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电工学基础知识第一节直流电直流电（directcurrent）是大小和方向都不随时间变化的电流。又称恒定电流。所通过的电路称直流电路，是由直流电源和电阻构成的闭合导电回路。在该电路中，形成恒定的电场，在电源外，正电荷经电阻从高电势处流向低电势

处，在电源内，靠电源的非静电力的作用，克服静电力，再从低电势处到达高电势处，如此循环，构成闭合的电流线。所以，在直流电路中，电源的作用是提供不随时间变化的恒定电动势，为在电阻上消耗的焦耳热补充能量。在比较简单的直流电路中，电源电动势、电阻、电流以及任

意两点电压之间的关系可根据欧姆定律及电动势的定义得出。复杂的直流网络可根据G.R.基尔霍夫方程组求解。它包括节点电流方程和回路电压方程两部分，前者指出，对于任一节点（3个或3个以上支路的交点），流入和流出节点的各电流的代数和为零，这是恒定条件的要求，后者指出，对于任

一闭合回路（网格），各部分电压降的代数和为零，这是静电场环路定理的结果，两者构成了完备的方程组。测量直流电路中电流、电压、电阻、电源电动势等物理量的仪表称为直流仪表。常用的有电流计，安培计，伏特计，电桥，电势差计等。直流电源有化学电池

，燃料电池，温差电池，太阳能电池，直流发电机等。直流电主要应用于各种电子仪器，电解，电镀，直流电力拖动等方面。在电力传输上，19世纪80年代以后，由于不便于将直流电低电压升至高电压进行远距离传输，直流输电曾让位于交流输电。20世纪60年代以来，由于采用高电压、大功率变流器将直流电变为交流电，直流输

电系统又重新受到重视并获得新的发展。第二节交流电有了电的发现与了解，十八世纪研究电的科学家们又发现不同的金属释放电子的能力不同，将能力高（如锌）与能力低（如铜）的两种金属，用适当的溶液及导线相连，则会产生持续性的电流，这种电流便是“直流电流”，而类似的装置即

为今日常用电池的基本构造。直流电的发明为当时的生活带来许多便利，但以今日的科技水准观之，却有不易大量生产以及持续性不够久的缺点。幸而在十九世纪中科学家发现了磁场，同时也发现导线在磁埸中移动会产生电流，更因此而发明了便宜又好用的交流电，丰富了人类的生活

。所谓交流电即是随时间而改变方向的电流，因导线在磁场中无法永远在同一方向移动，而必须做周期性的往返运动，因此其产生的电流也会定期改变方向，就像我们的呼吸一样，吸饱气时必须呼气才能吸一下口气，而我们肺部也就跟着做氧气与二氧化碳的周期性交换动作。上图是一个简单的交流发电机原理示

意图，图中环状导线借着连接其上的转轴不断旋转，并与南北两磁极连成的磁力线相交而产生交流电，转轴前端的电刷则将导线所产生的电流引出送到输配电系统，再送到工厂或家中使用。简而言之，我们只要想办法让一组环状导电线圈在磁场中持续转动，原则上就可以得到电力。第三节电流电流是指电荷的定向

移动。电流的大小称为电流强度（简称电流，符号为I），是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量，每秒通过一库仑的电量称为一“安培”（A）。安培是国际单位制中所有电性的基本单位。除了安培（A），常用的单位有毫安（mA）及微安(μA)。它们之间的换算关系是：

1A=1000mA1mA=1000μA电流的微观表达式为I=nesv。式中的n表示单位体积内的自由电荷数，e是电子的电量，s为导体横截面积，v为自由电子定向移动的速率。1、电流的基本计算式I=C/T（电量/时间）=U/R（电压/电阻）2、电流的方向物理上规定电

流的方向是正电子的流动方向或者负电子的流动的反方向。一般情况下，电子指的是负电子，除非特别说明是正电子。3、电流形成的原因电压是使电路中电荷定向移动形成电流的原因。4、电流产生的条件（1）必须具有能够自由移动的电荷。（2）

导体两端存在电压（要使闭合回路中得到持续电流，必须要有电源）。5、电流的单位——安培电流单位安培，简称安，符号是：A。它的定义是：安培是一恒定电流，若保持在处于真空中相距1米的两条无限长而圆截面可忽略的平行直导线内，则两条导线之间产生的力

在每米长度上等于2×10-7牛顿。该定义在1948年第九届国际计量大会上得到批准，1960年第十一届国际计量大会上，安培被正式采用为国际单位制的基本单位之一。6、电流的测量－电流表电流表的符号：-A-电流表的使用方

法：（1）电流表要串联在电路中。（2）正负接线柱的接法要正确：电流从正接线柱流入，从负接线柱流出。（3）被测电流不要超过电流表的量程。（4）绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上（5）确认目前使用的电流表的量程（6）确认每个大格和每个小格所代表的电流值。先试触，出现问题时先解决

：①指针不偏转；②指针偏转过激，电流表会爆掉；③指针偏转很小；④指针反向偏转。7、电流的三大效应（1）热效应。（2）磁效应（3）化学效应8、额定电流额定电流是指电气设备等在额定输出时的电流。电气设备标出的电流值称为额定电流。设计时已考虑到其电流线圈允许长期通过的最大电流为额定电流的2倍（近几

年生产的电度表电流线圈允许长期通过的最大电流为额定电流的4倍）如熔断器的熔体都有两个参数：额定电流与熔断电流。所谓额定电流是指长时间通过熔体而不熔断的电流。熔断电流一般是额定电流的两倍。第四节电压大家都知道，水在管中所以

能流动，是因为有着高水位和低水位之间的差别而产生的一种压力，水才能从高处流向低处。城市中使用的自来水，所以能够一打开水龙头就能从管中流出来，也是因为自来水的贮水塔比地面高，或者是由于用水泵推动水产生压力差的缘故。电也是如此，电流所以能够在导线

中流动，也是因为在电流中有着高电位和低电位之间的差别。这种差别叫电位差，也叫电压。换句话说，在电路中，任意两点之间的电位差称为这两点的电压。电源是提供电压的装置。电压用符号“U”表示。电压的高低，一般是用单位“伏特”表示，简称伏，用符号“V”

表示。高电压可以用千伏（kV）表示，低电压可以用毫伏（mV）表示。它们之间的换算关系是：1千伏（kV）=1000伏（V）1伏（V）=1000毫伏（mV）1、电压的基本计算式U=I×R（电流×电阻）=I×I×R×T（电流平方×电阻×通电时间）2

、电压表的使用电压的大小用电压表测量。（1）使用前，先校零。（2）电压表必须并联在被测电路中。（3）使电流从电压表的“＋”接线柱流入，“－”接线柱流出。（4）所测电压不允许超过它的量程。（5）在不知电

压大小的情况下，可用快速试触最大量程的方法。（6）电压表可以直接接在电源的两端。第五节电阻导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻。电阻器简称电阻（Resistor，通常用“R”表示）是所有电子电路中使用最多的元

件。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可以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。电阻都有一定的阻值，它代表这个电阻对电流流动阻挡力的大小。电阻的单位

是欧姆，用符号“Ω”表示。欧姆是这样定义的：当在一个电阻器的两端加上1伏特的电压时，如果在这个电阻器中有1安培的电流通过，则这个电阻器的阻值为1欧姆。在国际单位制中，电阻的单位是Ω（欧姆），此外还有KΩ（千欧），MΩ（兆欧）。它们之间的换算关系是：1MΩ=1000KΩ1KΩ=1000Ω电阻的阻

值标法通常有色环法，数字法。色环法在一般的的电阻上比较常见。由于手机电路中的电阻一般比较小，很少被标上阻值，即使有，一般也采用数字法，即：101—表示10Ω的电阻；102—表示100Ω的电阻；103—表示1KΩ的电阻；104—表示10KΩ的电阻；106—表示1MΩ的电阻；107—表示10MΩ

的电阻。如果一个电阻上标为22×103，则这个电阻为22KΩ。第六节欧姆定律在同一电路中，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比,这就是欧姆定律。电压=电阻×电流（U=R·I）电流=电压÷电阻（I=U/R）电阻=电压÷电流（R=U/I）注意，在这个公式里常犯的错误就是这个说法

“电阻跟导体两段电压成正比，跟电流成反比”，这个说法是错的，电阻是导体本身的固有特性，只和导体的长度、横截面积、材料和温度有关，和电压、电流无关。第七节电路电路是电流所流经的路径。电路或称电子回路，是由电气设备和元器件，按一定方式联接起来，为电荷流通提供了路径的总体，也

叫电子线路或称电气回路，简称网络或回路。如电阻、电容、电感、二极管、三极管和开关等，构成的网络。电路的大小，可以相差很大，小到硅片上的集成电路，大到高低压输电网。1、串联电路电流依次通过每一个组成元件的电路叫串联电路。串联电路的基本特征是只有一条支路，由此出发可以推出串联电

路有如下五个特点：（1）流过每个电阻的电流相等。因为直流电路中同一支路的各个截面有相同的电流强度。（2）总电压（串联电路两端的电压）等于分电压（每个电阻两端的电压）之和（U=U1+U2+·＋Un）。这可由电压的定义直接得出。（3）总电阻等于分电阻之和。把欧姆定律分别用于每个电阻可得U1=

I·R1，U2=I·R2，·，Un=I·Rn代入下式U=U1+U2+······+Un因每个电阻上的电流相等，得U=I（R1+R2+······+Rn）此式说明，若用一个阻值为R=R1+R2+······+Rn的电阻元件代替原来n个电阻的串联电路，

这个元件的电流将与原串联电路的电流相同。因此电阻R叫原串联电阻的等效电阻（或总电阻）。故总电阻等于分电阻之和。（4）各电阻分得的电压与其阻值成正比，因为Ui=I·Ri。（5）各电阻分得的功率与其阻值成正比，因Pi

=I2·Ri。串联的优点：所以在电路中，若想控制所有电路，即可使用串联的电路。串联的缺点：若电路中有一个用电器坏了，整个电路意味着都断了。2、并联电路并联电路是指在电路中，所有电阻(或其他电子元件)的输入端和输出端分别被连接在一起。在并联电路中，每一元件两端的电压V都是相同的，流过每一元件的

电流Ix不会受其他元件影响，它会根据元件的电阻Rx而有所不同，Ix=V/Rx。并联电路有如下五个特点：（1）干路电流等于各支路电流之和（I=I1＋I2+·＋In）。（2）干路电压等于各支路电压（U=U1=U2=······=Un）。（3）总电阻的倒数等于各电阻的

倒数之和（1/R=1/R1＋1/R2＋·＋1/Rn）。（4）分流作用。并联电路中通过各导体的电流强度跟它的电阻成反比（I1·R1=U；I2·R2=U；11II=12RR）。可见在并联电路中，电阻越小通过电流强度越大。（5）并联电路功率分

配：并联电路中各电阻消耗电功率跟它阻值成反比（P1=U2/R1；P2=U2/R2；21PP=12RR）。可见在并联电路中，电阻越小消耗电功率越大。一般家庭用的电灯，电视机，空调机以及其它家用电器均是以并联方式连接的。3、简单电路与复杂电

路简单电路就是各部分是以串、并联形式联接的电路，复杂电路就是至少有一部分电路既不是串联也不是并联的电路。简单电路一般采用串、并联公式进行分析与计算，而复杂电路要应用基尔霍夫定律去分析。因此，要解决电路问题，首先要分清电路的类型。实际电路的形状既不规范又很复杂，如何迅速区分电路类型是化简、分析、

计算电路的前提。第八节电感电感是衡量线圈产生自感磁通本领大小的物理量，用字母L表示，单位是亨利，用字母H表示。其中，1H=103mH=106μH电感分为互感和自感两种。（1）互感:两个线圈之间的电磁感应叫做互感。如电流互感器等。（2）自感：由于通

过线圈本身的电流变化而引起的电磁感应叫自感。第九节电功率电功率是衡量用电器消耗电能快慢的物理量，也就是电流在单位时间内所做的功，用P表示，它的单位是W（瓦特，简称瓦），此外还有KW（千瓦）。它们之间的关系是：1KW＝100

0W作为表示消耗能量快慢的物理量，一个用电器功率的大小等于它在1秒（1S）或1小时（1h）内所消耗的电能。如果在“t”这么长的时间内消耗的电能“W”，那么这个用电器的电功率“P”就是：P＝W/t电功率可以由

电压与电流的乘积求得：P＝UI每个用电器都有一个正常工作的电压值叫额定电压。用电器在额定电压下的功率叫做额定功率。