直流电路基础

1. 简单电路知识点

简单电路基础知识练习（第一、二章）【知识结构】简单直流电路简单直流电路电路组成：基本定律：电路分类：电路三种工作状态：电阻定律欧姆定律焦耳定律通路开路短路串联电路并联电路混联电路简单电路分析、计算万用表基本原理电阻测量电位计算【重、难点知识】1、电路中主要物理量 2、基本定律3、电路中各点电位计算 4、简单直流电路分析计算【内容提要】1、电路（1）、组成：由电源、用电器（负载）、连接导线、开关及保护装置组成的闭合回路。（2）、作用：实现电能的传输和转换。2、电流（1）、定义：电荷的定向移动形成电流。（2）、电路中有持续电流的条件：①、电路为闭合通路。②、电路两端存在电压，电源的作用就是为电路提供持续的电压。3、电流的大小 等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值，即： I单位安培（A）、q单位库仑（C）、t单位秒（S）。4、电阻 表示原件或导体对电流呈现阻碍作用大小的物理量，在一定温度下，导体的电阻可用电阻定律计算。 （1）、电阻定律数学表达式： （2）、电阻定律：导体的电阻和它的长度成正比，与它的横截面积成反比。 （3）、说明：①、ρ是反映材料导电性能的物理量，称为“电阻率”。②、导体的电阻与温度有关。5、部分电路欧姆定律 反映电流、电压、电阻三者间关系，数学表达式为：6、电能、电功率 电流通过用电器时，将电能转换为其他形式的能（1）、转换电能的计算：W=Uit（2）、电功率计算：；对纯阻性电路适用。（3）、电热的计算（焦耳定律）：7、闭合（全）电路欧姆定律（1）、文字叙述：闭合电路内的电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻成反比。（2）、数学表达式：（3）、说明：E代表电源电动势、R代表外电路电阻、r电源内部电阻。电路参数的变化将使电路中电流、电压分配关系及功率消耗等发生改变。8、电源外特性 闭合电路中，电源端电压随负载电流变化的规律，即：9、串联电路的

2. 求 直流电路，正弦交流电路的基本计算公式

1、直流无源支路：I=±U/R
式中：U----支路端电压（V）
------I----支路电流（A）
------R----支路电阻（Ω）
------±---U与I同向取+号，否则取-号
2、导体电阻R=L*P/S（Ω）
式中：R---导体直流电阻（Ω）
------L--导体长度（M）
------S---导体载面积（CM）
------ρ--导体电阻率（Ω.CM/M）
P=I*U=I*I*R=U*U/R
式中：P--功率（W）
------U--电压（V）
------I--电流（A）
------R--电阻（Ω
I不变（电阻串联）时，P与R成正比
U不变（电阻并联）时，P与R成反比
交流公式：
正玄交流电压
U=Umsin(ωt+τu)
式中：u--电压瞬时值（V）
------Um-电压最大值（V）
------τu-角频率（rad/s)
正玄交流电流
Imsin(ωt+τi)
式中：u---电压瞬时值（V）
------Um--电压最大值（V）
------τu-电流初相角（rad)
先写这些

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. 直流升压电路原理图

“高频振荡产生低压脉冲”就是用高频低压振荡电路产生高频方波去控制高频开关电路，使得脉冲变压器按照“高频方波”的频率不断的“充放电”。例如下图：A点会产生比电池电压高许多的高频脉冲，经整流后可以得到高于电池电压的直流电压。

5. 直流电路的基本概念

电流方向大小不变。

6. 直流电路中的电场是如何形成的它有什么性质为什么电路中导线两端电压一样，而不是顺着电场方向降低

这个问题嘛问的好！

我想我也给你解释不清楚，不过给你说说我的理解：
电场这个概念好象是在研究静电的时候用的，之所以为静电，那是因为电荷是不动的。而直流电中那完全是两回事，所以一般是不把静电和电流的问题合起来研究的，尤其在中学，都是各上各的，分别研究他们的重点内容。联系也是很简单的联系。

我认为，有电荷存在，就有电场，何来直流电路中电场何来之说。而直流电路中，电荷是流动的，电场在不断的变，他的电场分布可以说是很复杂的，所以不能再用静电场中的知识去解释直流电路中的一些问题了。只是，在某些场合下，他的分布和静电场中分布很类似而已，比如说用一节电池正负极间的电场模拟静电场，但那只不过是模拟而已。

而后面的问题也无从解释了。“为什么电路中导线两端电压一样，而不是顺着电场方向降低”因为你犯了概念上的错误，用静电场中的知识去解释直流电路中的知识，当然不是这样了。
那为什么导线两端电压为0呢？（其实这也是近似而已），用欧姆定律解释：导线电阻相对与用电器可忽略不计，也就是等于0，而U=IR，R=0，当然U=0了。

7. 电工基础习题册简单直流电路答案 电阻的串联。 电阻的并联。

一 .电工基础知识
1.直流电路
电路
电路的定义: 就是电流通过的途径
电路的组成: 电路由电源、负载、导线、开关组成
内电路: 负载、导线、开关
外电路: 电源内部的一段电路
负载: 所有电器
电源: 能将其它形式的能量转换成电能的设备
基本物理量
1.2.1 电流
1.2.1.1 电流的形成: 导体中的自由电子在电场力的作用下作有规则的定
向运动就形成电流.
1.2.1.2 电流具备的条件: 一是有电位差,二是电路一定要闭合.
1.2.1.3 电流强度: 电流的大小用电流强度来表示,基数值等于单位时间内
通过导体截面的电荷量,计算公式为
其中Q为电荷量(库仑); t为时间(秒/s); I为电流强度
1.2.1.4电流强度的单位是 “安”,用字母 “A”表示.
1.2.1.5直流电流(恒定电流)的大小和方向不随时间的变化而变化,用大写字母 “I”表示,简称直流电.
1.2.2 电压
1.2.2.1 电压的形成: 物体带电后具有一定的电位,在电路中任意两点之间的
电位差,称为该两点的电压.
1.2.2.2 电压的方向: 一是高电位指向低电位; 二是电位随参考点不同而改
变.
1.2.2.3 电压的单位是 “伏特”,用字母 “U”表示.常用单位有: 千伏(KV) 、
伏(V)、毫伏(mV) 、微伏(uV)
1KV = 103V 1V = 103 mV 1mV = 103 uV
1.2.3 电动势
1.2.3.1 电动势的定义: 一个电源能够使电流持续不断沿电路流动,就是因为
它能使电路两端维持一定的
电位差.这种电路两端产生和维持电位差的能力就叫电源电动势.
1.2.3.2 电动势的单位是 “伏”,用字母 “E”表示.计算公式为
(该公式表明电源将其它形式的能转化成电能的能力)其中A为外力
所作的功,Q为电荷量,E为电动势.
1.2.3.3 电源内电动势的方向: 由低电位移向高电位
1.2.4 电阻
1.2.4.1 电阻的定义: 自由电子在物体中移动受到其它电子的阻碍,对于这种
导电所表现的能力就叫电阻.
1.2.4.2 电阻的单位是 “欧姆”,用字母 “R”表示.
1.2.4.3 电阻的计算方式为:
其中l为导体长度,s为截面积,ρ为材料电阻率
铜ρ=0.017铝ρ=0.028
欧姆定律
1.3.1 欧姆定律是表示电压、电流、电阻三者关系的基本定律.
1.3.2 部分电路欧姆定律: 电路中通过电阻的电流，与电阻两端所加的电压
成正比,与电阻成反比,称为部分欧姆定律.计算公式为
U = IR
1.3.3全电路欧姆定律: 在闭合电路中(包括电源),电路中的电流与电源的电动势成正比,与电路中负载电阻及电源内阻之和成反比,称全电路欧姆定律.计算公式为
其中R为外电阻,r0为内电阻,E为电动势
电路的连接(串连、并连、混连)
1.4.1串联电路
1.4.1.1电阻串联将电阻首尾依次相连,但电流只有一条通路的连接方法.
1.4.1.2电路串联的特点为电流与总电流相等,即I = I1 = I2 = I3…
总电压等于各电阻上电压之和,即 U = U1 + U2 + U3…
总电阻等于负载电阻之和,即 R = R1 + R2 + R3…
各电阻上电压降之比等于其电阻比,即 , , …
1.4.1.3电源串联: 将前一个电源的负极和后一个电源的正极依次连接起来.
特点: 可以获得较大的电压与电源.计算公式为
E = E1 + E2 + E3 +…+ En
r0 = r01 + r02 + r03 +…+ r0n

1.4.2并联电路
1.4.2.1电阻的并联: 将电路中若干个电阻并列连接起来的接法,称为电阻并联.
1.4.2.2并联电路的特点: 各电阻两端的电压均相等,即U1 = U2 = U3 = … = Un; 电路的总电流等于电路中各支路电流之总和,即I = I1 + I2 + I3 + … + In; 电路总电阻R的倒数等于各支路电阻倒数之和,即 .并联负载愈多,总电阻愈小,供应电流愈大,负荷愈重.
1.4.2.3通过各支路的电流与各自电阻成反比,即
1.4.2.4电源的并联：把所有电源的正极连接起来作为电源的正极，把所有电源的负极连接起来作为电源的负极，然后接到电路中，称为电源并联．
1.4.2.5并联电源的条件：一是电源的电势相等；二是每个电源的内电阻相同．
1.4.2.6并联电源的特点：能获得较大的电流，即外电路的电流等于流过各电源的电流之和．
1.4.3混联电路
1.4.3.1定义: 电路中即有元件的串联又有元件的并联称为混联电路
1.4.3.2混联电路的计算: 先求出各元件串联和并联的电阻值,再计算电路的点电阻值;由电路总电阻值和电路的端电压,根据欧姆定律计算出电路的总电流;根据元件串联的分压关系和元件并联的分流关系,逐步推算出各部分的电流和电压.
电功和电功率
电功
电流所作的功叫做电功,用符号 “A”表示.电功的大小与电路中的电流、电压及通电时间成正比,计算公式为 A = UIT =I2RT
电功及电能量的单位名称是焦耳,用符号 “J”表示;也称千瓦/时,用符号 “KWH”表示. 1KWH=3.6MJ
电功率
电流在单位时间内所作的功叫电功率,用符号 “P”表示.计算公式为
电功率单位名称为 “瓦”或 “千瓦”,用符号 “W”或 “KW”表示;也可称 “马力.
1马力=736W 1KW = 1.36马力
电流的热效应、短路
电流的热效应
定义: 电流通过导体时,由于自由电子的碰撞,电能不断的转变为热能.这种电流通过导体时会发生热的现象,称为电流的热效应.
电与热的转化关系其计算公式为
其中Q为导体产生的热量,W为消耗的电能.
短路
定义: 电源通向负载的两根导线,不以过负载而相互直接接通.该现象称之为短路.
短路分析: 电阻(R) 变小,电流(I)加大,用公式表示为
短路的危害: 温度升高,烧毁设备,发生火灾;产生很大的动力,烧毁电源,电网破裂.
保护措施: 安装自动开关;安装熔断器.
2.交流电路;
单相交流电路
定义: 所谓交流电即指其电动势、电压及电流的大小和方向都随时间按一定规律作周期性的变化,又叫正磁交流电.
单相交流电的产生: 线圈在磁场中运动旋转,旋转方向切割磁力线,产生感应电动势.
单相交流发电机: 只有一个线圈在磁场中运动旋转,电路里只能产生一个交变电动势,叫单相交流发电机.由单相交流发电机发出的电简称为单相交流电.
交流电与直流电的比较: 输送方便、使用安全，价格便宜。
交流电的基本物理量
瞬时值与最大值
电动势、电流、电压每瞬时的值称为瞬时值.符号分别是: 电动势 “E”,电压 “U”,电流 “I”.
瞬时值中最大值,叫做交流电动最大值.也叫振幅.符号分别是: Em, Im, Um.
周期、频率和角频率
周期: 交流电每交变一次(或一周)所需时间.用符号 “T”表示;单位为 “秒”,用字母 “s”表示

3.电磁和电磁感应;
磁的基本知识
任一磁铁均有两个磁极,即N极(北极)和S极(南极).同性磁极相斥,异性磁极相吸.
磁场: 受到磁性影响的区域,显示出穿越区域的电荷或置于该区域中的磁极会受到机械力的作用;也可称磁铁能吸铁的空间,称为磁场.
磁材料: 硬磁材料—永久磁铁;软磁材料—电机和电磁铁的铁芯.

电流的磁效应
定义: 载流导体周围存在着磁场,即电流产生磁场(电能生磁)称电流的磁效应.
磁效应的作用: 能够容易的控制磁场的产生和消失,电动机和测量磁电式仪表的工作原理就是磁效应的作用.
通电导线(或线圈)周围磁场(磁力线)的方向判别,可用右手定则来判断:
通电直导线磁场方向的判断方法: 用右手握住导线,大拇指指向电流方向,则其余四指所指的方向就是磁场的方向.
线圈磁场方向的判断方法: 将右手大拇指伸直,其余四指沿着电流方向围绕线圈,则大拇指所指的方向就是磁场方向.
通电导线在磁场中受力的方向,用电动机左手定则确定: 伸出左手使掌心迎着磁力线,即磁力线透直穿过掌心,伸直的四指与导线中的电流方向一致,则与四指成直角的大拇指所指方向就是导线受力的方向.

电磁感应
感应电动势的产生: 当导体与磁线之间有相对切割运动时,这个导体就有电动势产生.
磁场的磁通变化时,回路中就有电势产生,以上现象称为电磁感应现象.由电磁感应现象产生的电动势叫感应电动势.由感应电动势产生的电流叫感应电流.
自感: 由于线圈(或回路)本身电流的变化而引起线圈(回路)内产生电磁感应的现象,叫自感现象.由自感现象而产生的感应电动势叫做自感电动势.
互感: 在同一导体内设有两组线圈,电流通过一组线圈时,线圈内产生
磁通并穿越线圈,而另一组则能产生感应电动势.这种现象叫做互感

二 常用电工仪表和测试的认识及应用
1.电工仪表的基本原理
磁电式仪表工作原理为：可动线圈通电时，线圈和永久磁铁的磁场磁场相互作用的结果产生电磁力，从而形成转动力矩，使指针偏转．
电磁式仪表分为吸引型和排斥型两种.
吸引型电磁式仪表工作原理：线圈通电后,铁片被磁化,无论在那种情况下都能使时钟顺时方向转动.
排斥型电磁式仪表工作原理：线圈通电后,动定铁片被磁化, 动定铁片的同极相对,互相排斥,使动铁片转动.
电动式仪表工作原理为：固定线圈产生磁场,可动线圈有电流通过时受到安培力作用,使指针顺时针转动.
2.常用的测量仪表
电工测量项目：电流、电压、电阻、电功率、电能、频率、功率因素等.
电流表和电压表
电流测量
互感器的选用：
1)选用穿互感器的匝数必须满足母线电流,小于允许电流;
2)购买配套仪表:例如选用1匝150/5,则选用150/5仪表
电压测量

电功率测量
功率表的选用
单相功率及三相功率测量接线

8. 电工基础知识

电工基础和安全
第一章触电事故与触电急救
1、电气事故分析
（1） 电气事故种类：电流伤害事故、电气设备事故、电磁场伤害事故、雷电事故、静电事故及电气火灾和爆炸事故。
（2） 触电事故原因：缺乏电气安全知识；违反安全操作规程；电气设备、线路不合格；维修不善；偶然因素。
2、电流对人体的作用
（1） 触电的种类：单相触电；两相触电；跨步电压触电。
（2） 对工频电而言：
感知电流：成年男性约为1.1毫安，成年女性为0.7毫安。
摆脱电流：成年男性约为16毫安，女性为10.5毫安。从安全的角度考虑，取概率为0.5%时人的摆脱电流作为最小摆脱电流，男性为9毫安，女性为6毫安。
3、安全电压
（1） 允许电流：男性为9毫安，女性为6毫安。
（2） 人体电阻：1000～2000欧。
（3） 安全电压值：42,36,24,12,6伏。
（4） 安全电压的供电电源：由特定电源供电，包括独立电源和安全隔离变压器（由安装在同一铁芯上的两个相对独立的线圈构成）。自耦变压器、分压器和半导体装置等不能作为电压的供电电源。
（5） 安全电压回路必须具备的条件：
Ⅰ、供电电源输入输出必须实行电路上的隔离；
Ⅱ、工作在安全电压下的电路，必须与其它电气系统无任何电气上的联系（不允许接地，但安全隔离变压器的铁芯应该接地）；
Ⅲ、采用24V以上的安全电压时，必须采取防止直接接触带电体的保护措施，不允许有裸露的带电体；
Ⅳ、线路符合下列条件：部件和导线的电压等级至少为250V，安全电压用的插头，就不能插入较高电压的插座。
4、触电急救
现场挽救要点：迅速脱离电源；准确实行救治（人工呼吸和胸外心脏挤压）；就地进行抢救；救治要坚持到底。
第二章直接接触的防护措施
1、直接接触防护措施的种类
绝缘、屏护、间距、采用安全电压、限制能耗、电气联锁、安装漏电保护器。
2、绝缘
（1） 绝缘材料电阻率一般为10＾9•厘米以上。
（2） 摇表上有分别标有接地E，电路L和屏蔽（或保护）G三个接线端钮。E端接地或接于电气设备的外壳。G端为测量电缆芯线对外绝缘电阻时，E接电缆外皮，L接电缆芯线，为消除芯线绝缘层表面漏电引起的误差，G接电缆外皮内的内层绝缘上。
（3） 测量绝缘电阻注意事项：
①、摇把转速应由慢到快；
②、根据对象选择不同电压的摇表（100～1000伏，使用500V～1000V兆欧表；1000V以上，使用2500V或5000V兆欧表）；
③、端线不能用双股绝缘线或绞线，以免其绝缘不良引起误差；
④、被测量的电气设备要断电，测量前要放电；
⑤、测量前对要对摇表进行检查；
⑥、应尽可能在电气设备刚停止运转后进行，以使所测结果符合运转温度下的情况；
⑦、测量电力布线绝缘电阻时，应将熔断器、用电设备、电器和仪表断开。
（4） 主要电气设备或线路应达的绝缘电阻值：
① 新装和大修后1KV以下的配电装置，每一段绝缘电阻不应小于0.5兆欧，电力布线绝缘电阻不应小于0.5兆欧；新装和运行1KV以上的电力线路，要求每个绝缘子绝缘电阻不应小于300兆欧。
② 新投变压器的绝缘电阻值应不低于出厂值的70%。
③ 交流电动机定子线圈的绝缘电阻额定电压为1000V以上者，常温下应不低于每千伏1兆欧，转子线圈的绝缘电阻应不低于每千伏0.5兆欧。额定电压低于1000V以下者，常温下应不低于每千伏0.5兆欧。温度越高绝缘电阻越低。
第三章 间接接触的防护措施
1、间接接触防护措施的种类
（1） 自动切断电源的保护
对于不同的配电网，可根据其特点，分别采用过电流保护（包括接零保护）、漏电保护、故障电压保护（包括接地保护）、绝缘监视等保护措施。
（2） 采用Ⅱ类绝缘的电气设备
（3） 采用电气隔离
（4） 等电位连接
2、保护接地
（1） 就是把在故障情况下，可能呈现危险的对地电压的金属部分同大地紧密连接起来。