第1章 电路的基本概念、基本定律
本章所述内容,系该学科*基本的知识。它涵盖了电路的基本知识和部分基本定律。
通过对本章的学习,要求达到:
(1)了解电路及其组成;了解电路模型的概念。
(2)理解电位、电动势、电能的基本概念;掌握电流、电压的概念及其参考方向;掌握电功率的概念及其计算。
(3)了解电阻及其参数计算;了解线性电阻与非线性电阻的概念;了解温度对电阻的影响;掌握电阻定律与欧姆定律并能熟练运用。
(4)了解负载获得*大功率的条件及计算。
1.1 电路与电路模型
1.1.1 电路
电路是由一些电器设备或元件,为实现能量的传输、分配和转换或实现信息的变换、传输和处理而构成的组合的总称。一般而言,电路是指电流通过的闭合路径。
实际应用的电路种类很多,形式和结构各不相同,但其主要组成可分为三部分,即电源、负载、中间环节。电源向电路提供电能,它将非电能转换成电能,如发电机、蓄电池、干电池等。负载是各种用电设备的总称,它将电能转换成非电能,以实现设备功能的目的,如电灯将电能转换成光能、电动机将电能转换成机械能。中间环节是将电源与负载连接起来的部分,起到电能的传输、分配、控制、保护等作用,包括导线、开关、控制电器、保护电器等。
1.1.2 电路模型及电路图
实际的电路元器件电磁性能非常复杂,为了掌握元器件*本质的物理特性,研究电路的基本规律,通常把实际的电路元件抽象成理想的电路元件。如一个*简单的线绕式电阻器,从能量转换的角度看,其主要作用是将电能转换成热能,因此电阻器是一个耗能元件;如果从电磁感应的角度看,当电流流过电阻器时,一部分电能将转化为电磁能储存起来。但是二者比较,电能转变成热能是主要的,因此电阻的主要电磁性能是消耗电能。所有的电阻器以及白炽灯、电炉、电烘箱等借助电阻发热而达到其应用目的的实际设备,均可抽象为理想电阻元件。同样,电感是表征储存磁场能量的理想电路元件,电容是表征储存电场能量的理想电路元件。
所谓理想电路元件,是指其电磁特性是单一的,可以用来表征实际元件主要电磁性质的理想化的模型元件。
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