【正文】 電感系數(shù)L的單位為H(亨[利])；磁鏈和磁通的單位均為Wb(韋[伯])。對(duì)N匝線圈，其乘積，稱為線圈磁鏈。電感元件是實(shí)際線圈的理想化模型，假想是由無(wú)阻導(dǎo)線繞制而成的，用L表示。這些線圈稱為電感線圈或電感器。當(dāng)電阻元件的伏安特性是通過(guò)原點(diǎn)的直線((a)所示)時(shí)，稱為線性電阻元件；反之，當(dāng)電阻元件的伏安特性不是通過(guò)原點(diǎn)的直線而是一條曲線((b)所示)時(shí)，稱為非線性電阻元件。表述如下：電阻中電流的大小與加在電阻兩端的電壓成正比，與電阻值成反比。從表中可知，銀的電阻率最小，是最好的導(dǎo)電材料，其次是銅和鋁，但銀的價(jià)格昂貴，除了必要的地方外，普遍采用銅和鋁。另外，金屬導(dǎo)體的電阻率還受溫度的影響，一般的金屬導(dǎo)體，溫度越高，電阻率越大。電阻率是單位長(zhǎng)度單位截面積時(shí)導(dǎo)體的電阻值。導(dǎo)體的電阻值R與導(dǎo)體的長(zhǎng)度l成正比，與導(dǎo)體的橫截面積s成反比，并與導(dǎo)體材料的性質(zhì)有關(guān)，用公式表示為 (110)式中，是電阻率，單位為1. 電阻元件1) 金屬導(dǎo)體的電阻在金屬導(dǎo)體中，自由電子在向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)與形成結(jié)晶格的正離子發(fā)生碰撞，使電子運(yùn)動(dòng)受到阻礙，即導(dǎo)體對(duì)電流呈現(xiàn)一定的阻礙作用。 元件的伏安關(guān)系前已述及，實(shí)際電路常用電路模型來(lái)表示。 例11圖解：電路也應(yīng)遵守能量守恒定律，即。h)作單位。s)作單位。當(dāng)已知設(shè)備的功率為時(shí)，則秒鐘內(nèi)消耗的電能為 (19)電能W的單位為J(焦[耳])。直流電路的這一公式寫(xiě)為 (18)在電路中，當(dāng)、參考方向一致時(shí)，；當(dāng)、參考方向相反時(shí)。電路中，單位時(shí)間內(nèi)電路元件的能量變化用功率表示，即 (15)功率單位為W(瓦[特])。電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為由低電位指向高電位，即電位升方向，其單位也為V(伏[特])。電源力對(duì)電荷做功的能力用物理量電動(dòng)勢(shì)來(lái)衡量。 電壓參考方向的表示法在分析電路時(shí)電壓和電流參考方向的選擇是獨(dú)立無(wú)關(guān)的，但為了方便分析問(wèn)題，常常把兩者的參考方向選擇為一致，即選取成關(guān)聯(lián)參考方向。電壓的參考方向可用箭頭表示，即設(shè)定沿箭頭方向電位是降低的；也可以用“+”、“－”表示；還可用雙下標(biāo)表示。電壓方向規(guī)定為由高電位指向低電位，即電位降方向。因此，電場(chǎng)內(nèi)兩點(diǎn)間的電位差，也就是a、b兩點(diǎn)間的電壓。 電源電壓2) 電位電場(chǎng)力將單位正電荷從電場(chǎng)內(nèi)的a點(diǎn)移動(dòng)至無(wú)限遠(yuǎn)處所做的功，被稱為a點(diǎn)的電位。其定義為：把單位正電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功定義為a、b兩點(diǎn)間的電壓，即 (13)式中，為正電荷由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功，單位為(焦[耳])，電壓的單位為V(伏[特])。電場(chǎng)力對(duì)電荷做了功。 電流的實(shí)際方向和參考方向的聯(lián)系2. 電壓和電壓的參考方向1) 電壓，極板a帶正電，極板b帶負(fù)電，在a、b間存在電場(chǎng)，其方向是由a指向b。分析計(jì)算電路時(shí)，首先應(yīng)設(shè)定電路中各個(gè)電流的參考方向，并在電路圖上標(biāo)出。因此，在分析和計(jì)算電路時(shí)引入了一個(gè)重要的概念——電流的參考方向。在簡(jiǎn)單電路中，電流的實(shí)際方向較易判別，但在復(fù)雜電路中，電路中各電流的實(shí)際方向往往很難事先確定。隨時(shí)間變化的電流一般用小寫(xiě)字母表示。如果電流的大小和方向均不隨時(shí)間變化而變化，這種電流稱為恒定電流，簡(jiǎn)稱直流電流。電流在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量，一般用符號(hào)表示，即 (11)式中，是時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量。習(xí)慣上規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯姆较?事實(shí)上，金屬導(dǎo)體內(nèi)部的電流是由帶負(fù)電的自由電子定向運(yùn)動(dòng)形成的)。 理想電路元件的符號(hào) 電路的基本物理量和參考方向在電路中需要分析研究的物理量很多，主要是電流、電壓和電功率這3個(gè)，其中電流、電壓是電路中的基本物理量。理想的電路元件是具有某種確定的電或磁性質(zhì)的假想元件。除了具有消耗電能的性質(zhì)外，當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，還具有電感性。(b)所示。2. 信號(hào)的處理常見(jiàn)的信號(hào)處理電路有電話機(jī)、電視機(jī)、收音機(jī)等。1. 能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配供電電路就是一個(gè)實(shí)現(xiàn)電能傳輸、分配和轉(zhuǎn)換的電路。最簡(jiǎn)單的中間環(huán)節(jié)就是導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)，起到傳輸和分配電能或?qū)﹄娦盘?hào)進(jìn)行傳遞和處理的作用。它是將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量的裝置，如電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，電燈把電能轉(zhuǎn)換為光能和熱能。它把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，如發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。對(duì)電源來(lái)講，負(fù)載和中間環(huán)節(jié)稱為外電路，電源內(nèi)部的一段電路稱為內(nèi)電路。電路一般由三部分組成：電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)。為了研究電路理論，首先要了解什么是電路，即給電路下一個(gè)定義。此外，在本章中還運(yùn)用上述基本理論，對(duì)電路中的電位進(jìn)行分析和計(jì)算。33第1章 電路的基本概念及其基本定律第1章 電路的基本概念及其基本定律[本章要點(diǎn)]l 電路的主要物理量及其參考方向l 元件的伏安關(guān)系l 基爾霍夫定律l 電路中電位的計(jì)算[本章難點(diǎn)]電路中電位的計(jì)算本章首先闡述了電路的基本知識(shí)，包括電路的組成、功能，電路的基本物理量——電壓、電流、功率和電路的工作狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹了兩方面內(nèi)容：一是基本電路元件及其伏安特性，即電路元件中電壓與電流的關(guān)系，包括電阻、電感、電容元件的伏安特性和獨(dú)立源、受控源的伏安特性；二是介紹了電路中電壓與電流相互之間應(yīng)遵循的規(guī)律——基爾霍夫定律。 電路及其組成電路是電工技術(shù)中的主要研究對(duì)象，電路理論是電路基礎(chǔ)的主要部分。 電路及其組成有電流通過(guò)的路徑稱為電路。該電路由電池作為電源，供電給負(fù)載——燈，負(fù)載和電源之間用導(dǎo)線相連，并用開(kāi)關(guān)控制電路通/斷。電源：供給電路電能的設(shè)備。負(fù)載：各種用電設(shè)備。 電路的組成中間環(huán)節(jié)：連接電源和負(fù)載的部分。 電路的功能按工作任務(wù)劃分，電路功能有兩類。該系統(tǒng)用發(fā)電機(jī)將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，再通過(guò)變壓器和輸電線送到負(fù)載，將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量，如電動(dòng)機(jī)、電爐、電燈等，(a)所示。這些電路將聲音或圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)經(jīng)各種處理后，送到負(fù)載，負(fù)載再將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音或圖像信號(hào)。 電路的功能實(shí)際電路由各種作用不同的電路元件或器件所組成且電路元件種類繁多，電磁性質(zhì)復(fù)雜。為了便于對(duì)實(shí)際復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行研究，常常采用一種“理想化”的科學(xué)抽象方法，即把實(shí)際元件看作是電阻、電感、電容與電源等幾種理想的電路元件。用理想電路元件構(gòu)成的電路叫電路模型，用特定的符號(hào)代表元件連接成的圖形叫電路圖。 電路的基本物理量和參考方向1. 電流和電流的參考方向電荷的定向移動(dòng)形成電流。 導(dǎo)體中的電子與電流表征電流強(qiáng)弱的物理量叫電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱電流。電荷量的單位為C(庫(kù)侖)，時(shí)間的單位為s(秒)，則電流的單位為A(安[培])。直流電流通常用大寫(xiě)字母表示，因此式(11)可改寫(xiě)成 (12)式中，為時(shí)間內(nèi)通過(guò)