电路基本概念
电路定义及电路图
1.1.1 电路是为了实现某种功能或需求,将电气设备和电子元器件按照一定的方式和连接关系组合起来的电流通路。
1.1.2 电路图是为了便于研究、设计和实际应用,采用标准化符号绘制的,用于表示电路设备、装置的组成和连接关系的简图。
1.1.3 电路通常由电源、负载、控制设备和连接导线四个基本部分组成,如图所示。
1.2 电路的基本物理量
1.2.1 电荷是带电的基本粒子,分为正电荷和负电荷。电荷的多少用电量或电荷量表示,电场的强度则用电场强度来表示。
1.2.2 电流是电路中既有大小又有方向的物理量。电荷在导体中的定向移动形成电流,直流电方向固定,交流电方向则随时间变化。
1.2.3 电位、电压和电动势是衡量电路中能量和做功本领的物理量。电压是导体两端的电位差,电动势则是衡量电源将非电能转换成电能本领大小的物理量。
1.2.4 电阻是电流在电路中遇到的阻力,与导体的材料、长度、截面积和温度等因素有关。
1.2.5 其他物理量如瞬时值、最大值、周期、频率和角频率等,都是描述交流电特性的重要参数。
1.2.6 相位、初相位和相位差是确定正弦交流电特性的重要概念。
1.3 电功和电功率
电功是电流所做的功,单位时间内所做的功称为电功率。电功及电能量的单位是焦耳或千瓦时,电功率的单位是瓦或千瓦。
欧姆定律及其他
2.1 部分电路的欧姆定律
欧姆定律描述了电压、电流和电阻之间的关系,当导体温度不变时,通过导体的电流与加在导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
全电路的欧姆定律
全电路的欧姆定律指出,电流的大小与电源的电动势成正比,与电源内部电阻及负载电阻之和成反比。
基尔霍夫定律
3.1 基尔霍夫电流定律
基尔霍夫电流定律表明,对于电路中的任一节点,流入节点的电流之和恒等于流出节点的电流之和。
磁与磁路感应
4.1 磁场
磁场是一种特殊形态的物质,存在于电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间。磁场会使磁针、磁体发生偏转或取向,并对场域内的运动电荷施加作用力。
磁力线
磁力线是闭合曲线,表示磁场的方向。在磁体外部,磁力线从N极指向S极;在磁体内部,磁力线由S极到N极。
其他磁学概念
4.3 磁导率
磁导率是表征磁介质磁性的物理量,它描述了磁场中磁感应强度与磁场强度的关系。
4.4 磁通与磁阻
磁通是磁感应强度与磁场前进方向上某一面积的乘积。在磁路中,磁通会遇到阻力,称为磁阻。
