电路的基本物理量
图1-9水流方向
图1-10电动势、电压说明图
电流和水流有着相似的规律,如图1-10所示,要想形成图 中电流,必须在白炽灯两端存在电位差(类似水槽的水位 差)。
A、B极板之间的电位差称为A、B两点之间的电压UAB。 电压的正方向规定为:由高电位指向低电位,即从电源的 正极指向负极。电压的方向用“+”、“-”号来表示。
1.2.3 电流、电压的测量
1.电流的测量
测量时将表的两个接线端串联在电路中(千万不可并联在 电路上),表的“+”端为电流的流入端;表的“-”端 为电流的流出端。根据表针所指示的刻度,读出电流的大 小。
2.电压的测量
测量时将表的两个接线端并联在被测电压的两端 ,测量时 表的“+”接线端接被测电压的正极,“-”接线端接被测电 压的负极。根据表针所指示的刻度,读出电压的大小。
体材料,由于材料的截面积不同,导体对电子流动呈现出
的“阻力”不同。导体对电流的阻碍作用称为导体的电阻,
用符号“R”来表示,其基本单位为欧姆(Ω)。较大的单 位有kΩ和MΩ。
其换算关系为1MΩ=1000kΩ、1 kΩ=1000Ω
2.导体的电阻率与温度系数 1)电阻定律
导体电阻的大小与导体的电阻率和导体长度成正比,与导 体的横截面S成反比,用公式表示为
R l
S
当温度变化时,导体的电阻率也随之变化。如果导体的电 阻率随温度的升高而升高,则为正温度系数导体;反之, 则为负温度系数导体。所有金属的电阻率都随温度的升高 而增大,因此,金属均为正温度系数导体。当温度在0~ 100 OC范围内变化时,大部分金属的电阻率与温度成如下 的线性关系:
0 (1 t)
电阻器的外形、特征及用途
电阻的标称阻值的标注方法
1.直标法 主要参数直接标注在电阻器的外壳上。
▲——表示电阻器的商标; RJ——“R”代表电阻器,“J”表示电阻器由金属材料制 作而成;
1W——表示电阻器的额定功率为1W; 5.1kΩ——表示电阻器的的电阻值为5.1kΩ; ±5%——电阻值的允许偏差值为±5%。
第一章 直流电路 基础知识
1.2 电路的物理量 1.2.1 电流
图1-6电流的形成 (a)未通电状态(b)通电状态
1.电流的形成。电流就是电子在电场力作用下有 规则的定向运动。
在导体中形成电流的条件是:有可以移动的电荷 和维持电荷作定向移动的电场。
2.电流强度
单位时间内通过导体截面电荷量的多少称为电流 强度。它是表征电流大小的物理量。
光敏电阻
汽敏电阻
正温度热敏 电阻PTC
负温度热敏 电阻NTC
线性电阻和非线性电阻
电阻两端的电压与通过它的电流成正比,其伏安 特性曲线为直线,这类电阻称为线性电阻,其电 阻值为常数;反之,电阻两端的电压与通过它的 电流不是线性关系的电阻称为非线性电阻,其电 阻值不是常数。一般常温下金属导体的电阻是线 性电阻,在其额定功率内,其伏安特性曲线为直 线。电视机的消磁电阻在电视机正常工作时,它 的阻值很大,耗电很少,然而在电视机刚刚接通 电源的一刹那,消磁电阻的阻值因发热阻值变得 很大,做正常工作电流很小。消磁电阻就是非线 性电阻。
图1-16 电阻元件的电路符号
图1-17电阻的测量
案例分析 电烙铁的发热体就是一个线绕电阻,如图1-25b所 示。发热量不足一是外加电压低于220V,二是电 烙铁的工作电流小于正常值。 用电压表测量220V电源电压,为正常值;用电阻 表(万用表的欧姆档)测量电烙铁的发热体电阻, 阻值为3.1kΩ。 根据欧姆公式,计算电烙铁的实际电流为
1.3 电阻
图1-14 电子在导体中流动示意图
1.3.1导体的电阻
a)导体中“障碍物”少b)导体中“障碍物”
1.导体电阻的概念
多
图1-14所示是电子在导体中c)流导动体示截面意积图不。同图电子1-所1受4a阻和力图不同1-
14b是不同的两种导体材料,材料内的原子结构不同,导
体对电子流动呈现出的“阻力”不同;图1-14c是同一种导
1.3.3 电阻的测量
测量电阻用欧姆表。图1-17是用指针式万用表的欧姆挡测 量电阻,测量前先将万用表的旋转开关旋到电阻挡,然后 将两表笔短路校零(两表笔短路的同时旋转表盘上的校零 可调电阻,使表针指到右边零刻度)。测量时两表笔搭在 被测电阻的两端,表针指示的刻度既是被测电阻的阻值。 如果被测电阻连接在电路中,测量时必须将电阻与电路断 开,更不允许电路带电测量。
I=U/R=220/3.1kΩ=71mA 由于71mA<90 mA,使电烙铁的发热量不足。其原 因为发热体老化,阻值变大所至。
电阻的标称阻值的标注方法
2.数码法 用3或4位阿拉伯数字来标注电阻的阻值
472表示:47102 4.7K
104表示:10104 100K
1123表示:112103 112k 4501表示:450101 4.5k
电阻的标称阻值的标注方法
3.色标法 用不同颜色的色环或色点表示电阻的阻 值和允许误差。
使用最多的标注方法
电阻的标称阻值的标注方法
案例:色环电阻的识别
例:识别某四环电阻电阻:(橙橙绿金)
解 :第一位有效数字:3; 第二位有效数字:3; 第三位10的5次方(即100000); 第四位允许误差为5% 即阻值为:33×100000=3.3×106Ω=3.3MΩ
敏感电阻器实物
压敏电阻
湿敏电阻
电流强度的单位为安培,简称安,符号为A。
设在△t时间内,流过截面S的电荷量为△Q,则电流强度
为
i Q
如果电流的大小和方向都不t随时间的变化而变化,则称为
稳恒直流电,简称直流电。其数学表达式为
3.电流的正方向
IQ t
在电路的计算中,电流的实际方向有时不好确定,为了计 算方便,可先假定一个电流的正方向,这个假定的电流正 方向称为参考方向,并在电路中用箭头标出。
2.电阻元件模型及电路符号
实际电路中的电阻器、白炽灯、电炉、电烙铁等电路器件, 在电路中表现出来的都是电阻的特性,为了分析方便,就 不考虑它们的结构、形状等次要因素,只考虑它的电阻, 这个电阻就称为实际电路器件的电阻元件模型。电阻元件 模型也简称为电阻,其电路符号如图1-16所示。电阻是耗 能元件,它将电能不可逆地转换为热能。
通过计算后,如果计算值为正,则电流的实际正方向与假
定的参考方向相同;如果计算值为负,则电流的实际正方
向与假定的参考方向相反。
I
I
实际方向
I>0 (a)参考方向与实际方向相同
I<0
参考方向
(b)参考方向与实际方向相反
1.2.2 电压、电位、电动势 1.电压 下图是水的循环流动示意图。我们以水的循环流动来说明 电流在电路中的流动原理。
电压的单位是伏特,简称伏,符号为V。
2.电位 电位的定义:取电路中任一点作为参考点,并规定为零电 位,电路中任一点到参考点之间的电压,就称为该点的电 位。
电位的方向:当某点到参考点的电压为正时,则该点的电 位为正;当某点到参考点的电压为负时,则该点的电位为 负。电位用符号“V”来表示。 电压是电路中的两点电位之差,电路中任意两点间的电压 大小,仅取决于这两点电位的差值,与电位参考点的选择 无关。电位的单位与电压的单位相同。 3.电动势 电动势就是表征电源力对电荷做功能力的物理量。电动势 的方向规定为由电源的负极指向正极,用“+”、“-”号 来表示,如图1-10所示。 电动势的方向规定为由电源的负极指向正极,用“+”、 “-”号来表示。 电动势的单位也是伏,符号为V 。
ρ——温度为t℃时的电阻率,单位为Ω•m;ρ0——温度 为0℃时的电阻率;α——电阻的温度系数
1.3.2电阻器
1.电阻器的作用和分类
电阻器是应用具有一定电阻率的导电材料制成的电路元件。 电阻器亦简称为电阻,是工程技术中用量最大的电路元件 之一。
为了适应不同电路和不同工作条件的需要,电阻器的品种 规格繁多,按外形结构可分为固定式和可变式两大类。常 用电阻器的外形及用途。