第1章 电学基础知识.ppt

第一章 电学基础知识
本章导读
第一节 电路
第二节 电流
第三节 电压与电位
第四节 电动势
第五节 电阻
第六节 欧姆定律
第七节 焦耳定律
第八节 电功与电功率
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本章导读
本章为电学基础知识,主要介绍电路的定义和组成,讲述电路中的基本物理量和基本定律,包括电压、电流、电位、电动势等重要概念;欧姆定律、焦耳定律等基本定律;电流的方向和电位的计算等知识点。
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什么是电路?
第一节 电路
电路是电流通过的路径,是由各种元器件按一定方式连接起来的总体。图1-1就是一个简单的电路,它是由灯泡、开关、导线和电池四部分组成的。当开关闭合的时候,灯泡会变亮,而当开关断开的时候,灯泡会熄灭。这是因为在开关闭合的时候,电路中有了电流,电流通过电路流过灯泡从而使灯泡工作。当开关断开的时候,电路中就没有了电流,从而使灯泡失去了电流而停止工作。
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图1-1 简单的电路
第一节 电路
在图1-1电路中,各个元件都实现了不同的功能:电池是产生电能的源泉,我们把它称作电源;灯泡消耗了电能,我们称它为负载;导线起到了传输的作用,它把电能从电源传送到了负载当中;开关控制电路中的电流何时能通过导线传输,何时不能传输。
因此,我们可以发现电路是由电源、导线、负载和开关四元件组成的。

电源是提供电能的设备。它的作用是将其他形式的能量转化为电能,并把电能源源不断地提供给负载。常见的电源有电池、发电机等。
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第一节 电路

导线是用来连接电源与负载的。电路通过导线构成一个闭合的回路,起着输送和分配电能的重要作用。一般常用的导线是铝导线或铜导线。

负载是各种用电设备的总称。它的作用是将电能转换为其他形式的能量。

开关是控制电路的闭合与断开的。通过开关来影响负载的工作情况。常见的开关有按钮、闸刀开关等。
电路通常有三种状态:通路、断路和短路。
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第一节 电路
通路是指处处连通的电路。通路状态下电路中有电流流过。图1-1所示开关闭合时电路就是处于通路状态。
断路是指电路中有某处断开,不能形成一个电流的回路。断路状态下电路中没有电流,图1-1所示开关打开的状态。
短路是指电流从电源正极流出后不经过负载直接流回电源负极的情况(如图1-3所示)。短路状态下,电路中的电流要比通路状态下大很多倍,很容易烧毁电源,一般不允许出现这种情况。
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图1-3 短路
第一节 电路
图1-1所示的是电气设备的实物图形表示的实际电路。它的优点是形象直观,但是画起来很复杂,不便于分析和研究。于是,为了电路分析和研究的方便,实际设备往往被抽象成一些理想的模型,并用特定的图形符号表示。电路图就是用这些统一的图形符号画出的电路模型图。如图1-2就是图1-1的电路模型图。
图1-3 电路模型图
第一节 电路
电路中常用的部分图形符号如下表1-1所示。
表1-1 常用电路图形符号
知
识
链
接
理想电路元件
电路模型中的所有元件均为理想电路元件。实际电路元件的电特性是多元的、复杂的。消耗电能的电特性可用电阻元件表征;产生磁场的电特性可用电感元件表片。例如,由于白炽灯中耗能的因素大于产生磁场的因素,因此L(电感量)可以忽略。理想电路元件的电特性是精确的、唯一的。