第一章直流电路

电路：就是电流流过的路径，是为了实现某种功能由实际元器件构成的通路。

1.1 电路的组成--电源、负载、中间环节

电源：电路中提供电能的装置。如发电机、电池等。
负载：电路中接收电能的设备。如电动机、电灯等。
中间环节：电源和负载之间的开关、导线等。

一张图记住电路的组成

电路的分类:

1、实现电能的传输、分配与转换；
2、实现信号的传递与处理。

1.2 电路中的基本元件--电源、电阻、电容、电感

1.理想电路元件
主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。

电压源：输出电压比较稳定，输出电流由外电路决定；
电压源内阻很小，不能短路，否则电流过大。---仿真

电流源：输出电流比较稳定，输出电压由外电路决定；
电流源内阻很大，不允许开路，否则电压过高。---仿真

电阻：起阻碍电流的作用。电阻元件上的电压、电流关系遵循欧姆定律：
R=U/I    变形得 U=IR，I=U/R
单位：mΩ、Ω、kΩ、MΩ
电阻的串联：R=R1+R2   (越串越大)
电阻的并联：R=R1*R2/(R1+R2)
电阻的混联：串、并联混合。求下图是多少欧?

电阻消耗的功率：P=UI=U²/R=I²R

电容：是动态储能元件，其电压、电流的关系：

电容元件的工作方式就是充放电，因此电容的电压不能突变。
交流阻抗，即容抗为X_c=1/ωC=1/2πfC
（ω是交流电的角率频）
电容起到隔直流、通交流的作用。只有电容元件的极间电压发生变化时（通交流），电容支路才有电流通过。其储存的电场能量为：

电感：也是动态储能元件，其电压、电流的关系：

电感的电流不能突变。起到通直流、阻交流作用。
交流阻抗，即感抗为X_L=ωL=2πfL。
因此，只有电感元件上的电流发生变化时，电感两端才有电压。其储存的磁场能量为：

2、电路模型
为了便于用数学方法分析电路，一般要将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。
在电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号来表示。

电源是提供（发出）能量，电流从正极流出；
负载是消耗（吸收）能量，电流从正极流入；
以上可用于电源和负载的判断。

1.3 电路的基本物理量--电压、电位、电流、电功率
电路的主要物理量有：电压U、电位V、电流I、电动势E、电功率P、电能W 等。

电压U：电路中两点之间的电位差，也叫电压降。它是产生电流的根本原因。
课本定义：将单位正电荷从电路中一点移到另一点的做的功，其表达式：

方向是由高电位指向低电位；
单位：mV、V、kV（毫伏，伏，千伏）

电位V：该点到零电位（0V）的电压差。如上图的5V、7.5V、10V

1. 下图左电路中若选定C为参考点，当开关断开和闭合时，判断各点的电位值。

2. 求上图右电路中开关S闭合和断开时A点的电位。

电流I：电荷的定向移动形成电流，既有大小也有方向。电流的大小用电流强度表征，单位是安培（A），简称安。
方向：规定正电荷移动的方向或负电荷运动的反方向。
对负载而言，电流的实际方向总是从高电位流向低电位。---（水往低处流）
对电源而言，电流的实际方向总是从低电位流向高电位。---（抽水机让水往高处流）
单位：1A=10³mA=10⁶μA=10⁹nA