電路和原理(電路)
1.電路基礎(chǔ)知識
電路基礎(chǔ)知識的應(yīng)用 ──電路工作狀態(tài)分析 河南省平頂山市衛(wèi)東區(qū)田選學(xué)校 范俊奇 電路的基礎(chǔ)知識包括，電路的組成，電路的狀態(tài)，電路的連接關(guān)系等，是我們分析電路工作狀態(tài)的基礎(chǔ)。
只有能看懂電路，會正確判斷電路的連接方式，才能進(jìn)一步對電路進(jìn)行分析和計(jì)算。 一、電路分析的基礎(chǔ)知識 1.電路的組成 一個正確的電路應(yīng)該有下列基本組成部分組成。
電源、用電器、開關(guān)和導(dǎo)線。電源起著把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能并提供電能的作用；導(dǎo)線起著連接電路元件和把電能輸送給用電器的作用；開關(guān)控制電能的輸送（電流的通斷）；用電器將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。
如果一個電路缺少了這四個基本組成部分中的一部分，這個電路就不能工作或錯誤或存在危險（短路）。 2.電路的三種狀態(tài) （1）通路：接通的電路。
特征：電路中有電流而且用電器正常工作。（2）開路：斷開的電路。
特征：電路中無電流，用電器不能工作。（3）短路：定義：電源兩端或用電器兩端直接用導(dǎo)線連接起來（電流不經(jīng)過用電器）。
特征：電源短路，電路中有很大的電流，可能燒壞電源或燒壞導(dǎo)線的絕緣皮，很容易引起火災(zāi)。并聯(lián)電路中，一旦一個支路發(fā)生短路，整個電路就短路了。
開路和通路是電路的常見狀態(tài)，比如，電燈的亮和滅。而短路是錯誤的危險狀態(tài)，是絕對應(yīng)該避免的。
3.串聯(lián)電路中的局部短路 在串聯(lián)電路中，由于某種原因或?qū)嶋H需要，使電路中的某個用電器發(fā)生短路，而其它用電器仍然工作的電路。如圖所示電路中，當(dāng)開關(guān)S閉合時，L1發(fā)生短路，L2仍有電流通過，可以發(fā)光。
4.電路的連接方式 電路的串聯(lián)和并聯(lián)是初中階段必須掌握的電學(xué)知識，是進(jìn)行電路分析和計(jì)算的基礎(chǔ)。 （1）電路連接方式的比較。
串 聯(lián) 并 聯(lián) 定 義 把元件首尾相連逐個順次連接起來的電路 把元件首首尾尾并列的連接起來的電路 結(jié)構(gòu)特征 電路中只有一條電流路徑，沒有分支。 電路中有分支（有分開的點(diǎn)和會合的點(diǎn)），電流路徑至少有兩條， 工作特征 各用電器相互影響，一處段開所有用電器都停止工作。
各支路中的用電器獨(dú)立工作，互不影響。 開 關(guān) 作 用 控制整個電路 干路中的開關(guān)控制整個電路。
支路中的開關(guān)控制該支路。 電路圖 實(shí) 例 裝飾小彩燈、開關(guān)和用電器 家庭中各用電器、各盞路燈 （2）判斷電路串聯(lián)、并聯(lián)的常用方法。
基于初中階段的學(xué)習(xí)要求，僅介紹以下常用的判斷方法，在實(shí)踐中可選擇適合自己的方法熟練掌握。 ①定義法：將用電器接線柱編號，電流流入端為“首”，電流流出端為“尾”。
觀察各用電器，若“首→尾→首→尾”連接為串聯(lián)；若“首→首”、“尾→尾”相連，為并聯(lián)。 ②結(jié)構(gòu)特征分析法：在有電路圖或?qū)嵨镞B接圖的情況下，識別電路時，可沿著電流方向分析：電源正極→各用電器→電源負(fù)極。
若途中無節(jié)點(diǎn)（分叉點(diǎn)），電流沿著一條路徑前進(jìn)不分流，該電路中用電器是串聯(lián)關(guān)系；若電路有節(jié)點(diǎn)，電流在某一處分開，在另一處又合在一起，這些用電器就是并聯(lián)關(guān)系。 ③工作特征分析法：去掉任意一個用電器，若另一個用電器也不工作，則這兩個用電器串聯(lián)；若另一個用電器不受影響仍然工作，則這兩個用電器為并聯(lián)。
在看不到電路圖或電路實(shí)物圖情況下（如路燈、家庭電路），可根據(jù)用電器的工作特征判斷連接情況。 二、應(yīng)用舉例 1.(09濟(jì)寧)如圖1所示電路中，當(dāng)開關(guān)S1、S2均閉合后，說法正確的是（ ） A.L1、L2都能發(fā)光 B.L1、L2都不能發(fā)光 C.Ll能發(fā)光，L2不能發(fā)光 D.Ll不能發(fā)光，L2能發(fā)光 分析：當(dāng)S1斷開，S2閉合時，L1、L2是并聯(lián)連接關(guān)系；當(dāng)S1閉合時，L1發(fā)生短路。
因?yàn)槭遣⒙?lián)電路，一處發(fā)生短路，整個電路就處于短路狀態(tài)，所以，L1、L2都不能發(fā)光，B正確。 2.(09蘭州)如圖2所示，當(dāng)開關(guān)S閉合時，兩只小燈泡能同時發(fā)光的正確電路是（ ） 分析：在四個電路中，在A電路中，兩盞電燈串聯(lián)，開關(guān)S與一盞電燈并聯(lián)，當(dāng)開關(guān)閉合時，與開關(guān)并聯(lián)的電燈就發(fā)生局部短路，所以，開關(guān)閉合后，只有一盞燈亮。
B電路中，是開關(guān)串聯(lián)在電路中的串聯(lián)電路，開關(guān)閉合后，電路是通路，所以，兩盞串聯(lián)的電燈都會發(fā)光，B正確。C電路中，沒有電源，是一個電路基本組成部分都不完全的錯誤的電路。
D電路中，兩盞燈并聯(lián)，S閉合時，兩燈都會發(fā)光，但一盞燈沒有開關(guān)控制，它是不符合電路基本連接要求的。 3.(09成都)如圖所示是一把既能吹冷風(fēng)，又能吹熱風(fēng)的電吹風(fēng)的簡化電路，圖中A是吹風(fēng)機(jī)，B是電熱絲。
將插頭插入插座，若只閉合開關(guān)S1，電吹風(fēng)吹出的是____風(fēng)；若將開關(guān)S1、S2都閉合，電吹風(fēng)吹出的是____風(fēng)。（填“熱”或“冷”） 分析：該裝置中，吹風(fēng)機(jī)和發(fā)熱絲是并聯(lián)連接關(guān)系，S1是干路開關(guān)，它一閉合，吹風(fēng)機(jī)就開始工作，吹出冷風(fēng)；只有當(dāng)S1、S2同時閉合時，電熱絲才能和吹風(fēng)機(jī)同時工作，吹出熱風(fēng)。
所以，答案是：冷、熱。 進(jìn)一步分析：既然吹風(fēng)機(jī)和發(fā)熱絲是并聯(lián)連接關(guān)系，為什么不給它們各安裝一個開關(guān)分別控制呢？因?yàn)?，電熱絲是不能單獨(dú)工作的。
若單獨(dú)工作，產(chǎn)生的熱量不能及時散發(fā)出去，吹風(fēng)機(jī)的內(nèi)部溫度會很高，會燒壞吹風(fēng)機(jī)的外殼，甚至帶來危險。所以，這樣設(shè)計(jì)，就可以避免電熱絲的單獨(dú)工作，使電吹風(fēng)機(jī)既可以吹。
2.電路基礎(chǔ)知識
網(wǎng)孔電流法，對于一個閉環(huán)來講，繞這個環(huán)一圈電壓和為零，就有I1R1+I2R2+。。。=0
結(jié)點(diǎn)電流法，對于一個結(jié)點(diǎn)來講，有流入的電流就有流出的電流，即電流矢量和為零。
就有I1+I2+。。。。=0 回答者： coolday186 | 五級 | 2011-3-23 22:08
你說的是基爾霍定律吧？基爾霍夫定律分基爾霍夫電壓定律（KCL）和基爾霍夫電流定律（KVL）兩個，用他求電路中支路的電流的時候，要利用網(wǎng)孔結(jié)合KCL定律列電壓方程，再利用結(jié)點(diǎn)結(jié)合KVL列電流方程，組成方程組求解
一個網(wǎng)孔就是一個回路，任瞬時在這個回路中先人為的規(guī)定一個繞行方向，回路中所有元件的端電壓代數(shù)和為零（電壓方向與繞行方向相同取正，反之取負(fù)），一個節(jié)點(diǎn)嘛，一般是指三叉及三叉以上的線路交點(diǎn)，任瞬時流入這個交點(diǎn)的電和流出這個交點(diǎn)的電流代數(shù)和為零，如是你規(guī)點(diǎn)流入電流為正，那么流出的就為負(fù)，節(jié)點(diǎn)也可以是一部分電路（假想用一個球面包住這部分電路成為一個節(jié)點(diǎn)） 回答者： sf133510 | 二級 | 2011-3-23 22:23
以假想網(wǎng)孔電流作變量列寫和網(wǎng)孔個數(shù)相同的KVL方程， 聯(lián)立求解求出網(wǎng)孔電流，進(jìn)而通過網(wǎng)孔電流與支路電流的關(guān)系再求出支路電流，或者期望再求出其它電路變量，這就是網(wǎng)孔電流法。對于含有理想電流源，在不能將其轉(zhuǎn)移成某個網(wǎng)孔電流時，可采取設(shè)其兩端電壓，來增加變量，進(jìn)而增加方程。對于含有受控源的電路，其分析方法和步驟與只含獨(dú)立源電路的分析完全相同，只是要將受控變量用待求的網(wǎng)孔電流變量表示作為輔助方程。此法優(yōu)點(diǎn)：同一電路所需方程數(shù)目較支路電流法少，列寫方程的規(guī)律易于掌握。缺點(diǎn)是不直觀，有的網(wǎng)孔電流不能用電流表測試。
以獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的電位作為變量依KCL（連同歐姆定律）列寫節(jié)點(diǎn)電位方程，求解出節(jié)點(diǎn)電位，進(jìn)而求得各支路電流或欲求的其它電路變量，這就是節(jié)點(diǎn)電位法。此法優(yōu)點(diǎn)是所需方程個數(shù)少于支路電流法，特別是節(jié)點(diǎn)少而支路多的電路用此法尤顯方便，列寫方程的規(guī)律易于掌握。 缺點(diǎn)是對于一般給出的電阻參數(shù)、電壓源形式的電路求解方程工作量較大。
3.電路基礎(chǔ)所需的知識
1. 電路基礎(chǔ)知識 --電路 電路---是指由金屬導(dǎo)線和電氣以及電子部件組成的導(dǎo)電回路，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(fù)載、連接導(dǎo)線和輔助設(shè)備四大部分組成。
電源提供電能的設(shè)備。電源的功能是把非電能轉(zhuǎn)變成電能。
負(fù)載在電路中使用電能的各種設(shè)備統(tǒng)稱為負(fù)載。負(fù)載的功能是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问侥堋?/p>
導(dǎo)線連接導(dǎo)線用來把電源、負(fù)載和其他輔助設(shè)備連接成一個閉合回路，起著傳輸電能的作用。輔助設(shè)備用來實(shí)現(xiàn)對電路的控制、分配、保護(hù)及測量等作用。
電路的作用---實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換；實(shí)現(xiàn)信號的傳遞與處理。 電路模型- -在電路分析中，為了方便于對實(shí)際電氣裝置的分析研究，通常在一定條件下需要對實(shí)際電路采用模型化處理，即用抽象的理想電路元件及其組合近似的代替實(shí)際的器件，從而構(gòu)成了與實(shí)際電路相對應(yīng)的電路模型。
2. 電路基礎(chǔ)知識 –電流 電流--是指單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量。電流的大小稱為電流強(qiáng)度，是指單位時間內(nèi)通過導(dǎo)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(guī)定以正電荷移動的方向?yàn)殡娏鞯恼鎸?shí)方向。列寫電路方程時，電壓、電流的正、負(fù)是以電流圖上預(yù)先假定的參考方向?yàn)橐罁?jù)的，若計(jì)算結(jié)果為正值，說明電壓、電流的真實(shí)方向與參考方向相符，否則相反。
3. 電路基礎(chǔ)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于電勢不同所產(chǎn)生的能量差的物理量。需要指出的是，“電壓”一詞一般只用于電路當(dāng)中，“電勢差”和“電位差”則普遍應(yīng)用于一切電現(xiàn)象當(dāng)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。伏特等于對每1庫侖的電荷做了1焦耳的功，即1 V = 1 J/C。
電動勢（E）----表示電源特征的一個物理量，電源中非靜電力對電荷作功的能力，稱為電動勢，在數(shù)值上等于非靜電力把單位正電荷從電源低電位端b經(jīng)電源內(nèi)部移到高電位端a所作的功。 電動勢的大小----等于非靜電力把單位正電荷從電源的負(fù)極，經(jīng)過電源內(nèi)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(shí)際器件的理想化物理模型，應(yīng)有嚴(yán)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(shù)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(chǔ)知識 --電阻、電容和電感 電阻----英文名稱為Resistance，縮寫為R，它是導(dǎo)體的一種基本性質(zhì)，與導(dǎo)體的尺寸、材料、溫度有關(guān)。導(dǎo)體的橫截面積，材料，長度可改變導(dǎo)體電阻的大小，有時溫度也同樣可以影響其大小。
電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可說它是一個耗能元件，電流經(jīng)過它就產(chǎn)生內(nèi)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。電容是表征電容器容納電荷的本領(lǐng)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(dǎo)線繞制而成的電磁感應(yīng)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、鐵心上繞制成的一組串聯(lián)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(jìn)行隔離、濾波或與電容器、電阻器等組成諧振電路。
4.電學(xué)基礎(chǔ)知識
電學(xué)知識總結(jié) 一， 電路 電流的形成：電荷的定向移動形成電流.（任何電荷的定向移動都會形成電流）. 電流的方向：從電源正極流向負(fù)極. 電源：能提供持續(xù)電流（或電壓）的裝置. 電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.如干電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能.發(fā)電機(jī)則由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能. 有持續(xù)電流的條件：必須有電源和電路閉合. 導(dǎo)體：容易導(dǎo)電的物體叫導(dǎo)體.如：金屬，人體，大地，鹽水溶液等. 絕緣體：不容易導(dǎo)電的物體叫絕緣體.如：玻璃，陶瓷，塑料，油，純水等. 電路組成：由電源，導(dǎo)線，開關(guān)和用電器組成. 路有三種狀態(tài)：（1）通路：接通的電路叫通路；（2）開路：斷開的電路叫開路；（3）短路：直接把導(dǎo)線接在電源兩極上的電路叫短路. 電路圖：用符號表示電路連接的圖叫電路圖. 串聯(lián)：把元件逐個順序連接起來，叫串聯(lián).（任意處斷開，電流都會消失） 并聯(lián)：把元件并列地連接起來，叫并聯(lián).（各個支路是互不影響的） 二， 電流 國際單位：安培（A）；常用：毫安（mA），微安（ A）,1安培=103毫安=106微安. 測量電流的儀表是：電流表，它的使用規(guī)則是：①電流表要串聯(lián)在電路中；②電流要從"+"接線柱入，從"-"接線柱出；③被測電流不要超過電流表的量程；④絕對不允許不經(jīng)過用電器而把電流表連到電源的兩極上. 實(shí)驗(yàn)室中常用的電流表有兩個量程：①0~0.6安，每小格表示的電流值是0.02安；②0~3安，每小格表示的電流值是0.1安. 三， 電壓 電壓（U）：電壓是使電路中形成電流的原因，電源是提供電壓的裝置. 國際單位：伏特（V）；常用：千伏（KV），毫伏（mV）.1千伏=103伏=106毫伏. 測量電壓的儀表是：電壓表，使用規(guī)則：①電壓表要并聯(lián)在電路中；②電流要從"+"接線柱入，從"-"接線柱出；③被測電壓不要超過電壓表的量程； 實(shí)驗(yàn)室常用電壓表有兩個量程：①0~3伏，每小格表示的電壓值是0.1伏； ②0~15伏，每小格表示的電壓值是0.5伏. 熟記的電壓值：①1節(jié)干電池的電壓1.5伏；②1節(jié)鉛蓄電池電壓是2伏；③家庭照明電壓為220伏；④安全電壓是：不高于36伏；⑤工業(yè)電壓380伏. 四， 電阻 電阻（R）：表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用.（導(dǎo)體如果對電流的阻礙作用越大，那么電阻就越大，而通過導(dǎo)體的電流就越?。? 國際單位：歐姆（Ω）；常用：兆歐（MΩ），千歐（KΩ）；1兆歐=103千歐； 1千歐=103歐. 決定電阻大小的因素：材料，長度，橫截面積和溫度（R與它的U和I無關(guān)）. 滑動變阻器： 原理：改變電阻線在電路中的長度來改變電阻的. 作用：通過改變接入電路中的電阻來改變電路中的電流和電壓. 銘牌：如一個滑動變阻器標(biāo)有"50Ω2A"表示的意義是：最大阻值是50Ω，允許通過的最大電流是2A. 正確使用：a，應(yīng)串聯(lián)在電路中使用；b，接線要"一上一下"；c，通電前應(yīng)把阻值調(diào)至最大的地方. 五， 歐姆定律 歐姆定律：導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比. 公式： 式中單位：I→安（A）;U→伏（V）;R→歐（Ω）. 公式的理解：①公式中的I,U和R必須是在同一段電路中；②I,U和R中已知任意的兩個量就可求另一個量；③計(jì)算時單位要統(tǒng)一. 歐姆定律的應(yīng)用： ①同一電阻的阻值不變，與電流和電壓無關(guān)，其電流隨電壓增大而增大.（R=U/I） ②當(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小.（I=U/R） ③當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大.（U=IR） 電阻的串聯(lián)有以下幾個特點(diǎn)：（指R1,R2串聯(lián)，串得越多，電阻越大） ①電流：I=I1=I2（串聯(lián)電路中各處的電流相等） ②電壓：U=U1+U2（總電壓等于各處電壓之和） ③ 電阻：R=R1+R2（總電阻等于各電阻之和）如果n個等值電阻串聯(lián)，則有R總=nR ④ 分壓作用：=；計(jì)算U1,U2，可用：； ⑤ 比例關(guān)系：電流：I1:I2=1:1 (Q是熱量) 電阻的并聯(lián)有以下幾個特點(diǎn)：（指R1,R2并聯(lián)，并得越多，電阻越小） ①電流：I=I1+I2（干路電流等于各支路電流之和） ②電壓：U=U1=U2（干路電壓等于各支路電壓） ③電阻：（總電阻的倒數(shù)等于各電阻的倒數(shù)和）如果n個等值電阻并聯(lián)，則有R總=R ④分流作用：；計(jì)算I1,I2可用：； ⑤比例關(guān)系：電壓：U1:U2=1:1 ,(Q是熱量) 六， 電功和電功率 1. 電功（W）：電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的多少叫電功， 2.功的國際單位：焦耳.常用：度（千瓦時），1度=1千瓦時=3.6*106焦耳. 3.測量電功的工具：電能表 4.電功公式：W=Pt=UIt（式中單位W→焦（J）;U→伏（V）;I→安（A）;t→秒）. 利用W=UIt計(jì)算時注意：①式中的W.U.I和t是在同一段電路；②計(jì)算時單位要統(tǒng)一；③已知任意的三個量都可以求出第四個量.還有公式：=I2Rt 電功率（P）：表示電流做功的快慢.國際單位：瓦特（W）；常用：千瓦 公式：式中單位P→瓦（w）;W→焦；t→秒；U→伏（V）,I→安（A） 利用計(jì)算時單位要統(tǒng)一，①如果W用焦，t用秒，則P的單位是瓦；②如果W用千瓦時，t用小時，則P的單位是千瓦. 10.計(jì)算電功率還可用右公式：P=I2R和P=U2/R 11.額定電壓（U0）：用電器正常工作的電壓.另有：額定電流 12.額定功率（P0）：用電器在額定電壓下的功率. 13.實(shí)際電壓（U）：實(shí)際加在用電器兩端的電壓.另有：實(shí)際電流 14.實(shí)際功率（P）：用電器在實(shí)際電壓。
