電路是為能夠?qū)崿F(xiàn)某種需要、由若干電工元器件按一定方式相互聯(lián)接起來的組合。
電路一般由電源(信號源)、負載和中間環(huán)節(jié)三部分組成。
電源(信號源)是將其它形式的能量或信號轉(zhuǎn)換為電能或電信號的裝置。
負載是取用電能,將電能轉(zhuǎn)換為其它形式能量的裝置。
中間環(huán)節(jié)包括聯(lián)接導(dǎo)線、控制電器和保護元件(開關(guān)、熔斷器)等。
電路的作用可分為兩類:一類是實現(xiàn)能量的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換,另一類是信號的傳遞與處理。
一、電流及其參考方向
電荷在電場力作用下,做有規(guī)則的定向運動就是電流。我們把單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量定義為電流強度,用以衡量電流的大小。電流強度簡稱為電流,即
電流的單位是安[培](a)。用毫安(ma)或微安( )為單位, 習(xí)慣上把正電荷運動的方向稱為電流的實際方向。
什么是電流的參考方向呢?它是分析計算電路的手段與工具,是人為規(guī)定的電流方向。
在規(guī)定參考方向后,電流可以用一個代數(shù)量表示,即它不僅有數(shù)值,而且包含了正、負號。按參考方向分析電路得出的電流為正值 ,表明電流的參考方向與實際方向相同。反之,若得出的電流為負值 ,則表明電流的參考方向與實際方向相反。
電流的參考方向標注方法有兩種,一是在電路中,畫一個實線箭頭,并標出電流名稱。二是用雙下標表示,如iab表示從a流向b的電流。
二、電壓及其參考方向
電場力把單位正電荷從a點移到b點所做的功,定義的a、b兩點間的電壓 ,即
電壓的單位可用:伏[特](v),千伏(kv),毫伏(mv)等來表示。
同電流一樣,電壓也要任意選定其參考方向。
電路中表示電壓的參考方向有三種,a、b兩點間電壓的參考方向一是用箭頭表示;二是用“+”、“-”符號表示;三是書寫時用雙下標的uab表示。
三、 電動勢及其參考方向
電動勢在數(shù)值上等于非電場力把單位正電荷由負極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極所做的功。顯然,電動勢的單位也是伏特(v)。
通常規(guī)定電動勢的實際方向是由電源的負極指向電源的正極。同時也用這個方向表示電動勢的參考方向。
四、 電位
電路中某點電位等于該點與參考點(計算電位的起點規(guī)定參考點電位為零)之間的電壓。因此,電位計算的實質(zhì)就是計算電壓。我們只要選擇一個合適的路徑來計算電壓,就可以計算出電位。
當我們定義了電位的概念之后,電路中任意兩點間的電壓,則是這兩點間的電位差,即 。
uab=ua-ub
五、 電功率
元件在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)換的電能稱為電功率,簡稱功率。計算功率的公式為
功率的單位為瓦[特](w)。元件上電能與電功率的轉(zhuǎn)換有發(fā)出和吸收兩種可能。
1)在電壓和電流的關(guān)聯(lián)參考方向下
2)在電壓和電流的非關(guān)聯(lián)參考方向下
如果計算結(jié)果p>0,表示電壓與電流的實際方向相同,元件吸收功率,是負載;反之,若計算結(jié)果為p<0,表示電壓與電流實際方向相反,元件發(fā)出功率,是電源。