電路基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用 ──電路工作狀態(tài)分析 河南省平頂山市衛(wèi)東區(qū)田選學(xué)校 范俊奇 電路的基礎(chǔ)知識(shí)包括,電路的組成,電路的狀態(tài),電路的連接關(guān)系等,是我們分析電路工作狀態(tài)的基礎(chǔ)。
只有能看懂電路,會(huì)正確判斷電路的連接方式,才能進(jìn)一步對(duì)電路進(jìn)行分析和計(jì)算。 一、電路分析的基礎(chǔ)知識(shí) 1.電路的組成 一個(gè)正確的電路應(yīng)該有下列基本組成部分組成。
電源、用電器、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線。電源起著把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能并提供電能的作用;導(dǎo)線起著連接電路元件和把電能輸送給用電器的作用;開(kāi)關(guān)控制電能的輸送(電流的通斷);用電器將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。
如果一個(gè)電路缺少了這四個(gè)基本組成部分中的一部分,這個(gè)電路就不能工作或錯(cuò)誤或存在危險(xiǎn)(短路)。 2.電路的三種狀態(tài) (1)通路:接通的電路。
特征:電路中有電流而且用電器正常工作。(2)開(kāi)路:斷開(kāi)的電路。
特征:電路中無(wú)電流,用電器不能工作。(3)短路:定義:電源兩端或用電器兩端直接用導(dǎo)線連接起來(lái)(電流不經(jīng)過(guò)用電器)。
特征:電源短路,電路中有很大的電流,可能燒壞電源或燒壞導(dǎo)線的絕緣皮,很容易引起火災(zāi)。并聯(lián)電路中,一旦一個(gè)支路發(fā)生短路,整個(gè)電路就短路了。
開(kāi)路和通路是電路的常見(jiàn)狀態(tài),比如,電燈的亮和滅。而短路是錯(cuò)誤的危險(xiǎn)狀態(tài),是絕對(duì)應(yīng)該避免的。
3.串聯(lián)電路中的局部短路 在串聯(lián)電路中,由于某種原因或?qū)嶋H需要,使電路中的某個(gè)用電器發(fā)生短路,而其它用電器仍然工作的電路。如圖所示電路中,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),L1發(fā)生短路,L2仍有電流通過(guò),可以發(fā)光。
4.電路的連接方式 電路的串聯(lián)和并聯(lián)是初中階段必須掌握的電學(xué)知識(shí),是進(jìn)行電路分析和計(jì)算的基礎(chǔ)。 (1)電路連接方式的比較。
串 聯(lián) 并 聯(lián) 定 義 把元件首尾相連逐個(gè)順次連接起來(lái)的電路 把元件首首尾尾并列的連接起來(lái)的電路 結(jié)構(gòu)特征 電路中只有一條電流路徑,沒(méi)有分支。 電路中有分支(有分開(kāi)的點(diǎn)和會(huì)合的點(diǎn)),電流路徑至少有兩條, 工作特征 各用電器相互影響,一處段開(kāi)所有用電器都停止工作。
各支路中的用電器獨(dú)立工作,互不影響。 開(kāi) 關(guān) 作 用 控制整個(gè)電路 干路中的開(kāi)關(guān)控制整個(gè)電路。
支路中的開(kāi)關(guān)控制該支路。 電路圖 實(shí) 例 裝飾小彩燈、開(kāi)關(guān)和用電器 家庭中各用電器、各盞路燈 (2)判斷電路串聯(lián)、并聯(lián)的常用方法。
基于初中階段的學(xué)習(xí)要求,僅介紹以下常用的判斷方法,在實(shí)踐中可選擇適合自己的方法熟練掌握。 ①定義法:將用電器接線柱編號(hào),電流流入端為“首”,電流流出端為“尾”。
觀察各用電器,若“首→尾→首→尾”連接為串聯(lián);若“首→首”、“尾→尾”相連,為并聯(lián)。 ②結(jié)構(gòu)特征分析法:在有電路圖或?qū)嵨镞B接圖的情況下,識(shí)別電路時(shí),可沿著電流方向分析:電源正極→各用電器→電源負(fù)極。
若途中無(wú)節(jié)點(diǎn)(分叉點(diǎn)),電流沿著一條路徑前進(jìn)不分流,該電路中用電器是串聯(lián)關(guān)系;若電路有節(jié)點(diǎn),電流在某一處分開(kāi),在另一處又合在一起,這些用電器就是并聯(lián)關(guān)系。 ③工作特征分析法:去掉任意一個(gè)用電器,若另一個(gè)用電器也不工作,則這兩個(gè)用電器串聯(lián);若另一個(gè)用電器不受影響仍然工作,則這兩個(gè)用電器為并聯(lián)。
在看不到電路圖或電路實(shí)物圖情況下(如路燈、家庭電路),可根據(jù)用電器的工作特征判斷連接情況。 二、應(yīng)用舉例 1.(09濟(jì)寧)如圖1所示電路中,當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2均閉合后,說(shuō)法正確的是( ) A.L1、L2都能發(fā)光 B.L1、L2都不能發(fā)光 C.Ll能發(fā)光,L2不能發(fā)光 D.Ll不能發(fā)光,L2能發(fā)光 分析:當(dāng)S1斷開(kāi),S2閉合時(shí),L1、L2是并聯(lián)連接關(guān)系;當(dāng)S1閉合時(shí),L1發(fā)生短路。
因?yàn)槭遣⒙?lián)電路,一處發(fā)生短路,整個(gè)電路就處于短路狀態(tài),所以,L1、L2都不能發(fā)光,B正確。 2.(09蘭州)如圖2所示,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),兩只小燈泡能同時(shí)發(fā)光的正確電路是( ) 分析:在四個(gè)電路中,在A電路中,兩盞電燈串聯(lián),開(kāi)關(guān)S與一盞電燈并聯(lián),當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí),與開(kāi)關(guān)并聯(lián)的電燈就發(fā)生局部短路,所以,開(kāi)關(guān)閉合后,只有一盞燈亮。
B電路中,是開(kāi)關(guān)串聯(lián)在電路中的串聯(lián)電路,開(kāi)關(guān)閉合后,電路是通路,所以,兩盞串聯(lián)的電燈都會(huì)發(fā)光,B正確。C電路中,沒(méi)有電源,是一個(gè)電路基本組成部分都不完全的錯(cuò)誤的電路。
D電路中,兩盞燈并聯(lián),S閉合時(shí),兩燈都會(huì)發(fā)光,但一盞燈沒(méi)有開(kāi)關(guān)控制,它是不符合電路基本連接要求的。 3.(09成都)如圖所示是一把既能吹冷風(fēng),又能吹熱風(fēng)的電吹風(fēng)的簡(jiǎn)化電路,圖中A是吹風(fēng)機(jī),B是電熱絲。
將插頭插入插座,若只閉合開(kāi)關(guān)S1,電吹風(fēng)吹出的是____風(fēng);若將開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合,電吹風(fēng)吹出的是____風(fēng)。(填“熱”或“冷”) 分析:該裝置中,吹風(fēng)機(jī)和發(fā)熱絲是并聯(lián)連接關(guān)系,S1是干路開(kāi)關(guān),它一閉合,吹風(fēng)機(jī)就開(kāi)始工作,吹出冷風(fēng);只有當(dāng)S1、S2同時(shí)閉合時(shí),電熱絲才能和吹風(fēng)機(jī)同時(shí)工作,吹出熱風(fēng)。
所以,答案是:冷、熱。 進(jìn)一步分析:既然吹風(fēng)機(jī)和發(fā)熱絲是并聯(lián)連接關(guān)系,為什么不給它們各安裝一個(gè)開(kāi)關(guān)分別控制呢?因?yàn)椋姛峤z是不能單獨(dú)工作的。
若單獨(dú)工作,產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散發(fā)出去,吹風(fēng)機(jī)的內(nèi)部溫度會(huì)很高,會(huì)燒壞吹風(fēng)機(jī)的外殼,甚至帶來(lái)危險(xiǎn)。所以,這樣設(shè)計(jì),就可以避免電熱絲的單獨(dú)工作,使電吹風(fēng)機(jī)既可以吹。
1.電流強(qiáng)度:I=q/t{I:電流強(qiáng)度(A),q:在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫載面的電量(C),t:時(shí)間(s)}
2.歐姆定律:I=U/R {I:導(dǎo)體電流強(qiáng)度(A),U:導(dǎo)體兩端電壓(V),R:導(dǎo)體阻值(Ω)}
3.電阻、電阻定律:R=ρL/S{ρ:電阻率(Ω?m),L:導(dǎo)體的長(zhǎng)度(m),S:導(dǎo)體橫截面積(m2)}
4.閉合電路歐姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U內(nèi)+U外
{I:電路中的總電流(A),E:電源電動(dòng)勢(shì)(V),R:外電路電阻(Ω),r:電源內(nèi)阻(Ω)}
5.電功與電功率:W=UIt,P=UI{W:電功(J),U:電壓(V),I:電流(A),t:時(shí)間(s),P:電功率(W)}
6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:電熱(J),I:通過(guò)導(dǎo)體的電流(A),R:導(dǎo)體的電阻值(Ω),t:通電時(shí)間(s)}
7.純電阻電路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8.電源總動(dòng)率、電源輸出功率、電源效率:P總=IE,P出=IU,η=P出/P總{I:電路總電流(A),E:電源電動(dòng)勢(shì)(V),U:路端電壓(V),η:電源效率}
9.電路的串/并聯(lián) 串聯(lián)電路(P、U與R成正比) 并聯(lián)電路(P、I與R成反比)
電阻關(guān)系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+
電流關(guān)系 I總=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+
電壓關(guān)系 U總=U1+U2+U3+ U總=U1=U2=U3
功率分配 P總=P1+P2+P3+ P總=P1+P2+P3+
10.歐姆表測(cè)電阻
(1)電路組成 (2)測(cè)量原理
兩表筆短接后,調(diào)節(jié)Ro使電表指針滿偏,得
Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被測(cè)電阻Rx后通過(guò)電表的電流為
Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix與Rx對(duì)應(yīng),因此可指示被測(cè)電阻大小
(3)使用方法:機(jī)械調(diào)零、選擇量程、歐姆調(diào)零、測(cè)量讀數(shù){注意擋位(倍率)}、撥off擋。
(4)注意:測(cè)量電阻時(shí),要與原電路斷開(kāi),選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調(diào)零。
電學(xué)知識(shí)總結(jié) 一, 電路 電流的形成:電荷的定向移動(dòng)形成電流.(任何電荷的定向移動(dòng)都會(huì)形成電流). 電流的方向:從電源正極流向負(fù)極. 電源:能提供持續(xù)電流(或電壓)的裝置. 電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.如干電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能.發(fā)電機(jī)則由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能. 有持續(xù)電流的條件:必須有電源和電路閉合. 導(dǎo)體:容易導(dǎo)電的物體叫導(dǎo)體.如:金屬,人體,大地,鹽水溶液等. 絕緣體:不容易導(dǎo)電的物體叫絕緣體.如:玻璃,陶瓷,塑料,油,純水等. 電路組成:由電源,導(dǎo)線,開(kāi)關(guān)和用電器組成. 路有三種狀態(tài):(1)通路:接通的電路叫通路;(2)開(kāi)路:斷開(kāi)的電路叫開(kāi)路;(3)短路:直接把導(dǎo)線接在電源兩極上的電路叫短路. 電路圖:用符號(hào)表示電路連接的圖叫電路圖. 串聯(lián):把元件逐個(gè)順序連接起來(lái),叫串聯(lián).(任意處斷開(kāi),電流都會(huì)消失) 并聯(lián):把元件并列地連接起來(lái),叫并聯(lián).(各個(gè)支路是互不影響的) 二, 電流 國(guó)際單位:安培(A);常用:毫安(mA),微安( A),1安培=103毫安=106微安. 測(cè)量電流的儀表是:電流表,它的使用規(guī)則是:①電流表要串聯(lián)在電路中;②電流要從"+"接線柱入,從"-"接線柱出;③被測(cè)電流不要超過(guò)電流表的量程;④絕對(duì)不允許不經(jīng)過(guò)用電器而把電流表連到電源的兩極上. 實(shí)驗(yàn)室中常用的電流表有兩個(gè)量程:①0~0.6安,每小格表示的電流值是0.02安;②0~3安,每小格表示的電流值是0.1安. 三, 電壓 電壓(U):電壓是使電路中形成電流的原因,電源是提供電壓的裝置. 國(guó)際單位:伏特(V);常用:千伏(KV),毫伏(mV).1千伏=103伏=106毫伏. 測(cè)量電壓的儀表是:電壓表,使用規(guī)則:①電壓表要并聯(lián)在電路中;②電流要從"+"接線柱入,從"-"接線柱出;③被測(cè)電壓不要超過(guò)電壓表的量程; 實(shí)驗(yàn)室常用電壓表有兩個(gè)量程:①0~3伏,每小格表示的電壓值是0.1伏; ②0~15伏,每小格表示的電壓值是0.5伏. 熟記的電壓值:①1節(jié)干電池的電壓1.5伏;②1節(jié)鉛蓄電池電壓是2伏;③家庭照明電壓為220伏;④安全電壓是:不高于36伏;⑤工業(yè)電壓380伏. 四, 電阻 電阻(R):表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用.(導(dǎo)體如果對(duì)電流的阻礙作用越大,那么電阻就越大,而通過(guò)導(dǎo)體的電流就越?。? 國(guó)際單位:歐姆(Ω);常用:兆歐(MΩ),千歐(KΩ);1兆歐=103千歐; 1千歐=103歐. 決定電阻大小的因素:材料,長(zhǎng)度,橫截面積和溫度(R與它的U和I無(wú)關(guān)). 滑動(dòng)變阻器: 原理:改變電阻線在電路中的長(zhǎng)度來(lái)改變電阻的. 作用:通過(guò)改變接入電路中的電阻來(lái)改變電路中的電流和電壓. 銘牌:如一個(gè)滑動(dòng)變阻器標(biāo)有"50Ω2A"表示的意義是:最大阻值是50Ω,允許通過(guò)的最大電流是2A. 正確使用:a,應(yīng)串聯(lián)在電路中使用;b,接線要"一上一下";c,通電前應(yīng)把阻值調(diào)至最大的地方. 五, 歐姆定律 歐姆定律:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比. 公式: 式中單位:I→安(A);U→伏(V);R→歐(Ω). 公式的理解:①公式中的I,U和R必須是在同一段電路中;②I,U和R中已知任意的兩個(gè)量就可求另一個(gè)量;③計(jì)算時(shí)單位要統(tǒng)一. 歐姆定律的應(yīng)用: ①同一電阻的阻值不變,與電流和電壓無(wú)關(guān),其電流隨電壓增大而增大.(R=U/I) ②當(dāng)電壓不變時(shí),電阻越大,則通過(guò)的電流就越小.(I=U/R) ③當(dāng)電流一定時(shí),電阻越大,則電阻兩端的電壓就越大.(U=IR) 電阻的串聯(lián)有以下幾個(gè)特點(diǎn):(指R1,R2串聯(lián),串得越多,電阻越大) ①電流:I=I1=I2(串聯(lián)電路中各處的電流相等) ②電壓:U=U1+U2(總電壓等于各處電壓之和) ③ 電阻:R=R1+R2(總電阻等于各電阻之和)如果n個(gè)等值電阻串聯(lián),則有R總=nR ④ 分壓作用:=;計(jì)算U1,U2,可用:; ⑤ 比例關(guān)系:電流:I1:I2=1:1 (Q是熱量) 電阻的并聯(lián)有以下幾個(gè)特點(diǎn):(指R1,R2并聯(lián),并得越多,電阻越?。?①電流:I=I1+I2(干路電流等于各支路電流之和) ②電壓:U=U1=U2(干路電壓等于各支路電壓) ③電阻:(總電阻的倒數(shù)等于各電阻的倒數(shù)和)如果n個(gè)等值電阻并聯(lián),則有R總=R ④分流作用:;計(jì)算I1,I2可用:; ⑤比例關(guān)系:電壓:U1:U2=1:1 ,(Q是熱量) 六, 電功和電功率 1. 電功(W):電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的多少叫電功, 2.功的國(guó)際單位:焦耳.常用:度(千瓦時(shí)),1度=1千瓦時(shí)=3.6*106焦耳. 3.測(cè)量電功的工具:電能表 4.電功公式:W=Pt=UIt(式中單位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒). 利用W=UIt計(jì)算時(shí)注意:①式中的W.U.I和t是在同一段電路;②計(jì)算時(shí)單位要統(tǒng)一;③已知任意的三個(gè)量都可以求出第四個(gè)量.還有公式:=I2Rt 電功率(P):表示電流做功的快慢.國(guó)際單位:瓦特(W);常用:千瓦 公式:式中單位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V),I→安(A) 利用計(jì)算時(shí)單位要統(tǒng)一,①如果W用焦,t用秒,則P的單位是瓦;②如果W用千瓦時(shí),t用小時(shí),則P的單位是千瓦. 10.計(jì)算電功率還可用右公式:P=I2R和P=U2/R 11.額定電壓(U0):用電器正常工作的電壓.另有:額定電流 12.額定功率(P0):用電器在額定電壓下的功率. 13.實(shí)際電壓(U):實(shí)際加在用電器兩端的電壓.另有:實(shí)際電流 14.實(shí)際功率(P):用電器在實(shí)際電壓。
網(wǎng)孔電流法,對(duì)于一個(gè)閉環(huán)來(lái)講,繞這個(gè)環(huán)一圈電壓和為零,就有I1R1+I2R2+。。。=0
結(jié)點(diǎn)電流法,對(duì)于一個(gè)結(jié)點(diǎn)來(lái)講,有流入的電流就有流出的電流,即電流矢量和為零。
就有I1+I2+。。。。=0 回答者: coolday186 | 五級(jí) | 2011-3-23 22:08
你說(shuō)的是基爾霍定律吧?基爾霍夫定律分基爾霍夫電壓定律(KCL)和基爾霍夫電流定律(KVL)兩個(gè),用他求電路中支路的電流的時(shí)候,要利用網(wǎng)孔結(jié)合KCL定律列電壓方程,再利用結(jié)點(diǎn)結(jié)合KVL列電流方程,組成方程組求解
一個(gè)網(wǎng)孔就是一個(gè)回路,任瞬時(shí)在這個(gè)回路中先人為的規(guī)定一個(gè)繞行方向,回路中所有元件的端電壓代數(shù)和為零(電壓方向與繞行方向相同取正,反之取負(fù)),一個(gè)節(jié)點(diǎn)嘛,一般是指三叉及三叉以上的線路交點(diǎn),任瞬時(shí)流入這個(gè)交點(diǎn)的電和流出這個(gè)交點(diǎn)的電流代數(shù)和為零,如是你規(guī)點(diǎn)流入電流為正,那么流出的就為負(fù),節(jié)點(diǎn)也可以是一部分電路(假想用一個(gè)球面包住這部分電路成為一個(gè)節(jié)點(diǎn)) 回答者: sf133510 | 二級(jí) | 2011-3-23 22:23
以假想網(wǎng)孔電流作變量列寫和網(wǎng)孔個(gè)數(shù)相同的KVL方程, 聯(lián)立求解求出網(wǎng)孔電流,進(jìn)而通過(guò)網(wǎng)孔電流與支路電流的關(guān)系再求出支路電流,或者期望再求出其它電路變量,這就是網(wǎng)孔電流法。對(duì)于含有理想電流源,在不能將其轉(zhuǎn)移成某個(gè)網(wǎng)孔電流時(shí),可采取設(shè)其兩端電壓,來(lái)增加變量,進(jìn)而增加方程。對(duì)于含有受控源的電路,其分析方法和步驟與只含獨(dú)立源電路的分析完全相同,只是要將受控變量用待求的網(wǎng)孔電流變量表示作為輔助方程。此法優(yōu)點(diǎn):同一電路所需方程數(shù)目較支路電流法少,列寫方程的規(guī)律易于掌握。缺點(diǎn)是不直觀,有的網(wǎng)孔電流不能用電流表測(cè)試。
以獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的電位作為變量依KCL(連同歐姆定律)列寫節(jié)點(diǎn)電位方程,求解出節(jié)點(diǎn)電位,進(jìn)而求得各支路電流或欲求的其它電路變量,這就是節(jié)點(diǎn)電位法。此法優(yōu)點(diǎn)是所需方程個(gè)數(shù)少于支路電流法,特別是節(jié)點(diǎn)少而支路多的電路用此法尤顯方便,列寫方程的規(guī)律易于掌握。 缺點(diǎn)是對(duì)于一般給出的電阻參數(shù)、電壓源形式的電路求解方程工作量較大。
電流流過(guò)的回路叫做電路。最簡(jiǎn)單的電路由電源負(fù)載和導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)等元件組成。電路處處連通叫做通路。只有通路,電路中才有電流通過(guò)。電路某一處斷開(kāi)叫做斷路或者開(kāi)路。電路某一部分的兩端直接接通,使這部分的電壓變成零,叫做短路。
電路組成
電路由電源,負(fù)載,連接導(dǎo)線和輔助設(shè)備四大部分組成。實(shí)際應(yīng)用的電路都比較復(fù)雜,因此,為了便于分析電路的實(shí)質(zhì),通常用符號(hào)表示組成電路實(shí)際原件及其連接線,即畫(huà)成所謂電路圖。其中導(dǎo)線和輔助設(shè)備合稱為中間環(huán)節(jié)。
1.電源
電源是提供電能的設(shè)備。電源的功能是把非電能轉(zhuǎn)變成電能。例如,電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能;發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。由于非電能的種類很多,轉(zhuǎn)變成電能的方式也很多,所以,目前實(shí)用的電源類型也很多,最常用的電源是干電池、蓄電池和發(fā)電機(jī)等。
2.負(fù)載(就是課本中提到的“用電器”)
在電路中使用電能的各種設(shè)備統(tǒng)稱為負(fù)載。負(fù)載的功能是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问侥?。例如,電爐把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?;電?dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,等等。通常使用的照明器具、家用電器、機(jī)床等都可稱為負(fù)載。
3.導(dǎo)線
連接導(dǎo)線用來(lái)把電源、負(fù)載和其他輔助設(shè)備連接成一個(gè)閉合回路,起著傳輸電能的作用。
4.輔助設(shè)備
輔助設(shè)備是用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的控制、分配、保護(hù)及測(cè)量等作用的。輔助設(shè)備包括各種開(kāi)關(guān)、熔斷器及測(cè)量?jī)x表等。
編輯本段電路物理量
電路的作用是進(jìn)行電能與其它形式的能量之間的相互轉(zhuǎn)換。因此,用一些物理量來(lái)表示電路的狀態(tài)及各部分之間能量轉(zhuǎn)換的相互關(guān)系。
(1)電流
電流在實(shí)用上有兩個(gè)含義:第一,電流表示一種物理現(xiàn)象,即電荷有規(guī)則的運(yùn)動(dòng)就形成電流。第二,本來(lái),電流的大小用電流強(qiáng)度來(lái)表示,而電流強(qiáng)度是指在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體截面積的電荷量,其單位是安培(庫(kù)/秒),簡(jiǎn)稱安,用大寫字母A表示。但電流強(qiáng)度平時(shí)人們多簡(jiǎn)稱電流。所以電流又代表一個(gè)物理量,這是電流的第二個(gè)含義。
電流的真實(shí)方向和正方向是兩個(gè)不同的概念,不能混淆。
習(xí)慣上總是把正電荷運(yùn)動(dòng)的方向,作為電流的方向,這就是電流的實(shí)際方向或真實(shí)方向,它是客觀存在,不能任意選擇,在簡(jiǎn)單電路中,電流的實(shí)際方向能通過(guò)電源或電壓的極性很容易地確定下來(lái)。
但是,在復(fù)雜直流電路中,某一段電路里的電流真實(shí)方向很難預(yù)先確定,在交流電路中,電流的大小和方向都是隨時(shí)間變化的。這時(shí),為了分析和計(jì)算電路的需要,引入了電流參考方向的概念,參考方向又叫假定正方向,簡(jiǎn)稱正方向。
所謂正方向,就是在一段電路里,在電流兩種可能的真實(shí)方向中,任意選擇一個(gè)作為參考方向(即假定正方向)。當(dāng)實(shí)際的電流方向與假定的正方向相同時(shí),電流是正值;當(dāng)實(shí)際的電流方向與假定正方向相反時(shí),電流就是負(fù)值。
換一個(gè)角度看,對(duì)于同一電路,可以因選取的正方向不同而有不同的表示,它可能是正值或者是負(fù)值。要特別指出的是,電路中電流的正方向一經(jīng)確定,在整個(gè)分析與計(jì)算的過(guò)程中必須以此為準(zhǔn),不允許再更改。
(2)電壓與電位
從數(shù)值上看,AB兩點(diǎn)之間的電壓是電場(chǎng)力把單位正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)所做的功;而電場(chǎng)中某點(diǎn)的電位等于電場(chǎng)力將單位正電荷自該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)所做的功。比較電壓和電位的概念可以看出,電場(chǎng)中某點(diǎn)的電位就是該點(diǎn)到參考點(diǎn)之間的電壓,電位是電壓的一個(gè)特殊形式。對(duì)于電位來(lái)說(shuō),參考點(diǎn)是至關(guān)重要的。在同一電路中,當(dāng)選定不同的參考點(diǎn),同一點(diǎn)的電位數(shù)值是不同的。
原則上說(shuō),參考點(diǎn)可以任意選定。在電工領(lǐng)域,通常選電路里的接地點(diǎn)為參考點(diǎn),在電子電路里,常取機(jī)殼為參考點(diǎn)。
在實(shí)際應(yīng)用時(shí),僅知道兩點(diǎn)間的電壓往往不夠,還要求知道這兩點(diǎn)中哪一點(diǎn)電位高,哪一點(diǎn)電位低。例如,對(duì)于半導(dǎo)體二極管來(lái)說(shuō),還有其陽(yáng)極電位高于陰極電位時(shí)才導(dǎo)通;對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),繞組兩端的電位高低不同,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向可能是不同的。由于實(shí)際使用的需要,要求我們引入電壓的極性,即方向問(wèn)題。
(3)電動(dòng)勢(shì)
(4)電功率
(5)電壓與電流的關(guān)聯(lián)正方向
第十三章《電路》班級(jí): 姓名: 一、填空題1、【2009?北京市】圖1所示的電壓表的示數(shù)是___V。
2、【2009?南昌市】我是一支鉛筆,你若把我的內(nèi)芯接入電路,電流會(huì)流過(guò)我身體,說(shuō)明我的內(nèi)芯是_____體. 3、【2009?南昌市】在解決物理問(wèn)題的過(guò)程中,我們常常會(huì)用到一些隱含的已知條件.⑴將用電器接到家庭電路中 隱含條件:家庭電路的電壓為_(kāi)_____ ;⑵在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,把水燒開(kāi) 隱含條件:開(kāi)水的溫度為_(kāi)_______ ;⑷給遙控器換上兩節(jié)新的干電池 隱含條件:電源電壓為_(kāi)_________. 4、【2009?玉林市】在干燥的天氣里,用塑料梳子梳頭發(fā)時(shí),頭發(fā)會(huì)隨著梳子飄起來(lái),這是因?yàn)槭嶙雍皖^發(fā)摩擦?xí)r分別帶上_____電荷,互相______的緣故。二、選擇題3、【2009?天津市】一本用電常識(shí)書(shū)中列出了白熾燈的常見(jiàn)故障與檢修方法,如表l所述,造成此“燈泡不亮"故障的共同原因是電路中出現(xiàn)了【 】 表1 故障現(xiàn)象 可能原因 檢修方法 燈泡不亮 1.燈泡的燈絲斷了 換新燈泡 2.燈頭內(nèi)的電線斷了 換新線并接好 3.燈頭、開(kāi)關(guān)等處的接線松動(dòng),接觸不良 檢查加固 A.短路 B.通路 C.斷路 D.支路4、【2009?重慶市】 下列數(shù)據(jù)中最符合實(shí)際的是【 】 A.一節(jié)新干電池的電壓為1.5V B.今天教室內(nèi)的氣溫約為60℃ C.光中真空中的傳播速度為340m/s D.對(duì)人體的安全電壓為不高于220V7、【2009?蘭州市】在圖4所示的電路中,閉合開(kāi)關(guān)S,能用電壓表測(cè)量L1兩端電壓的正確電路是【 】8、【2009?蘭州市】 如圖5所示電路,電流表的量程較大,閉合開(kāi)關(guān)時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表指針幾乎沒(méi)有偏轉(zhuǎn)。
某同學(xué)拿一根導(dǎo)線去查找電路故障,他將導(dǎo)線并接在bc、cd 、ed 兩端時(shí),電流表指針沒(méi)有發(fā)生偏轉(zhuǎn);將導(dǎo)線并接在ab 兩端時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),由此可知電路故障可能是【 】 A.e點(diǎn)斷路 B.R1 斷路 C.電流表短路 D.R2 斷路9、【2009?長(zhǎng)沙市】小轎車上大都裝有一個(gè)指示燈,用它來(lái)提醒司機(jī)或乘客車門是否關(guān)好。四個(gè)車門中只要有一個(gè)車門沒(méi)關(guān)好(相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)),該指示燈就會(huì)發(fā)光。
下圖為小明同學(xué)設(shè)計(jì)的模擬電路圖,你認(rèn)為最符合要求的是【 】10、【2009?泰安市】圖7電路正確的是【 】11、【2009?錦州市】下列用電器中,是利用電流熱效應(yīng)工作的是【 】 A.電視機(jī) B.電冰箱 C.洗衣機(jī) D.電熨斗12、【2009?婁底市】小張家的衛(wèi)生間按如圖8所示的電路安裝了照明燈和換氣扇,它們【 】 A.只能各自獨(dú)立工作,而不能同時(shí)工作?B.只能同時(shí)工作,而不能各自獨(dú)立工作?C.工作時(shí)通過(guò)的電流一定相等? D.工作時(shí)兩端的電壓一定相等13、【2009?婁底市】如圖9,L是燈泡,且兩燈均正常發(fā)光,“○”?處可以連接電流表、電壓表測(cè)量電路中的電流、電壓,以下說(shuō)法中正確的是【 】 A.a為電流表,b為電壓表,c為電流表??B.a為電壓表,b為電壓表,c為電流表??C.a為電流表,b為電流表,c為電壓表??D.a為電流表,b為電流表,c為電流表??14、【2009?威海市】如圖10所示,在探究并聯(lián)電路中的電流關(guān)系時(shí),小明同學(xué)用電流表測(cè)出A、B、C三處的電流分別為IA=0.5A,IB=0.3A,IC=0.2A,在表格中記錄數(shù)據(jù)后,下一步首先應(yīng)該做的是【 】 A、整理器材,結(jié)束實(shí)驗(yàn) B、換用不同規(guī)格的小燈泡,再測(cè)出幾組電流值 C、分析數(shù)據(jù),得出結(jié)論 D、換用電流表的另一量程,再測(cè)出一組電流值15、【2009?雅安市】如圖11所示電路,閉合開(kāi)關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)燈L1不亮,L2正常發(fā)光。此電路的故障可能是【 】 A.開(kāi)關(guān)S接觸不良 B.電燈L1燈絲斷了 C.電燈L1短路 D.電燈L2短路 三、作圖題2、【2009?貴陽(yáng)市】請(qǐng)?jiān)趫D12中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,按要求連接電路。
要求:⑴開(kāi)關(guān)同時(shí)控制兩盞電燈;⑵電燈L1、L2并聯(lián);⑶電流表測(cè)通過(guò)兩燈的總電流;⑷所畫(huà)導(dǎo)線不能交叉。3、【2009?蘭州市】根據(jù)圖14所示的電路圖,用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,連接實(shí)物電路 (要求導(dǎo)線不能交叉)。
4、【2009?威海市】火車在車廂后面有兩間廁所,只有當(dāng)兩間廁所的門都關(guān)上時(shí)(每扇門的插銷相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)),車廂中的指示牌內(nèi)的指示燈才會(huì)發(fā)光,指示牌就會(huì)顯示“廁所有人”字樣,提醒旅客兩間廁所內(nèi)部都有人,請(qǐng)你把圖15中的各元件符號(hào)連接成符合上述設(shè)計(jì)要求的電路圖。四、探究與實(shí)驗(yàn)題2、【2009?南昌市】瑞瑞同學(xué)在中考物理實(shí)驗(yàn)加試時(shí),對(duì)串聯(lián)電路電壓規(guī)律進(jìn)行了探究.【猜想與假設(shè)】串聯(lián)電路總電壓等于各用電器兩端的電壓之和 【設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】 ⑴按圖17所示的電路圖連接電路;⑵閉合開(kāi)關(guān),用電壓表測(cè)出L1兩端的電壓;⑶在測(cè)L2兩端的電壓時(shí), 瑞瑞同學(xué)為了節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間,采用以下方法:電壓表所接的B接點(diǎn)不動(dòng),只斷開(kāi)A接點(diǎn),并改接到C接點(diǎn)上;UAB/V UBC /V UAC /V2.4 1.4 3.75 ⑷測(cè)出AC間的電壓.【交流與評(píng)估】 ⑴在拆接電路時(shí),開(kāi)關(guān)必須_____;⑵瑞瑞同學(xué)用上面的方法能否測(cè)出L2兩端的電壓?為什么? ______________________________.⑶方法改進(jìn)后,所測(cè)出AB、BC、AC間的電壓記錄在上面表格中.分析瑞瑞同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是: 串聯(lián)電路總電壓_____各用電器兩端的電壓之和(填“等于”或“不等于”).⑷這個(gè)實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)方案上還存在的不足之處。
1、電路:把電源、用電器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線連接起來(lái)組成的電流的路徑。電路圖:用統(tǒng)一規(guī)定的符號(hào)表示電路連接情況的圖
2、通路:處處接通的電路;開(kāi)路:斷開(kāi)的電路;短路:將導(dǎo)線直接連接在用電器或電源兩端的電 路。
3、電流的形成:電荷的定向移動(dòng)形成電流 .(任何電荷的定向移動(dòng)都會(huì)形成電流 )
4、電流的方向:從電源正極流向負(fù)極 .
5、電源:能提供持續(xù)電流(或電壓)的裝置.
6、電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.如干電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能.發(fā)電機(jī)則由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能.
7、在電源外部,電流的方向是從電源的正極流向負(fù)極 。電路的幾種狀態(tài):
①、串聯(lián)電路:
把元件逐個(gè)順次連接起來(lái)組成的電路叫串聯(lián)電路。
特點(diǎn):
電流只有一條通道,通過(guò)第一個(gè)元件的電流一定大小不變地通過(guò)第二個(gè)元件,只要電路中有一處斷開(kāi),整個(gè)電路都斷開(kāi)。
②、并聯(lián)電路:
把元件并列地連接在電路兩點(diǎn)間組成的電路叫并聯(lián)電路。特點(diǎn):
電流有兩條或多條通道,各元件可獨(dú)立工作。 干路開(kāi)關(guān)控制整個(gè)電路;支路開(kāi)關(guān)只控制本支路上用電器。
8、有持續(xù)電流的條件 :必須有電源和電路閉合
9、導(dǎo)體:容易導(dǎo)電的物體叫導(dǎo)體.如:金屬,人體,大地,鹽水溶液等.導(dǎo)體導(dǎo)電的原因:導(dǎo)體中有自由移動(dòng)的電荷;
10、絕緣體:不容易導(dǎo)電的物體叫絕緣體.如:玻璃,陶瓷,塑料,油,純水等.原因:缺少自由移動(dòng)的電荷
半導(dǎo)體是一種導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料,這種材料有一些特別的性能,比如在里面滲雜微量的其他元素就會(huì)對(duì)它的導(dǎo)電能力有很大的提高。
由于半導(dǎo)體材料通常是經(jīng)過(guò)高度提純并使其沿單一的方向結(jié)晶的材料,所以也叫單晶材料,比如用磚坯制成的半導(dǎo)體材料就稱為單晶硅。
滲雜能提高導(dǎo)電能力是因?yàn)闈B雜使半導(dǎo)體材料內(nèi)部多了一些容易移動(dòng)的電子或空穴。因此滲雜后的半導(dǎo)體材料分為兩類,一類是以空穴為導(dǎo)電機(jī)制的半導(dǎo)體材料叫P型半導(dǎo)體,另一種是以電子為導(dǎo)電機(jī)制的半導(dǎo)體材料,叫N型半導(dǎo)體。
如果在一塊P型半導(dǎo)體基礎(chǔ)上滲雜出一個(gè)局部的N型區(qū),一者反過(guò)來(lái)在N型基片了滲雜一個(gè)P型區(qū),在PN型交界的地方就會(huì)形成一個(gè)叫PN結(jié)的層,這個(gè)層具有非常特別的性質(zhì),電流只能從P區(qū)流向N區(qū),不能從N區(qū)流向P區(qū),就是說(shuō)電流只能單方向通過(guò)。利用這個(gè)原理制成的器件叫做半導(dǎo)體二極管或晶體二極管,簡(jiǎn)稱二極管。由于二極管具有單向際電性,所以通常用于整流電路或檢波電路(檢波也是一種整流電路)。
在一個(gè)晶體基片了滲雜兩個(gè)反型區(qū),當(dāng)兩個(gè)區(qū)相距很近時(shí),兩個(gè)PN結(jié)就會(huì)相互對(duì)導(dǎo)電性產(chǎn)生影響。一個(gè)PN有電流流過(guò)時(shí)會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)原本不能反向通過(guò)電流的PN結(jié)可以通過(guò)電流。而且兩個(gè)電流會(huì)保持一定的比例關(guān)系。利用這個(gè)原理制作成的器件叫半導(dǎo)體三極管或晶體三極管。因不兩個(gè)電流能保持一定的比例,所以就能通過(guò)對(duì)一個(gè)PN電流的控制來(lái)達(dá)到控制另一個(gè)PN結(jié)反向電流的機(jī)制來(lái)達(dá)到電流放大的目的,因此晶體三極管通常用于放大電路。
學(xué)習(xí)電路了解大概的原理就可以了,重要的是掌握不同元件的特性,從而知道應(yīng)該在什么地方選用什么原件。也就是說(shuō),需要哪些功能就選用具有那些功能的元件。
下面列出了一部份常見(jiàn)的電路中的元件圖形,實(shí)物圖因功率、用途、封裝材料等原因,可能外觀上相差很大,可以慢慢認(rèn)識(shí)。
我也是電路愛(ài)好者,只不過(guò)我是小學(xué)開(kāi)始玩電路的。開(kāi)始只是自己做些簡(jiǎn)單的電路或元件,因?yàn)楫?dāng)時(shí)不像現(xiàn)在,什么都有現(xiàn)成的賣,那個(gè)時(shí)候什么都沒(méi)有,所有的東西都是自己做。開(kāi)始是從做電動(dòng)機(jī)起步的,后來(lái)做用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的航模,再后來(lái)就想做無(wú)線控制的,從而開(kāi)始了電路的學(xué)習(xí)。
我第一臺(tái)無(wú)線電臺(tái)是初一時(shí)做好的。而且當(dāng)時(shí)電路完全是我自己設(shè)計(jì)的。
說(shuō)明電子線路并不是難懂的東西,只要愛(ài)好就能很快入門。
不過(guò)同時(shí)也要學(xué)一些物理和數(shù)學(xué)知識(shí)。我那時(shí)候開(kāi)始是去書(shū)店看書(shū),后來(lái)發(fā)現(xiàn)同學(xué)的哥哥姐姐的物理書(shū)不錯(cuò),就去借來(lái)看,后來(lái)深一點(diǎn)的看不懂了又借數(shù)學(xué)書(shū)看,自己把物理學(xué)完了。我上初中時(shí)已經(jīng)把高中物理都學(xué)完了。
所以你初三要想學(xué)得比較精通一點(diǎn),也要先把高中的物理部份看完。
半導(dǎo)體是一種導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料,這種材料有一些特別的性能,比如在里面滲雜微量的其他元素就會(huì)對(duì)它的導(dǎo)電能力有很大的提高。
由于半導(dǎo)體材料通常是經(jīng)過(guò)高度提純并使其沿單一的方向結(jié)晶的材料,所以也叫單晶材料,比如用磚坯制成的半導(dǎo)體材料就稱為單晶硅。滲雜能提高導(dǎo)電能力是因?yàn)闈B雜使半導(dǎo)體材料內(nèi)部多了一些容易移動(dòng)的電子或空穴。
因此滲雜后的半導(dǎo)體材料分為兩類,一類是以空穴為導(dǎo)電機(jī)制的半導(dǎo)體材料叫P型半導(dǎo)體,另一種是以電子為導(dǎo)電機(jī)制的半導(dǎo)體材料,叫N型半導(dǎo)體。如果在一塊P型半導(dǎo)體基礎(chǔ)上滲雜出一個(gè)局部的N型區(qū),一者反過(guò)來(lái)在N型基片了滲雜一個(gè)P型區(qū),在PN型交界的地方就會(huì)形成一個(gè)叫PN結(jié)的層,這個(gè)層具有非常特別的性質(zhì),電流只能從P區(qū)流向N區(qū),不能從N區(qū)流向P區(qū),就是說(shuō)電流只能單方向通過(guò)。
利用這個(gè)原理制成的器件叫做半導(dǎo)體二極管或晶體二極管,簡(jiǎn)稱二極管。由于二極管具有單向際電性,所以通常用于整流電路或檢波電路(檢波也是一種整流電路)。
在一個(gè)晶體基片了滲雜兩個(gè)反型區(qū),當(dāng)兩個(gè)區(qū)相距很近時(shí),兩個(gè)PN結(jié)就會(huì)相互對(duì)導(dǎo)電性產(chǎn)生影響。一個(gè)PN有電流流過(guò)時(shí)會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)原本不能反向通過(guò)電流的PN結(jié)可以通過(guò)電流。
而且兩個(gè)電流會(huì)保持一定的比例關(guān)系。利用這個(gè)原理制作成的器件叫半導(dǎo)體三極管或晶體三極管。
因不兩個(gè)電流能保持一定的比例,所以就能通過(guò)對(duì)一個(gè)PN電流的控制來(lái)達(dá)到控制另一個(gè)PN結(jié)反向電流的機(jī)制來(lái)達(dá)到電流放大的目的,因此晶體三極管通常用于放大電路。學(xué)習(xí)電路了解大概的原理就可以了,重要的是掌握不同元件的特性,從而知道應(yīng)該在什么地方選用什么原件。
也就是說(shuō),需要哪些功能就選用具有那些功能的元件。下面列出了一部份常見(jiàn)的電路中的元件圖形,實(shí)物圖因功率、用途、封裝材料等原因,可能外觀上相差很大,可以慢慢認(rèn)識(shí)。
我也是電路愛(ài)好者,只不過(guò)我是小學(xué)開(kāi)始玩電路的。開(kāi)始只是自己做些簡(jiǎn)單的電路或元件,因?yàn)楫?dāng)時(shí)不像現(xiàn)在,什么都有現(xiàn)成的賣,那個(gè)時(shí)候什么都沒(méi)有,所有的東西都是自己做。
開(kāi)始是從做電動(dòng)機(jī)起步的,后來(lái)做用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的航模,再后來(lái)就想做無(wú)線控制的,從而開(kāi)始了電路的學(xué)習(xí)。我第一臺(tái)無(wú)線電臺(tái)是初一時(shí)做好的。
而且當(dāng)時(shí)電路完全是我自己設(shè)計(jì)的。說(shuō)明電子線路并不是難懂的東西,只要愛(ài)好就能很快入門。
不過(guò)同時(shí)也要學(xué)一些物理和數(shù)學(xué)知識(shí)。我那時(shí)候開(kāi)始是去書(shū)店看書(shū),后來(lái)發(fā)現(xiàn)同學(xué)的哥哥姐姐的物理書(shū)不錯(cuò),就去借來(lái)看,后來(lái)深一點(diǎn)的看不懂了又借數(shù)學(xué)書(shū)看,自己把物理學(xué)完了。
我上初中時(shí)已經(jīng)把高中物理都學(xué)完了。所以你初三要想學(xué)得比較精通一點(diǎn),也要先把高中的物理部份看完。
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