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。
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。
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。
1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}
2.欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}
3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω•m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}
4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外
{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}
5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}
6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}
7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}
9.电路的串/并联 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)
电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+
电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+
电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3
功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+
10.欧姆表测电阻
(1)电路组成 (2)测量原理
两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得
Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻Rx后通过电表的电流为
Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小
(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。
(4)注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。
电路基础知识(一)电路基础知识(1)——电阻 导电体对电流的阻碍作用称着电阻,用符号R表示,单位为欧姆、千欧、兆欧,分别用Ω、KΩ、MΩ表示。
一、电阻的型号命名方法: 国产电阻器的型号由四部分组成(不适用敏感电阻) 第一部分:主称 ,用字母表示,表示产品的名字。如R表示电阻,W表示电位器。
第二部分:材料 ,用字母表示,表示电阻体用什么材料组成,T-碳膜、H-合成碳膜、S-有机实心、N-无机实心、J-金属膜、Y-氮化膜、C-沉积膜、I-玻璃釉膜、X-线绕。 第三部分:分类,一般用数字表示,个别类型用字母表示,表示产品属于什么类型。
1-普通、2-普通、3-超高频 、4-高阻、5-高温、6-精密、7-精密、8-高压、9-特殊、G-高功率、T-可调。 第四部分:序号,用数字表示,表示同类产品中不同品种,以区分产品的外型尺寸和性能指标等 例如:R T 1 1 型普通碳膜电阻a1} 二、电阻器的分类 1、线绕电阻器:通用线绕电阻器、精密线绕电阻器、大功率线绕电阻器、高频线绕电阻器。
2、薄膜电阻器:碳膜电阻器、合成碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、化学沉积膜电阻器、玻璃釉膜电阻器、金属氮化膜电阻器。 3、实心电阻器:无机合成实心碳质电阻器、有机合成实心碳质电阻器。
4、敏感电阻器:压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器。 三、主要特性参数 1、标称阻值:电阻器上面所标示的阻值。
2、允许误差:标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差,它表示电阻器的精度。 允许误差与精度等级对应关系如下:±0.5%-0.05、±1%-0.1(或00)、±2%-0.2(或0)、±5%-Ⅰ级、±10%-Ⅱ级、±20%-Ⅲ级 3、额定功率:在正常的大气压力90-106.6KPa及环境温度为-55℃~+70℃的条件下,电阻器长期工作所允许耗散的最大功率。
线绕电阻器额定功率系列为(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500 非线绕电阻器额定功率系列为(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100 4、额定电压:由阻值和额定功率换算出的电压。 5、最高工作电压:允许的最大连续工作电压。
在低气压工作时,最高工作电压较低。 6、温度系数:温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变化。
温度系数越小,电阻的稳定性越好。阻值随温度升高而增大的为正温度系数,反之为负温度系数。
7、老化系数:电阻器在额定功率长期负荷下,阻值相对变化的百分数,它是表示电阻器寿命长短的参数。 8、电压系数:在规定的电压范围内,电压每变化1伏,电阻器的相对变化量。
9、噪声:产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏,包括热噪声和电流噪声两部分,热噪声是由于导体内部不规则的电子自由运动,使导体任意两点的电压不规则变化。 四、电阻器阻值标示方法 1、直标法:用数字和单位符号在电阻器表面标出阻值,其允许误差直接用百分数表示,若电阻上未注偏差,则均为±20%。
2、文字符号法:用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值,其允许偏差也用文字符号表示。符号前面的数字表示整数阻值,后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值。
表示允许误差的文字符号 文字符号 D F G J K M 允许偏差 ±0.5% ±1% ±2% ±5% ±10% ±20% 3、数码法:在电阻器上用三位数码表示标称值的标志方法。数码从左到右,第一、二位为有效值,第三位为指数,即零的个数,单位为欧。
偏差通常采用文字符号表示。 4、色标法:用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标称阻值和允许偏差。
国外电阻大部分采用色标法。 黑-0、棕-1、红-2、橙-3、黄-4、绿-5、蓝-6、紫-7、灰-8、白-9、金-±5%、银-±10%、无色-±20% 当电阻为四环时,最后一环必为金色或银色,前两位为有效数字, 第三位为乘方数,第四位为偏差。
当电阻为五环时,最后一环与前面四环距离较大。前三位为有效数字, 第四位为乘方数, 第五位为偏差。
五、常用电阻器 1、电位器 电位器是一种机电元件,他*电刷在电阻体上的滑动,取得与电刷位移成一定关系的输出电压。 1.1 合成碳膜电位器 电阻体是用经过研磨的碳黑,石墨,石英等材料涂敷于基体表面而成,该工艺简单, 是目前应用最广泛的电位器。
特点是分辩力高耐磨性好,寿命较长。缺点是电流噪声,非线性大, 耐潮性以及阻值稳定性差。
1.2 有机实心电位器 有机实心电位器是一种新型电位器,它是用加热塑压的方法,将有机电阻粉压在绝缘体的凹槽内。有机实心电位器与碳膜电位器相比具有耐热性好、功率大、可*性高、耐磨性好的优点。
但温度系数大、动噪声大、耐潮性能差、制造工艺复杂、阻值精度较差。在小型化、高可*、高耐磨性的电子设备以及交、直流电路中用作调节电压、电流。
1.3 金属玻璃铀电位器 用丝网印刷法按照一定图形,将金属玻璃铀电阻浆料涂覆在陶瓷基体上,经高温烧结而成。特点是:阻值范围宽,耐热性好,过载能力强,耐潮,耐磨等都很好, 是很有前途的电位器品种,缺点是接触电阻和电流噪声大。
1.4 绕线电位器 绕线电位器是将康铜丝或镍铬合金丝作为电。
楼下介绍给您的网站不错,只是内容少了点,要想深入了解的话,还得有其它的方法,而且要一下子提到很高的水平也不行,常言道:急性子吃不了热豆包。
您慢慢来。1.先说怎样提高电学知识。
电学也是一门实践性很强的学课。可以看一下《初中物理教材》、《高中物理教材》的电学部分。
其它内容可跳过,当然您想看也不是坏事。其次找一本《电工原理》看一下。
可以买几本电子制作的书籍看一下,有兴趣的话就做一下,不想做也可以。当然,兴趣是最好的老师嘛!等有了一些基本知识后,可以找几本电气系或电子专业的大专的教材看一下,如果觉得太深的话,可以不看,此项内容是供您提高电学知识的。
2.其实电这玩艺儿嘛,说难也难,说容易也很容易。您可以先学直流电的知识,以后再增加一些交流电的知识。
它们之间只有细微的区别。先学直流电,在动手时一般人不会被电给麻了(专业术语称:触电),等有了知识后敢玩了,再去玩交流电。
3.您买的那玩艺儿名叫“万用表”,对吧!其实也不过就是个三用表而已。量电阻、电容、电流。
就是因为这三个项目已经代表了所有的电学功能了,所以人们觉得它神奇,就给它取了个名叫“万用表”,表示对它的崇拜,意思是说它是万用的。您买那表您就先用着吧,就拿来来练练手。
等您以后成了“神七上伸手——高手”的时候,可以考虑买“优利得”或“胜利”牌子的万用表,我个人觉得那两个品牌的不错。进口的不用考虑,价太高。
4.再对您所说的做一点点补充:电路中几个基本参数:电阻,基本单位(Ω)欧姆;电流,基本单位(A)安培;电容,基本单位(F)法拉;电感,基本单位(H)享。其它还有一些什么乱七八糟的单位,等您用到的时候一看就明白了。
常言说:只要功夫深,铁棒磨成针。您这儿是:只要功夫深,铁棍扭成筋(皮筋)!最后,祝您早日成高手哦!(我得开始在家里为您准备铁棍了!)。
1.判断吸收还是发出概率;
2.求等效电阻;
3.电路的基本分析方法;(尤其是结点电压法)
4.电路定理,其中的叠加定理,最大功率传输基本每次必考!很可能和其他知识点复合在一起。
5.储能元件的性质;
6.一阶电路,二阶电路的响应;(三要素法分析一阶电路)
7.正弦电路的分析;(向量法)
8.耦合电感;(去耦方法!)
9.变压器,理想变压器;
10.三相电路(有功功率,无功功率,视在功率,复功率)当然,又有那个,最大功率传输;
11.戴维宁,诺顿定理;(必考)
12.非正弦周期信号处理方法,求有效值,平均值和平均功率等等;
13.线性电路的复频域分析;拉普拉斯变换,运算电路求解;
14.二端口网络的分析,注意T矩阵的求法以及各种矩阵之间的转换;
1.先说怎样提高电学知识。
电学也是一门实践性很强的学课。可以看一下《初中物理教材》、《高中物理教材》的电学部分。
其它内容可跳过,当然您想看也不是坏事。其次找一本《电工原理》看一下。
可以买几本电子制作的书籍看一下,有兴趣的话就做一下,不想做也可以。当然,兴趣是最好的老师嘛!等有了一些基本知识后,可以找几本电气系或电子专业的大专的教材看一下,如果觉得太深的话,可以不看,此项内容是供您提高电学知识的。
2.其实电这玩艺儿嘛,说难也难,说容易也很容易。您可以先学直流电的知识,以后再增加一些交流电的知识。
它们之间只有细微的区别。先学直流电,在动手时一般人不会被电给麻了(专业术语称:触电),等有了知识后敢玩了,再去玩交流电。
3.您买的那玩艺儿名叫“万用表”,对吧!其实也不过就是个三用表而已。量电阻、电容、电流。
就是因为这三个项目已经代表了所有的电学功能了,所以人们觉得它神奇,就给它取了个名叫“万用表”,表示对它的崇拜,意思是说它是万用的。您买那表您就先用着吧,就拿来来练练手。
等您以后成了“神七上伸手——高手”的时候,可以考虑买“优利得”或“胜利”牌子的万用表,我个人觉得那两个品牌的不错。进口的不用考虑,价太高。
4.再对您所说的做一点点补充:电路中几个基本参数:电阻,基本单位(Ω)欧姆;电流,基本单位(A)安培;电容,基本单位(F)法拉;电感,基本单位(H)享。其它还有一些什么乱七八糟的单位,等您用到的时候一看就明白了。
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