第1章 直流电路
学习目标:
(1)了解电路的作用与组成,理解电路元件、电路模型的意义。
(2)理解电压、电流及参考方向的概念,了解电动势、电功率的概念。
(3)掌握电路中电位的计算。
(4)会判断电源和负载。
(5)理解三种元件的伏安关系。
(6)掌握基尔霍夫定律,并能利用该定律求解典型电路。
用电常识告诉我们,无论发电、用电还是控制,均离不开电路。而电路理论是电工基础的主要部分,为了研究电路中的规律,首先要了解什么是电路、电路的组成和电路的作用。
1.1 电路和电路模型
1.1.1 电路
电路是由各种元器件为实现某种应用目的、按一定方式连接而成的整体,其特征是提供了电流流动的通道。复杂的电路亦可称之为网络。由于电的应用非常广泛,所以电路的形式也是多种多样、千变万化的,有长达数千千米的电力线路,也有小到只有几微米的集成电路。
根据作用,电路可分为两类:
一类是用于实现电能的传输和转换。例如,照明电路将电能由电源传输到照明灯,照明灯将电能转换为光能;动力电路将电能由电源传输到电动机,电动机将电能转换为机械能。将电能转换为其他形式能量的元器件或设备统称为负载,因此电路都是由电源、负载和中间环节(导线、开关等)等三个基本部分组成的。此类电路的电压较高,电流和功率较大,习惯称之为“强电”电路。
另一类是用于进行电信号的传递和处理。通过电路把施加的信号(称为激励)转换成所需要的输出信号(称为响应)。例如,收音机中的调谐电路,它可以从发射台发出的不同信号中选出所需要的信号。此类电路的电压较低,电流和功率较小,习惯称之为“弱电”电路。
根据电源提供的电流不同,电路还可以分为直流电路和交流电路两种。
综上所述,电路主要由电源、负载和中间环节等三部分组成,如图所示手电筒电路即为一个简单的电路组成。电源是提供电能或信号的设备,负载是消耗电能或输出信号的设备,电源与负载之间通过中间环节相连接。为了保证电路按不同的需要完成工作,在电路中还需加入适当的控制元件,如开关、主令控制器等。
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