认识电路 电路的基本物理量
一、电流
1. 电流的形成
概念:带电质点有规则的运动形成电流
定义 ↓
电流大小:单位时间内通过导体横截面的电荷量。
举栗子🌰
通常规定正电荷定向运动的方向为 电流方向 。
单位:
电流(I) 国际单位为 安[培] ,用符号 A 表示。其他常用的有毫安(mA)、微安(μA)等;
电荷量(q)国际单位是 库仑(C)
时间(t) 国际单位为 秒(s)
特点 ↓
不同的导电材料,带电质点有不同;
自由运动的是带 负电 的电子。
2. 电流的参考方向
概念:参考方向是一种 假定 的方向,可以按需 任意指定 。(同一个电路图的同一支路参考方向应一致)
表示方法:用实线箭头表示
分类:直流电、交流电(后续章节中展开)
注意 👇
1. 电流为 失量 ,有大必也有方向;
2. 电注的 参考方向(可任意指定)不一定就是电流的实际方向。实际方向必须根据计算结果判断:若得数为正说明参考方向与实际方向一致:若得数为 负 ,则说明参考方向和实际方向 相反 ;
3. 电流值的正负是在选择了参考方向以后才有意义;
4. 对电路进行 分析计算 时,必须标明电路图中的 参考方向;
5. 在非特殊注明的情况下,电路图中标出的电流方向都是 参考方向 ;
二、电压
定义:单位 正电荷 从a点移动到b点 电场力 所做的功。
公式分析 ↓
电压U_{ab}为 功(W_{ab})与 被移动电荷量(q)的 比值 ;
即将正电荷q 从 a点 到 b点 ,电场力所做的功为 W_{ab} 。
方向:高电位 到 低电位。(有时需要假设电压参考方向)
单位 ↓
电压(U) 国际单位为 伏[特] ,用符号 V 表示。其他常用的有 千伏(kV)、毫伏(mV)和 微伏(μV)等;
单位转换1kV = 10^{3}V、1V = 10^{3} mV = 10^{6} μV。
注意 👇
1. 电压为 标量 ,有大小也有方向;
2. 电压的参考方向不一定就是它的实际方向,实际方向要根据计算结果判断。(若计算结果为负,则说明参考方向与实际方向相反)
3. 在未特别注明的情况下,电路图中所标电压的方向都是指参考方向。
三、电动势
概念:在 电源内部 ,电源力(非静电力),将 单位正电荷 从 负极 移到 正极 所做的 功 称为电源的 电动势 。
公式分析 ↓
电动势(E) ,电动势方向与 电压 的 实际方向 相反,由 负极 指向 正极 ,电动势的单位是 伏(V)。
注意 👇
1. 电动势只存在于电源内部;
四、电位
概念
电位:在指定参考点后,某一点到参考点的电压,称为该点的电位,用 V 表示。
参考点:指定的一个计算电位的起点;
计算两点间的电压(如a、b)
注意 👇
1. 分析 同一 电路中各点电位时只能选择 一个 参考点;
2. 电压 的 实际方向 也 可 定义为 电位降低 的方向,电动势 的 实际方向 则为 电位升高 的方向。
五、电能和电功率
概念
电能:电场力推动自由电荷定向移动;
电功率:简称功率,等于单位时间内电路产生或消耗的电能,用P表示。
公式
在导体两端电压为右时间t内,通过导体横截面的电荷量为q,此时电场力做功为 ↓
单位 ↓
电能(E):国际单位 焦[耳],用符号 J 表示。其他常用的有 千瓦时(kW·h)俗称 度 。
功率(P):国际单位 瓦 ,用符号 W 表示。其他常用的有 千瓦(kW)、兆瓦(MW) 。
单位转换1MW = 10^{3} kW = 10^{6} W。