直流電路基礎

1. 簡單電路知識點

簡單電路基礎知識練習（第一、二章）【知識結構】簡單直流電路簡單直流電路電路組成：基本定律：電路分類：電路三種工作狀態：電阻定律歐姆定律焦耳定律通路開路短路串聯電路並聯電路混聯電路簡單電路分析、計算萬用表基本原理電阻測量電位計算【重、難點知識】1、電路中主要物理量 2、基本定律3、電路中各點電位計算 4、簡單直流電路分析計算【內容提要】1、電路（1）、組成：由電源、用電器（負載）、連接導線、開關及保護裝置組成的閉合迴路。（2）、作用：實現電能的傳輸和轉換。2、電流（1）、定義：電荷的定向移動形成電流。（2）、電路中有持續電流的條件：①、電路為閉合通路。②、電路兩端存在電壓，電源的作用就是為電路提供持續的電壓。3、電流的大小 等於通過導體橫截面的電荷量與通過這些電荷量所用時間的比值，即： I單位安培（A）、q單位庫侖（C）、t單位秒（S）。4、電阻 表示原件或導體對電流呈現阻礙作用大小的物理量，在一定溫度下，導體的電阻可用電阻定律計算。 （1）、電阻定律數學表達式： （2）、電阻定律：導體的電阻和它的長度成正比，與它的橫截面積成反比。 （3）、說明：①、ρ是反映材料導電性能的物理量，稱為「電阻率」。②、導體的電阻與溫度有關。5、部分電路歐姆定律 反映電流、電壓、電阻三者間關系，數學表達式為：6、電能、電功率 電流通過用電器時，將電能轉換為其他形式的能（1）、轉換電能的計算：W=Uit（2）、電功率計算：；對純阻性電路適用。（3）、電熱的計算（焦耳定律）：7、閉合（全）電路歐姆定律（1）、文字敘述：閉合電路內的電流與電源電動勢成正比，與電路的總電阻成反比。（2）、數學表達式：（3）、說明：E代表電源電動勢、R代表外電路電阻、r電源內部電阻。電路參數的變化將使電路中電流、電壓分配關系及功率消耗等發生改變。8、電源外特性 閉合電路中，電源端電壓隨負載電流變化的規律，即：9、串聯電路的

2. 求 直流電路，正弦交流電路的基本計算公式

1、直流無源支路：I=±U/R
式中：U----支路端電壓（V）
------I----支路電流（A）
------R----支路電阻（Ω）
------±---U與I同向取+號，否則取-號
2、導體電阻R=L*P/S（Ω）
式中：R---導體直流電阻（Ω）
------L--導體長度（M）
------S---導體載面積（CM）
------ρ--導體電阻率（Ω.CM/M）
P=I*U=I*I*R=U*U/R
式中：P--功率（W）
------U--電壓（V）
------I--電流（A）
------R--電阻（Ω
I不變（電阻串聯）時，P與R成正比
U不變（電阻並聯）時，P與R成反比
交流公式：
正玄交流電壓
U=Umsin(ωt+τu)
式中：u--電壓瞬時值（V）
------Um-電壓最大值（V）
------τu-角頻率（rad/s)
正玄交流電流
Imsin(ωt+τi)
式中：u---電壓瞬時值（V）
------Um--電壓最大值（V）
------τu-電流初相角（rad)
先寫這些

3. 電路基礎所需的知識

1. 電路基礎知識 --電路
電路---是指由金屬導線和電氣以及電子部件組成的導電迴路，稱其為電路。直流電通過的電路稱為「直流電路」;交流電通過的電路稱為「交流電路」。
電路的組成---電路由電源、負載、連接導線和輔助設備四大部分組成。電源提供電能的設備。電源的功能是把非電能轉變成電能。負載在電路中使用電能的各種設備統稱為負載。負載的功能是把電能轉變為其他形式能。導線連接導線用來把電源、負載和其他輔助設備連接成一個閉合迴路，起著傳輸電能的作用。輔助設備用來實現對電路的控制、分配、保護及測量等作用。
電路的作用---實現電能的傳輸、分配與轉換;實現信號的傳遞與處理。
電路模型- -在電路分析中，為了方便於對實際電氣裝置的分析研究，通常在一定條件下需要對實際電路採用模型化處理，即用抽象的理想電路元件及其組合近似的代替實際的器件，從而構成了與實際電路相對應的電路模型。

2. 電路基礎知識 –電流
電流--是指單位時間內通過導體橫截面的電荷量。電流的大小稱為電流強度，是指單位時間內通過導線某一截面的電荷量。電流分直流和交流兩種，電流的方向不隨時間的變化的叫做直流，電流的大小和方向隨時間變化的叫交流。
電流單位及換算--單位是安培，簡稱「安」，符號「A」。
1A=10^-3 mA= 10^-6uA= 10^-9nA= 10^-12pA
電流是一個有方向的物理量，僅指出大小是不夠的，規定以正電荷移動的方向為電流的真實方向。列寫電路方程時，電壓、電流的正、負是以電流圖上預先假定的參考方向為依據的，若計算結果為正值，說明電壓、電流的真實方向與參考方向相符，否則相反。

3. 電路基礎知識 –電壓、電動勢
電壓----也稱作電勢差或電位差，是衡量單位電荷在靜電場中由於電勢不同所產生的能量差的物理量。需要指出的是，「電壓」一詞一般只用於電路當中，「電勢差」和「電位差」則普遍應用於一切電現象當中。
電壓的單位----在國際單位制中的主單位是伏特，簡稱伏，用符號V表示。伏特等於對每1庫侖的電荷做了1焦耳的功，即1 V = 1 J/C。
電動勢(E)----表示電源特徵的一個物理量，電源中非靜電力對電荷作功的能力，稱為電動勢，在數值上等於非靜電力把單位正電荷從電源低電位端b經電源內部移到高電位端a所作的功。
電動勢的大小----等於非靜電力把單位正電荷從電源的負極，經過電源內部移到電源正極所作的功。

電路的基本元素是元件，電路元件是實際器件的理想化物理模型，應有嚴格的定義。電路中研究的全部為集總元件，電路元件的端子數目可分為二端、三端、四端元件等。電路中最基本的幾個元件是電阻、電容和電感。下面我們依次簡單介紹一下這幾種基本元件。
5. 電路基礎知識 --電阻、電容和電感
電阻----英文名稱為Resistance，縮寫為R，它是導體的一種基本性質，與導體的尺寸、材料、溫度有關。導體的橫截面積，材料，長度可改變導體電阻的大小，有時溫度也同樣可以影響其大小。電阻的主要物理特徵是變電能為熱能，也可說它是一個耗能元件，電流經過它就產生內能。電阻在電路中通常起分壓、分流的作用。對信號來說，交流與直流信號都可以通過電阻。
電容----指的是在給定電位差下的電荷儲藏量;記為C，國際單位是法拉(F)。電容也是電容器的俗稱。電容是表徵電容器容納電荷的本領的物理量。我們把電容器的兩極板間的電勢差增加1伏所需的電量，叫做電容器的電容。
電感----是用絕緣導線繞制而成的電磁感應元件，也是電子電路中常用的元器件之一。電感是用漆包線、紗包線或塑皮線等在絕緣骨架或磁心、鐵心上繞製成的一組串聯的同軸線匝，它在電路中用字母「L」表示，主要作用是對交流信號進行隔離、濾波或與電容器、電阻器等組成諧振電路。

4. 直流升壓電路原理圖

「高頻振盪產生低壓脈沖」就是用高頻低壓振盪電路產生高頻方波去控制高頻開關電路，使得脈沖變壓器按照「高頻方波」的頻率不斷的「充放電」。例如下圖：A點會產生比電池電壓高許多的高頻脈沖，經整流後可以得到高於電池電壓的直流電壓。

5. 直流電路的基本概念

電流方向大小不變。

6. 直流電路中的電場是如何形成的它有什麼性質為什麼電路中導線兩端電壓一樣，而不是順著電場方向降低

這個問題嘛問的好！

我想我也給你解釋不清楚，不過給你說說我的理解：
電場這個概念好象是在研究靜電的時候用的，之所以為靜電，那是因為電荷是不動的。而直流電中那完全是兩回事，所以一般是不把靜電和電流的問題合起來研究的，尤其在中學，都是各上各的，分別研究他們的重點內容。聯系也是很簡單的聯系。

我認為，有電荷存在，就有電場，何來直流電路中電場何來之說。而直流電路中，電荷是流動的，電場在不斷的變，他的電場分布可以說是很復雜的，所以不能再用靜電場中的知識去解釋直流電路中的一些問題了。只是，在某些場合下，他的分布和靜電場中分布很類似而已，比如說用一節電池正負極間的電場模擬靜電場，但那隻不過是模擬而已。

而後面的問題也無從解釋了。「為什麼電路中導線兩端電壓一樣，而不是順著電場方向降低」因為你犯了概念上的錯誤，用靜電場中的知識去解釋直流電路中的知識，當然不是這樣了。
那為什麼導線兩端電壓為0呢？（其實這也是近似而已），用歐姆定律解釋：導線電阻相對與用電器可忽略不計，也就是等於0，而U=IR，R=0，當然U=0了。

7. 電工基礎習題冊簡單直流電路答案 電阻的串聯。 電阻的並聯。

一 .電工基礎知識
1.直流電路
電路
電路的定義: 就是電流通過的途徑
電路的組成: 電路由電源、負載、導線、開關組成
內電路: 負載、導線、開關
外電路: 電源內部的一段電路
負載: 所有電器
電源: 能將其它形式的能量轉換成電能的設備
基本物理量
1.2.1 電流
1.2.1.1 電流的形成: 導體中的自由電子在電場力的作用下作有規則的定
向運動就形成電流.
1.2.1.2 電流具備的條件: 一是有電位差,二是電路一定要閉合.
1.2.1.3 電流強度: 電流的大小用電流強度來表示,基數值等於單位時間內
通過導體截面的電荷量,計算公式為
其中Q為電荷量(庫侖); t為時間(秒/s); I為電流強度
1.2.1.4電流強度的單位是 「安」,用字母 「A」表示.
1.2.1.5直流電流(恆定電流)的大小和方向不隨時間的變化而變化,用大寫字母 「I」表示,簡稱直流電.
1.2.2 電壓
1.2.2.1 電壓的形成: 物體帶電後具有一定的電位,在電路中任意兩點之間的
電位差,稱為該兩點的電壓.
1.2.2.2 電壓的方向: 一是高電位指向低電位; 二是電位隨參考點不同而改
變.
1.2.2.3 電壓的單位是 「伏特」,用字母 「U」表示.常用單位有: 千伏(KV) 、
伏(V)、毫伏(mV) 、微伏(uV)
1KV = 103V 1V = 103 mV 1mV = 103 uV
1.2.3 電動勢
1.2.3.1 電動勢的定義: 一個電源能夠使電流持續不斷沿電路流動,就是因為
它能使電路兩端維持一定的
電位差.這種電路兩端產生和維持電位差的能力就叫電源電動勢.
1.2.3.2 電動勢的單位是 「伏」,用字母 「E」表示.計算公式為
(該公式表明電源將其它形式的能轉化成電能的能力)其中A為外力
所作的功,Q為電荷量,E為電動勢.
1.2.3.3 電源內電動勢的方向: 由低電位移向高電位
1.2.4 電阻
1.2.4.1 電阻的定義: 自由電子在物體中移動受到其它電子的阻礙,對於這種
導電所表現的能力就叫電阻.
1.2.4.2 電阻的單位是 「歐姆」,用字母 「R」表示.
1.2.4.3 電阻的計算方式為:
其中l為導體長度,s為截面積,ρ為材料電阻率
銅ρ=0.017鋁ρ=0.028
歐姆定律
1.3.1 歐姆定律是表示電壓、電流、電阻三者關系的基本定律.
1.3.2 部分電路歐姆定律: 電路中通過電阻的電流，與電阻兩端所加的電壓
成正比,與電阻成反比,稱為部分歐姆定律.計算公式為
U = IR
1.3.3全電路歐姆定律: 在閉合電路中(包括電源),電路中的電流與電源的電動勢成正比,與電路中負載電阻及電源內阻之和成反比,稱全電路歐姆定律.計算公式為
其中R為外電阻,r0為內電阻,E為電動勢
電路的連接(串連、並連、混連)
1.4.1串聯電路
1.4.1.1電阻串聯將電阻首尾依次相連,但電流只有一條通路的連接方法.
1.4.1.2電路串聯的特點為電流與總電流相等,即I = I1 = I2 = I3…
總電壓等於各電阻上電壓之和,即 U = U1 + U2 + U3…
總電阻等於負載電阻之和,即 R = R1 + R2 + R3…
各電阻上電壓降之比等於其電阻比,即 , , …
1.4.1.3電源串聯: 將前一個電源的負極和後一個電源的正極依次連接起來.
特點: 可以獲得較大的電壓與電源.計算公式為
E = E1 + E2 + E3 +…+ En
r0 = r01 + r02 + r03 +…+ r0n

1.4.2並聯電路
1.4.2.1電阻的並聯: 將電路中若干個電阻並列連接起來的接法,稱為電阻並聯.
1.4.2.2並聯電路的特點: 各電阻兩端的電壓均相等,即U1 = U2 = U3 = … = Un; 電路的總電流等於電路中各支路電流之總和,即I = I1 + I2 + I3 + … + In; 電路總電阻R的倒數等於各支路電阻倒數之和,即 .並聯負載愈多,總電阻愈小,供應電流愈大,負荷愈重.
1.4.2.3通過各支路的電流與各自電阻成反比,即
1.4.2.4電源的並聯：把所有電源的正極連接起來作為電源的正極，把所有電源的負極連接起來作為電源的負極，然後接到電路中，稱為電源並聯．
1.4.2.5並聯電源的條件：一是電源的電勢相等；二是每個電源的內電阻相同．
1.4.2.6並聯電源的特點：能獲得較大的電流，即外電路的電流等於流過各電源的電流之和．
1.4.3混聯電路
1.4.3.1定義: 電路中即有元件的串聯又有元件的並聯稱為混聯電路
1.4.3.2混聯電路的計算: 先求出各元件串聯和並聯的電阻值,再計算電路的點電阻值;由電路總電阻值和電路的端電壓,根據歐姆定律計算出電路的總電流;根據元件串聯的分壓關系和元件並聯的分流關系,逐步推算出各部分的電流和電壓.
電功和電功率
電功
電流所作的功叫做電功,用符號 「A」表示.電功的大小與電路中的電流、電壓及通電時間成正比,計算公式為 A = UIT =I2RT
電功及電能量的單位名稱是焦耳,用符號 「J」表示;也稱千瓦/時,用符號 「KWH」表示. 1KWH=3.6MJ
電功率
電流在單位時間內所作的功叫電功率,用符號 「P」表示.計算公式為
電功率單位名稱為 「瓦」或 「千瓦」,用符號 「W」或 「KW」表示;也可稱 「馬力.
1馬力=736W 1KW = 1.36馬力
電流的熱效應、短路
電流的熱效應
定義: 電流通過導體時,由於自由電子的碰撞,電能不斷的轉變為熱能.這種電流通過導體時會發生熱的現象,稱為電流的熱效應.
電與熱的轉化關系其計算公式為
其中Q為導體產生的熱量,W為消耗的電能.
短路
定義: 電源通向負載的兩根導線,不以過負載而相互直接接通.該現象稱之為短路.
短路分析: 電阻(R) 變小,電流(I)加大,用公式表示為
短路的危害: 溫度升高,燒毀設備,發生火災;產生很大的動力,燒毀電源,電網破裂.
保護措施: 安裝自動開關;安裝熔斷器.
2.交流電路;
單相交流電路
定義: 所謂交流電即指其電動勢、電壓及電流的大小和方向都隨時間按一定規律作周期性的變化,又叫正磁交流電.
單相交流電的產生: 線圈在磁場中運動旋轉,旋轉方向切割磁力線,產生感應電動勢.
單相交流發電機: 只有一個線圈在磁場中運動旋轉,電路里只能產生一個交變電動勢,叫單相交流發電機.由單相交流發電機發出的電簡稱為單相交流電.
交流電與直流電的比較: 輸送方便、使用安全，價格便宜。
交流電的基本物理量
瞬時值與最大值
電動勢、電流、電壓每瞬時的值稱為瞬時值.符號分別是: 電動勢 「E」,電壓 「U」,電流 「I」.
瞬時值中最大值,叫做交流電動最大值.也叫振幅.符號分別是: Em, Im, Um.
周期、頻率和角頻率
周期: 交流電每交變一次(或一周)所需時間.用符號 「T」表示;單位為 「秒」,用字母 「s」表示

3.電磁和電磁感應;
磁的基本知識
任一磁鐵均有兩個磁極,即N極(北極)和S極(南極).同性磁極相斥,異性磁極相吸.
磁場: 受到磁性影響的區域,顯示出穿越區域的電荷或置於該區域中的磁極會受到機械力的作用;也可稱磁鐵能吸鐵的空間,稱為磁場.
磁材料: 硬磁材料—永久磁鐵;軟磁材料—電機和電磁鐵的鐵芯.

電流的磁效應
定義: 載流導體周圍存在著磁場,即電流產生磁場(電能生磁)稱電流的磁效應.
磁效應的作用: 能夠容易的控制磁場的產生和消失,電動機和測量磁電式儀表的工作原理就是磁效應的作用.
通電導線(或線圈)周圍磁場(磁力線)的方向判別,可用右手定則來判斷:
通電直導線磁場方向的判斷方法: 用右手握住導線,大拇指指向電流方向,則其餘四指所指的方向就是磁場的方向.
線圈磁場方向的判斷方法: 將右手大拇指伸直,其餘四指沿著電流方向圍繞線圈,則大拇指所指的方向就是磁場方向.
通電導線在磁場中受力的方向,用電動機左手定則確定: 伸出左手使掌心迎著磁力線,即磁力線透直穿過掌心,伸直的四指與導線中的電流方向一致,則與四指成直角的大拇指所指方向就是導線受力的方向.

電磁感應
感應電動勢的產生: 當導體與磁線之間有相對切割運動時,這個導體就有電動勢產生.
磁場的磁通變化時,迴路中就有電勢產生,以上現象稱為電磁感應現象.由電磁感應現象產生的電動勢叫感應電動勢.由感應電動勢產生的電流叫感應電流.
自感: 由於線圈(或迴路)本身電流的變化而引起線圈(迴路)內產生電磁感應的現象,叫自感現象.由自感現象而產生的感應電動勢叫做自感電動勢.
互感: 在同一導體內設有兩組線圈,電流通過一組線圈時,線圈內產生
磁通並穿越線圈,而另一組則能產生感應電動勢.這種現象叫做互感

二 常用電工儀表和測試的認識及應用
1.電工儀表的基本原理
磁電式儀表工作原理為：可動線圈通電時，線圈和永久磁鐵的磁場磁場相互作用的結果產生電磁力，從而形成轉動力矩，使指針偏轉．
電磁式儀表分為吸引型和排斥型兩種.
吸引型電磁式儀表工作原理：線圈通電後,鐵片被磁化,無論在那種情況下都能使時鍾順時方向轉動.
排斥型電磁式儀表工作原理：線圈通電後,動定鐵片被磁化, 動定鐵片的同極相對,互相排斥,使動鐵片轉動.
電動式儀表工作原理為：固定線圈產生磁場,可動線圈有電流通過時受到安培力作用,使指針順時針轉動.
2.常用的測量儀表
電工測量項目：電流、電壓、電阻、電功率、電能、頻率、功率因素等.
電流表和電壓表
電流測量
互感器的選用：
1)選用穿互感器的匝數必須滿足母線電流,小於允許電流;
2)購買配套儀表:例如選用1匝150/5,則選用150/5儀表
電壓測量

電功率測量
功率表的選用
單相功率及三相功率測量接線

8. 電工基礎知識

電工基礎和安全
第一章觸電事故與觸電急救
1、電氣事故分析
（1） 電氣事故種類：電流傷害事故、電氣設備事故、電磁場傷害事故、雷電事故、靜電事故及電氣火災和爆炸事故。
（2） 觸電事故原因：缺乏電氣安全知識；違反安全操作規程；電氣設備、線路不合格；維修不善；偶然因素。
2、電流對人體的作用
（1） 觸電的種類：單相觸電；兩相觸電；跨步電壓觸電。
（2） 對工頻電而言：
感知電流：成年男性約為1.1毫安，成年女性為0.7毫安。
擺脫電流：成年男性約為16毫安，女性為10.5毫安。從安全的角度考慮，取概率為0.5%時人的擺脫電流作為最小擺脫電流，男性為9毫安，女性為6毫安。
3、安全電壓
（1） 允許電流：男性為9毫安，女性為6毫安。
（2） 人體電阻：1000～2000歐。
（3） 安全電壓值：42,36,24,12,6伏。
（4） 安全電壓的供電電源：由特定電源供電，包括獨立電源和安全隔離變壓器（由安裝在同一鐵芯上的兩個相對獨立的線圈構成）。自耦變壓器、分壓器和半導體裝置等不能作為電壓的供電電源。
（5） 安全電壓迴路必須具備的條件：
Ⅰ、供電電源輸入輸出必須實行電路上的隔離；
Ⅱ、工作在安全電壓下的電路，必須與其它電氣系統無任何電氣上的聯系（不允許接地，但安全隔離變壓器的鐵芯應該接地）；
Ⅲ、採用24V以上的安全電壓時，必須採取防止直接接觸帶電體的保護措施，不允許有裸露的帶電體；
Ⅳ、線路符合下列條件：部件和導線的電壓等級至少為250V，安全電壓用的插頭，就不能插入較高電壓的插座。
4、觸電急救
現場挽救要點：迅速脫離電源；准確實行救治（人工呼吸和胸外心臟擠壓）；就地進行搶救；救治要堅持到底。
第二章直接接觸的防護措施
1、直接接觸防護措施的種類
絕緣、屏護、間距、採用安全電壓、限制能耗、電氣聯鎖、安裝漏電保護器。
2、絕緣
（1） 絕緣材料電阻率一般為10＾9•厘米以上。
（2） 搖表上有分別標有接地E，電路L和屏蔽（或保護）G三個接線端鈕。E端接地或接於電氣設備的外殼。G端為測量電纜芯線對外絕緣電阻時，E接電纜外皮，L接電纜芯線，為消除芯線絕緣層表面漏電引起的誤差，G接電纜外皮內的內層絕緣上。
（3） 測量絕緣電阻注意事項：
①、搖把轉速應由慢到快；
②、根據對象選擇不同電壓的搖表（100～1000伏，使用500V～1000V兆歐表；1000V以上，使用2500V或5000V兆歐表）；
③、端線不能用雙股絕緣線或絞線，以免其絕緣不良引起誤差；
④、被測量的電氣設備要斷電，測量前要放電；
⑤、測量前對要對搖表進行檢查；
⑥、應盡可能在電氣設備剛停止運轉後進行，以使所測結果符合運轉溫度下的情況；
⑦、測量電力布線絕緣電阻時，應將熔斷器、用電設備、電器和儀表斷開。
（4） 主要電氣設備或線路應達的絕緣電阻值：
① 新裝和大修後1KV以下的配電裝置，每一段絕緣電阻不應小於0.5兆歐，電力布線絕緣電阻不應小於0.5兆歐；新裝和運行1KV以上的電力線路，要求每個絕緣子絕緣電阻不應小於300兆歐。
② 新投變壓器的絕緣電阻值應不低於出廠值的70%。
③ 交流電動機定子線圈的絕緣電阻額定電壓為1000V以上者，常溫下應不低於每千伏1兆歐，轉子線圈的絕緣電阻應不低於每千伏0.5兆歐。額定電壓低於1000V以下者，常溫下應不低於每千伏0.5兆歐。溫度越高絕緣電阻越低。
第三章 間接接觸的防護措施
1、間接接觸防護措施的種類
（1） 自動切斷電源的保護
對於不同的配電網，可根據其特點，分別採用過電流保護（包括接零保護）、漏電保護、故障電壓保護（包括接地保護）、絕緣監視等保護措施。
（2） 採用Ⅱ類絕緣的電氣設備
（3） 採用電氣隔離
（4） 等電位連接
2、保護接地
（1） 就是把在故障情況下，可能呈現危險的對地電壓的金屬部分同大地緊密連接起來。