中、初级电气工作人员电工基础知识第一章直流电路一、电路的基本概念 1、电路及电路状态 电路就是电流的通路，它是由某些电气设备或电气元件按一定规律组合的。如图1-1。图1—1电路和电路图（a）电路实物图（b）电路图 任何一个完整的电路，通常是由电源、负载、连接导线和开关等基本部分组成。 电路是由电路图来表示，图中的设备或元件必须按照国家标准规定的图形符号表示。 开路状态 在整个电路中有某处断开，如开关断开、连接导线断开等。开路又称 断路。开路时，电路中无电流通过。如图1-2a。 通路状态 在整个电路中没有断开处，构成一个闭合回路，电路中有正常的工作 电流通过，称为通路。如图1-2b。 短路状态 在电路中电源的两端或者电路中的某一部分，由于某种原因被直接连 接在一起，称为短路。如图1-2c。2、电流、电压、电阻 （1）电流 1）电流的概念： 电荷有规则的定向移动，称为电流。 大小和方向不随时间变化的电流，称为直流电流。用“DC”或者“—”表示。 大小和方向随时间变化的电流，称为交流电流。用“AC”或者“～”表示。 我们日常所用的由供电部门供给的交流电是正弦交流电，其大小和方向是随时间按正弦规律变化的，即从零开始到正的最大值又回到零，再到负的最大值又回到零。用曲线表示如图1—3在书写上以区别交流电和直流电，直流电用“I”，交流电用“i”。图1—3正弦交流电 2）电流的强度 在导体中，电流是由各种不同的带电粒子在电场的作用下做有规则的运动形成的。电流的大小取决于在一定时间内通过导体横截面电荷量的多少，用电流强度来衡量。 若在t秒内通过导体横截面的电荷量为Q库仑，则电流强度I用下式表示： I=Q/t 如果1秒（s）内通过导体横截面的电量为1库仑（C），则导体中的电流就是1安培，简称安，以字母A表示。常用的电流单位还有千安（kA）、毫安（mA）、微安（μA）等。1kA=103A 1mA=10-3A 1μA=10-3mA=10-6A 3）电流的方向 电流不仅有大小，而且有方向。习惯上规定以正电荷移动的方向为电流方向。 在
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电路时，通常要确定电流的方向，但有时对某段电路中电流的方向往往难以判断，此时可先假设电流的参考方向（也称为正方向），然后列方程求解。 当解出电流为正值时，就认为电流的方向与假设的电流方向一致。反之，当解出电流为负值时，就认为电流的方向与假设的电流方向相反。 只有在确定电流参考方向的条件下，电流的正负才有意义。 4）电流的密度 电流密度是指当电流在导体的截面上均匀分布时，垂直于电流流向的单位面积上通过的电流，就是该点处电流密度的大小，电流密度用字母“J”表示，其数学表达式为：J=I/S 选择合适的导线截面积就是考虑导线的电流密度在允许的范围内，保证用电量和用电的安全。导线允许的电流随着导线截面的不同而不同。 （2）电压 电压：电路中（或电场中）任意两点之间的电位差，称为电压。 电压是衡量电场力做功本领大小的物理量。如图1—4所示，在电场中若电场力将单位电荷Q从a点移动到b点，所做的功为Aab，a、b两点之间的电压用Uab表示，其数学表达式为： Uab=Aab/Q 若电场力将1库仑（C）的电荷从a点移动到b点，所做的功是1焦耳（J），则a、b两点之间的电压大小就是1伏特，用字母V表示，常用的电压单位还有千伏（kV）、毫安（mV）、微安（μV）等。 1kV=103V1mV=10-3V1μV=10-3mV=10-6V 电路中任意两点之间的大小，可以用电压表（伏特表）进行测量。电压不仅有大小，而且有方向，即有正、负。对于负载来说，规定电流流进端为电压的正端，电流流出端为电压的负端。电压的方向由正指向负，如图1—5所示。图1—4电功力做功图1—5电压的方向 在分析电路时往往难以确定电压的实际方向，此时可先任意假设电压的参考方向，再根据计算所得值的正、负来确定电压的实际方向。 在电路中，对于负载来说，没有电流，证明没有电压，如果整个电路已经形成闭合的回路，负载两端有电压，那么负载中就一定有电流。负载两端的电压常称为电压降。 （3）电位 1）电位：电路中（或电场中）某点与参考点之间的电压，称为电位。 通常把参考点的电位规定为零，又称为零电位。 电位的文字符号用带单下标的字母V或φ表示，即电位又代表一点的数值，如VA表示A点的电位，φB表示B点的电位。 电位的单位也是伏特（V）。一般选大地为参考点，视大地为零电位。在电子线路中通常把公共接点的电位作为零电位，在电气设备中把金属外壳的电位作为零电位，用符号“⊥”表示。在电气工程中通常是将大地作为零电位的参考点，凡是与大地相连接的点，称为接地点，用符号“”表示。 电路中任意两点（如A点和B点）之间的电位差（与）该两点电位的关系式为：UAB=VA—VB 图1—6电位与电位差 由图1—6可知，电位具有相对性，即电路中某点的电位值随着参考点位置的改变而改变，而电位差具有绝对性，即任意两点之间的电位差与电路中参考点的位置选择无关。 由等式UAB=VA—VB可知，UAB=—UBA。如果UAB＞0，则VA＞VB，说明A点电位高于B点电位，反之，UAB＜0，说明A点电位低于B点电位。电位有正电位与负电位之分，当某点的电位大于参考点电位（零电位）时，称其为正电位，反之为负电位。 2）电位与电压的关系 电压与电位既有紧密联系又是有区别的。 电路中各点的电位是与参考点的选择有关，是一个相对量，因此电位是有正、负之分，高于参考点电位时为正，低于参考点电位时为负。 电路中任意两点之间的电压，是两点之间的电位差，是一个绝对量，与参考点的选择无关。
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