第1章 電路的基本知識

本章是電工學的理論基礎，主要介紹電路的基本概念和電學中的一些基本物理量，并研究電路的基本規律。

學習導航

第一節 電 流

物理學中講過電荷，并且知道，處在電場中的電荷會受到電場力的作用而運動。

我們把電荷有規則的定向移動稱為電流。

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

不同的導體，自由電荷的種類不同。例如，在金屬導體中，自由電荷是自由電子；在電解液中，自由電荷是正、負離子。

一、電流的種類

電流的分類方式較多，按波形可分為直流、交流和脈動電流三大類。凡大小和方向都不隨時間變化的電流，稱為穩恒電流，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；凡電流的大小隨時間變化，但方向不隨時間變化的電流，稱為脈動電流，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度來衡量。我們把單位時間內通過導體橫截面的電荷量叫做電流強度，簡稱電流，用I表示。

若在時間t內通過導體橫截面的電荷量為Q，則電流I為

式中，時間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，其換算關系為

例題1-1 某導體在5min內通過的電荷量為4.5C，導體中的電流是多少？

解：由得

三、電流的方向

為分析、計算方便，習慣上規定，正電荷移動的方向為電流的正方向。在金屬導體中，電流的方向與電子移動的方向相反。

有時候會遇到某一電流的實際方向難以確定的情況，這時可先假定一個電流的方向，稱做參考方向，然后根據電流的參考方向進行計算。若結果為正值，則表明電流的實際方向與參考方向一致，如圖1-2（a）所示；若結果為負值，則表明電流的實際方向與參考方向相反，如圖1-2（b）所示。