1.1 電路
電路理論和電磁理論是電氣工程兩大理論湿硝,電氣工程的所有分之學(xué)科都是在此基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的,如電源奏篙,電機(jī)柴淘,控制系統(tǒng),電子學(xué)秘通,通訊以及電子儀器等許多分支为严。電路是一種很好的研究能量系統(tǒng)的模型。
在電氣工程中我們經(jīng)常要研究一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)的通信和能量傳輸肺稀,而實(shí)現(xiàn)這種功能需要將若干電氣元件組合起來(lái)第股,這種由電氣元件相互連接而成的整體稱為電路(electric circuit)。電路中每個(gè)組成的部分稱為元件(element)话原。
電路是由電氣原件相互連接而成的整體
1.2 計(jì)量單位制
量的名稱 | 單位名稱 | 單位符號(hào) |
---|---|---|
長(zhǎng)度 | 米 | m |
熱力學(xué)溫度 | 開(爾文) | K |
電流 | 安(培) | A |
電荷量 | 庫(kù)(侖) | C |
發(fā)光強(qiáng)度 | 坎(德拉) | cd |
1.3 電荷與電流
電荷的概念是解釋各種電現(xiàn)象的基礎(chǔ)夕吻,而且電路中最基本的物理量就是電荷(electric charge)
電荷是構(gòu)成物質(zhì)的原子的一種電氣特性,單位是庫(kù)侖(C)
所有物質(zhì)都由原子構(gòu)成繁仁,每個(gè)原子由質(zhì)子涉馅,電子和中子構(gòu)成,電子所帶電荷e是負(fù)的黄虱,其電荷量為1.602*10?1?C稚矿,而質(zhì)子所帶的則是電荷量與電子相同的正電荷。原子中數(shù)量相等的質(zhì)子和中子使其呈現(xiàn)中性狀態(tài)。
電荷:1晤揣,對(duì)于電荷而言庫(kù)侖是相當(dāng)大的單位1C的電荷量包含了1/(1.60210?1?)=6.24101?個(gè)電子桥爽。因此實(shí)際常用電荷量通常是pC,nC或μC量級(jí)碉渡。
2聚谁,實(shí)際產(chǎn)生的電荷量只能是電子電荷量e=-1.602*10?1? C的整數(shù)倍。
3滞诺,電荷守恒定律(law of conservation of charge)表明電荷既不能被創(chuàng)造也不能被消滅形导,只能轉(zhuǎn)移,因此一個(gè)系統(tǒng)中電荷量的代數(shù)和是不變的习霹。
電荷的特征是其移動(dòng)性朵耕,即電荷可以從一個(gè)位置運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)位置,從而轉(zhuǎn)換為另一種能量形式淋叶。
電流:當(dāng)一根導(dǎo)線(由若干原子組成)連接到電池(電動(dòng)勢(shì)源)兩端時(shí)阎曹,就會(huì)破勢(shì)電荷運(yùn)動(dòng),正電荷向一個(gè)方向移動(dòng)動(dòng)而負(fù)電荷向相反方向移動(dòng)煞檩,這種電荷的運(yùn)動(dòng)就產(chǎn)生了電流处嫌。習(xí)慣上將正電荷的運(yùn)動(dòng)方向做為電流流動(dòng)的方向。即與負(fù)電荷的流動(dòng)方向相反斟湃。雖然現(xiàn)在知道金屬導(dǎo)體中的電流是由帶負(fù)電荷的電子產(chǎn)生熏迹,但任然沿用大家普遍接受的慣例,即認(rèn)為電流是正電荷流凝赛。
直流電流(direct current dc):如果電流不隨時(shí)間變化注暗,而是保持恒定,則稱為直流電流墓猎。直流電流指不隨時(shí)間變化的恒定電流捆昏。采用符號(hào) I 表示恒定電流。
交流電流(alternating current ac):隨時(shí)間變化的電流則用符號(hào) i 表示毙沾,時(shí)變電流的常見(jiàn)形式是正弦電流或稱交流電流骗卜。交流電流是指時(shí)間按正弦規(guī)律變化的電流
電壓
要使導(dǎo)體內(nèi)電子向某個(gè)方向運(yùn)動(dòng),需要功或者能量的轉(zhuǎn)換搀军,而這種轉(zhuǎn)換需要外電動(dòng)勢(shì)(external elecrromotive force.emf)的推動(dòng)膨俐,典型的電動(dòng)勢(shì)如電池,電動(dòng)勢(shì)又稱為電壓(voltage)或電位差(potential difference)
電壓(電位差)是指移動(dòng)單位電荷通過(guò)某個(gè)元件所需的能量罩句,單位是伏特。