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PAGE 36 - 第六章电工学与电子技术 第一节 直流电路* 一、电路的基本概念 （一）电路组成 电路就是电流流经之路，任何电路都由电源、负载、中间环节等组成（图6－1）。电源是电路电能的来源，负载就是各种用电设备，它们将电能转换为其他形式的能量；电路中的导线、开关、电表等，用来连接电源与负载，使电源与负载连成一个闭合回路，起到控制、传输、测量的作用。 图6－1 手电筒电路 任何电路都可用电路图来表示（图6－1b），电路图一般不用实物表示，实际采用的电路图用规定的统一符号表示电路的各个部分，电路图中采用的符号应符合国家标准GB4728《电气图用图形符号》的规定。 （二）电流与电压 1．电流 物体里的电荷朝一定方向运动就形成电流。要使电路中有电流产生，通常需要有两个条件：一是有电源供电，二是电路必须是一个闭合的回路。导体两端必须存在电位差，导体中的电子才能做定向移动而形成电流。习惯上人们规定正电荷移动的方向为电流的方向，与自由电子的实际移动方向正好相反。在电源内部电流由负极流向正极，而在电源外部电流则由正极流向负极。 单位时间内通过导体横截面的电量称为电流强度，电流强度的单位是安培，简称安，用符号“A”表示。大小和方向均不随时间改变的电流称为恒定电流，简称直流（DC），其强度用符号“Ｉ”表示。电流的大小和方向都随时间变化，称为变化电流。一个周期内电流的平均值为零的变化电流成为交变电流，简称交流(AC)，其强度用符号“ｉ”表示。 2．电位 物体带了电（电荷）就具有电位。通常选择大地的电位为参考零电位，当物体带有正电荷时，它的电位就比大地高；当物体带负电荷时，它的电位就比大地低。当两个物体带有不同数量的电荷时，它们具有不同的电位，它们之间就存在电位差，形成了电场。 3．电压 电路中任意两点之间的电位差称为这两点间的电压。电压的方向是由高电位点指向低电位点。电压的符号用“U”表示，单位为伏特，简称伏，用符号“V”表示。 4．电动势 电源内部推动电流的力量称为电源电动势，其数值等于不接负载时电源正、负两极间的电位差。电动势反映了电源把其他形式的能量转变成电能的本领。电动势常用符号“E”表示，单位也是伏。 （三）电阻及其联接 水在水管里流动，会受到管壁和其他障碍物的阻力。同样，当电流通过金属导体时也会遇到阻力，导体这种对电流起阻碍作用的能力称为电阻。任何导体都有电阻，电阻用“R”表示，单位为欧姆，简称欧，用符号“Ω”表示。 导体的电阻决定于导体材料的物理性质、几何尺寸及导体的温度等。同一材料的导线，在粗细相同的情况下，导线越长，电阻越大；在长度相同的情况下，导线越细，电阻越大。 在各种实际电路中，电阻的连接基本有3种方式：串联、并联和混联。 1．电阻的串联 几个电阻没有分支地一个接一个依次相联，使电流只有一条通路，称为电阻的串联。 几个电阻串联，流过各电阻的电流相等。串联电路总电压等于各部分的电压之和，各电阻上的电压与其电阻大小成正比。串联电路电阻可用一个等效电阻来代替，等效电阻等于各电阻之和。 2．电阻的并联 几个电阻的一端连在一起，另一端也连在一起，使各电阻所承受的电压相同，称为电阻的并联。 几个电阻并联，各电阻两端承受的电压相同；并联电路总电流等于各支路电流之和，各电阻上的电流与其电阻大小成反比。并联电阻可用一个等效电阻来代替，等效电阻的倒数等于各并联支路电阻的倒数之和。 3．混联 几个电阻既有串联，又有并联，就称为电阻的混联。 （四）电容器及其联接 水可以用杯子、桶或缸等来装，杯子、桶、缸就称为容器。同样，电荷也可以储存起来，用来储存电荷的容器叫电容器。任何两个金属导体，中间隔以不导电的绝缘物质，就构成电容器。通常把组成电容器的两个导体叫极板，而把中间的绝缘物质叫电介质。电容器带电的时候，它的两极之间要产生电压。极板上所带的电量越多，两极板间的电压也就越大。电容器所带电量（Q）跟它的两极板间的电压U的比值，称为该电容器的电容量，简称电容，用“C”表示，即。 电容量的单位为法拉，简称法，用符号“F”表示。在实用中，常用较小的单位微法（μF）、纳法（NF）、皮法（ｐF）。它们之间的关系为： 电容器有两个主要指标：一是它的电容量，二是它的额定工作电压。使用电容器时，应注意两极板所加的电压不能超过其额定工作电压，否则电容器内的介质将被击穿而损坏。在实际使用中，当一个电容器的电容量不够大时，可把几个电容器并联起来使用；当电路电压太高时，可把几个电容器串联起来使用。 1．电容器的并联 把几个电容器的一组极板用一根导线连在一起，另一组极板用另一根导线连在一起，这种连接叫电容器的并联。 并联电容器各个电容器两端的电压相同，并等于外加电压；并联电容器的等效电容器所带电量等于各个电容器的电量之和；各电容器所带电量与电容