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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出冷风,又可以吹出热风。 4.(09贵州安顺)如图所示电路中,当________闭合时,L1、L2并联;当_________闭合时,电路会发生短路,损坏电源。 分析:本题考查串联、并联和短路的知识。只闭合S2时,L1、L2串联;S2断开,同时闭合S1、S3时,L1、L2并联;S1断不开,同时闭合S2、S3时,电路发生短路。 答案:S1S3,S2S3
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。
电路原理基础知识
电路原理基础知识如下:
一、电路的定义与作用:
1、定义:把电源、用电器、开关、导线连接起来组成的电流的路径。
2、各部分元件的作用:(1)电源:提供电能的装置;(2)用电器:工作的设备;(3)开关:控制用电器或用来接通或断开电路;(4)导线:连接作用,形成让电荷移动的通路。
二、电路的状态:通路、开路、短路。
1、定义:(1)通路:处处接通的电路;(2)开路:断开的电路;(3)短路:将导线直接连接在用电器或电源两端的电路。
2、正确理解通路、开路和短路。
三、电路的基本连接方式:串联电路、并联电路。
四、电路图(统一符号、横平竖直、简洁美观)。
五、电工材料:导体、绝缘体。
1、导体
(1)定义:容易导电的物体;(2)导体导电的原因:导体中有自由移动的电荷;
2、绝缘体
(1)定义:不容易导电的物体;(2)原因:缺少自由移动的电荷;
六、电流的形成。
1、电流是电荷定向移动形成的;
2、形成电流的电荷有:正电荷、负电荷。金属导体中是自由电子。
七、电流的方向。
1、规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向;
2、电流的方向跟负电荷定向移动的方向相反;
3、在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极。
八、电流的效应:热效应、化学效应、磁效应。
九、电流的大小: i=q/t。
十、电流的测量。
1、单位及其换算:主单位安(a),常用单位毫安(ma)、微安(a)。
2、测量工具及其使用方法:(1)电流表;(2)量程;(3)读数方法;(4)电流表的使用规则,工作总结《电路知识点总结》。
十一、电流的规律:
(1)串联电路: i=i1+i2;
(2)并联电路: i=i1+i2
电路基础的主要知识
电路基础全书主要内容包括电路的基本概念和定律,电路的等效变换,线性电路的一般分析方法和基本定理,正弦交流电路,互感电路及理想变压器,非正弦周期性信号电路,瞬态电路等
电路原理是电子信息类专业的必修课,是以分析电路中的电磁现象,研究电路的基本规律及电路的分析方法为主要内容,
电路基础内容是,电路的等效变换,线性电路等。
电路基础
1、 模拟信号和数字信号:
电子技术所处理的对象是载有信息的电信号,按信号的特点不同分为两大类,即模拟信号和数字信号。模拟信号指在数值上连续变化的信号。数字信号指在数值上离散而不连续的信号。
2、 模拟电路和数字电路:
处理模拟信号的电路称为模拟电路,处理数字信号的电路称为数字电路。
3、 高电平和低电平:
数字信号常用随时间变化的电压或电流来表示,对矩形波电压表示的数字信号用电位的高低代表信号:两个幅值,分别称为高电平和低电平。
高电平的规定:脉冲信号的高低电平在不同情况下有不同的规定。我父可以规定高电平为3V,低电平为0V,也可以规定高电平为12V,低电平为4V等。因受各种因素的影响,通常规定高低电平的变化范围。如归高电平的下限值VH为标准高电平,测在标准低电平VH以上一个范围的电位都是高电平;规定VL为标准低电平,在标准低电平VL以下一个范围的电位,都是低电平,产品不同,其规定值也不同。在主板上一般高于2.5V可以为高电平,低于0.8V认为是低电平。
4、 正跳变,负跳变,上升沿,下降沿:
信号由高电平向低电平变化的过程称为负跳变或下降沿;信号由低电平向高电平变化的过程为下跳变或上长虹沿。
5、 脉冲信号:
矩形波电压具有跃变的特点,称为脉冲信号。常见的脉冲信号除矩形波以外,还有尖顶波,三角波,锯齿波和阶梯波。
6、 正脉冲,负脉冲:
脉冲信号有正负之分,为此需要规定一个参考电平,在脉冲信号从规定的参考电平跳变到高电平,称为正脉冲,反之为负脉冲。
7、 分立元件电路和集成电路:
分立元件电路是指将单个电子元件连接起来组成的电子电路,其特点是功耗大、可靠性差;集成电路指把分立元件电路做到一个很小的硅片的电路,成本低、体积小、重量轻、功耗低、可靠性高。
8、 正逻辑和负逻辑:
脉冲信号的高低可用“1”表示,也可用“0”表示,如果高电平用“1”表示,低电平用“0”表示,称为正逻辑;反之称为负逻辑。大多数电路采用下逻辑。
9、 欧姆定律:
欧姆定律是电路中心基础定律之一
公式:I=U/R
R为电阻,V为电阻两端的电压,I是流过电阻的电流。电阻两端的电压称为电压降,简称压降。电阻两端电压的方向是从高电位指向低电位的。
10、 功和电功率:
电流所做的功叫电功。在实际中,电功的单位常用千瓦小时[KW.H]表示,谷称“度”。单位时间内电流所做的功叫电功率,用P表示。
电功率计算公式为: P=U•I
功率等于电压与电流的乘积,常用的有,1/8W,1/4W,1/2W,1W,2W,5W,等。
11、 短路和开路:
电路中,负载两端被一电阻为零的导线连接,这种现象为短路,此时电源处于短路状态,如图:
由于短路,有以下特征:
(1)、由于短路使负载两端的电压V=0这样流过负载的电流I=0这是因为I=V/R,V=0,所以I=0.
(2)、由于短路时通过电源的电流很大,大于电源所能承受的能力,会烧坏电源。在使用中要防止电源短路现象。
(3)、由于短路,相当于负载电阻为零,此时短路线变成了电源的负载,此时流过负载(短路线)的电流很大,这一电流是电源输出的,超出了电源的承受能力称为过载。
(4)、在短路时,电源的端电压等于0V。
电路中负载与电源之间的导线断开,这种现象称为开路,此时电路中没有电流即没有电流流过负载和电源本身。如图:
关于开路有以下几点:
(1)、开路时负载中没有电流。
(2)、开路后负载两端的电压为零。
(3)、在开路后,对负载没有危害,在一般情况下对电源也不存在危害,但也有例外情况。
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