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电流和电路
目录
CONTENTS
电流基本概念与性质
电路基本元件与符号
欧姆定律与电阻概念应用
基尔霍夫定律及其在复杂电路中应用
交流电路中相量表示和功率计算
交流电路中谐振现象分析
01
电流基本概念与性质
CHAPTER
电荷的定向移动形成电流，它是电荷流动的量度。
电流定义
电流的国际单位是安培（A），常用单位还有毫安（mA）、微安（μA）等。
电流单位
规定正电荷定向移动的方向为电流方向，在金属导体中，电流方向与自由电子定向移动的方向相反。
表示电流大小的物理量，简称电流。单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流强度越大。
电流强度
电流方向
电流方向始终保持不变的电流称为直流电。它具有稳定性好、易于控制等优点，广泛应用于电子设备、电池等领域。
直流电（DC）
电流方向随时间周期性变化的电流称为交流电。它具有传输距离远、易于变压等优点，广泛应用于电力系统、家用电器等领域。
交流电（AC）
导体
容易导电的物体称为导体，如金属、石墨等。导体内部存在大量自由移动的电荷，使得电流容易通过。
绝缘体
不容易导电的物体称为绝缘体，如橡胶、玻璃等。绝缘体内部自由移动的电荷很少，使得电流难以通过。
02
电路基本元件与符号
CHAPTER
用符号-或DC表示，提供恒定方向的电流。
直流电源
交流电源
电池
用符号~或AC表示，提供周期性变化的电流。
用符号一长一短两平行线表示，是储存电能的装置，能将化学能转化为电能。
03
02
01
用符号R表示，阻碍电流通过并产生热量，将电能转化为热能。
电阻
用符号C表示，储存电荷并在电路中产生容抗，将电能转化为电场能。
电容
用符号L表示，储存磁场能并在电路中产生感抗，将电能转化为磁场能。
电感
用符号S表示，控制电路通断，有单刀单掷、单刀双掷等多种类型。
开关
用符号直线表示，连接电路元件，传输电能和信号。
导线
用于连接电路板和元器件，实现电路的可拆卸连接。
连接器
电流依次通过各元件，各元件相互影响，用电器串联相当于增大电阻。
电流分别通过各元件，各元件独立工作，互不影响，用电器并联相当于增大电流。
既有串联又有并联的电路，分析时先判断串联和并联部分再进行分析。
包含多个电源、负载和辅助元件的电路，需要运用电路分析方法和技巧进行解读。
串联电路
并联电路
混联电路
复杂电路
03
欧姆定律与电阻概念应用
CHAPTER
欧姆定律内容
在同一电路中，通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。
公式推导
I=U/R，其中I表示电流，U表示电压，R表示电阻。通过公式可以推导出电阻R=U/I，即电阻等于电压除以电流。
电阻定义
01
电阻表示导体对电流的阻碍作用大小，用字母R表示，单位为欧姆(Ω)。
电阻分类
02
电阻按照材料可以分为线绕电阻、非线绕电阻等；按照功率可以分为小功率电阻、大功率电阻等；按照精度可以分为普通电阻、精密电阻等。
计算方法
03
电阻的计算方法主要有两种，一种是直接测量法，使用万用表等仪器直接测量电阻的阻值；另一种是间接测量法，通过测量电压和电流来计算电阻的阻值。
串联电阻特点
串联电路中，各电阻上的电流相等，总电阻等于各电阻之和。串联电阻具有分压作用，即各个电阻上的电压之和等于总电压。
并联电阻特点
并联电路中，各电阻两端的电压相等，总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。并联电阻具有分流作用，即各个电阻上的电流之和等于总电流。
复杂电路中电阻变化规律
在复杂电路中，电阻的变化会影响到整个电路的电流和电压分布。当某个电阻的阻值发生变化时，需要重新计算整个电路的电流和电压分布。
影响因素
电阻的变化受到多种因素的影响，如温度、湿度、压力等。其中温度是最主要的因素之一，因为温度变化会导致导体材料的电阻率发生变化，从而影响电阻的阻值。
应用举例
在电路设计中，需要根据实际需求选择合适的电阻类型和参数。例如，在需要精确控制电流或电压的场合，需要选择精度较高的电阻；在需要承受较大电流的场合，需要选择功率较大的电阻。同时，还需要注意电阻的散热问题和安装方式等问题。
04
基尔霍夫定律及其在复杂电路中应用
CHAPTER
KCL定义
在集总电路中，任何时刻，对任意节点，所有流出节点的电流代数和恒等于零。
电流代数和
流入节点的电流取正号，流出节点的电流取负号。
应用范围
适用于电路中的任一节点和封闭面。
电压代数和
电压的参考方向与回路绕行方向一致时取正号，否则取负号。
KVL定义
在集总电路中，任何时刻，沿任意回路，所有支路电压的代数和恒等于零。
应用范围
适用于电路中的任一独立回路。
1
2
3
以支路电流为未知量，列写KCL和KVL方程组求解电路问题。
支路电流法定义
选定参考节点，标出支路电流参考方向；对除参考节点外的所有节点列写KCL
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