若“首→首”、“尾→尾”相连,为并联。 ②结构特征分析法:在有电路图或实物连接图的情况下,识别电路时,可沿着电流方向分析:电源正极→各用电器→电源负极。
若途中无节点(分叉点),电流沿着一条路径前进不分流,该电路中用电器是串联关系;若电路有节点,电流在某一处分开,在另一处又合在一起,这些用电器就是并联关系。 ③工作特征分析法:去掉任意一个用电器,若另一个用电器也不工作,则这两个用电器串联;若另一个用电器不受影响仍然工作,则这两个用电器为并联。
在看不到电路图或电路实物图情况下(如路灯、家庭电路),可根据用电器的工作特征判断连接情况。 二、应用举例 1.(09济宁)如图1所示电路中,当开关S1、S2均闭合后,说法正确的是( ) A.L1、L2都能发光 B.L1、L2都不能发光 C.Ll能发光,L2不能发光 D.Ll不能发光,L2能发光 分析:当S1断开,S2闭合时,L1、L2是并联连接关系;当S1闭合时,L1发生短路。
因为是并联电路,一处发生短路,整个电路就处于短路状态,所以,L1、L2都不能发光,B正确。 2.(09兰州)如图2所示,当开关S闭合时,两只小灯泡能同时发光的正确电路是( ) 分析:在四个电路中,在A电路中,两盏电灯串联,开关S与一盏电灯并联,当开关闭合时,与开关并联的电灯就发生局部短路,所以,开关闭合后,只有一盏灯亮。
B电路中,是开关串联在电路中的串联电路,开关闭合后,电路是通路,所以,两盏串联的电灯都会发光,B正确。C电路中,没有电源,是一个电路基本组成部分都不完全的错误的电路。
D电路中,两盏灯并联,S闭合时,两灯都会发光,但一盏灯没有开关控制,它是不符合电路基本连接要求的。 3.(09成都)如图所示是一把既能吹冷风,又能吹热风的电吹风的简化电路,图中A是吹风机,B是电热丝。
将插头插入插座,若只闭合开关S1,电吹风吹出的是____风;若将开关S1、S2都闭合,电吹风吹出的是____风。(填“热”或“冷”) 分析:该装置中,吹风机和发热丝是并联连接关系,S1是干路开关,它一闭合,吹风机就开始工作,吹出冷风;只有当S1、S2同时闭合时,电热丝才能和吹风机同时工作,吹出热风。
所以,答案是:冷、热。 进一步分析:既然吹风机和发热丝是并联连接关系,为什么不给它们各安装一个开关分别控制呢?因为,电热丝是不能单独工作的。
若单独工作,产生的热量不能及时散发出去,吹风机的内部温度会很高,会烧坏吹风机的外壳,甚至带来危险。所以,这样设计,就可以避免电热丝的单独工作,使电吹风机既可以吹。
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