电路基础
手机、灯、冰箱、热水器、空调、电动车等,这些生活电器的使用都离不开电 。 电在我们的生活中扮演着重要的角色,给我们提供便利,让我们的生活更加精彩 。 但是电也是危险的,大家来跟着我来了解关于电路基础知识吧!
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电路与电路图
首先我们来看下图所示的是一个简单的实物电路,这个电路由电池、开关、灯泡、导线组成 。 电源的作用是提供电能;开关和导线是控制和传递电能的,称为中间环节;灯泡是消耗电能的用电设备,它可以将电能转换为光能,称为负载 。 所以,电路是由电源,中间环节和负载组成的 。
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如下图所示为实物电路的电路图,和上图比较,不难看出,非常方便和简单美观,所以我们就采用一些简单的图形符号代替实物的方法来画电路,这样画出的图形称为电路图 。
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电流与电阻
电流
在上图中的电路中,将开关闭合,灯泡会发光,这是因为当开关闭合时,带负荷的电子源源不断地从电源负极经过导线、灯泡、开关流向电源正极 。 这些电子在流经灯泡内的钨丝时,使钨丝发热,温度急剧上升而发光 。
大量的电荷朝一个方向定向移动就行成了电流,我们称电子运动的反方向作为电流方向,即正电荷在电路中的移动方向规定为电流的方向 。 科学定义为:把单位时间里通过导体任一横截面的电量叫做电流强度,简称电流 。
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如上图所示,电源正极→开关→灯泡→电源负极 。 电流用字母“I”表示,单位为安培(安德烈·玛丽·安培,1775年—1836年,法国物理学家、化学家,在电磁作用方面的研究成就卓著,对数学和物理也有贡献 。 电流的国际单位安培即以其姓氏命名,简称“安”),用“A”表示,比安培小的单位有毫安(mA)、微安(μA),他们之间的关系为:1A=1000mA=1000000μA 。
电阻
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我们再来看一下上面的电路图,给电路增加一个元器件--电阻,发现灯光会变暗,这是为什么呢?原来电阻器对电流有一定的阻碍作用,从而使流过灯泡的电流减小,灯泡变暗 。
导体对电流的阻碍称为该导体的电阻,电阻用字母“R”表示,电阻的单位为欧姆,简称欧,用“Ω”表示,比欧姆大的单位有千欧(KΩ)、兆欧(MΩ),三者之间的关系为:1MΩ=1000KΩ=1000000Ω 。
导体的电阻计算公式为:
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公式中,L为导体的长度(单位为m);S为导体的横截面积(单位为㎡);ρ为导体的电阻率(单位为Ω*m),不同的导体,ρ值一般不相同 。
电阻元件的电阻值大小一般与温度,材料,长度,还有横截面积有关,衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数,其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数 。
电阻的主要物理特征是变电能为热能,也可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 。
在长度L和横截面积S相同的情况下,电阻率越大的导体其电阻越大 。 比如,L、S相同的铁导线和铜导线,铁导线的电阻大概是铜导线的5.9倍 。 由于铁导线的电阻率比铜导线大很多,为了减少电能在导线上的损耗,让负载得到较大电流,所以供电电流一般采用铜导线 。
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