电工基础知识概述(doc 42).pdf

第一章 电工基本基础 第一节 直流电路和分析方法 本节主要讨论电路的基本物理量、电路的基本定律，以及应用它们来分析与计算各 种直流电路的方法，包括分析电路的工作状态和计算电路中的电位等。这些问题虽然在 本节直流电路中提出，但也同样适用于后文介绍的线性交流电路与电子电路中，是分析 计算电路的重要基础。 一、电路及基本物理量 1．电路和电路图 电路是由电工设备和元器件按一定方式连接起来的总体，它提供了电流通过的路径。 如居室的照明灯电路、收音机电子电路、机床控制电气电路等。随着电流的流动，在电 路中进行能量的传输和转换，通常把电能转换成光、热、声、机械等形式的能量。 电路可以是简单的，也可能是复杂的。实际的电路由元件、电气设备和连接导线连 接构成。为了便于对电路进行分析和计算，通常把实际的元件加以理想化，用国家统一 规定的电路图形符号表示；用这些简单明了的图形符号来表示电路连接情况的图形称为 电路图。 例如，图1—1(a)所示的符号代表干电池(电源)，长线端代表正极，短线端代表负极。 图1—1(b)所示的符号代表小灯泡(负载)。图1—l(c)所示的符号代表开关。用直线表示 连接导线将它们连接起来，就构成了一个电路，如图1—2所示。 一般电路都是由电源、负载、开关和连接导线四个基本部分组成的。电源是把非电 能能量转换成电能，向负载提供电能的设备，如干电池、蓄电池和发电机等。负载即用 电器，是将电能转变成其他形式能量的元器件。如电灯可将电能转变为光能，电炉可将 电能转变为热能，扬声器可将电能转变为声能，而电动机可将电能转变为机械能等。开 关是控制电路接通或断开的器件。连接导线的作用是输送与分配电路中的电能。 2．电路的基本物理量 (1)电流 电荷有规则的运动就形成电流。通常在金属导体内部的电流是自由电子在 电场力作用下运动而形成的。而在电解液中(如蓄电池中)，电流是由正、负离子在电场 力作用下，沿着相反方向的运动而形成的。 1 电流的大小用电流强度即电荷的流动率来表示。设在极短的时间内通过导体横截面 的电荷量为dq如，则 dq 电流强度 i (1—l) dt 其中 i 是电流强度的符号，电流强度习惯上常被称为电流。 如果任意一时刻通过导体横截面的电荷量都是相等的，而且方向也不随时间变化， I 则称为恒定电流，简称直流。这时的电流强度规定用大写字母 表示，则 Q I  (1—2) t 如电流的大小或方向随时间变化，则称为交变电流，用字母i 表示。 A 电流强度的单位是安培，以字母 表示，在 1 秒内通过导体横截面的电量为 1 库仑 时。电流强度为 l 安培。除安培外，常用的电流强度单位还有千安(KA)、毫安(mA) 和微安(A)。 KA 3 A 1 千安( )＝10 安( ) mA -6 A 1 毫安 ( )＝10 安( ) A -3 mA -6 A 1 微安( )＝10 毫安 ( )＝10 安( ) 电荷的有规则移动形成电流，而形成电流的电荷可能是正电荷 (如正离子)，也可能 是负电荷(如电子或负离子)。习惯上规定以电荷移动的方向为电流的方向(和电子运动方 向相反)，如图 1—3 所示。 但在实际电路中，电流的实