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1、第一章 直流电路的基本概念,第一节 电路、电流,第二节 电压、电位、电动势,学 习 目 标,1.掌握电路的基本物理量。 2.掌握欧姆定律和焦耳定律。 3.理解电路的三种工作状态 。,第一节 电路、电流,一、电路及电路的三种工作状态,二、电流,三、电流密度,一、电路及电路的三种工作状态,1)电流所流经的路径称为电路。,2)电路通常总是由电源、负载和中间环节（导线和开关）等基本部分组成。,将非电能转化为电能的装置,将电能转化为其他形式能的装置,用于传输和分配电能,1.电路图,用统一规定的图形符号画出的电路模型图称为电路图。,图1-1,电路图中常用的部分图形符号见表1-1 。,2.电路的三种工作状态
2、,（1）通路 通路就是电源与负载接成的回路。,（2）断路 断路就是电源与负载与负载未接成闭合电路。,（3）短路 短路就是电源未经负载而直接由导线（导体）构成通路。,二、电流 1.电流的形成,电荷的定向运动称为电流。,(1)电流的方向,规定以正电荷移动的方向为电流的方向。,在分析或计算电路时，常常要求出电流的方向。,(2)电流的大小,1)通常规定用单位时间内通过导体横截面的电量来表示电流的大小，以字母I表示,我们规定：电量的单位是C，时间的单位是s，那么电流的单位是A。,电流常用的单位还有kA、mA、A，其换算关系是,2)凡大小和方向都不随时间变化的电流，称为稳恒电流，简称直流（DC）。,3)凡
3、大小和方向都随时间变化的电流，称为交变电流，简称交流（AC）。,0,举例,某导体在5min内均匀通过的电荷量为4.5C，求导体中的电流是多少？,解：,4.电流的测量,测量电流时必须把电流表串联在电路中，同时要选择好电流表的量程（测量范围），使其大于实际电流的数值。 测量直流电流时,还必须使电流从表的正端流入，负端流出。,三、电流密度,电流密度就是当电流在导体的横截面上均匀分布时，该电流与导体横截面积的比值，以字母J表示,电流密度的单位是安培/平方毫米（A/mm2）。,第二节 电压、电位、电动势,一、电压,二、电位,三、电动势,一、电压,电场力把单位正电荷从电场中a点移动到b点所做的功称为a、b
4、两点的电压，用Uab表示。,电压的单位称为伏特，简称伏，用符号V表示。,我们规定：电场力把1C电量的正电荷从a点移到b点，如果所做的功为1J，那么a、b两点间的电压就是1V。,电压常用的单位还有kV、mV、V，其换算关系是,1kV=103V,1mV=103 V,1V=103mV,二、电位,电位等于电场力将单位正电荷从该点移动到参考点所做的功。用符号 表示，以o点为参考点，则a点的电位为,参考点的电位等于零。参考点又称为零电位点。高于参考点的电位是正电位。低于参考点的电位是负电位。,电位的单位与电压相同，也是V。,电压与电位的关系,结论：电路中任意两点间的电压就等于两点间的电位之差，所以电压又称
5、为电位差。,整理得,举例,在图中，已知UCO=3V， UCD =2V.试分别以D点和O点为参考点，求各点的电位及D、O两点的电压UDO 。,解： 1）以D点为参考点，即D=0V,因为,所以,又因为,所以,又因为,2）以O点为参考点，即O=0V,因为,所以,因为,所以,结论一：参考点改变，各点的电位随之改变，即各点的电位与参考点的选择有关。,结论二：不管参考点如何变化，两点间的电压（电位差）是不变的，即电位差与参考点的选择无关。,习惯上规定，电场力移动正电荷做功的方向为电压的实际方向，电压的实际方向也就是电位降的方向，即高电位指向低电位的方向，所以电压又称电位降。,电压的参考方向有两种表示方法。
6、,第一种表示是用箭头表示。箭头由假定的高电位指向低电位。,第二种表示是用双下标字母表示。如Uab，前一个下标字母a表示假定的高电位，后一个字母b表示假定的低电位。,电压的测量,测量电压时必须把电流表并联在电路中，同时要选择好电压表的量程（测量范围），使其大于实际电压的数值。 测量直流电压时,还必须使电压表的正负极和被测电压一致。,三、电动势,在电源内部，由于其他形式能量的作用，产生一种对电荷的作用力，叫做电源力。,电池中的电源力是电解液和极板间的化学作用产生的；发电机的电源力则是电磁作用产生的。,1.电源力,2.电动势,在电源内部，电源力将单位正电荷从电源负极b移到正极a所做的功叫做电源的电动
7、势，用符号E表示。,电动势的单位是V，其方向是由电源负极指向正极。,3.电动势与端电压的关系,电源两端的电位差称为电源的端电压（或电源电压）。,在电源不接负载的情况下，电源电动势与电源端电压在数值上是相等的，方向是相反的。,电动势仅存在于电源内部，而电压存在于电源外部两端。,小结,1电流经过的路径称为电路。电路由电源、负载、导线和控制电器（开关）三部分组成。电路通常为通路、断路、短路三种状态。 2电荷的定向移动称为电流。正电荷移动的方向为电流方向。电流的大小用单位时间内通过导体横截面积的电荷量的多少来表示，即I=q/t，其单位为A。 电流密度等于单位截面上通过的电流的大小，即J=I/S，其单位
8、为A/mm2。 3电场力将单位正电荷在电场中从a点移动到b点所做的功，叫做a、b两点间的电压，即Uab=Aab/q，其单位为V。 电场力将单位正电荷从电场中的某点移动参考点所做的功，叫做该点的电位，即=A/q，其单位为V。参考点的电位等于零。 两点间的电压等于两点的电位差，即Uab=a-b 4电源力把单位正电荷从电源负极移到正极所做的功，称为电源的电动势。电动势的方向在电源内部由低电位指向高电位。电动势的单位为V。,思考与练习,1.电位高低的含义是什么？负电位与负电压各表示什么意义？ 2.试述电动势的定义、单位和方向。 3.电动势与电压有何导同？电源内部电荷移动和电源外部电路中电荷移动的原因是否一样？ 4.在电源中，电动势和电压之间有何关系？,
