第1章 電路的基本知識

本章是電工學(xué)的理論基礎(chǔ)，主要介紹電路的基本概念和電學(xué)中的一些基本物理量，并研究電路的基本規(guī)律。

學(xué)習(xí)導(dǎo)航

第一節(jié) 電 流

物理學(xué)中講過電荷，并且知道，處在電場中的電荷會(huì)受到電場力的作用而運(yùn)動(dòng)。

我們把電荷有規(guī)則的定向移動(dòng)稱為電流。

形成電流有兩個(gè)條件：①要有可自由移動(dòng)的自由電荷；②要有能使自由電荷定向移動(dòng)的電場（電壓）。

不同的導(dǎo)體，自由電荷的種類不同。例如，在金屬導(dǎo)體中，自由電荷是自由電子；在電解液中，自由電荷是正、負(fù)離子。

一、電流的種類

電流的分類方式較多，按波形可分為直流、交流和脈動(dòng)電流三大類。凡大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流，稱為穩(wěn)恒電流，簡稱直流，用DC表示，如圖1-1（a）所示；凡大小和方向都隨時(shí)間變化的電流，稱為交變電流，簡稱交流，用AC表示，如圖1-1（b）所示；凡電流的大小隨時(shí)間變化，但方向不隨時(shí)間變化的電流，稱為脈動(dòng)電流，如圖1-1（c）所示。本章主要討論直流。

二、電流的大小

電流的大小用電流強(qiáng)度來衡量。我們把單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量叫做電流強(qiáng)度，簡稱電流，用I表示。

若在時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為Q，則電流I為

式中，時(shí)間t的單位是秒（s）；電荷量Q的單位是庫侖（C），簡稱庫；電流I的單位是安培（A），簡稱安。

常用的電流單位還有千安（kA）、毫安（mA）、微安（μA）等，其換算關(guān)系為

例題1-1 某導(dǎo)體在5min內(nèi)通過的電荷量為4.5C，導(dǎo)體中的電流是多少？

解：由得

三、電流的方向

為分析、計(jì)算方便，習(xí)慣上規(guī)定，正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯恼较颉Ｔ诮饘賹?dǎo)體中，電流的方向與電子移動(dòng)的方向相反。

有時(shí)候會(huì)遇到某一電流的實(shí)際方向難以確定的情況，這時(shí)可先假定一個(gè)電流的方向，稱做參考方向，然后根據(jù)電流的參考方向進(jìn)行計(jì)算。若結(jié)果為正值，則表明電流的實(shí)際方向與參考方向一致，如圖1-2（a）所示；若結(jié)果為負(fù)值，則表明電流的實(shí)際方向與參考方向相反，如圖1-2（b）所示。