一、電路實物圖與電路圖
電路是由電源(直流或交流)、中間控制環節、 和負載(用電設備) 組成的。l
圖一
很顯然,實物圖電路如何連接顯而易見,但是繪制麻煩;而電路圖将路元器件标準化,易于繪制交流傳播,反映電路原理,但需要熟記電子元器件和電路的各種符号;示意圖主要用來體現電路的大緻組成和工作流程,更多用于描述較複雜電氣系統。
常見電路符号:
二、電路三要素
1. 電位、電壓和電動勢
電路中的電流與水流類似。
用水泵将水從低處(C點水平面)抽到高處(A點)。水将從水位最高A點 從高處向下流動,經過B點回到水面最低處C點。水位高低是決定水流流動的原因。同理電流與此類似:電源的作用相當于水泵,将電荷由能量低處送至高點。電荷再由高電位處向低電位處流動。通過類比,有以下幾個衡量電路的專業術語 :
⑴電位。定義電荷能量高低首先要設置零基準點,此處為0電位。0電位通常稱為“地”或“接地”,用符号“⊥”或者“”表示。電路中其它點與0電位處相差的能量等級稱為電位。電位的代号用U表示,單位為V(讀音伏特)。例如上圖電路中,A點電位為3V,标記為UA=3V;B點電位為1V;标記為UB=1V;C點為地,電位為0V,标記為UC=0V。
⑵電壓。電位之間的差距是電位差,又稱為電壓。它的代号依然是U,單位是V,例如AB兩點之間的電位差是2V,标記為UAB=2V。圖中電子元件R1的兩端的電位差就是AB兩端電壓UAB=2V。
⑶電動勢。在電源内部,電源消耗能量将負極的電荷源源不斷的送到正極,使電源正極具有高電位,這樣正極才會輸出電流。電源消耗能量在兩極建立的電位差稱為電動勢。電源電動勢方向規定:在電源内部,電動勢方向規定為從負極指向正極。
2. 電流
大量電荷朝一個方向移動(又稱為定向移動)就形成了電流。因為電荷有正負之分,所以規定正電荷在電路中的移動方向規定為電流的方向。上圖電路中電流方向是:電源正極→R1→R2→⊥→電源負極。
電流的代号是I,單位為A(讀音安培),在電子線路中,A的單位相對較大,我們通常會用到比它小一點的單位,比如mA(毫安)或者uA(微安),它們之間的關系是1A=103mA=106uA。
3. 電阻
電壓是電路中産生電流的原因。如果電壓相同,不同電路電流可能相同。也可能不同,說明電流強弱還與電路有關。規定:導體對電流的阻礙作用稱為導體的電阻,用R表示,單位為Ω(讀音歐姆)。電阻的其他單位還有千歐(kΩ),兆歐(MΩ),他們之間的關系為1MΩ=103kΩ=106Ω。
導體的電阻與導體的長度(L),橫截面積(S)和電阻率()有關。導體長度越長,截面積越小,電阻越大。而不同材質的電阻率不同。例如,鋼絲電阻率低,而鐵絲電阻率就高。通常導線内芯要用鋼絲,而鐵絲不能用做導線線芯。影響電阻的因素可以用公式表示。
另外,有些材料的電阻還受溫度。光照,壓力等因素影響,這些材料可以制作可變電阻來進行電路控制。
4電路三要素之間的關系滿足→歐姆定律
在純電阻電路中,流過電阻的電流I在大小與電阻兩端的電壓U成正比,與電阻R成反比。寫成公式:
此公式說明 :知道公式中任意兩個參數就可以導出第三個參數。
三、電路的三種狀态
(1)通路:電路暢通,有正常的電流流過負載,負載工作正常。
(2)開路:電路斷開,無電流流過負載,負載不工作。
(3)短路:電路中有很大的電流流過,但電流不流過負載,負載不工作。
四、電路常用的兩種保護措施:
1. 接地。為防止觸電事故,電器設備外殼往往要與大地連接,稱為接地。除此外,在電子線路中,接地還有兩層含義:①标有接地符号處的電位為0V。②所有标有接地符号的地方都是連通的。
2. 屏蔽。為防止某些元器件和電路工作時受到幹擾,或者幹擾其他電路搖正常工作,通常對這些元器件和電路采取隔離措施,這種隔離措施稱為屏蔽。方法是:用金屬材料(稱為屏蔽罩)将元器件或電器封閉起來,再将屏蔽罩接地。
實訓内容:1. 所有實訓均在具備一定的安全操作知識情況之下進行,如有不明白之處,切記不要亂動,以防墨菲效應。
2. 觀測各種用電器的銘牌,記錄相應的電壓、電流等數據。
3. 查找資料整理常用電路符号列表。列表内容如下:
4. 根據文中圖一雙控開關電路,練習組裝練習電路。并繪制電路圖,每個元器件要标上字母代号。電源可以網上采購幹電池盒,對應幹電池,開關兩個,電燈及底座,導線等若幹材料。
組裝完成後調試,觀測能否實現按下任意兩個開關之一,均可實現自由将電燈打開或關閉。
5. 根據下圖所示電路标出1,2,3點處的電位。并依據電位計算UAB=?
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