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电工企业内部取证 学 习 资 料 热电三分公司培训科编制 2010年4月 第一章 电工基础 第一节 直流电路 一、直流电路的基本概念 （一）电路 电路是电流的通路，它是为了某种需要由某些电气设备或元件按一定方式组合起来的。它的作用是实现电能的传输和转换，其中包括电源、负载和中间环节三个组成部分。 1、电源 它在电路中的作用是将其它形式的能量转换为电能。例如发电机和干电池都是电源，它们分别将机械能和化学能转换成电能。 2、负载 它在电路中的作用是将电能转换成其它形式的能量，例如灯泡和电动机等。灯泡将电能转换成光能和热能，电动机将电能转换为机械能。 3、导线（中间环节） 导线是用来连接电源和负载，起着传输和分配电能的作用。 （二）电流 电流是指电荷在电场力的作用下定向移动的现象。习惯上，规定正电荷移动的方向为电流的正方向。电流的大小用单位时间内在导线横截面上通过的电荷量的多少来衡量，称为电流强度，简称电流，用字母I表示,电流的单位是安，用字母A表示。 （三）电压与电位 1、电压 在电场力的作用下使电荷移动，电场力就会对电荷做功，电压就是用来衡量电场力移动电荷做功的能力，如在电场力的作用下将单位正电荷从电场的某一点（a点）移到电场的另一点（b点），电场力所做的功，就称为该两点之间的电压，电压的单位是伏，用字母V表示。 电压的正方向，习惯规定电场力移动正电荷的方向，即高电位到低电位的方向，也就是顺电压的方向电位在降低，所以电压又叫电压降。 2、电位 在电场力的作用下将单位正电荷从电场的某点（a点）移到参考点（0点）所做的功，称为该点的电位，由此可见电位实际上也是电压，是电路中某点与参考点之间的电压。 某点的电位比参考点的电位高的，该点电位为正，比参考点电位低的，该点电位为负。 电位的单位与电压的单位相同，也用V表示。 3、电压与电位的关系 在电路中，任意两点之间的电位差称为这两点之间的电压，如图1.2所示 （四）电动势 为了维持电路中的电流，就必须维持电路两端的电压。电路中的电源就是起维持电路两端电压的作用，因为在电源内部这种推动电荷移动的作用力称为电源力，电动势就是用来衡量这种电源力做功的能力。在电源力的作用下，将单位正电荷从电源负极移到正极所做的功，称为电源电动势，用字母E表示，电动势的单位与电压相同，也用V表示。 电动势的正向是从负极指向正极，也就是从电源的低电位指向高电位。顺着电势的方向是电位升高的方向，所以电动势又称为电压升。 （五）电阻 当电流流过导体时，导体对电流有阻碍作用，这种阻碍作用就是电阻，用字母R或r表示。 电阻的单位为欧，用字母表示。 金属导体的电阻大小由实验可知，导体电阻值的大小与导体长度成正比，与导体截面成反比，还与导体的材料有关，用数学公式表示为 式中 ——导体长度（m） ——导体截面（） ——电阻率，它表示长1m，截面为1导体的电阻值（）。另外，导体的电阻值还与温度有关。 （六）电功与电功率 电流可以使电灯发光、电熨斗发热、电动机带动机器旋转，实现了电能和光、热、机械能之间的转换，这说明电流做了功。电流所做的功称为电功，用字母A表示。如图1.3所示 电功常用的单位是千瓦·时，用字母kW·h表示。 单位时间内电流所做的功称为电功率，用字母表示，即 电功率常用的单位是瓦，用字母W表示。 电功表示在时间t内电场力移动电荷所做的功，而电功率表示在1s时间内电场力移动电荷所做的功，前者反映做功的多少，后者反映做功的速度。 二、电流的热效应 我们所使用的电炉、电烙铁、电熨斗等用电器都是根据电流的热效应来制成的。但电流的热效应也有不利的一面，如发电厂的发电机、电动机、变压器等设备的绕组都是用导线绕制的，导线有电阻，当电流流过绕组时，就会发热。这样，不但消耗了能量（因为热量是由电能转换的），而且会使上述设备的温度升高，加速了绝缘材料（绕组的导线外面都包有绝缘）的老化变质，影响设备的使用寿命。所以制造厂都规定了电气设备的额定值（如额定功率、额定电流等），使用时务必注意。 三、电阻的连接 （一）电阻的串联 电阻的串联，就是把电路中的几个电阻一个连着一个成串地连接起来。如图1.4所示就是两个电阻串联的电路。在这个电路的两端加上电压，流过电路的电流为。 电阻串联电路有下列特点： （1）流过每个电阻的电流都相等。如图1.4（a）中，流过的电流是同一个电流，即都是。 （2）电路两端的总电压等于各个电阻上电压之和。在图1.4(a)中，总电压为，电阻上的电压为，电阻上的电压为， （3）电路的等值电阻（总电阻）等于各串联电阻之和， （4）串联电路中，每个电阻上的电