电路和原理(电路)

1.电路基础知识

电路基础知识的应用 ──电路工作状态分析 河南省平顶山市卫东区田选学校 范俊奇 电路的基础知识包括，电路的组成，电路的状态，电路的连接关系等，是我们分析电路工作状态的基础。

只有能看懂电路，会正确判断电路的连接方式，才能进一步对电路进行分析和计算。 一、电路分析的基础知识 1.电路的组成 一个正确的电路应该有下列基本组成部分组成。

电源、用电器、开关和导线。电源起着把其他形式的能量转化为电能并提供电能的作用；导线起着连接电路元件和把电能输送给用电器的作用；开关控制电能的输送（电流的通断）；用电器将电能转化为其他形式的能量。

如果一个电路缺少了这四个基本组成部分中的一部分，这个电路就不能工作或错误或存在危险（短路）。 2.电路的三种状态 （1）通路：接通的电路。

特征：电路中有电流而且用电器正常工作。（2）开路：断开的电路。

特征：电路中无电流，用电器不能工作。（3）短路：定义：电源两端或用电器两端直接用导线连接起来（电流不经过用电器）。

特征：电源短路，电路中有很大的电流，可能烧坏电源或烧坏导线的绝缘皮，很容易引起火灾。并联电路中，一旦一个支路发生短路，整个电路就短路了。

开路和通路是电路的常见状态，比如，电灯的亮和灭。而短路是错误的危险状态，是绝对应该避免的。

3.串联电路中的局部短路 在串联电路中，由于某种原因或实际需要，使电路中的某个用电器发生短路，而其它用电器仍然工作的电路。如图所示电路中，当开关S闭合时，L1发生短路，L2仍有电流通过，可以发光。

4.电路的连接方式 电路的串联和并联是初中阶段必须掌握的电学知识，是进行电路分析和计算的基础。 （1）电路连接方式的比较。

串 联 并 联 定 义 把元件首尾相连逐个顺次连接起来的电路 把元件首首尾尾并列的连接起来的电路 结构特征 电路中只有一条电流路径，没有分支。 电路中有分支（有分开的点和会合的点），电流路径至少有两条， 工作特征 各用电器相互影响，一处段开所有用电器都停止工作。

各支路中的用电器独立工作，互不影响。 开 关 作 用 控制整个电路 干路中的开关控制整个电路。

支路中的开关控制该支路。 电路图 实 例 装饰小彩灯、开关和用电器 家庭中各用电器、各盏路灯 （2）判断电路串联、并联的常用方法。

基于初中阶段的学习要求，仅介绍以下常用的判断方法，在实践中可选择适合自己的方法熟练掌握。 ①定义法：将用电器接线柱编号，电流流入端为“首”，电流流出端为“尾”。

观察各用电器，若“首→尾→首→尾”连接为串联；若“首→首”、“尾→尾”相连，为并联。 ②结构特征分析法：在有电路图或实物连接图的情况下，识别电路时，可沿着电流方向分析：电源正极→各用电器→电源负极。

若途中无节点（分叉点），电流沿着一条路径前进不分流，该电路中用电器是串联关系；若电路有节点，电流在某一处分开，在另一处又合在一起，这些用电器就是并联关系。 ③工作特征分析法：去掉任意一个用电器，若另一个用电器也不工作，则这两个用电器串联；若另一个用电器不受影响仍然工作，则这两个用电器为并联。

在看不到电路图或电路实物图情况下（如路灯、家庭电路），可根据用电器的工作特征判断连接情况。 二、应用举例 1.(09济宁)如图1所示电路中，当开关S1、S2均闭合后，说法正确的是（ ） A.L1、L2都能发光 B.L1、L2都不能发光 C.Ll能发光，L2不能发光 D.Ll不能发光，L2能发光 分析：当S1断开，S2闭合时，L1、L2是并联连接关系；当S1闭合时，L1发生短路。

因为是并联电路，一处发生短路，整个电路就处于短路状态，所以，L1、L2都不能发光，B正确。 2.(09兰州)如图2所示，当开关S闭合时，两只小灯泡能同时发光的正确电路是（ ） 分析：在四个电路中，在A电路中，两盏电灯串联，开关S与一盏电灯并联，当开关闭合时，与开关并联的电灯就发生局部短路，所以，开关闭合后，只有一盏灯亮。

B电路中，是开关串联在电路中的串联电路，开关闭合后，电路是通路，所以，两盏串联的电灯都会发光，B正确。C电路中，没有电源，是一个电路基本组成部分都不完全的错误的电路。

D电路中，两盏灯并联，S闭合时，两灯都会发光，但一盏灯没有开关控制，它是不符合电路基本连接要求的。 3.(09成都)如图所示是一把既能吹冷风，又能吹热风的电吹风的简化电路，图中A是吹风机，B是电热丝。

将插头插入插座，若只闭合开关S1，电吹风吹出的是____风；若将开关S1、S2都闭合，电吹风吹出的是____风。（填“热”或“冷”） 分析：该装置中，吹风机和发热丝是并联连接关系，S1是干路开关，它一闭合，吹风机就开始工作，吹出冷风；只有当S1、S2同时闭合时，电热丝才能和吹风机同时工作，吹出热风。

所以，答案是：冷、热。 进一步分析：既然吹风机和发热丝是并联连接关系，为什么不给它们各安装一个开关分别控制呢？因为，电热丝是不能单独工作的。

若单独工作，产生的热量不能及时散发出去，吹风机的内部温度会很高，会烧坏吹风机的外壳，甚至带来危险。所以，这样设计，就可以避免电热丝的单独工作，使电吹风机既可以吹。

2.电路基础知识

网孔电流法，对于一个闭环来讲，绕这个环一圈电压和为零，就有I1R1+I2R2+。。。=0

结点电流法，对于一个结点来讲，有流入的电流就有流出的电流，即电流矢量和为零。

就有I1+I2+。。。。=0 回答者： coolday186 | 五级 | 2011-3-23 22:08

你说的是基尔霍定律吧？基尔霍夫定律分基尔霍夫电压定律（KCL）和基尔霍夫电流定律（KVL）两个，用他求电路中支路的电流的时候，要利用网孔结合KCL定律列电压方程，再利用结点结合KVL列电流方程，组成方程组求解

一个网孔就是一个回路，任瞬时在这个回路中先人为的规定一个绕行方向，回路中所有元件的端电压代数和为零（电压方向与绕行方向相同取正，反之取负），一个节点嘛，一般是指三叉及三叉以上的线路交点，任瞬时流入这个交点的电和流出这个交点的电流代数和为零，如是你规点流入电流为正，那么流出的就为负，节点也可以是一部分电路（假想用一个球面包住这部分电路成为一个节点） 回答者： sf133510 | 二级 | 2011-3-23 22:23

以假想网孔电流作变量列写和网孔个数相同的KVL方程， 联立求解求出网孔电流，进而通过网孔电流与支路电流的关系再求出支路电流，或者期望再求出其它电路变量，这就是网孔电流法。对于含有理想电流源，在不能将其转移成某个网孔电流时，可采取设其两端电压，来增加变量，进而增加方程。对于含有受控源的电路，其分析方法和步骤与只含独立源电路的分析完全相同，只是要将受控变量用待求的网孔电流变量表示作为辅助方程。此法优点：同一电路所需方程数目较支路电流法少，列写方程的规律易于掌握。缺点是不直观，有的网孔电流不能用电流表测试。

以独立节点的电位作为变量依KCL（连同欧姆定律）列写节点电位方程，求解出节点电位，进而求得各支路电流或欲求的其它电路变量，这就是节点电位法。此法优点是所需方程个数少于支路电流法，特别是节点少而支路多的电路用此法尤显方便，列写方程的规律易于掌握。 缺点是对于一般给出的电阻参数、电压源形式的电路求解方程工作量较大。

3.电路基础所需的知识

1. 电路基础知识 --电路 电路---是指由金属导线和电气以及电子部件组成的导电回路，称其为电路。

直流电通过的电路称为“直流电路”；交流电通过的电路称为“交流电路”。 电路的组成---电路由电源、负载、连接导线和辅助设备四大部分组成。

电源提供电能的设备。电源的功能是把非电能转变成电能。

负载在电路中使用电能的各种设备统称为负载。负载的功能是把电能转变为其他形式能。

导线连接导线用来把电源、负载和其他辅助设备连接成一个闭合回路，起着传输电能的作用。辅助设备用来实现对电路的控制、分配、保护及测量等作用。

电路的作用---实现电能的传输、分配与转换；实现信号的传递与处理。 电路模型- -在电路分析中，为了方便于对实际电气装置的分析研究，通常在一定条件下需要对实际电路采用模型化处理，即用抽象的理想电路元件及其组合近似的代替实际的器件，从而构成了与实际电路相对应的电路模型。

2. 电路基础知识 –电流 电流--是指单位时间内通过导体横截面的电荷量。电流的大小称为电流强度，是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量。

电流分直流和交流两种，电流的方向不随时间的变化的叫做直流，电流的大小和方向随时间变化的叫交流。 电流单位及换算--单位是安培，简称“安”，符号“A”。

1A=10^-3 mA= 10^-6uA= 10^-9nA= 10^-12pA 电流是一个有方向的物理量，仅指出大小是不够的，规定以正电荷移动的方向为电流的真实方向。列写电路方程时，电压、电流的正、负是以电流图上预先假定的参考方向为依据的，若计算结果为正值，说明电压、电流的真实方向与参考方向相符，否则相反。

3. 电路基础知识 –电压、电动势 电压----也称作电势差或电位差，是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。需要指出的是，“电压”一词一般只用于电路当中，“电势差”和“电位差”则普遍应用于一切电现象当中。

电压的单位----在国际单位制中的主单位是伏特，简称伏，用符号V表示。伏特等于对每1库仑的电荷做了1焦耳的功，即1 V = 1 J/C。

电动势（E）----表示电源特征的一个物理量，电源中非静电力对电荷作功的能力，称为电动势，在数值上等于非静电力把单位正电荷从电源低电位端b经电源内部移到高电位端a所作的功。 电动势的大小----等于非静电力把单位正电荷从电源的负极，经过电源内部移到电源正极所作的功。

电路的基本元素是元件，电路元件是实际器件的理想化物理模型，应有严格的定义。电路中研究的全部为集总元件，电路元件的端子数目可分为二端、三端、四端元件等。

电路中最基本的几个元件是电阻、电容和电感。下面我们依次简单介绍一下这几种基本元件。

5. 电路基础知识 --电阻、电容和电感 电阻----英文名称为Resistance，缩写为R，它是导体的一种基本性质，与导体的尺寸、材料、温度有关。导体的横截面积，材料，长度可改变导体电阻的大小，有时温度也同样可以影响其大小。

电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。

对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。 电容----指的是在给定电位差下的电荷储藏量；记为C，国际单位是法拉（F）。

电容也是电容器的俗称。电容是表征电容器容纳电荷的本领的物理量。

我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。 电感----是用绝缘导线绕制而成的电磁感应元件，也是电子电路中常用的元器件之一。

电感是用漆包线、纱包线或塑皮线等在绝缘骨架或磁心、铁心上绕制成的一组串联的同轴线匝，它在电路中用字母“L”表示，主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。

4.电学基础知识

电学知识总结 一， 电路 电流的形成：电荷的定向移动形成电流.（任何电荷的定向移动都会形成电流）. 电流的方向：从电源正极流向负极. 电源：能提供持续电流（或电压）的装置. 电源是把其他形式的能转化为电能.如干电池是把化学能转化为电能.发电机则由机械能转化为电能. 有持续电流的条件：必须有电源和电路闭合. 导体：容易导电的物体叫导体.如：金属，人体，大地，盐水溶液等. 绝缘体：不容易导电的物体叫绝缘体.如：玻璃，陶瓷，塑料，油，纯水等. 电路组成：由电源，导线，开关和用电器组成. 路有三种状态：（1）通路：接通的电路叫通路；（2）开路：断开的电路叫开路；（3）短路：直接把导线接在电源两极上的电路叫短路. 电路图：用符号表示电路连接的图叫电路图. 串联：把元件逐个顺序连接起来，叫串联.（任意处断开，电流都会消失） 并联：把元件并列地连接起来，叫并联.（各个支路是互不影响的） 二， 电流 国际单位：安培（A）；常用：毫安（mA），微安（ A）,1安培=103毫安=106微安. 测量电流的仪表是：电流表，它的使用规则是：①电流表要串联在电路中；②电流要从"+"接线柱入，从"-"接线柱出；③被测电流不要超过电流表的量程；④绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上. 实验室中常用的电流表有两个量程：①0~0.6安，每小格表示的电流值是0.02安；②0~3安，每小格表示的电流值是0.1安. 三， 电压 电压（U）：电压是使电路中形成电流的原因，电源是提供电压的装置. 国际单位：伏特（V）；常用：千伏（KV），毫伏（mV）.1千伏=103伏=106毫伏. 测量电压的仪表是：电压表，使用规则：①电压表要并联在电路中；②电流要从"+"接线柱入，从"-"接线柱出；③被测电压不要超过电压表的量程； 实验室常用电压表有两个量程：①0~3伏，每小格表示的电压值是0.1伏； ②0~15伏，每小格表示的电压值是0.5伏. 熟记的电压值：①1节干电池的电压1.5伏；②1节铅蓄电池电压是2伏；③家庭照明电压为220伏；④安全电压是：不高于36伏；⑤工业电压380伏. 四， 电阻 电阻（R）：表示导体对电流的阻碍作用.（导体如果对电流的阻碍作用越大，那么电阻就越大，而通过导体的电流就越小）. 国际单位：欧姆（Ω）；常用：兆欧（MΩ），千欧（KΩ）；1兆欧=103千欧； 1千欧=103欧. 决定电阻大小的因素：材料，长度，横截面积和温度（R与它的U和I无关）. 滑动变阻器： 原理：改变电阻线在电路中的长度来改变电阻的. 作用：通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流和电压. 铭牌：如一个滑动变阻器标有"50Ω2A"表示的意义是：最大阻值是50Ω，允许通过的最大电流是2A. 正确使用：a，应串联在电路中使用；b，接线要"一上一下"；c，通电前应把阻值调至最大的地方. 五， 欧姆定律 欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比. 公式： 式中单位：I→安（A）;U→伏（V）;R→欧（Ω）. 公式的理解：①公式中的I,U和R必须是在同一段电路中；②I,U和R中已知任意的两个量就可求另一个量；③计算时单位要统一. 欧姆定律的应用： ①同一电阻的阻值不变，与电流和电压无关，其电流随电压增大而增大.（R=U/I） ②当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小.（I=U/R） ③当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大.（U=IR） 电阻的串联有以下几个特点：（指R1,R2串联，串得越多，电阻越大） ①电流：I=I1=I2（串联电路中各处的电流相等） ②电压：U=U1+U2（总电压等于各处电压之和） ③ 电阻：R=R1+R2（总电阻等于各电阻之和）如果n个等值电阻串联，则有R总=nR ④ 分压作用：=；计算U1,U2，可用：； ⑤ 比例关系：电流：I1:I2=1:1 (Q是热量) 电阻的并联有以下几个特点：（指R1,R2并联，并得越多，电阻越小） ①电流：I=I1+I2（干路电流等于各支路电流之和） ②电压：U=U1=U2（干路电压等于各支路电压） ③电阻：（总电阻的倒数等于各电阻的倒数和）如果n个等值电阻并联，则有R总=R ④分流作用：；计算I1,I2可用：； ⑤比例关系：电压：U1:U2=1:1 ,(Q是热量) 六， 电功和电功率 1. 电功（W）：电能转化成其他形式能的多少叫电功， 2.功的国际单位：焦耳.常用：度（千瓦时），1度=1千瓦时=3.6*106焦耳. 3.测量电功的工具：电能表 4.电功公式：W=Pt=UIt（式中单位W→焦（J）;U→伏（V）;I→安（A）;t→秒）. 利用W=UIt计算时注意：①式中的W.U.I和t是在同一段电路；②计算时单位要统一；③已知任意的三个量都可以求出第四个量.还有公式：=I2Rt 电功率（P）：表示电流做功的快慢.国际单位：瓦特（W）；常用：千瓦 公式：式中单位P→瓦（w）;W→焦；t→秒；U→伏（V）,I→安（A） 利用计算时单位要统一，①如果W用焦，t用秒，则P的单位是瓦；②如果W用千瓦时，t用小时，则P的单位是千瓦. 10.计算电功率还可用右公式：P=I2R和P=U2/R 11.额定电压（U0）：用电器正常工作的电压.另有：额定电流 12.额定功率（P0）：用电器在额定电压下的功率. 13.实际电压（U）：实际加在用电器两端的电压.另有：实际电流 14.实际功率（P）：用电器在实际电压。