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电工学

开路:电路断开,电路中无电流通过。开路也称断 路。
短路:短路是电源未经负载而直接由导体构成闭合 回路。
电气图用图形符号
名称
外形
二极管
图形符号 文字符号 VD
电流表
电容器 滑动变阻

A
PA
C RP
(转下页)
名称 电感器
熔断器
三相异步电 动机 电压表
外形
电池
图形符号
文字符号 L
FU
M
3~
M
V
PV
GB
3.电流的热效应 电流通过导体时使导体发热的现象称
为电流的热效应。也就是说,电流的热效 应就是电能转换成热能的效应。电流与它 流过导体时所产生的热量之间的关系可用 下式表示
Q的单位是焦耳(J),这种热也称焦耳热。
某电烤箱电阻是5 Ω,工作电压是220 V,通电15 min能放出多少能量?消耗的电能是多少度?
如果计算结果I<0,表明电流的实际方向与参考方 向相反。
如下图所示电路中,电流参考方向已选定,
已知I1=1A,I2=–3A,I3=–5A,试指出电流的实际方 向。
三、电压、电位和电动势
1.电压
电场力将单位正电荷从a点移到b点所做的功, 称为a、b两点间的电压,用Uab表示。电压单位 的名称是伏特,简称伏,用V表示。
§1-1 电路及基本物理量
一、电路的组成及作用
电路:电流流通的路径。 电路的组成:电源、负载、导线和控制装置。
实物接线图
用电气符号描述电路连接情况的图,称电路 原理图,简称电路图。
进行能量的转换、传输和分配
电能传输示意图 实现信息的传递和处理
信息处理示意图
电路通常有三种状态: 通路:电路构成闭合回路,有电流流过。
Hale Waihona Puke (转下页)名称 灯泡 开关 电阻
外形
图形符号 文字符号 EL SA R
二、电流
1.电流的形成 电荷的定向移动形成电流,在金属导体中,实
质上能定向移动的电荷是带负电的自由电子。
电子方向→
←电流方向
2.电流的大小
在单位时间内,通过导体横截面的电荷量越多, 就表示流过该导体的电流越强。若在t时间内通过导体 横截面的电荷量是Q,则电流I可用下式表示:
四、电功和电功率
1.电功
电流所做的功,称为电功,用字母W表示,单位为焦耳
(J)。研究表明,电流在一段电路上所做的功等于这段电路
两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积,
即:
式中W、U、I、t的单位分别为J、V、A、s。
电能的另一个常用单位是千瓦时(kW·h),即通常所说的 1度电,它和焦耳的换算关系为:
(4)合理选择电流表的量程
每个电流表都有一定的测量范围,称为电流表 的量程。
一般被测电流的数值在电流表量程的一半以上, 读数较为准确。因此在测量之前应先估计被测电流 大小,以便选择适当量程的电流表。
若无法估计,可先用电流表的最大量程挡测量, 当指针偏转不到1/3刻度时,再改用较小挡去测量, 直到测得正确数值为止。
已知图a中,Uab=-5V;图b中,Uab=-2V;图c 中,Uab=-4V。试指出电压的实际方向。
2.电位
如果在电路中选定一个参考点(即零电位点), 电路中某一点与参考点之间的电压即为该点的电位。
电路中任意两点之间的电位差就等于这两点之 间的电压,即Uab = Ua-Ub,故电压又称电位差。
电路中某点的电位与参考点的选 择有关,但两点间的电位差与参考点 的选择无关。
a)机械式
b)电子式
c)预付费式
用来测量电路消耗电能的仪表称为电能表。
四、电功和电功率
2.电功率 电流在单位时间内所做的功称为电功
率,用字母P表示,单位为瓦特(W),其 计算式为:
a)外形图
D26—W型便携式单相功率表
b)电压线圈前接法
c)电压线圈后接法
电功率可利用功率表进行测量。
四、电功和电功率
四、电功和电功率
下图所示电路中,已知E1 =24V ,E2 =12V ,电 源内阻可忽略不计,R1 = 3Ω,R2=4Ω,R3 =5Ω,分别
选D 点和E 点为参考点,试求A、B、D、E 四点的电
位及UAB和UED的值。
3.电动势
电源将正电荷从电源负极经电源内部移到 正极的能力用电动势表示,电动势的符号为E, 单位为V。
电动势的方向规定为在电源内部由负极指 向正极。
对于一个电源来说,既有电动势,又有端 电压。电动势只存在于电源内部;而端电压则 是电源加在外电路两端的电压,其方向由正极 指向负极。
4.电压的测量
测量电压时应注意:
(1)对交、直流电压应分别采用交流电压表和直流 电压表测量。
(2)电压表必须并联在被测电路的两端。
为了在接入电流表后对电路的原有工作状况影 响较小,电流表的内阻应尽量小。
3.电流的方向
习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向,因 此电流的方向实际上与自由电子和负离子移动的方向 相反。
若电流的方向不随时间的变化而变化,则称其为 直流电流,简称直流,用符号DC表示。
其中,电流大小和方向都不随时间变化而变化的 电流,称为稳恒直流电;电流大小随时间的变化而作 周期性变化,但方向不变的称为脉动直流电。
I=Q t
式中,I、Q 、t的单位分别为A、C、s。
电流的大小可用电流表进行测量。测量时应注意:
(1)对交、直流电流应分别使用交流电流表和直 流电流表测量。
(2)电流表应串接到被测量的电路中。
(3)注意直流电流表的正负极性 直流电流表表壳接线柱上标明的“+”、“-”记号, 应和电路的极性相一致,不能接错,否则指针要反转,既 影响正常测量,也容易损坏电流表。
(3)直流电压表表壳接线柱上标明的“+” “-” 记号,应和被测两点的电位相一致,即“+”端接高电 位,“-”端接低电位,不能接错,否则指针要反转, 并会损坏电压表。
(4)合理选择电压表的量程,其方法和电流表相同。
电压的测量方法:
直流电压表表壳接线柱上标明的“+”“-”记号, 应和被测两点的电位相一致,即“+”端接高电位,“-” 端接低电位,不能接错,否则指针要反转,并会损坏电压 表。
若电流的大小和方向都随时间作相应变化的,称 为交流,用符号AC表示。
直流电路
交流电路
参考方向:在分析和计算较为复杂的直流电路时, 经常会遇到某一电流的实际方向难以确定的问题,这 时可先任意假定电流的参考方向,然后根据电流的参 考方向列方程求解。
如果计算结果I>0,表明电流的实际方向与参考方 向相同。
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