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电工线路图的识图要领

 茂林之家 2019-05-10

电流

电工线路图的识图要领

在导体的两端加上电压,导体的电子就会在电场的作用下做定向运动,形成电子流,称之为“电流”。在分析和检测电路时,规定“正电荷的移动方向为电流的正方向”。但应指出金属导体中的电流实际上是“电子”的定向运动,因而规定的电流的方向与实际电子运动的方向相反。这里可以理解为,正电荷和负电荷的运动方向是相对的,犹如火车和铁道之间的关系,如坐在火车上看铁道,好像铁道在向相反的方向运动。

电流的大小用“电流强度”来表示,它的定义为单位时间内通过导体横截面的电荷量。电流强度用字母“I”(或 “i” )来表示。若在时间t内通过导体横截面的电荷量是Q库仑,则电流强度可用下式表示:

电工线路图的识图要领

如果在1s内通过导体横截面的电荷量是1库仑,那么导体中的电流强度为1安培。

电流强度的单位为“安培”,简称“安”,以字母“A”表示。根据不同的需要,还可以用“千安”(kA)、“毫安”(mA)和“微安”(mA)来表示。它们之间的关系为:

1kA=1000A; 1mA=10 -3 A; 1mA=10 -6 A

为了方便,常常将电流强度简称“电流”,可见电流不仅表示一种物理现象,而且代表一个物理量。

电工线路图的识图要领

电流有直流和交流之分。直流电流是指大小和方向都不随时间变化的电流,简称“直流”,用符号“DC”表示。

电流的大小和方向均随时间变化的电流称为交变电流,简称“交流”,用符号“AC”表示。其中正弦交流电流是一种按正弦规律变化的交流电,也是使用最多的交流电。

电压

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电压是表征信号能量的3个基本参数(电压、电流、功率)之一。在电子电路中,电路的工作状态如谐振、平衡、截止、饱和以及工作点的动态范围,通常都以电压的形式表现出来。

图中的a和b表示电池的正、负极正极(a)带正电荷,负极(b)带负电荷。根据物理学的知识,在电池的a、b之间要产生电场,如果用导体将电池的正极(a)和负极(b)连接起来,则在电场的作用下,正电荷就要从正极(a)经连接导体流向负极(b),这说明电场对电荷做了功。为了衡量电场力对电荷做功的能力,便引入了“电压”这一物理量,用符号“ U ”(或“ u ”)表示,它在数值上等于电场力把单位正电荷从a点移动到b点所做的功。用W表示电场所做的功, Q 表示电荷量,则:

电工线路图的识图要领

通常两点间的电压也称为两点间的电位差,即:

电工线路图的识图要领

上式中的 U a 表示a点的电位, U b 表示b点的电位。电位可认为是某点与零电位点间的电位差。如上图中,以b点为基准零电位,则a点相对于b点的电位为1.5V,即电池的输出电压。

电动势

上图正电荷在电场的作用下从高电位向低电位流动,这样随着电池的消耗(电池内阻会增加),电能下降,正极a因而电位逐渐降低,其结果是a和b两电极的电位差逐渐减小,则电路中供给灯泡的电流也相应减小。

为了维持电流不断地在灯泡中流通,并保持恒定,也就是要使负极b上所吸收的正电荷能回到正极a。但由于电场力的作用,负极b上的正电荷不能逆电场而上,因此必须要有另一种力能克服电场力,而使负极b上的正电荷流向正极a,这就是电源力。充电电池就是根据这个原理开发的。电源力对电荷做功的能力通常用电动势 E ba 来衡量,它在数值上等于电源力把单位正电荷从电源的低电位端(负极)b经电源内部移到高电位端(正极)a所做的功,即:

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重要提示

电压和电动势都有方向(但不是矢量):

(1)电压方向规定为由高电位端指向低电位端,即电位降低的方向;

(2)电动势的方向规定为在电源内部由低电位端指向高电位端,即电位升高的方向。

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