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項目二直流電路2024年12月校訓:志存高遠
技能報國任務(wù)導(dǎo)入在工業(yè)生產(chǎn)、居民生活和研究實驗中,一般大多數(shù)需要采用交流電,但是在某些場合(電路控制、電解、電鍍等)則需要用到直流電,對于絕大多數(shù)的電子設(shè)備、國防科技應(yīng)用都需要使用穩(wěn)定的直流電源供電,因而研究直流電路對于我們科學發(fā)展來說意義非凡。本章介紹電路組成和電路模型,講述電流、電壓、電能、電功率等基本物理量;討論歐姆定律、基爾霍夫定律等電路基本定律。項目任務(wù)任務(wù)一:電路的組成、作用及狀態(tài)任務(wù)二:電路的基本物理量任務(wù)三:歐姆定律任務(wù)四:電阻的串聯(lián)、并聯(lián)電路任務(wù)五:基爾霍夫定律項目二直流電路任務(wù)一電路的組成、作用及狀態(tài)2024年12月校訓:志存高遠
技能報國電流流經(jīng)的路徑叫做電路。電路是為了完成某一或某種任務(wù)需要由一些電氣設(shè)備或者電路元件按一定方式組合起來的。電路的種類很多,由直流電源供電的電路稱為直流電路;由交流電源供電的電路稱為交流電路;由晶體管放大元件組成將信號進行放大的電路稱為放大電路。在日常生活中,把一個小燈泡通過導(dǎo)線與電池組連接,中間再使用開關(guān)來控制發(fā)光與熄滅,這樣就組成了一個簡易的照明電路。在工作和學習中我們接觸到的很多電器,例如:手電筒、空調(diào)、電動車、電視機等,他們都具有相同的特點,也就是都需要電源、開關(guān)、導(dǎo)線和負載。一、電路的組成電路的功能不同,其復(fù)雜程度也不相同。最基本的電路是由電源、開關(guān)、負載、導(dǎo)線組成的,下圖2.1所示即為最簡單的電路。
(a)(b)圖2.1電路的組成(1)電源:電源是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的裝置。例如:光伏發(fā)電技術(shù)可以實現(xiàn)將太陽能轉(zhuǎn)換成電能,新能源汽車可以把三元或者磷酸鐵鋰電池中的化學能轉(zhuǎn)換成電能,柴油機發(fā)電機可以把機械能轉(zhuǎn)換為電能等。(2)開關(guān):開關(guān)是用來控制電路接通或者斷開的裝置。例如:家中配電箱內(nèi)的空氣開關(guān),墻壁上的電燈、風扇開關(guān)等。(3)負載:也叫用電器,負載是用來把電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量的裝置。例如:電動車可以把電能轉(zhuǎn)化為機械能,吹風機可以把電能轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能等。(4)導(dǎo)線:導(dǎo)線是用來連接電源和負載的器件。例如:我國建設(shè)的特高壓輸電工程,教學樓內(nèi)的配電線路等。二、電路模型在圖2.1(a)所示的電路在分析電氣元件的實際接法時是很清晰的,但要用它對電路進行定量分析和計算時就很困難。所以通常用一些簡單的卻能表征電路性能的理想元件來代替部分實際電氣元件。因而,一個實際電路就可以用多個理想元件的組合來模擬,這樣的電路稱為電路模型,如圖2.1(b)所示。建立電路模型具有十分重要的意義。實際加工制造、生產(chǎn)生活中所用的電氣設(shè)備的器件種類復(fù)雜,而理想電路元件只有有限的幾種,因此電路模型的建立就使電路的分析大大簡化。電路模型還反映了電路的主要性能,忽略了它的次要性能,因而電路模型只是實際電路的近似,二者并不完全等同。關(guān)于電路模型的概念還有幾點需要說明的是:(1)理想電路元件是具有某種確定的電磁性能的元件,是一種理想的模型,實際中并不存在,但它在電路的理論分析與研究中起著重要的作用。(2)不同的實際電路部件,只要具有相同的主要電磁性能,在一定條件下可用同一模型表示。如只表示消耗電能的理想電阻元件R、只表示存儲磁場能量的理想電感元件L、只表示存儲電場能量的理想電容元件C等。這三種最基本的理想元件可以代表種類復(fù)雜的各種負載。(3)同一個實際電路部件在不同的應(yīng)用條件下的模型可以有不同的形式。如實際電感器應(yīng)用在低頻電路中時,可以用理想電感元件L代替;而用在較高頻電路中時則可以用理想電感元件L與理想電阻元件R串聯(lián)代替,而用在更高頻率電路中時,又可以用理想電感元件L與理想電阻元件R串聯(lián)后再與理想電容元件C并聯(lián)代替。三、電路的作用在實際電路中,電路可以實現(xiàn)的作用是多種多樣的,我們可以主要歸納為以下兩類:(1)能夠?qū)崿F(xiàn)能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換。例如:為了改變發(fā)電量和用電量分布不均勻的西電東送工程,吹風機可以把電能轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能。對于其中能量傳輸?shù)碾娐?,由于輸送和轉(zhuǎn)換能量的規(guī)模一般較大,輸送距離很遠,因而要求盡可能地減少損耗以提高效率。(2)能夠?qū)崿F(xiàn)信息的傳遞、控制與處理。例如:揚聲器電路可以實現(xiàn)“聲信號——電信號——聲信號”的傳遞、控制和處理功能,加工生產(chǎn)過程中的自動調(diào)節(jié),各種輸入數(shù)據(jù)的數(shù)值處理,信號的存貯等,雖然數(shù)據(jù)信息數(shù)量很小,要求能準確地傳遞和處理信號,保證不失真,如柴油機使用的測排溫儀器“K”型熱電偶,柴油機測量高溫水和低溫水的壓力變送器是將壓力轉(zhuǎn)化成微小電壓。(1)通路。通路也可以稱作閉路,是指電源與負載在導(dǎo)線的連接下接通時的工作狀態(tài),是電力系統(tǒng)正常工作時的狀態(tài),也是持續(xù)時間最長的狀態(tài),此時,電路中有電流流通,根據(jù)負載的大小,又可以分為滿載、輕載和過載三種情況。如下圖2.2所示。圖2.2通路狀態(tài)四、電路的工作狀態(tài)根據(jù)電源與負載之間連接方式的不同,電路的工作狀態(tài)可分為三種:通路、斷路和短路三種,這三種工作狀態(tài)各有其作用和特點。(2)斷路。斷路也可以稱作開路,是指電源與負載在導(dǎo)線的連接下未接通時的工作狀態(tài),此時,電路中沒有電流流通,電源不向負載傳送電能。如下圖2.3所示。在實際電路中,電氣設(shè)備間的連接未按標定力矩緊固或因其他情況而產(chǎn)生的松動,會造成接觸不良故障,此時電路也屬于斷路狀態(tài)。圖2.3斷路狀態(tài)(3)短路。短路也可以稱作捷路,是指電源不經(jīng)過負載直接由導(dǎo)線連接時的狀態(tài),此時,電路中有很大的電流流通,如下圖2.4所示。電力系統(tǒng)正常運行的同時會由于各種故障出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)??煞譃闄M向故障和斷線故障。橫向故障也稱短路故障,對電力系統(tǒng)危害最大且最常見的就是短路。產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的相間絕緣或相對地絕緣被損壞。在實際電路中,電源一旦發(fā)生短路,線路上的電流將很快超過額定電流,消耗大量的能量進行發(fā)熱,因而可能會燒壞電源或其他電氣設(shè)備,造成火災(zāi)事故。所以,我們應(yīng)該嚴禁出現(xiàn)短路事故。圖2.4短路狀態(tài)這三種狀態(tài),在我們生活中隨處都可以看到,如:將電燈的開關(guān)合上,電燈發(fā)亮,這就是一種通路狀態(tài),如果開燈的同時,打開空調(diào)、冰箱、電視、電腦、抽油煙機、熱水器等,這時負載較多,就容易出現(xiàn)過載現(xiàn)象,當過載時,電路容易冒煙起火,發(fā)生火災(zāi)。任務(wù)導(dǎo)入在工業(yè)生產(chǎn)、居民生活和研究實驗中,一般大多數(shù)需要采用交流電,但是在某些場合(電路控制、電解、電鍍等)則需要用到直流電,對于絕大多數(shù)的電子設(shè)備、國防科技應(yīng)用都需要使用穩(wěn)定的直流電源供電,因而研究直流電路對于我們科學發(fā)展來說意義非凡。本章介紹電路組成和電路模型,講述電流、電壓、電能、電功率等基本物理量;討論歐姆定律、基爾霍夫定律等電路基本定律。項目任務(wù)任務(wù)一:電路的組成、作用及狀態(tài)任務(wù)二:電路的基本物理量任務(wù)三:歐姆定律任務(wù)四:電阻的串聯(lián)、并聯(lián)電路任務(wù)五:基爾霍夫定律項目二直流電路任務(wù)二電路的基本物理量2024年12月校訓:志存高遠
技能報國任務(wù)導(dǎo)入不同的電燈發(fā)出的明暗程度有所不同,不同的用電器安裝的電池型號也不盡相同,行駛在大海中的驅(qū)逐艦披荊斬棘、維護國防安全;飛馳在軌道上的地鐵與高鐵風馳電掣、一日千里,那么他們所消耗的電能大小與強度怎么衡量呢?一、電流一般情況下,物質(zhì)都是由分子組成,分子由原子組成,而原子又由帶正電的原子核和帶負電的電子組成。在一般的狀態(tài)下,原子核所帶的正電荷與核外電子所帶的負電荷數(shù)相等而使原子呈現(xiàn)電中性,物質(zhì)對外不顯電性。假如給予一定的外加條件,如外接電源,就能使金屬或某些溶液中的電子發(fā)生有規(guī)則的運動,也就是,在導(dǎo)體的內(nèi)部存在電荷,電流是在電場力的作用下,由電荷的定向移動產(chǎn)生的。電流既有大小也有方向。
1.電流的方向人們規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向。需要注意的是:電荷的定向移動形成電流,電子流的方向是負電荷移動的方向,與正電荷移動的方向相反,因此,金屬導(dǎo)體中,電流的方向與電子流的方向是相反的,如圖2.5所示。圖2.5金屬導(dǎo)體中的電流方向
3.電流的分類電流可以分為直流和交流兩種。大小和方向都不隨時間發(fā)生變化的電流,稱為直流電流,簡稱直流(寫作DC);大小和方向都隨時間發(fā)生變化的電流,稱為交流電流,簡稱交流(寫作AC)。
電壓和電流一樣,不僅有大小,而且也有方向,即有正、負。電壓的方向由正極指向負極,也就是說,由電位高的地方指向電位低的地方;對于負載來講,電流流入負載的一端為正極,電流流出負載的一端為負極,也就是說,負載中電壓實際方向與電流方向一致。對于電壓和電流在電路中的實際方向只有兩種可能,如圖2.6所示。我們先以電流為例進行說明,圖2.6(a)中,當有正電荷從A端流入,并從B端流出時,習慣上稱電流從A端流向B端,反之圖2.6(b)認為電流從B端流向A端。實際分析電路時,有時會對某一段電路中的電流實際流向很難預(yù)先判斷出來,為了解決這個問題,引入“參考方向”的概念。
圖2.6電流方向
在圖2.7中,任意選定一個方向為電流的參考方向(圖中實線表示),電流的實際方向(圖中虛線表示)不一定和參考方向一致。把電流看做代數(shù)量,當電流的參考方向和實際方向一致時,如圖2.7(a)所示,判定電流為正值;當電流的參考方向和實際方向相反時,如圖2.7(b)所示,電流為負值。因此,在確定電流的參考方向情況下,電流值的正負反應(yīng)了電流的實際方向。圖2.7電流的參考方向
圖2.8電壓的參考方向
參考方向在電路分析中起著重要的作用。引入電流和電壓的參考方向之后,分析任何電路之前都要先設(shè)定各處的電流和電壓參考方向。對任意一段電路的電壓和電流的參考方向可以獨立、加以任意地指定。當指定電流從標著電壓“+”極性的一端流入,并從標著“-”極性的另一端流出時,即電流的參考方向和電壓的參考方向一致,把電流和電壓的這種參考方向稱作關(guān)聯(lián)參考方向,如圖2.9所示。圖2.9電壓和電流的關(guān)聯(lián)參考方向
【例2.2】如圖2.10所示,請判斷電流的實際方向。(a)
(b)
(c)
圖2.10例2.2圖解:(1)圖2.10(a)中電流的參考方向由A到B,I1=5A>0,為正值,因而電流的實際方向和參考方向相同,即從A到B。(2)圖2.10(b)中電流的參考方向由A到B,I2=-7A<0,為負值,因而電流的實際方向和參考方向相同,即從B到A。(3)圖2.10(c)中電流的參考方向沒有明確給出,因而不能判斷電流的實際方向。
三、電位在電路圖的分析中,我們經(jīng)常會遇到比較某元器件引腳與一個固定點間的電壓高低,此時,我們會把這個固定點稱為參考點,把電路中需要比較點與固定點之間的電壓稱為各個比較點的電位。我們通常使用字母V來表示電位,它的單位與電壓的單位相同,為伏特。我們認為規(guī)定參考點的電位為零,在電路圖中用符號“┻”來表示參考點。為幫助理解,我們用教學樓的層數(shù)來舉例,如果我們選定大地為參考點,那么地面上的建筑為一、二、三層,地面下的實驗室為負一、負二層;如果我們選定教學樓的二樓為參考點,那么原來的教學樓一樓將變?yōu)樨撘粯?,地面下的實驗室將變?yōu)樨摱?、負三樓,原來的教學樓三樓也將變?yōu)橐粯?。因此,當我們選定參考點后,電路中各點的電位便隨之確定。
由于電路中電位的選擇理論上可以是電路中的任意位置,因而電位的數(shù)值具有相對性。它隨著參考點的變化而變化,因此,如果拋開參考點直接談?wù)撾娢皇菦]有意義的。但是,任意兩個參考點間的電位差也就是電壓是具有絕對性的,如上文中提到的教學樓的相對位置,不論如何選擇參考點,負一樓與二樓的位置差永遠是中間相差了兩層,因此電壓具有絕對性。
【例4.3】試求圖2.11所示電路中C點的電位。圖2.11【例2.3】題圖
電動勢與電壓是容易混淆的兩個概念。它們的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下三點:一是,電動勢是表示非靜電力把單位正電荷從負極經(jīng)電源內(nèi)部到正極所做的功,而電壓則是電場力把單位正電荷從電場中A點移動到B點所做的功;二是,電動勢的方向是由低電位指向高電位,也就是電位升高的方向,而電壓的方向是由高電位指向低電位,也就是電壓降的方向;三是,電動勢只存在于電源的內(nèi)部,而電壓不僅存在于電源兩端,而且也存在于電源的外部電路。
圖2.12微歐表
物質(zhì)分類材料名稱
銀
銅
鋁
鉑導(dǎo)體鎢
錳銅
康銅
鎳鉻鐵
碳半導(dǎo)體鍺0.60
硅2.300
塑料絕緣體云母
玻璃
熔凝石英下表2.1列出了常見導(dǎo)體材料在20℃時的電阻率。表2.1常見導(dǎo)體材料在20℃時的電阻率
六、電功與電功率在電路的分析和計算中,由于正常工作情況下,總是伴隨著電能和其他形式能量的交互,因而能量和功率的計算是十分重要的,同時由于安全性和自身系統(tǒng)條件的限制,在電氣元器件的使用過程中要注意電壓、電流、功率等值是否過載。1.電功電流在流過負載的時候,負載會消耗電能進而轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,如:熱水壺把電能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能,電動機把電能轉(zhuǎn)化為了機械能等等。我們把電流做功轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程叫做電功,用字母W表示,單位為焦耳,用字母J表示。
任務(wù)導(dǎo)入在工業(yè)生產(chǎn)、居民生活和研究實驗中,一般大多數(shù)需要采用交流電,但是在某些場合(電路控制、電解、電鍍等)則需要用到直流電,對于絕大多數(shù)的電子設(shè)備、國防科技應(yīng)用都需要使用穩(wěn)定的直流電源供電,因而研究直流電路對于我們科學發(fā)展來說意義非凡。本章介紹電路組成和電路模型,講述電流、電壓、電能、電功率等基本物理量;討論歐姆定律、基爾霍夫定律等電路基本定律。項目任務(wù)任務(wù)一:電路的組成、作用及狀態(tài)任務(wù)二:電路的基本物理量任務(wù)三:歐姆定律任務(wù)四:電阻的串聯(lián)、并聯(lián)電路任務(wù)五:基爾霍夫定律項目二直流電路任務(wù)三歐姆定律2024年12月校訓:志存高遠
技能報國一、一段無源支路的歐姆定律對于一個完整的閉合回路,一段無源支路指的是電源外,只含有電阻而不包含電源的路徑,如下圖2.13所示。通過實驗可以證明:流過導(dǎo)體上的電流I與該段導(dǎo)體兩端的電壓U成正比,與該段導(dǎo)體上的電阻R成反比。用公式可以寫成:I=UR(2-13)式中,I為電流,A;U為電壓,V;R為電阻,Ω。圖2.13一段無源支路電路
【例2.7】試用歐姆定律求出下圖2.14中,未知的電壓、電流或電阻值。解:對圖2.14(a):
R=UI=153=5Ω
對圖2.14(b):I=UR=153=5A
對圖2.14(c):U=IR=5×4=20V答:所求的電壓、電流或電阻值依次為5Ω、5A和20V。(a)
(b)
(c)圖2.14【例2.7】題圖如果橫坐標(縱坐標)為電阻元件的電壓,縱坐標(橫坐標)為電阻元件的電流,畫出電壓和電流的關(guān)系曲線,這條曲線稱作該元件的伏安曲線。線性電阻元件的伏安特性曲線在u-i(i-u)平面內(nèi)是一條通過坐標原點的直線,如圖2.15所示。歐姆定律只適用于線性電阻,反映了電阻元件上電壓和電流之間的約束關(guān)系。其伏安特性曲線如圖2.15所示,是一條通過原點的直線,即電壓和電流是線性關(guān)系,說明電阻R是不隨電壓和電流變化而變化的,是導(dǎo)體本身固有的一種性質(zhì),是一個定值,不存在比例關(guān)系。因此該式只能用來計算電阻的大小,不能當做電阻的定義式。圖2.15線性電阻元件的伏安特性曲線二、全電路歐姆定律全電路是指含有電源的閉合回路,它包含內(nèi)電路和外電路組成的整體,內(nèi)電路一般含有電源和電源的內(nèi)阻。電源外部的電路稱為外電路。如下圖2.16所示,圖中虛線框的部分代表電源的內(nèi)部電路。圖2.16全電路電路圖
上文我們提到:電源的電動勢是衡量電源能量轉(zhuǎn)換本領(lǐng)的物理量,它不會隨外電路的改變而改變,但電源的端電壓卻不是定值,他會因內(nèi)阻的改變而改變。在生活中,我們可能會遇到,剛買的新電池安裝到鐘表中,鐘表正常使用,此時電池內(nèi)阻可以忽略不計,但隨著時間的推移,內(nèi)阻增大,端電壓便隨之減小,當端電壓小于鐘表的正常工作電壓時,鐘表便停止工作,因而,電源電動勢是一個定值,它等于內(nèi)外電路的電壓降之和。全電路處于三種狀態(tài)時,電路中電壓與電流的關(guān)系見表2.2。
表2.2電路中電壓與電流的關(guān)系任務(wù)導(dǎo)入在工業(yè)生產(chǎn)、居民生活和研究實驗中,一般大多數(shù)需要采用交流電,但是在某些場合(電路控制、電解、電鍍等)則需要用到直流電,對于絕大多數(shù)的電子設(shè)備、國防科技應(yīng)用都需要使用穩(wěn)定的直流電源供電,因而研究直流電路對于我們科學發(fā)展來說意義非凡。本章介紹電路組成和電路模型,講述電流、電壓、電能、電功率等基本物理量;討論歐姆定律、基爾霍夫定律等電路基本定律。項目任務(wù)任務(wù)一:電路的組成、作用及狀態(tài)任務(wù)二:電路的基本物理量任務(wù)三:歐姆定律任務(wù)四:電阻的串聯(lián)、并聯(lián)電路任務(wù)五:基爾霍夫定律項目二直流電路任務(wù)四電路的串聯(lián)、并聯(lián)電路2024年12月校訓:志存高遠
技能報國任務(wù)導(dǎo)入:根據(jù)不同的功能需要,我們可以設(shè)計出不同的電路,不同的電路構(gòu)成形式雖然實際位置可能存在差異,但其連接形式卻是相對固定的,下面我們一起來探究電路的連接形式。
一、電阻的串聯(lián)電路1.電阻串聯(lián)的特點在一段電路中,把兩個或兩個以上的電阻首尾依次相連接,中間沒有其他分支,這樣的連接方式稱為電阻的串聯(lián)。如下圖2.19所示。圖2.19電阻的串聯(lián)及等效電路
2.電阻的串聯(lián)電路的應(yīng)用(1)用幾個電阻串聯(lián)以獲得較大的電阻。(2)采用幾個電阻串聯(lián)構(gòu)成分壓器,使同一電源能供給幾種不同的電壓,如圖2.20所示。(3)當負載的額定電壓低于電源電壓時,可用串聯(lián)電阻的方法將負載接入電源。(4)限制和調(diào)節(jié)電路中電流的大小。(5)串聯(lián)分壓電阻,可以擴大電壓表量程。圖2.20分壓器
【例2.8】如2.21所示,用一個滿刻度偏轉(zhuǎn)電流為50μA,電阻Rg為2kΩ的表頭制成100V量程的直流電壓表,應(yīng)串聯(lián)多大的附加電阻Rf?圖2.21【例2.8】圖
二、電阻的并聯(lián)電路1.電阻并聯(lián)的特點把兩個或兩個以上的電阻的兩端分別接到電路中相同兩點之間,使每個電阻兩端分得的電壓都相等,這種電阻的連接方式稱為電阻的并聯(lián)。如下圖2.22所示。圖2.22電阻的并聯(lián)
【例2.9】計算如圖2.23所示電阻并聯(lián)電路的總電阻阻值。解:由題意可得:該電路為并聯(lián)電路,因而所求總電阻為:1R=1R1+1R2+1R3=135+130+125=1071050因而R=1050107≈9.81Ω答:所求電路的總電阻為9.81Ω。圖2.23【例2.9】圖
2.電阻的并聯(lián)電路的應(yīng)用(1)工作電壓相同的負載都是采用并聯(lián)接法。對于供電線路中的負載,一般都是并聯(lián)接法,負載并聯(lián)時各負載自成一個支路,如果供電電壓一定,各負載工作時相互不影響,某個支路電阻值的改變,只會使本支路和供電線路的電流變化,而不影響其他支路。(2)利用電阻的并聯(lián)來獲得較小電阻。(3)具有分流作用。并聯(lián)分流電阻,可以擴大電流表量程。
【例2.10】如2.24所示,用一個滿刻度偏轉(zhuǎn)電流為50μA,電阻Rg為1kΩ的表頭制成量程為50mA的直流電流表,應(yīng)并聯(lián)多大的分流電阻R2?解:由題意已知,I1=50μA,R1=Rg=1000Ω,I=50mA,代入公式得50=【R2/(1000+R2)】×50×10解得:R2≈1.001Ω答:應(yīng)并聯(lián)的分流電阻為1.001Ω圖2.24【例2.10】圖
項目串聯(lián)電路并聯(lián)電路連接特點元器件依次順序連接,不存在分支現(xiàn)象,只有一條路徑。元器件并列連接,存在若干支路。工作特點任一元器件故障,電路整體無法工作,波及范圍較大。若支路出現(xiàn)故障,只有故障所在支路無法工作,波及范圍較小。開關(guān)控制特點電路中任一開關(guān)可控制整個電路的工作。干路開關(guān)可控制整個電路,支路開關(guān)只能控制該支路的通斷。三、電阻串聯(lián)、并聯(lián)的比較與分析電路的串聯(lián)和并聯(lián)都是電路的基本連接形式,二者的差異主要體現(xiàn)在連接特點、工作特點以及開關(guān)控制特點等方面,如下表2.8所示。表2.8串聯(lián)電路與并聯(lián)電路特點比較
在直流電路的計算中,判斷電路中電阻的串并聯(lián)關(guān)系對于解決整個電路問題是非常重要的。也可以說,電路的串并聯(lián)關(guān)系搞不清,問題就無法解決。為了較快地正確找出該電路電阻的串并聯(lián)關(guān)系,可以使用字母標點法,就是在電路中電勢相同的點標上同一字母,電勢不同的點標上不同的字母。這樣,電源及各電阻兩端均帶上了字母,接著把電路拆開重新組合,即把各電阻的字母相同的端點連接在一起,最后把電源接上,經(jīng)過這些步驟,就將電路化為易于看清串并聯(lián)關(guān)系的等效電路了。用這種方法將電路變換后可判斷該電路是簡單電路亦或是復(fù)雜電路。這里說的簡單電路復(fù)雜電路不是指形式上的簡單復(fù)雜,而是指簡單電路就是通過串并聯(lián)關(guān)系最終可化為只有一個閉合路徑的電路,復(fù)雜電路則是通過串并聯(lián)關(guān)系最終不能化為單一閉合路徑的電路。
四、電阻的混聯(lián)電路在實際工業(yè)應(yīng)用的電路中,電路的連接方式往往不是單純的串聯(lián)連接或者并聯(lián)連接,一般他們都會在電路中同時出現(xiàn),這種既含有電阻的串聯(lián),又含有電阻的并聯(lián)的連接方式,叫做電阻的混聯(lián)電路。只有一個電源作用的電阻串、并聯(lián)電路,可用電阻串、并聯(lián)化簡的辦法,化簡成一個等效電阻和電源組成的單回路,這種電路又稱簡單電路。反之,不能用串、并聯(lián)等效變換化簡為單回路的電路則稱為復(fù)雜電路。簡單電路的計算步驟是:首先將電阻逐步化簡成一個總的等效電阻,算出總電流(或總電壓),然后用分壓、分流的辦法逐步計算出化簡前原電路中各電阻的電流和電壓。
圖2.25【例2.11】圖
任務(wù)導(dǎo)入在工業(yè)生產(chǎn)、居民生活和研究實驗中,一般大多數(shù)需要采用交流電,但是在某些場合(電路控制、電解、電鍍等)則需要用到直流電,對于絕大多數(shù)的電子設(shè)備、國防科技應(yīng)用都需要使用穩(wěn)定的直流電源供電,因而研究直流電路對于我們科學發(fā)展來說意義非凡。本章介紹電路組成和電路模型,講述電流、電壓、電能、電功率等基本物理量;討論歐姆定律、基爾霍夫定律等電路基本定律。項目任務(wù)任務(wù)一:電路的組成、作用及狀態(tài)任務(wù)二:電路的基本物理量任務(wù)三:歐姆定律任務(wù)四:電阻的串聯(lián)、并聯(lián)電路任務(wù)五:基爾霍夫定律項目二直流電路任務(wù)五基爾霍夫定律2024年12月校訓:志存高遠
技能報國在電路分析中,我們不僅會遇到只含有一個電源和若干電阻進行串并聯(lián)連接的簡單電路,而且也可能會遇到含有多個電源和若干電阻的復(fù)雜電路,這種電路無法用電路的串、并聯(lián)知識進行化簡,也不能使用歐姆定律進行電路分析,此時我們就需要利用基爾霍夫定律進行分析?;鶢柣舴蚨沙霈F(xiàn)于1845年,由德國科學家古斯塔夫·基爾霍夫(GustavRobertKirchhoff)提出的,具體包括兩條定律。在學習基爾霍夫定律前,我們先了解若干復(fù)
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