《电工基础》考前概念梳理与常考题选讲 第1讲、电路的基本概念

《电工基础》考前概念梳理与常考题选讲 第1讲 电路的基本概念 一、考纲要求 （1）电路的组成及作用。 （2）理解电路的基本物理量（电动势、电流、电位、电压）的概念及单位。 （3）理解电功和电功率的概念，掌握电功、电功率和焦耳定律的计算。 （4）理解电阻的概念和电阻与温度的关系，熟练掌握电阻定律。 （5）了解电气设备额定值的意义。 （6）理解电场的两个重要性质以及描述电场的物理量。 二、知识梳理 1．电路 电流流通的闭合路径称为电路。 电路由电源、负载、连接导线以及控制和保护装置四部分组成。各部分的作用如下： 电源：向电路提供能量的设备。 负载：即用电器，是各种用电设备的总称。 连接导线：把电源和负载连接成闭合回路，输送和分配电能。 控制和保护装置：用来控制电路的通断，保护电路的安全，使电路能够正常工作。 2．电场的两个重要特性 （1）位于电场中的任何带电体，都受到电场力的作用。 （2）带电体在电场中受到电场力的作用而移动时，电场力对带电体做功，这说明电场具有能量。 3．电场强度 检验电荷在电场中某一点所受电场力F与检验电荷电荷量q的比值称为该点的电场强度，简称场强，用公式表示为E=F/q，单位为N/C。 电场强度是矢量。电场中某点的场强方向，就是正电荷在该点所受电场力的方向。 4．电力线的特征 （1）在静电场中，电力线总是起始于正电荷而终止于负电荷（或无穷远处）。 （2）任何两条电力线都不会相交。 （3）曲线上任意一点的切线方向（与曲线上箭头所指方向相同），表示电场中该点的场强方向。 （4）曲线的疏密程度表示电场的强弱，密强疏弱。 5．电流 电荷的定向运动形成电流。电流强度的定义式为I=Q/t，单位为A（安［培］）。 电流的方向：规定正电荷定向运动的方向为电流方向。在金属导体中，电流的方向与自由电子运动的方向相反。电流是一个标量，电流方向只表明电荷的定向运动方向。 6．电压 电压是衡量电场力做功能力大小的物理量。电场力将单位正电荷从一点a移到另一点b时所做的功，称为电路中这两点间的电压。定义式： 单位：V（伏［特］）。1V＝1J/C，，。 7．电位 电路中某点相对于参考点间的电压，称为电路中该点的电位。 电压和电位都是反映电场或电路能量特性的物理量，电路中a、b两点间的电压等于a、b两点间的电位之差。电压是绝对的，它的大小与参考点选择无关。电位是相对的，它的大小与参考点选择有关。参考点的选择是任意的，但是一个电路中只能有一个参考点。 8．电源 电源是把其他形式的能量转换成电能的装置。 电源力：一种存在于电源内部，能够把正电荷从低电位移到高电位的非静电性质的力。 电动势：在电源内部，电源力把正电荷从低电位移到高电位反抗电场力所做的功与被移动电荷的电荷量的比称为电源的电动势，即E＝W/q。 9．电动势与电压的区别 电动势与电压是两个物理意义不同的物理量。电动势存在于电源内部，是衡量电源力做功本领的物理量；电压存在于电源的内部和外部，是衡量电场力做功本领的物理量。电动势的方向从负极指向正极，即电位升高的方向；电压的方向是从正极指向负极，即电位降低的方向。 10．电阻 导体对电流的阻碍作用称为电阻。单位为Ω（欧［姆］）。 电流通过电阻元件时，电场力做功，将电能转换成热能而消耗，所以电阻元件是一种耗能元件。 11．电阻定律 实验证明，当温度不变时，一定材料制成的导体的电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比。这个实验规律称为电阻定律。 均匀导体的电阻可用公式表示为：。 ， ρ——电阻率，单位为Ω·m。，。 导体的电阻不仅和导体的材料性质及尺寸有关，而且与温度有关。 12．温度对导体电阻的影响 温度升高，使物质分子的热运动加剧，带电质点的碰撞次数增加，即自由电子的移动受到的阻碍增加；温度升高，导致物质中带电粒子数目增多，更容易导电。随温度的升高，导体的电阻究竟是增大了还是减小了，要视哪一种因素的作用占主要地位而定。 13．电能 在电场力作用下，电荷定向运动形成的电流所做的功称为电能。 电能的定义式为W＝UIt，单位为J（焦［耳］）。实际中常以kW·h（俗称度）作为电能的单位。 对于纯电阻电路，由欧姆定律可推得：。 14．电功率 电流在单位时间内所做的功称为电功率。 公式为P＝W/t＝UI，单位为W（瓦［特］）。 15．电流的热效应 导体通电时发热的现象称为电流的热效应。 焦耳定律：电流通过导体时产生的热量和电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比，这就是焦耳定律：。 16．电源的最大输出功率 当负载电阻R和电源内阻r相等时，电源输出功率最大。人们把电路中出现负载阻抗等于电源内阻的状态称为阻抗匹配。在阻抗匹配时，电源的效率为50％。最大功率的计算公式：。 三、高考常考题选讲 （一）、判断题 1．直流电路中，有电压的元件一定有电流。（