《基础知识》第五章电气常识第一节直流电路【学习目标】1.掌握直流电路中各物理量的概念。2.掌握欧姆定律的内容。一、电路和电流上午1时54分电路所完成的任务是多种多样的，所以电路的形式、复杂程度各不相同，但电路一般总是由电源、负载、连接导线和控制设备四个基本部分组成。电路的作用:(二)电流二、电压、电位和电动势A、B两点间的电压，在数值上等于电场力把单位正电荷从A点移到B点所做的功。在国际单位制中，电压的单位是伏特，简称伏，用符号V表示。电压不但有大小而且有方向。电压总是对电路中的两点而言，因而用双下标表示，其中前一个下标代表正电荷的起点，后一个下标表示正电荷运动的终点，电压的方向则由起点指向终点。(二)电位电路中某点相对于参考点的电压称为该点的电位，用V表示。如Va表示a点的电位。电位的单位也为伏特（V）。参考点的电位规定为零电位。通常选用大地为参考点，在电子仪器中，常把金属机壳或电路的公共接点作为参考点。当参考点改变时，各点的电位也随之改变，但任意两点的电位差不变，即电压的大小和参考点的位置无关。(三)电动势在电流通过电路的同时，电路内发生了能量的转换，电源力不断地克服电场力对正电荷做功，从而使正电荷的电位能升高。正电荷在电源内获得了能量，把非电能转换成电能。我们把电源力移送单位正电荷从负极到正极的过程中所做的功定义为电源的电动势，用E表示.电动势的方向规定为在电源内部从负极指向正极.三、电能和电功率(二)电功率在某段时间内，电路中产生或损耗的电能与该段时间的比称为电功率，用字母P表示.在闭合电路中电源产生的电功率为:负载取用的电功率与内电路路损耗的功率之和.即功率平衡。电功率的单位是瓦特，简称瓦，用符号W表示。四、电阻和欧姆定律导体的电阻决定于材料的性质，几何尺寸和导体的温度等因素。利用材料的随温度而变化的性质，可以制成金属电阻温度计、半导体温度计等。某些感温式火灾报警器也是利用电阻的这一特性设计的。(二)欧姆定律导体中要形成电流，导体两端必须有一定的电压，而导体的电阻又要影响电流的强弱。欧姆定律反映了电流、电压、电阻之间的依存关系，是电路的基本定律之一，应用非常广泛。1.一段电路的欧姆定律在一段含源电路中，其路端电压等于电流与电阻（包括外电阻和电源的内阻）的乘积之代数和减去该段电路中电动势之代数和。这一结论称为一段含源电路的欧姆定律。如果这段电路中没有电源，仅有一个纯电阻R，则该式变成一段均匀电路的欧姆定律。2.全电路欧姆定律全电路就是含电源的闭合的直流电路。如图所示，就是一个简单的全电路。为了分析方便且表达清楚，常将具有内阻为r、电动势为E的实际电源表示为一个内阻为零、电动势为E的理想电源与一个电阻为r的串联电路。实际上，内电阻是在电源内部，与电动势是分不开的。全电路欧姆定律的内容是：在一个闭合电路中，电流强度与电源电动势成正比，与整个电路的电阻成反比。只要电源内阻不等于零，电源供给的电流越大，其端电压越低；反之，I越小，U就越大。当I=0，端电压U就等于电源的电动势E。五、电阻的连接串联电路的等效电阻等于电路上各个电阻之总和。串联电路中,哪个电阻较大，分配在它两端的电压也就较大。因而，串联电路亦称分压电路。实验室中常用的分压器，就是根据这个道理制成的。(二)电阻的并联并联电路的等效电阻的倒数等于电路上各个电阻的倒数之总和。在并联电路中，电流的分配与电阻成反比.哪个电阻较大，通过它的电流就较小。因而，并联电路亦称分流电路。在改装电流表时，常用并联方式制成分流电路，用来扩大量程。(三)电阻的混连如果在一个电路中，既有串联，又有并联，这种连接方式叫做电阻的混联。分析混联电路的基础是灵活运用串联电路和并联电路的特点，找出各电阻之间的连接关系，采用电阻逐步合并的方法，求出电路的等效电阻；再根据欧姆定律求得总电流，最后由串联电路的分压公式和并联电路的分流公式，逐一推算各部分的电压、电流和功率等。六、电流的热效应电流的热效应在日常生活和生产中用途很广。常见的白炽灯、电阻炉、电热毯、电焊等都是利用电流产生的热量为生活和生产服务。此外，人们还利用电流能使导体发热的特点，用低熔点合金做成熔断丝，把适当粗细的熔断丝安装在电路中，当电路内电流强度超过允许范围时，熔断丝就会发而切断电路，从而保证了用电的安全。然而电流的热效应也有不利的一面，因为电气设备中导线都有一定电阻，在通电时电气设备的温度就会升高。如果温度太高，就会加速绝缘材料的老化变质，如橡皮硬化，绝缘纸、纱带烧焦，漆包线的漆层脱落等，因而引起漏电或线圈短路，甚至烧坏设备。第二节磁与电磁感应一、磁现象上午1时54分人们早期对于磁铁基本现象的认识，可归纳为以下几点：1.磁铁具有磁性。磁铁上磁性特别强的区域称为磁极。磁极