目錄第一節(jié)電路的組成及基本工作狀態(tài)第二節(jié)電路的基本物理量第三節(jié)電壓源和電流源第四節(jié)電阻元件和歐姆定律第五節(jié)電路的工作狀態(tài)第六節(jié)基爾霍夫定律01PARTONE第一節(jié)電路的組成及基本工作狀態(tài)第一節(jié)電路的組成及基本工作狀態(tài)一、電路的作用(1)進行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配——電能傳輸示意圖(2)實現(xiàn)信息的傳遞和處理——擴音機電路示意圖第一節(jié)電路的組成及基本工作狀態(tài)二、電路的組成如圖所示為簡單的照明電路，電路主要由：電源、負載、導(dǎo)線和開關(guān)四部分組成。（1）電源——電源是電路中能量的來源，如圖中的干電池。其本質(zhì)是將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，并為電路提供電能的設(shè)備。常見的電源及其能量轉(zhuǎn)換：第一節(jié)電路的組成及基本工作狀態(tài)（2）負載——負載又稱用電器，如圖所示的燈泡。是將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量的裝置。是電路中接收電能、吸收電能，或者說消耗電能的設(shè)備。（3）導(dǎo)線

導(dǎo)線是用來連接電源和電器的金屬線，由銅、鋁或鋼等導(dǎo)電材料制成的線，有單根的或絞并而成的，用來輸送電流。（4）開關(guān)

開關(guān)是控制電路接通和斷開的裝置。常見的開關(guān)有單聯(lián)、雙聯(lián)、三聯(lián)開關(guān)，還用特殊功能開關(guān)：遙控開關(guān)、聲控開關(guān)、遙感開關(guān)等。第一節(jié)電路的組成及基本工作狀態(tài)三、電路模型用抽象的理想元件及其組合近似替代實際電路元件，從而把實際電路的本質(zhì)反映出來，構(gòu)成了與實際電路相對應(yīng)的理想化電路，稱之為電路模型。需要指出的是，模型元件僅是實際元件的近似模擬，并不是實際元件本身。02PARTTWO第二節(jié)電路的基本物理量第二節(jié)電路的基本物理量一、電流1、電流的形成電荷的定向移動形成電流，移動的電荷又稱載流子。2、電流的大小電流的大小用電流強度來表示。等于單位時間內(nèi)通過橫截面的電荷量。電流強度在單位時間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，就表示流過該導(dǎo)體的電流越強。表示為：第二節(jié)電路的基本物理量假如電流為恒定的，即式（1-1）的比值為常數(shù)，就稱為直流電流，簡稱直流（DC），對不隨時間變化的物理量用大寫字母表示，式（1-1）可改寫為：第二節(jié)電路的基本物理量第二節(jié)電路的基本物理量[例1-1]某導(dǎo)體在0.5s內(nèi)通過的電荷量為2C，求導(dǎo)體中有多大電流通過？第二節(jié)電路的基本物理量3、電流的方向習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動的方向為電流的方向，因此電流的方向?qū)嶋H上與電流移動的方向相反。在分析和計算較為復(fù)雜的直流電路時，經(jīng)常會遇到某一電流的實際方向難以確定的問題，這時可先任意假定電流的參考方向，然后根據(jù)電流的參考方向列方程求解。第二節(jié)電路的基本物理量第二節(jié)電路的基本物理量在這里，將有關(guān)電流的正方向作一個總結(jié)：（1）在分析電路前，盡可能假定一個正方向。（2）正方向可以任意選擇，但正方向一經(jīng)選定，（3）電流就成為一個代數(shù)量，即有正、負之分。（4）在未標(biāo)定正方向的情況下，電流的正負值是毫無意義的。（5）今后電路中所標(biāo)注的電流方向都是正方向，不一定是電流的實際方向。第二節(jié)電路的基本物理量4．電流的測量

（1）對交、直流電流應(yīng)分別使用交流電流表和直流電流表測量。

（2）電流表必串接到被測量的電路中。

（3）直流電流表表殼接線柱上標(biāo)明的“+”、“－”記號，應(yīng)和電路的極性相一致，不能接錯，否則指針要反轉(zhuǎn)，既影響正常測量，也容易損壞電流表。（4）合理選用電流表的量程。測量時，一般要先估計被測電流的大小，再選擇電流表的量程。若一時無法估計，可先用最大量程檔，當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)不到1/3刻度時，再改用較小一檔去測量，直至測到準(zhǔn)確數(shù)值為止。第二節(jié)電路的基本物理量5.電流密度為了描述導(dǎo)體內(nèi)各點電流分布的情況，我們引入電流密度這個物理量。所謂電流密度就是當(dāng)電流在導(dǎo)體的橫截面上均勻分布時，該電流與導(dǎo)體橫截面積的比值。電流密度用J表示：來表示，即第二節(jié)電路的基本物理量二、電壓與電位電流之所以能夠在導(dǎo)線中流動，也是因為在電流中有著高電勢能和低電勢能之間的差別。這種差別叫電勢差，也叫電壓。換句話說。在電路中，任意兩點之間的電位差稱為這兩點的電壓。1、電壓第二節(jié)電路的基本物理量二、電壓與電位2、電位電路中每一點都有一定的電位，就如同空間的每一處都有一定的高度一樣。電路中某一點到參考點之間的電壓，稱為該點的電位。用符號φ表示。電位可以理解為電路中電荷的“位置”。對電位這個概念而言，參考點是很重要的，因此參考點不同，電路中同一點的電位就不一樣。1).電位參考點的選擇方法。第二節(jié)電路的基本物理量2).電位定義：電路中零電位點（參考點）規(guī)定之后，電路中某一點與參考點之間的電壓即為該點的電位。電位可以理解為電路中電荷的“位置”。注意:某點電位為正，說明該點電位比參考點高；某點電位為負，說明該點電位比參考點低。第二節(jié)電路的基本物理量第二節(jié)電路的基本物理量電壓與電位的區(qū)別：電路中某點的電位與參考點的選擇有關(guān)，它是個相對值，但兩點間的電位差與參考點的選擇無關(guān)，它是絕對值。電位有大小，無方向；而電壓既有大小，又有方向。第二節(jié)電路的基本物理量電壓的測量：（1）對交、直流電壓應(yīng)分別采用交流電壓表和直流電壓表測量。（2）電壓表必須并聯(lián)在被測電路的兩端。（3）直流電壓表表殼接線柱上標(biāo)明的“+”、“－”記號，應(yīng)和被測兩點的電位相一致，即“+”端接高電位，“－”端接低電位，不能接錯，否則指針要反轉(zhuǎn)，并會損壞電壓表。（4）合理選用電壓表的量程，其方法和電流表量程的選擇方法相同。第二節(jié)電路的基本物理量3、電壓的正方向電壓與電流一樣，也存在一個方向的問題。規(guī)定電壓的方向是電場力移動正電荷的方向，電壓的實際方向規(guī)定為由高電位端指向低電位端，即為電壓降的方向。在分析和計算某一段電路時，電壓的實際方向有時很難確定，因此同樣可以任意選定該段電路電源的正方向。1）參考方向

參考方向是人們?nèi)我膺x定的一個方向。分析電路時，可任意選定電壓、電流的參考方向，并由參考方向和電壓、電流值的正、負來反映該電壓或電流的實際方向。第二節(jié)電路的基本物理量2）關(guān)聯(lián)參考方向

在電路分析中，各元件的電流、電壓參考方向都可任意選定。但是為了方便起見，對于同一元件或同一段電路，習(xí)慣上采用“關(guān)聯(lián)”參考方向。即電流的參考方向與電壓參考“＋”極到“－”極的方向選為一致。關(guān)聯(lián)參考方向又稱為一致參考方向，如圖1-11所示。若電壓與電流的正方向不一致，則為非關(guān)聯(lián)方向，如圖1-12所示。三、電動勢第二節(jié)電路的基本物理量電動勢的大小可視為開路是電源正負極之間的電位差。電動勢的方向規(guī)定為在電源內(nèi)部由負極指向正極。對于一個電源來說，既有電動勢，又有端電壓（電源兩端的電壓）。電動勢只存在于電源內(nèi)部；而端電壓則是電源加在外電兩端的電壓，其方向由正極指向負極。第二節(jié)電路的基本物理量第二節(jié)電路的基本物理量四、電功與電功率1、電功電場力所做的功，即電路所消耗的電能，簡稱電功（即電能），用字母W表示。表達式為：第二節(jié)電路的基本物理量第二節(jié)電路的基本物理量2、電功率若電壓、電流為非關(guān)聯(lián)正方向，則第二節(jié)電路的基本物理量3、額定值

用電器長期工作時所允許的最大電壓、電流、功率，稱為額定電壓、額定電流、額定功率。如果給用電器加上額定電壓，它消耗的功率就是額定功率，這時用電器正常工作。第二節(jié)電路的基本物理量五、電流的熱效應(yīng)電流通過金屬導(dǎo)體時，作定向移動的自由電子要頻繁地跟金屬正離子碰撞，從而使電子在電場力的加速作用下而獲得的功率不斷地傳遞給金屬正離子，使金屬正離子的熱振動加劇，于是通電導(dǎo)體的內(nèi)能增加，溫度升高，這就是電流的熱效應(yīng)。03PARTTHREE第三節(jié)電壓源和電流源第三節(jié)電壓源和電流源一、電壓源1、理想電壓源第三節(jié)電壓源和電流源第三節(jié)電壓源和電流源2．實際電壓源

理想電壓源實際上是不存在的，電源內(nèi)部總是存在一定的阻值，稱之為內(nèi)阻。例如電池是一個實際的直流電壓源，當(dāng)接上負載有電流流過時，內(nèi)阻就會有能量損耗，電流越大，損耗也越大，端電壓就越低，這樣，電池就不具有端電壓為定值的特點。第三節(jié)電壓源和電流源二、電流源1．理想電流源（恒流源）第三節(jié)電壓源和電流源第三節(jié)電壓源和電流源2．實際電流源

第三節(jié)電壓源和電流源電壓源的輸出電壓及電流源的輸出電流都不隨外電路的變化而變化，它們都是獨立電源，它們在電路中作為電源或信號源而起作用，稱作“激勵”。在它們的作用下，電路其它部分相應(yīng)地產(chǎn)生電壓和電流，這些電壓和電流就稱作“響應(yīng)”第三節(jié)電壓源和電流源3、恒壓源與恒流源的比較第三節(jié)電壓源和電流源[例1-7]圖1-27中，一電壓源與一電流源相連接，試分析它們的功率情況。04PARTFOUR第四節(jié)電阻元件和歐姆定律第四節(jié)電阻元件和歐姆定律一、電阻元件1、電阻與電阻器1）.電阻阻礙導(dǎo)體中自由電子運動的物理量，它表征消耗電能轉(zhuǎn)換成其它形式能量的物理特征。電阻單位為歐姆電阻的分類根據(jù)其伏安特性曲線分為線性電阻和非線性電阻。

第四節(jié)電阻元件和歐姆定律導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積2）.電阻定律電阻率的大小反映了物體的導(dǎo)電能力。與導(dǎo)體的幾何形狀無關(guān)，而與導(dǎo)體材料的性質(zhì)和所處的條件如溫度等有關(guān)。第四節(jié)電阻元件和歐姆定律電阻的倒數(shù)稱為電導(dǎo)，用G表示，單位為西門子（S），它表示電流通過的難易程度，其數(shù)值越大，表示電流越容易通過。第四節(jié)電阻元件和歐姆定律3）、電阻器電阻器是一種消耗電能的元件，在電路中用于控制電壓、電流的大小，或與電容器和電感器組成具有特殊功能的電路等。電阻器的分類按外形結(jié)構(gòu)可分為固定式和可變式兩大類。按電阻的制作材料來分，可分為：金屬膜電阻、碳膜電阻、合成膜電阻等。按電阻的數(shù)值能否變化來分，可分為：固定電阻、可變電阻(電阻值變化范圍小)、電位器(電阻值變化范圍大)等。按電阻的用途來分，可分為：高頻電阻、高溫電阻、光敏電阻、熱敏電阻等。第四節(jié)電阻元件和歐姆定律2、電阻與溫度的關(guān)系各種材料的電阻率都隨溫度而變化。利用某些材料對溫度的敏感特性，可以制成熱敏電阻。電阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻稱為負溫度系數(shù)的熱敏電阻；電阻值隨溫度升高而增大的熱敏電阻稱為正溫度系數(shù)的熱敏電阻。

第四節(jié)電阻元件和歐姆定律3、電阻的測量和識別1）.

電阻的測量

可用萬用表的歐姆擋、電橋進行測量。測量時注意以下幾點：（1）準(zhǔn)備測量電路中的電阻時應(yīng)先切斷電源，切不可帶電測量。（2）首先估計被測電阻的大小，選擇適當(dāng)?shù)谋堵蕶n，然后調(diào)零，即將兩支表筆相觸，旋動調(diào)零電位器，使指針指在零位。(3)測量時雙手不可碰到電阻引腳及表筆金屬部分，以免接入人體電阻，引起測量誤差。(4)測量電路中某一電阻時，應(yīng)將電阻的一端斷開。第四節(jié)電阻元件和歐姆定律2）、電阻的識別色環(huán)表示法：電阻器的標(biāo)稱阻值和允許誤差一般都直接標(biāo)注在電阻體的表面上，體積小的電阻器則用文字符號法或色標(biāo)法表示。電阻器的色環(huán)通常有四道，其中三道相距較近，作為阻值標(biāo)注，另一道距前三道較遠，作為誤差標(biāo)注。如圖1-28所示；但也有色環(huán)間距不是特別明顯的電阻，其最靠近引出腳的為第一道色環(huán)。四道色環(huán)Ⅰ、Ⅱ各代表一位數(shù)字，Ⅲ則代表倍率，第四環(huán)代表誤差。五環(huán)電阻與四環(huán)電阻的表示方法類似，五道色環(huán)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各代表一位數(shù)字，Ⅳ代表倍率，第五環(huán)代表誤差。色環(huán)顏色的電阻及倍率標(biāo)注見表1-7，色環(huán)的誤差標(biāo)注見表1-8。第四節(jié)電阻元件和歐姆定律四道色環(huán)Ⅰ、Ⅱ各代表一位數(shù)字，Ⅲ則代表倍率，第四環(huán)代表誤差。五環(huán)電阻與四環(huán)電阻的表示方法類似，五道色環(huán)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各代表一位數(shù)字，Ⅳ代表倍率，第五環(huán)代表誤差。色環(huán)顏色的電阻及倍率標(biāo)注見表1-7，色環(huán)的誤差標(biāo)注見表1-8。第四節(jié)電阻元件和歐姆定律第四節(jié)電阻元件和歐姆定律二、歐姆定律只含有負載而不包含電源的一段電路稱為部分電路,如圖1-29所示。導(dǎo)體中的電流，與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比。用公式表示為：1、部分電路歐姆定律

當(dāng)電壓與電流的參考方向關(guān)聯(lián)時當(dāng)電壓與電流的參考方向非關(guān)聯(lián)時，第四節(jié)電阻元件和歐姆定律電阻元件的伏安特性曲線是直線時，稱為線性電阻，其電阻值可認為是不變的常數(shù)第四節(jié)電阻元件和歐姆定律2、全電路歐姆定律

全電路是含有電源的閉合電路，如圖1-32所示。電源內(nèi)部的電路稱為內(nèi)電路。電源內(nèi)部的電阻稱為內(nèi)電阻，簡稱內(nèi)阻。電源外部的電路稱外電路，外電路中的電阻稱為外電阻。第四節(jié)電阻元件和歐姆定律閉合電路中的電流與電源的電動勢成正比，與電路的總電阻（內(nèi)電路電阻與外電路電阻之和）成反比。05PARTFIVE第五節(jié)電路的工作狀態(tài)第五節(jié)電路的工作狀態(tài)電源與負載相連接，根據(jù)所接負載的情況，電路的工作狀態(tài)有三種：分別為通路、短路和斷路。一、通路通路又稱閉路，就是電路各部分連接成閉合回路，電路中有電流流過，用電器正常工作。任何電氣設(shè)備都有一定的電壓、電流和功率的限額。額定值就是電氣設(shè)備制造廠對產(chǎn)品規(guī)格的使用限額，通常都標(biāo)在產(chǎn)品的銘牌或說明書上。電氣設(shè)備工作在額定值的情況下就稱為額定工作狀態(tài)。二、短路第五節(jié)電路的工作狀態(tài)短路就是電源輸出的電流未經(jīng)用電器而直接經(jīng)導(dǎo)線流回電源，如圖1-38所示，也就是將c、d用導(dǎo)線連接時的工作狀態(tài)。這時相當(dāng)于負載電阻為零，電源的端電壓為零，不輸出電功率。短路時，電路會有極大的電流，可能會燒毀電源和其他設(shè)備，一般應(yīng)嚴防電路發(fā)生短路，絕不允許電源直接短路，所以在實際工作中，應(yīng)經(jīng)常檢查電氣設(shè)備和線路的絕緣情況，以防止發(fā)生電壓源的事故發(fā)生。此外還在電路中接入熔斷器等保護裝置，以使在發(fā)生短路時能迅速切除故障達到保護電源及電路器件的目的。第五節(jié)電路的工作狀態(tài)三、斷路斷路又稱開路或空載狀態(tài)，就是電源與電器未接成閉合回路，處于斷開狀態(tài)，此時負載上電流為零，電源空載，不輸出功率，這時電源的端電壓稱為開路電壓。如圖1-39所示電路中開關(guān)斷開的工作狀態(tài)，這時電路中無電流通過。第五節(jié)電路的工作狀態(tài)06PARTSIX第六節(jié)基爾霍夫定律第六節(jié)基爾霍夫定律一、電路的基本術(shù)語支路：電路中的每一個分支稱支路。它由一個或幾個相互串聯(lián)的電路元件所構(gòu)成。含有電源的支路稱有源支路，不含電源的支路稱無源支路。如圖1-41所示電路中：A-B-E、A-C-E為有源支路，A-D-E為無源支路。第六節(jié)基爾霍夫定律節(jié)點：3條或3條以上支路所匯成的交點稱節(jié)點。如：A、E兩點?；芈罚弘娐分腥我婚]合路徑都稱回路。一個回路可能只含一條支路，也可能包含幾條支路。如A-B-E-C-A、A-